RU213843U1

RU213843U1 - Connecting node of frame structures

Info

Publication number: RU213843U1
Application number: RU2021139948U
Authority: RU
Inventors: Павел Сергеевич Булыгин
Original assignee: Павел Сергеевич Булыгин
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-09-30

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к строительству и может быть использована при изготовлении мобильных и стационарных каркасных конструкций различного функционального назначения. Техническим результатом, реализуемым заявляемой полезной моделью, является получение соединений линейных элементов каркаса с образованием прямых линий примыкания между плоскостями каркаса. Технический результат достигается тем, что в соединительном узле каркасных конструкций, состоящем из центрального и стоечных элементов, центральный элемент представляет собой куб с выполненными на его гранях гнездами квадратной формы, в которых установлены и закреплены накладки в виде квадратных пластин, каждый стоечный элемент представляет собой трубу квадратного сечения с внутренней площадью, равной площади накладки, собранную из четырех фигурных пластин, соединенных по принципу шип-паз, в которой установлена и закреплена перегородка, при этом толщина накладок превышает глубину гнезд, размеры их сторон меньше размеров сторон куба на двойную толщину стенок стоечного элемента, а перегородка в стоечном элементе расположена на расстоянии от торца, равном величине выступа накладки над гранью куба. Использование в предложенной конструкции соединительного узла одинаковых элементов повышает технологичность его изготовления, а также обеспечивает взаимозаменяемость деталей. Кроме того, при изготовлении элементов соединительного узла из материалов, имеющих невысокую теплопроводность, отпадает необходимость в дополнительной теплоизоляции соединительных узлов.The claimed utility model relates to construction and can be used in the manufacture of mobile and stationary frame structures for various functional purposes. The technical result implemented by the claimed utility model is to obtain connections of linear elements of the frame with the formation of straight lines of abutment between the planes of the frame. The technical result is achieved by the fact that in the connecting unit of frame structures, consisting of a central and rack elements, the central element is a cube with square sockets made on its faces, in which overlays in the form of square plates are installed and fixed, each rack element is a pipe square section with an internal area equal to the area of the overlay, assembled from four figured plates connected according to the tenon-groove principle, in which the partition is installed and fixed, while the thickness of the overlays exceeds the depth of the sockets, the dimensions of their sides are smaller than the dimensions of the sides of the cube by double the wall thickness of the rack element, and the partition in the rack element is located at a distance from the end, equal to the value of the protrusion of the overlay above the face of the cube. The use of the same elements in the proposed design of the connecting unit increases the manufacturability of its manufacture, and also ensures the interchangeability of parts. In addition, in the manufacture of elements of the connecting node from materials with low thermal conductivity, there is no need for additional thermal insulation of the connecting nodes.

Description

Заявляемая полезная модель относится к строительству и может быть использована при изготовлении мобильных и стационарных каркасных конструкций различного функционального назначения.The claimed utility model relates to construction and can be used in the manufacture of mobile and stationary frame structures for various functional purposes.

Известен самоцентрирующийся узел соединения стыковых и перекрестных элементов быстровозводимого сооружения каркасного типа, содержащий выступающие элементы, принимающие пространства для выступающих элементов и хомут, принимающие пространства для выступающих элементов выполнены в виде профильной трубы прямоугольного или квадратного сечения, а выступающие элементы выполнены в виде труб геометрически подобного сечения в количестве n=(1-4) и снабжены центрирующими накладками для компенсации сборочных зазоров, при этом хомут размещен на гнездах, вырезанных на внешних ребрах профильной трубы принимающего пространства для выступающих элементов, (см. патент RU №52032, МПК Е04В 1/38, опубл. 10.03.2006 г.).Known self-centering node connection of butt and cross elements prefabricated structures frame type, containing protruding elements, receiving spaces for protruding elements and a collar, receiving spaces for protruding elements are made in the form of a shaped pipe of rectangular or square section, and the protruding elements are made in the form of pipes of a geometrically similar section in the amount of n=(1-4) and are equipped with centering pads to compensate for assembly gaps, while the clamp is placed on sockets cut out on the outer edges of the profile pipe of the receiving space for protruding elements (see patent RU No. 52032, IPC E04V 1/38 , published on March 10, 2006).

