RU2805700C1

RU2805700C1 - Wedge fastening unit for construction structures

Info

Publication number: RU2805700C1
Application number: RU2022135150A
Authority: RU
Inventors: Сергей Филиппович Луценко
Original assignee: Сергей Филиппович Луценко
Filing date: 2022-06-29
Publication date: 2023-10-23

Abstract

FIELD: construction structures.

SUBSTANCE: intended for use in scaffolding systems, various formwork systems, structures of quickly erected facilities and other systems as a wedge clamp, wherein high wear resistance and reliability of the unit due to uniform load distribution are important. The wedge fastening unit for building structures contains a flat element with a shaped window formed by a central hole for a pillar of a building structure and pairs of diametrically opposite symmetrical peripheral holes, each of which is connected by a radial transition section to the central hole, and also inserted into a peripheral hole of a flat element and a body supported on the surface of the latter by side stops, made with an expanded upper and narrowed lower end, facing the rack with its concave side, having on the convex side a protrusion for mating with the crossbar of the structure and a divergent groove for installing a fixing wedge, made in a stepped with a transverse inclined slot installed on the edge of the peripheral hole, and wedged between the stand, a flat element and the body, while the concave side of the body is made fractured with flat platforms protruding along the edges, as well as with inclined and recessed platforms with a radius groove recessed between them, and the convex side is made of broken straight sections with different inclinations and with an intermittent groove of variable depth along the edges, made with an inclination of each of its walls 6°, and in the upper part of the body the angle between the flat surfaces of the concave and convex sides is made equal to 13°, in the middle part - 12°, and in the lower part - 21.5°; each peripheral hole of the flat element is made with a middle edge radial section, with the ends of the arc of which smoothly rounded side sections are symmetrically associated, converging to a transition section made in the form of a slot with parallel flat sides.

EFFECT: increased strength and resistance to external loads.

4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к строительным конструкциям и предназначена для использования в системах строительных лесов, различных опалубочных системах, конструкциях быстро возводимых сооружений и прочих системах в качестве клинового зажима, где важна высокая износостойкость и надежность узла за счет равномерного распределения нагрузки. Расширяющиеся потребность в системах возведения строительных лесов, и объем производства соответствующего оборудования требует расширения арсенала и непрерывного усовершенствования технических средств, предназначенных для реализации данного назначения.The invention relates to building structures and is intended for use in scaffolding systems, various formwork systems, structures of quickly erected structures and other systems as a wedge clamp, where high wear resistance and reliability of the unit due to uniform load distribution are important. The expanding need for scaffolding systems and the volume of production of the corresponding equipment requires an expansion of the arsenal and continuous improvement of technical means intended for the implementation of this purpose.

Известен клиновой крепежный узел для строительных конструкций, содержащий закрепляемый на стойке плоский элемент с центральным отверстием и с отверстиями для размещения соответствующего фиксирующего клина и соответствующего корпуса, соединяемого с горизонтальным ригелем и контактирующего со стойкой (RU №126353),.A wedge fastening unit for building structures is known, containing a flat element fixed to a rack with a central hole and with holes for placing a corresponding fixing wedge and a corresponding housing connected to a horizontal crossbar and in contact with the rack (RU No. 126353).

Известен клиновой крепежный узел для строительных конструкций, содержащий закрепляемый на стойке плоский элемент с фасонным отверстием, образованным центральным отверстием и отверстиями для размещения соответствующего фиксирующего клина и соответствующего корпуса, соединяемого с горизонтальным ригелем и контактирующего со стойкой (RU №55822).A wedge fastening unit for building structures is known, containing a flat element fixed to a rack with a shaped hole formed by a central hole and holes for placing a corresponding fixing wedge and a corresponding housing connected to a horizontal crossbar and in contact with the rack (RU No. 55822).

Известные технические решения имеют недостаточную надежность крепления, обусловленную формой клина и корпуса, неудобство при монтаже и демонтаже, а также повышенную металлоемкость.Known technical solutions have insufficient fastening reliability due to the shape of the wedge and the body, inconvenience during installation and dismantling, as well as increased metal consumption.

