RU123032U1

RU123032U1 - CONNECTING NODE FOR DOME-BUILDING CONSTRUCTIONS (OPTIONS)

Info

Publication number: RU123032U1
Application number: RU2012141210/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Голденко
Original assignee: Александр Михайлович Голденко
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2012-12-20

Abstract

1. Соединительный узел для куполообразных строительных конструкций, содержащий центральный связующий элемент, объединяющий вершины треугольных плоскостей, множество которых создает куполообразную строительную конструкцию, при этом треугольные плоскости образованны короткими брусками, а концы каждого бруска закреплены на соединителе, отличающийся тем, что соединитель выполнен в виде пластины с отверстиями под крепежные элементы, при этом на торце пластины жестко закреплена, по крайней мере, одна плоская деталь, ориентированная перпендикулярно плоскости пластины, с обеих сторон по бокам снабженная петлеобразными выступами для образования цилиндрического шарнирного соединения с соосно установленными петлеобразными выступами соседней пластины, при этом пластина размещена в теле бруска, а центральный связующий элемент установлен в распор к соединителям.2. Соединительный узел по п.1, отличающийся тем, что брусок в продольном сечении имеет форму равнобокой трапеции с углом при основании α, равным от 80 до 83°.3. Соединительный узел по п.1, отличающийся тем, что центральный связующий элемент образован клинообразными выступами, жестко закрепленными на торцах пластины.4. Соединительный узел по п.1, отличающийся тем, что центральный связующий элемент выполнен в виде втулки.5. Соединительный узел по п.1, отличающийся тем, что центральный связующий элемент выполнен в виде щечек полусферической или конической формы, стягивающихся шпилькой.6. Соединительный узел для куполообразных строительных конструкций, содержащий центральный связующий элемент, который объединяет вершины треугольных плоскостей, множество котор�1. A connecting unit for dome-shaped building structures, containing a central connecting element that unites the tops of triangular planes, many of which create a dome-shaped building structure, while the triangular planes are formed by short bars, and the ends of each bar are fixed on a connector, characterized in that the connector is made in the form plates with holes for fasteners, while at the end of the plate at least one flat piece is rigidly fixed oriented perpendicular to the plane of the plate, on both sides on the sides provided with loop-shaped protrusions to form a cylindrical hinge joint with coaxially mounted loop-shaped protrusions of the adjacent plate, with In this case, the plate is placed in the body of the bar, and the central connecting element is installed in a spacer to the connectors. 2. The connecting unit according to claim 1, characterized in that the bar in longitudinal section has the shape of an isosceles trapezoid with an angle at the base α equal to 80 to 83 °. The connecting unit according to claim 1, characterized in that the central connecting element is formed by wedge-shaped protrusions rigidly fixed to the ends of the plate. The connecting unit according to claim 1, characterized in that the central connecting element is made in the form of a sleeve. The connecting unit according to claim 1, characterized in that the central connecting element is made in the form of hemispherical or conical cheeks, pulled together by a pin. Connector for domed building structures, containing a central connecting element that connects the vertices of triangular planes, many of which

Description

Полезная модель относится к строительству в частности к узловому соединению для сводчатых строительных конструкций и может быть использована для сооружения куполообразных строительных конструкций в виде оболочек для каркасных домов, крыш зданий, навесов и сборно-разборных конструкций различного назначения.The utility model relates to construction, in particular, to a nodal connection for vaulted building structures and can be used to construct domed building structures in the form of shells for frame houses, roofs of buildings, awnings and collapsible structures for various purposes.

Куполообразная строительная конструкция или геодезический купол - это сферическое архитектурное сооружение, которое благодаря особому соединению балок - в каждом узле, образует геодезическую структуру, а архитектурное сооружение, в виде оболочки, в целом обладает хорошими несущими качествами.A domed building structure or geodesic dome is a spherical architectural structure, which, thanks to the special connection of beams in each node, forms a geodetic structure, and the architectural structure, in the form of a shell, generally has good load-bearing qualities.

Широкое распространение в прогрессивной архитектуре куполообразные оболочки получили благодаря их безаварийности при эксплуатации, внедрению компьютеров в практику расчета конструкций и появлению новых строительных технологий и материалов.Dome-shaped shells are widely used in progressive architecture due to their trouble-free operation, the introduction of computers in the practice of structural analysis, and the emergence of new building technologies and materials.