Недостатком известного решения является то, что неиспользуемые в определенных случаях (когда количество выступающих элементов менее 4) принимающие пространства выступают за плоскость каркаса. Кроме того, узел соединения является «мостиком холода».The disadvantage of the known solution is that the receiving spaces that are not used in certain cases (when the number of protruding elements is less than 4) protrude beyond the frame plane. In addition, the connection node is a "cold bridge".

Известно соединение быстровозводимых строительных конструкций, которое состоит из, по меньшей мере, двух первых крепежных элементов, каждый из которых представляет собой пластину с расходящимися концами, соединенными с вертикальной опорой, и, по меньшей мере, одного второго крепежного элемента. Второй крепежный элемент представляет собой трапециевидный лоток, открытый сверху и с одной из сторон и снабженный средствами крепления горизонтальной балки. Второй крепежный элемент соединен разъемно с вертикальной опорой и первыми крепежными элементами. В качестве крепежных элементов использованы детали с винтовой поверхностью (см. патент RU №99035, МПК Е04В 1/38, опубликован 10.11.2010 г.).A connection of prefabricated building structures is known, which consists of at least two first fasteners, each of which is a plate with divergent ends connected to a vertical support, and at least one second fastener. The second fastening element is a trapezoidal tray, open at the top and on one of the sides and provided with means for fastening the horizontal beam. The second fastener is detachably connected to the vertical support and the first fasteners. As fasteners, parts with a helical surface were used (see patent RU No. 99035, IPC E04V 1/38, published on November 10, 2010).

Известное соединение является сложным в производстве и требует большого количества сборочных операций при монтаже каркаса. Кроме того, являясь металлическим, оно требует теплоизоляции.Known connection is difficult to manufacture and requires a large number of assembly operations when mounting the frame. In addition, being metallic, it requires thermal insulation.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога универсальный силовой узел для соединения быстровозводимых строительных конструкций и зданий (см. патент RU №149966, МПК Е04В 1/38, опубликован 20.10.2014 г.), включающий соединительные и крепежные элементы, соединенные или при помощи деталей с винтовой поверхностью, или при помощи штифтов, или неразъемно. Узел образован двумя параллельными плоскостями: опорной базовой и дополнительной базовой, между которыми установлены неразъемно соединенные между собой прямоугольные усилители перпендикулярно друг другу и базовым плоскостям. Соединительные элементы установлены на опорную базовую плоскость. А снизу на опорной базовой плоскости установлены усилительные элементы, выполненные в виде прямоугольных тетраэдров, основания которых выполнены с ней как одно целое, и соединенных неразъемно между собой прямоугольными усилителями. Дополнительная базовая плоскость образована основаниями усилительных элементов, соединенных между собой прямоугольными усилительными элементами, и гранями крепежных элементов, выполненных в виде открытой прямоугольной призмы с треугольным основанием. На базовых плоскостях элементы установлены симметрично относительно горизонтальной, вертикальной и фронтальной плоскостей симметрии, проходящими через центр узла. Крепежные, усилительные и соединительные элементы выполнены с отверстиями под крепление.Known adopted as the closest analogue of the universal power unit for connecting prefabricated building structures and buildings (see patent RU No. 149966, IPC E04V 1/38, published 10/20/2014), including connecting and fastening elements connected or using parts with screw surface, or with pins, or one-piece. The assembly is formed by two parallel planes: the supporting base and the additional base, between which rectangular amplifiers permanently connected to each other are installed perpendicular to each other and to the base planes. The connecting elements are installed on the reference base plane. And from below, on the supporting base plane, reinforcing elements are installed, made in the form of rectangular tetrahedra, the bases of which are made with it as a whole, and connected inseparably to each other by rectangular amplifiers. The additional base plane is formed by the bases of the reinforcing elements interconnected by rectangular reinforcing elements, and by the faces of the fastening elements made in the form of an open rectangular prism with a triangular base. On the base planes, the elements are installed symmetrically with respect to the horizontal, vertical and frontal planes of symmetry passing through the center of the node. Fastening, reinforcing and connecting elements are made with holes for fastening.