Известен клиновой крепежный узел для строительных конструкций, содержащий закрепляемый на стойке плоский элемент с фасонным отверстием, образованным центральным отверстием и отверстиями для размещения соответствующего фиксирующего клина и соответствующего корпуса, соединяемого с горизонтальным ригелем и контактирующего со стойкой, отверстия для размещения соответствующего фиксирующего клина и соответствующего корпуса выполнены в виде секторов кольца. Отверстия под клин и корпус расположены под углом 90° друг к другу, выполнены в виде секторов кольца. Корпус выполнен с двумя контактирующими со стойкой поверхностями, между которыми выполнен вогнутый участок. Плоский элемент выполнен с отверстиями для крепления диагональных связок. Корпус выполнен с возможностью разъемного соединения с горизонтальным ригелем и с пазами для соединения с выступами горизонтального ригеля. (RU 141557, прототип)A known wedge fastening unit for building structures contains a flat element fixed to a rack with a shaped hole formed by a central hole and holes for placing a corresponding fixing wedge and a corresponding body connected to a horizontal crossbar and in contact with the rack, holes for placing a corresponding fixing wedge and a corresponding body made in the form of ring sectors. The holes for the wedge and the body are located at an angle of 90° to each other, made in the form of ring sectors. The body is made with two surfaces in contact with the stand, between which there is a concave section. The flat element is made with holes for attaching diagonal ligaments. The body is made with the possibility of detachable connection with a horizontal crossbar and with grooves for connection with the protrusions of the horizontal crossbar. (RU 141557, prototype)

Недостатком известной конструкции является недостаточную надежность крепления на стойке, обусловленная отсутствием возможности закрепления корпуса клина в плоской детали под углом 45 градусов, недостаточные прочность и сопротивляемость изгибающему моментуThe disadvantage of the known design is the insufficient reliability of fastening on the stand, due to the inability to secure the wedge body in a flat part at an angle of 45 degrees, insufficient strength and resistance to bending moment

Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее техническое решение заключается в расширении арсенала и повышении эффективности технических средств, а именно, клиновых зажимов, которые обеспечивают возведения строительных конструкций, преимущественно, лесов.The technical problem to which this technical solution is aimed is to expand the arsenal and increase the efficiency of technical means, namely, wedge clamps, which ensure the construction of building structures, mainly scaffolding.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в реализации его назначения и создании альтернативной конструкции клинового зажима, а также в обеспечении возможности закрепления корпуса клина в плоской детали под углом 45 градусов, увеличении площади поверхностей контактного взаимодействия соответствующих сторон корпуса и отверстий плоского элемента с клином, приращении заклинивающего момента и, следовательно, повышении прочности и сопротивляемости соединения в целом внешним нагрузкам.The technical result to which the invention is aimed is to realize its purpose and create an alternative design of the wedge clamp, as well as to provide the possibility of securing the wedge body in a flat part at an angle of 45 degrees, increasing the area of contact surfaces of the corresponding sides of the body and the holes of the flat element with wedge, increasing the jamming moment and, consequently, increasing the strength and resistance of the connection as a whole to external loads.