Известен патент ЕР 1640520 А2, МПК Е04В 1/32, опубл. 29.03.2006. Узловое соединение включает в себя металлическую полую цилиндрическую узловую вставку в виде отливки с канавками вдоль образующей. Тело стержней каркаса крепится к узловой детали при помощи специальных металлических соединительных элементов, повторяющих с одного конца форму канавки узловой детали, другим концом - с переменной по эллиптическому закону толщиной сечения в теле стержня болтовым соединением. Узловое соединение обеспечивает стыковку стержневых элементов под различными пространственными углами, и позволяют ограниченное регулирование ориентации во время сборки, которая может зависеть от размера и проекта геодезической структуры. После установки стержней в проектное положение болтовое соединение затягивается.Known patent EP 1640520 A2, IPC EV 1/32, publ. 03/29/2006. The nodal connection includes a metal hollow cylindrical nodal insert in the form of castings with grooves along the generatrix. The body of the frame rods is attached to the nodal part using special metal connecting elements, repeating the shape of the groove of the nodal part from one end, and the thickness of the cross section in the rod body with a bolt joint, which is variable according to the elliptical law, from the other end. The nodal connection provides the joining of the rod elements at different spatial angles, and allow limited control of orientation during assembly, which may depend on the size and design of the geodetic structure. After installing the rods in the design position, the bolt connection is tightened.

Недостатками этого соединения являются высокая трудоемкость изготовления узловой детали, и недостаточная жесткость соединения соединительного элемента в теле стержня.The disadvantages of this connection are the high complexity of manufacturing the nodal part, and the insufficient rigidity of the connection of the connecting element in the body of the rod.

В качестве прототипа выбран коннектор геодезического купола из патента США №4262461 опубл. 04.21.1981 г. МПК Е04В 1/32. Это устройство жестко соединяет вершины множества треугольных панелей, образующих вместе геодезический купол. Коннектор состоит из втулки в форме гильзы, которая имеет множество отверстий в стенке расположенных по окружности. Эта втулка служит центральным связующим элементом устройства соединителя - коннектора, а его продольная ось определяет вершины треугольных панелей, треугольная панель образуется из коротких балок. Концы, каждой из которых, обхвачены и закреплены между двумя боковыми плоскостями П-образным элементом, а форма поверхности поперечной полки П-образного элемента повторяет поверхность втулки, упирается в нее и при этом имеет петлеобразные выступы, которые входят в отверстия втулки. В петлеобразные выступы помещен конический штифт, который фиксирует соединение втулки с П-образным элементом.As a prototype, the connector of the geodetic dome from US patent No. 4262461 publ. 04.21.1981, IPC Е04В 1/32. This device rigidly connects the vertices of many triangular panels that form a geodesic dome. The connector consists of a sleeve in the form of a sleeve, which has many holes in the wall located around the circumference. This sleeve serves as the central connecting element of the connector-connector device, and its longitudinal axis defines the vertices of the triangular panels, the triangular panel is formed from short beams. The ends, each of which are grasped and fixed between two lateral planes by a U-shaped element, and the surface shape of the transverse flange of the U-shaped element repeats the surface of the sleeve, abuts against it and at the same time has loop-shaped protrusions that enter the holes of the sleeve. A conical pin is placed in the loop-shaped protrusions, which fixes the connection of the sleeve with the U-shaped element.

К недостаткам конструкции данного соединения можно отнести сложность изготовления прямоугольных отверстий в стенке втулки и формование фигурной поперечной полки П-образного элемента для стыковки с поверхностью втулки.The disadvantages of the design of this connection include the difficulty of manufacturing rectangular holes in the wall of the sleeve and the formation of a curly transverse shelf U-shaped element for docking with the surface of the sleeve.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание более простой сборно-разборной конструкции соединительного узла для куполообразных строительных конструкций, элементы которой надежны, технологичны при изготовлении и монтаже, и обеспечивают жесткость куполообразной оболочки.The objective of the proposed utility model is to create a simpler collapsible design of the connecting node for domed building structures, the elements of which are reliable, technologically advanced in the manufacture and installation, and provide the rigidity of the domed shell.