Основным недостатком известного силового узла является то, что его габариты превышают габариты (линейные размеры сечений) закрепляемых на нем стоек (балок). Это приводит к тому, что при зашивке каркаса места расположения узлов нужно изолировать отдельно, соответственно невозможно получить прямые примыкания плоскостей (например, потолка и стен или стен и пола). Кроме того, данный силовой узел, являясь металлическим элементом (как следствие, выступая в качестве «мостика холода»), требует серьезной теплоизоляции от внешней среды.The main disadvantage of the known power unit is that its dimensions exceed the dimensions (linear dimensions of sections) of the racks (beams) fixed on it. This leads to the fact that when sewing the frame, the locations of the nodes must be isolated separately, respectively, it is impossible to obtain direct junctions of planes (for example, ceiling and walls or walls and floor). In addition, this power unit, being a metal element (as a result, acting as a "cold bridge"), requires serious thermal insulation from the external environment.

Техническим результатом, реализуемым заявляемой полезной моделью, является получение соединений линейных элементов каркаса с образованием прямых линий примыкания между плоскостями каркаса.The technical result implemented by the claimed utility model is to obtain connections of linear elements of the frame with the formation of straight lines of abutment between the planes of the frame.

Технический результат достигается тем, что в соединительном узле каркасных конструкций, состоящем из центрального и стоечных элементов, центральный элемент представляет собой куб с выполненными на его гранях гнездами квадратной формы, в которых установлены и закреплены накладки в виде квадратных пластин, каждый стоечный элемент представляет собой трубу квадратного сечения с внутренней площадью, равной площади накладки, собранную из четырех фигурных пластин, соединенных по принципу шип-паз, в которой установлена и закреплена перегородка, при этом толщина накладок превышает глубину гнезд, размеры их сторон меньше размеров сторон куба на двойную толщину стенок стоечного элемента, а перегородка в стоечном элементе расположена на расстоянии от торца, равном величине выступа накладки над гранью куба.The technical result is achieved by the fact that in the connecting unit of frame structures, consisting of a central and rack elements, the central element is a cube with square sockets made on its faces, in which overlays in the form of square plates are installed and fixed, each rack element is a pipe square section with an internal area equal to the area of the overlay, assembled from four figured plates connected according to the tenon-groove principle, in which the partition is installed and fixed, while the thickness of the overlays exceeds the depth of the sockets, the dimensions of their sides are smaller than the dimensions of the sides of the cube by double the wall thickness of the rack element, and the partition in the rack element is located at a distance from the end, equal to the value of the protrusion of the overlay above the face of the cube.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено схематическое изображение центрального элемента, на фиг. 2 - стоечного элемента, на фиг. 3 - вариант соединительного узла в сборе (вертикальное осевое сечение).The claimed utility model is illustrated by drawings, where in Fig. 1 is a schematic representation of the central element, FIG. 2 - rack element, in Fig. 3 - a variant of the assembled connecting unit (vertical axial section).

Соединительный узел каркасных конструкций содержит центральный элемент 1, состоящий из куба 2 с гнездами 3 и накладками 4, стоечные элементы 5, собранные из фигурных пластин 6, с размещенными в них перегородками 7.The connecting unit of frame structures contains a central element 1, consisting of a cube 2 with sockets 3 and overlays 4, rack elements 5, assembled from shaped plates 6, with partitions 7 placed in them.

Сборку соединительного узла производят следующим образом.The assembly of the connecting node is carried out as follows.

Вначале производят сборку центрального элемента 1. В зависимости от того, какое количество (от 3 до 6) протяженных каркасных элементов (балок, стоек) будет соединяться при помощи конкретного соединительного узла, в соответствующих гнездах 3, выполненных на гранях куба 2, устанавливают и закрепляют накладки 4. Закрепление накладок 4 может осуществляться любыми известными способами, например при помощи резьбовых элементов (саморезов, винтов), клеевых составов и т.п.First, the central element 1 is assembled. Depending on how many (from 3 to 6) extended frame elements (beams, racks) will be connected using a specific connecting node, in the corresponding nests 3 made on the faces of the cube 2, they install and fix pads 4. Fixing pads 4 can be carried out by any known methods, for example, using threaded elements (self-tapping screws, screws), adhesives, etc.