Сущность изобретения состоит в том, что клиновой крепежный узел для строительных конструкций содержит плоский элемент с фасонным окном, образованным центральным отверстием для стойки строительной конструкции и попарно диаметрально противоположно расположенными симметричными периферийными отверстиями, каждое из которых соединено радиальным переходным участком с центральным отверстием, а также вставленный в периферийное отверстие плоского элемента и опертый на поверхность последнего боковыми упорами корпус, выполненный с расширенным верхним и суженным нижним концами, обращенный своей вогнутой стороной к стойке, имеющий с выпуклой стороны выступ для сопряжения с ригелем строительной конструкции и расходящийся паз для установки фиксирующего клина, выполненного ступенчатым с поперечной наклонной прорезью, установленной на край периферийного отверстия, и заклиненного между стойкой, плоским элементом и корпусом, при этом вогнутая сторона корпуса выполнена ломанной с выступающими по краям плоскими площадками, а также с утопленными между ними наклонной и углубленной площадками с радиусной выборкой, а выпуклая сторона выполнена ломанной из прямолинейных участков с различным наклоном и с прерывистым пазом переменной глубины по краям, выполненным с наклоном каждой своей стенки 6⁰, причем в верхней части корпуса угол между плоскими поверхностями вогнутой и выпуклой сторон выполнен равным 13⁰, в средней части - 12⁰, а в нижней части - 21,5⁰;The essence of the invention is that a wedge fastening unit for building structures contains a flat element with a shaped window formed by a central hole for a pillar of a building structure and pairs of diametrically opposite symmetrical peripheral holes, each of which is connected by a radial transition section to the central hole, as well as an inserted into the peripheral hole of the flat element and a body supported on the surface of the latter by side stops, made with an expanded upper and narrowed lower end, facing the rack with its concave side, having on the convex side a protrusion for mating with the crossbar of the building structure and a diverging groove for installing a fixing wedge made stepped with a transverse inclined slot installed on the edge of the peripheral hole, and wedged between the stand, flat element and the body, while the concave side of the body is made broken with flat platforms protruding along the edges, as well as with inclined and recessed platforms with a radius recessed between them, and the convex side is made of broken straight sections with different slopes and with an intermittent groove of variable depth along the edges, made with an inclination of each of its walls of 6 ⁰ , and in the upper part of the body the angle between the flat surfaces of the concave and convex sides is made equal to 13 ⁰ , in the middle part - 12 ⁰ , and in the lower part - 21.5 ⁰ ;

каждое периферийное отверстие плоского элемента выполнено со средним краевым радиальным участком, с концами дуги которого симметрично сопряжены плавно скругленные боковые участки, сходящиеся к переходному участку, выполненному в форме прорези с параллельными плоскими сторонами.each peripheral hole of the flat element is made with a middle edge radial section, with the ends of the arc of which smoothly rounded side sections are symmetrically associated, converging to a transition section made in the form of a slot with parallel flat sides.

Предпочтительно, расширенный конец корпуса выполнен плоским, а суженный - скругленным.Preferably, the widened end of the housing is flat, and the narrowed end is rounded.

Предпочтительно, клин выполнен с двумя опорными выступами и с вогнутой внутрь прорезью между ними.Preferably, the wedge is made with two supporting protrusions and with an inwardly concave slot between them.

Предпочтительно, плоский элемент выполнен с четырьмя замкнутыми отверстиями, расположенными между периферийными отверстиями,Preferably, the flat element is made with four closed holes located between the peripheral holes,

На чертеже фиг. 1 изображен корпус клинового крепежного узла в ортогональных проекциях, на фиг. 2 - корпус по фиг. 1 в аксонометрической проекции, на фиг. 3 - плоский элемент клинового крепежного узла, в ортогональных проекциях, на фиг.4 - плоский элемент по фиг. 3 в аксонометрической проекции, фиг. 5 - клиновой крепежный узел в сборе, на фиг. 6 - плоский элемент, клин и корпус клинового крепежного узла в аксонометрической проекции.In the drawing FIG. 1 shows the body of the wedge fastening unit in orthogonal projections; Fig. 2 - housing according to Fig. 1 in axonometric projection, in Fig. 3 - flat element of the wedge fastening unit, in orthogonal projections, in Fig. 4 - flat element according to Fig. 3 in axonometric projection, Fig. 5 - assembled wedge fastening unit, in Fig. 6 - flat element, wedge and body of the wedge fastening unit in an axonometric projection.

Клиновой крепежный узел для строительных конструкций состоит из плоского элемента, горизонтального ригеля, клина и корпуса.A wedge fastening unit for building structures consists of a flat element, a horizontal crossbar, a wedge and a body.