По первому варианту поставленная задача с достижением технического результата решается изменением конструкции соединительного узла. Соединительный узел содержит центральный связующий элемент, объединяющий вершины треугольных плоскостей, множество которых создает куполообразную строительную конструкцию, при этом треугольные плоскости образованны короткими брусками, а концы каждого бруска закреплены на соединителе, соединитель выполнен в виде пластины, с отверстиями под крепежные элементы, при этом на торце пластины, жестко закреплена, по крайней мере, одна плоская деталь, ориентированная перпендикулярно плоскости пластины, с обеих сторон по бокам снабженная петлеобразными выступами для образования цилиндрического шарнирного соединения с соосно установленными петлеобразными выступами соседней пластины, при этом пластина размещена в теле бруска, а центральный связующий элемент установлен в распор к соединителям.In the first embodiment, the task with the achievement of the technical result is solved by changing the design of the connecting node. The connecting unit contains a central connecting element uniting the vertices of the triangular planes, many of which create a dome-shaped building structure, while the triangular planes are formed by short bars, and the ends of each bar are fixed to the connector, the connector is made in the form of a plate, with holes for fasteners, while on at the end of the plate, at least one flat part, oriented perpendicular to the plane of the plate, is fixed on both sides, provided with hinges shaped protrusions to form cylindrical articulation with coaxially mounted looping ledges adjacent plate, the plate is placed in the body of the bar, and the central connecting member is mounted in the thrust to the connectors.

По второму варианту в отличие от первого - соединитель выполнен в виде П-образной скобы, охватывающей брусок, поперечная полка П-образной скобы с обеих боковых сторон снабжена петлеобразными выступами для образования цилиндрического шарнирного соединения с соосно установленными петлеобразными выступами соседней П-образной скобы.According to the second option, unlike the first one, the connector is made in the form of a U-shaped bracket covering a bar, the transverse shelf of the U-shaped bracket is provided with loop-shaped protrusions on both sides to form a cylindrical hinge with coaxially mounted loop-shaped protrusions of the adjacent U-shaped bracket.

а также за счет того, что:and also due to the fact that:

брусок в продольном сечении имеет форму равнобокой трапеции с углом при основании а равным от 80 до 83°;the bar in the longitudinal section has the shape of an isosceles trapezoid with an angle at the base a equal to from 80 to 83 °;

центральный связующий элемент может быть выполнен в виде втулки, или в виде щечек полусферической или конической формы, стягивающихся шпилькой, а также может быть образован клинообразными выступами, жестко закрепленными на соединителе.the central connecting element can be made in the form of a sleeve, or in the form of hemispherical or conical cheeks, pulled together by a hairpin, and can also be formed by wedge-shaped protrusions, rigidly fixed to the connector.

Полезная модель иллюстрируется примером реализации и фигурами чертежей, на которых представлены:The utility model is illustrated by an example implementation and figures of the drawings, which show:

Фиг.1 - Общий вид фрагмента соединительного узла с бруском по первому вариантуFigure 1 - General view of a fragment of a connecting node with a bar according to the first embodiment

Фиг.2 - Общий вид фрагмента соединительного узла с бруском по второму вариантуFigure 2 - General view of a fragment of a connecting node with a bar according to the second embodiment

Фиг.3 - Соединительный узел в сборе по второму варианту, вид сверхуFigure 3 - Connection node assembly according to the second embodiment, top view

Фиг.4 - Разрез по А-А соединительного узла в сборе по второму вариантуFigure 4 is a section along aa of the connecting node assembly according to the second embodiment

Фиг.5 - Соединительный узел в сборе по первому варианту, вид сверхуFigure 5 - Connection node assembly according to the first embodiment, top view

Фиг.6 - Разрез по Б-Б соединительного узла в сборе по первому варианту6 is a section along BB of the connecting node assembly according to the first embodiment

Фрагмент соединительного узла по первому варианту. Фиг.1 состоит из короткого бруска 1, соединителя в виде пластины 2, закрепленной в теле бруска саморезами 3, плоских деталей 4, жестко соединенных с терцем пластины перпендикулярно плоскости пластины, с обеих боковых сторон снабженных петлеобразными выступами 5, для образования цилиндрического шарнирного соединения с соосно установленными петлями соседней пластины, которое фиксируется штифтами 11.A fragment of the connecting node according to the first embodiment. Figure 1 consists of a short bar 1, a connector in the form of a plate 2, fixed in the body of the bar with self-tapping screws 3, flat parts 4, rigidly connected to the tip of the plate perpendicular to the plane of the plate, provided on both sides with loop-shaped protrusions 5, to form a cylindrical hinged connection with coaxially mounted loops of the adjacent plate, which is fixed by pins 11.