Далее производят сборку необходимого количества стоечных элементов 5 из фигурных пластин 6 с установленной внутри каждого получаемого стоечного элемента в заданном месте перегородкой 7. После сборки стоечного элемента 5 его устанавливают на соответствующей грани центрального элемента 1, вставляя стоечный элемент 5 торцом на накладку 4 до сопряжения с ее верхней поверхностью нижней поверхности перегородки 7. Поскольку перегородка 7 в стоечном элементе 5 расположена на расстоянии от торца, равном величине выступа накладки 4 над гранью куба 2, то установленный таким образом стоечный элемент 5 торцом опирается на грань куба 2. Так как площадь внутреннего сечения стоечного элемента 5 равна площади сечения накладки 3, внутренние стенки фигурных пластин 6, из которых собран стоечный элемент 5, сопряжены с боковыми поверхностями выступающей над гранью куба 2 накладки 3. При этом, поскольку размер сторон накладки 3 меньше размера сторон куба 2 на величину, равную двойной толщине фигурной пластины 6, наружные поверхности стоечного элемента 5 расположены в одной плоскости с соответствующими гранями куба 2 центрального элемента 1.Next, the required number of rack elements 5 is assembled from figured plates 6 with a partition 7 installed inside each rack element obtained in a given place. its upper surface of the lower surface of the partition 7. Since the partition 7 in the rack element 5 is located at a distance from the end equal to the value of the protrusion of the lining 4 above the face of the cube 2, the rack element 5 installed in this way rests on the face of the cube 2. Since the area of the internal section rack element 5 is equal to the cross-sectional area of the lining 3, the inner walls of the curly plates 6, from which the rack element 5 is assembled, are conjugated with the side surfaces of the lining 3 protruding above the face of the cube 2. At the same time, since the size of the sides of the lining 3 is less than the size of the sides of the cube 2 by an amount, equal to double the thickness of the curly plate 6, the outer surfaces of the rack element 5 are located in the same plane with the corresponding faces of the cube 2 of the central element 1.

После установки стоечного элемента 5 на соответствующей грани центрального элемента 1 его закрепляют, например, резьбовым соединением насквозь через перегородку 7 и накладку 3.After installing the rack element 5 on the corresponding face of the central element 1, it is fixed, for example, by a threaded connection through the partition 7 and the lining 3.

Далее на стоечных элементах 5 соединительного узла устанавливают и закрепляют соответствующие протяженные элементы каркаса, например деревянные балки или стойки квадратного сечения с пазами на торцах, имеющими глубину равную или большую высоты стоечных элементов 5 и сечение паза, аналогичное наружному сечению стоечного элемента 5.Next, on the rack elements 5 of the connecting node, the corresponding extended frame elements are installed and fixed, for example, wooden beams or square posts with grooves at the ends having a depth equal to or greater than the height of the rack elements 5 and a groove cross section similar to the outer section of the rack element 5.

В полученной конструкции, исключены боковые и вертикальные смещения стоечного элемента 5 относительно соответствующей грани центрального элемента 1. При этом соединенные при помощи заявляемого соединительного узла протяженные каркасные элементы образуют плоские поверхности, сопряженные между собой по прямой без уступов, ступенек или изгибов, что позволяет впоследствии технологично производить наружную и внутреннюю обшивки каркаса.In the resulting structure, lateral and vertical displacements of the rack element 5 relative to the corresponding face of the central element 1 are excluded. produce outer and inner cladding of the frame.

Использование в предложенной конструкции соединительного узла одинаковых элементов повышает технологичность его изготовления, а также обеспечивает взаимозаменяемость деталей.The use of the same elements in the proposed design of the connecting unit increases the manufacturability of its manufacture, and also ensures the interchangeability of parts.

Кроме того, при изготовлении элементов соединительного узла из материалов, имеющих невысокую теплопроводность, отпадает необходимость в дополнительной теплоизоляции соединительных узлов.In addition, in the manufacture of elements of the connecting node from materials with low thermal conductivity, there is no need for additional thermal insulation of the connecting nodes.

Claims

A connecting unit of frame structures, consisting of a central and rack elements, characterized in that the central element is a cube with square sockets made on its faces, in which overlays in the form of square plates are installed and fixed, each rack element is a square tube with with an internal area equal to the area of the lining, assembled from four figured plates connected according to the tenon-groove principle, in which the partition is installed and fixed, while the thickness of the linings exceeds the depth of the nests, the dimensions of their sides are smaller than the dimensions of the sides of the cube by double the wall thickness of the rack element, and the partition in the rack element is located at a distance from the end, equal to the value of the protrusion of the overlay above the face of the cube.