Вертикальная стойка представляет собой трубу, диаметр сечения которой соответствует расчетным нагрузкам на конструкцию.The vertical post is a pipe whose cross-sectional diameter corresponds to the design loads on the structure.

Клиновой крепежный узел для строительных конструкций содержит плоский элемент 1 с фасонным окном, образованным центральным отверстием 2 для стойки 3 строительной конструкции и попарно диаметрально противоположно расположенными симметричными периферийными отверстиями 4, что позволяет производить разворот узла на 45⁰, каждое из которых соединено радиальным переходным участком 5 с центральным отверстием 2.The wedge fastening unit for building structures contains a flat element 1 with a shaped window formed by a central hole 2 for the post 3 of the building structure and pairs of diametrically opposite symmetrical peripheral holes 4, which allows the unit to be rotated by 45 ⁰ , each of which is connected by a radial transition section 5 with central hole 2.

Клиновой крепежный узел содержит также профилированный корпус 6, вставленный вдоль оси 3 в периферийное отверстие 4 плоского элемента 1 и опертый на поверхность последнего боковыми упорами 7, 8. Корпус 6 выполнен с вогнутой и выпуклой сторонами ломанной конфигурации и с расширенным верхним и суженным нижним концами. Корпус 6 обращен своей вогнутой стороной к стойке 3, а с выпуклой стороны имеет выступ 9 для сопряжения, например, с ригелем строительной конструкции, и расходящийся паз 10 с наклонными стенками для установки фиксирующего клина 11.The wedge fastening unit also contains a profiled body 6, inserted along the axis 3 into the peripheral hole 4 of the flat element 1 and supported on the surface of the latter by side stops 7, 8. The body 6 is made with concave and convex sides of a broken configuration and with an expanded upper and narrowed lower end. The housing 6 faces its concave side towards the rack 3, and on the convex side it has a protrusion 9 for mating, for example, with the crossbar of a building structure, and a diverging groove 10 with inclined walls for installing a fixing wedge 11.

Клин 11 выполнен ступенчатым с поперечной наклонной прорезью 12, установленной на край периферийного отверстия 4, и заклиненного между стойкой 3, плоским элементом 1 и корпусом 6.The wedge 11 is made stepped with a transverse inclined slot 12, installed on the edge of the peripheral hole 4, and wedged between the stand 3, the flat element 1 and the body 6.

Вогнутая сторона корпуса 6 выполнена ломанной с выступающими по краям плоскими площадками, а также с утопленными между ними наклонной и углубленной площадками с радиусной выборкой, а выпуклая сторона корпуса 6 выполнена ломанной из прямолинейных участков с различным наклоном и с прерывистым пазом 10 переменной глубины по краям, выполненным с наклоном каждой своей стенки под углом α=6⁰, причем в верхней части корпуса 6 угол β между плоскими поверхностями вогнутой и выпуклой сторон выполнен равным β=13⁰, в средней части под углом γ=12⁰, а в нижней части под углом λ=21,5⁰;The concave side of the body 6 is made broken with flat platforms protruding at the edges, as well as with inclined and recessed platforms with a radius recessed between them, and the convex side of the body 6 is made broken of straight sections with different slopes and with an intermittent groove 10 of variable depth along the edges, made with the inclination of each of its walls at an angle α=6 ⁰ , and in the upper part of the body 6 the angle β between the flat surfaces of the concave and convex sides is made equal to β=13 ⁰ , in the middle part at an angle γ=12 ⁰ , and in the lower part at angle λ=21.5 ⁰ ;

Каждое периферийное отверстие 4 выполнено со средним краевым радиальным участком, с концами дуги которого симметрично сопряжены плавно скругленные, выполненные с переменной по направлению и радиусу конфигурацией, боковые участки, сходящиеся к радиальному переходному участку, выполненному в форме прорези 5 с параллельными плоскими сторонами.Each peripheral hole 4 is made with a middle edge radial section, the ends of the arc of which are symmetrically coupled with smoothly rounded side sections made with a configuration variable in direction and radius, converging to a radial transition section made in the form of a slot 5 with parallel flat sides.