Фрагмент соединительного узла по второму варианту Фиг.2 состоит из короткого бруска 1. соединителя в виде П-образной скобы 6, охватывающей тело бруска и скрепленной с ним болтовым соединением 3, на поперечной полке П-образной скобы 6 с обеих боковых сторон имеются петлеобразные выступы 5, для образования цилиндрического шарнирного соединения с соосно установленными петлями соседней пластины, фиксируемое штифтами 11.A fragment of the connecting unit according to the second embodiment of FIG. 2 consists of a short bar 1. a connector in the form of a U-shaped bracket 6, covering the body of the bar and fastened with bolt connection 3 to it, on the transverse shelf of the U-shaped bracket 6 there are loop-shaped protrusions on both sides 5, for the formation of a cylindrical swivel with coaxially mounted loops of an adjacent plate, fixed by pins 11.

Соединительный узел в сборе для придания жесткости конструкции содержит центральный связующий элемент, два возможных вида которого представлены на чертежах Фиг.3 в виде цилиндрической втулки 7. или Фиг.4 в виде щечек конической формы 9 или сферической формы (не показана), установленных в распор к соединителям 6, путем стягивания шпилькой 10, или клинообразных выступов 8, Фиг.5. Угол α, Фиг.4 и Фиг.6, составляет от 80 до 83° и рассчитывается в зависимости и в соответствии выбранным геометрическим параметрам геодезического каркаса. При увеличении радиуса купола угол α увеличивается.The connecting assembly for stiffening the assembly contains a central connecting element, two possible types of which are shown in the drawings of Fig. 3 in the form of a cylindrical sleeve 7. or Fig. 4 in the form of cheeks of a conical shape 9 or a spherical shape (not shown) installed in a spacer to the connectors 6, by tightening with a pin 10, or wedge-shaped protrusions 8, Fig.5. The angle α, Figure 4 and Figure 6, is from 80 to 83 ° and is calculated depending on and in accordance with the selected geometric parameters of the geodetic frame. As the radius of the dome increases, the angle α increases.

Детали вариантов соединителей 2, 4, 5, 6 - изготавливают из металла и жестко скрепляют их между собой, например, сваркой. Бруски 1 изготавливают из дерева, пластика или композиционных материалов и скрепляют их с соединителями саморезами с пластинами 2 - по первому варианту или болтовыми соединениями с П-образными скобами 6 - по второму варианту.Details of options for connectors 2, 4, 5, 6 - are made of metal and rigidly fasten them together, for example, by welding. The bars 1 are made of wood, plastic or composite materials and fasten them with connectors with screws with plates 2 - according to the first embodiment or bolted connections with U-shaped brackets 6 - according to the second embodiment.

Комплекты брусков с металлическими соединителями, доставляют на строительную площадку и собирают в узлы следующим образом. Устанавливают соосно петли 5 соседних соединительных элементов 2 или петли 5 соседних соединительных элементов 6 между собой, соединяют петли штифтами 11, далее для придания жесткости вставляют в распор центральный связующий элемент в виде цилиндрической втулки 7 или стягивают шпилькой 10 в распор втулку в виде щечек 9. Втулка, сформированная клинообразными выступами 8. образует распор в результате сборки узла и возникновения взаимного упора выступов.Sets of bars with metal connectors are delivered to the construction site and assembled into units as follows. Loops 5 of adjacent connecting elements 2 or loops 5 of adjacent connecting elements 6 are installed coaxially, connect the loops with pins 11, then, to impart rigidity, insert the central connecting element in the form of a cylindrical sleeve 7 or tighten it with a pin 10 into the sleeve in the form of cheeks 9. The sleeve formed by the wedge-shaped protrusions 8. forms a spacer as a result of assembly of the assembly and the occurrence of mutual emphasis of the protrusions.

Представленный пример реализации соединительного узла не исчерпывает всех возможных приведенных выше центральных связующих элементов.The presented example of the implementation of the connecting node does not exhaust all the possible above central connecting elements.

Аналогичным образом собирают последовательно множество соединительных узлов, объединяющих вершины треугольных плоскостей, в результате чего образуется конструкция куполообразной оболочки из сравнительно коротких элементов типа брусков, сходящихся в узлах. Разбирают конструкцию в обратном порядке.Similarly, a plurality of connecting nodes are assembled sequentially, uniting the vertices of the triangular planes, as a result of which a dome-shaped shell structure is formed from relatively short elements such as bars converging in nodes. Disassemble the structure in the reverse order.

Конструкция соединительного узла не содержит деталей с зонами повышенной концентрации напряжения. Использование в конструкции соединителей шарнирных соединений между брусками и установка центрального связующего элемента в распор позволяет обеспечить жесткость, разгрузить элементы от изгибающих усилий.The design of the connecting unit does not contain parts with areas of high voltage concentration. The use of swivel joints between the bars in the design of the connectors and the installation of the central connecting element in the spacer allows stiffness, unloading the elements from bending forces.

Таким образом, из приведенного примера реализации видно, что полезная модель представляет собой простую сборно-разборную конструкцию соединительного узла, которая быстро и просто позволяет осуществлять возведение куполообразных строительных конструкций, элементы которой надежны, технологичны при изготовлении и монтаже, и обеспечивают жесткость куполообразной оболочки. Элементы соединительного зла удобны для транспортирования, в том числе и для переноски вручную.Thus, it can be seen from the implementation example that the utility model is a simple collapsible design of the connecting unit, which quickly and simply allows the construction of dome-shaped building structures, the elements of which are reliable, technologically advanced in the manufacture and installation, and provide the rigidity of the dome-shaped shell. Elements of connecting evil are convenient for transportation, including for carrying by hand.

Claims

1. A connecting unit for domed building structures, comprising a central connecting element uniting the vertices of the triangular planes, a plurality of which creates a domed building structure, while the triangular planes are formed by short bars, and the ends of each bar are fixed to the connector, characterized in that the connector is made in the form plate with holes for fasteners, while at the end of the plate is fixed at least one flat part oriented perp dikulyarno plane of the plate on both sides provided with laterally looping ledges to form a cylindrical articulation with coaxially mounted looping ledges adjacent plate, the plate is placed in the body of the bar, and the central connecting member is mounted in the thrust to the connectors.

2. The connecting node according to claim 1, characterized in that the bar in longitudinal section has the shape of an isosceles trapezoid with an angle at the base α equal to from 80 to 83 °.

3. The connecting node according to claim 1, characterized in that the central connecting element is formed by wedge-shaped protrusions rigidly fixed to the ends of the plate.

4. The connecting node according to claim 1, characterized in that the central connecting element is made in the form of a sleeve.

5. The connecting node according to claim 1, characterized in that the central connecting element is made in the form of hemispherical or conical cheeks, pulled together by a hairpin.

6. A connecting unit for domed building structures, comprising a central connecting element that combines the vertices of the triangular planes, many of which create a domed building structure, while the triangular planes are formed by short bars, and the ends of each bar are fixed to the connector, characterized in that the connector is made in the U-shaped bracket covering the whetstone, the transverse shelf of the U-shaped bracket on both sides is provided with loop-shaped protrusions for a cylindrical hinge with coaxially mounted loop-shaped protrusions of an adjacent U-shaped bracket, and the central connecting element is placed at the spacers of the connectors.

7. The connecting node according to claim 6, characterized in that the bar in the longitudinal section has the shape of an isosceles trapezoid with an angle at the base α equal to from 80 to 83 °.

8. The connecting node according to claim 6, characterized in that the central connecting element is formed by wedge-shaped protrusions rigidly fixed to the transverse shelf of the U-shaped bracket.

9. The connecting node according to claim 6, characterized in that the central connecting element is made in the form of a sleeve.

10. The connecting node according to claim 6, characterized in that the central connecting element is made in the form of hemispherical or conical cheeks, pulled together by a hairpin.