Плоский элемент 1 выполнен с четырьмя замкнутыми отверстиями 13 для крепления диагональных связок строительной конструкции, расположенными между периферийными отверстиями 4.The flat element 1 is made with four closed holes 13 for fastening diagonal ties of the building structure, located between the peripheral holes 4.

Предпочтительно, расширенный конец корпуса 6 выполнен плоским, а суженный - скругленным.Preferably, the widened end of the body 6 is flat, and the narrowed end is rounded.

Размеры плоского элемента 1 обусловлены диаметром вертикальной стойки 3, габаритами клина 11 и корпуса 6.The dimensions of the flat element 1 are determined by the diameter of the vertical post 3, the dimensions of the wedge 11 and the housing 6.

Горизонтальный ригель 15 может быть выполнен в виде трубы прямоугольного сечения, со щелевидными пазами на концах для фиксирования клина 11.The horizontal crossbar 15 can be made in the form of a rectangular pipe, with slot-like grooves at the ends for fixing the wedge 11.

Клин 11 представляет собой плоскую штампованную, кованную или литую деталь, геометрические параметры которой задаются в соответствии с габаритами корпуса 6, сечением трубы 15 ригеля, отверстиями 4.The wedge 11 is a flat stamped, forged or cast part, the geometric parameters of which are set in accordance with the dimensions of the body 6, the cross-section of the crossbar pipe 15, and the holes 4.

Клин 11 выполнен с двумя опорными выступами 16,17 и с вогнутой внутрь и упомянутой прорезью 12 между ними.The wedge 11 is made with two supporting protrusions 16,17 and with a slot 12 concave inward and mentioned between them.

Корпус 6 выполнен штампованным, кованным или литым наконечником ригеля, выполнен в виде фасонной детали из стали или из чугуна, конфигурация которой обеспечивает сопряжение по диаметру отверстия 2 с вертикальной стойкой 3.The body 6 is made of a stamped, forged or cast crossbar tip, made in the form of a shaped part made of steel or cast iron, the configuration of which ensures that the diameter of the hole 2 matches the vertical post 3.

Клиновой крепежный узел собирается и эксплуатируется следующим образом.The wedge fastening unit is assembled and operated as follows.

Вначале на вертикальной стойке 3 на определенной высоте фиксируется, например, приваривается плоский элемент 1. Затем на конце ригеля 15 сваркой или за счет использования разъемного соединения закрепляется корпус 6 перпендикулярно горизонтальной оси ригеля 15 и далее вставляется в соответствующее отверстие плоского элемента 1 (ригель в строительстве - это горизонтальная часть конструкции, которая соединяет вертикальные или наклонные части системы: В каркасах объединяет между собой опоры, колонны).First, a flat element 1 is fixed on a vertical post 3 at a certain height, for example, a flat element 1 is welded. Then, at the end of the crossbar 15, by welding or using a detachable connection, the housing 6 is fixed perpendicular to the horizontal axis of the crossbar 15 and then inserted into the corresponding hole of the flat element 1 (crossbar in construction - this is the horizontal part of the structure that connects the vertical or inclined parts of the system: In frames, it connects supports and columns with each other).

После этого в пространство между ригелем 15 и корпусом 6 вставляется клин 11, который опорными выступами 16, 17 фиксируется внутри и снаружи трубы ригеля 15, с помощью ударного инструмента производится заклинивание. Так как корпус 6 и ригель 15 перпендикулярны друг другу, то при заклинивании ригель 15 также становится перпендикулярным вертикальной стойке 3. Корпус 6 воспринимает крутящий момент, возникающий под действием вертикальных (на изгиб) и горизонтальных (на сжатие-растяжение) нагрузок в ригеле 15, и передает на вертикальную стойку 3. Корпус 6 выполнен с возможностью разъемного соединения с выступами горизонтального ригеля 15.After this, a wedge 11 is inserted into the space between the crossbar 15 and the body 6, which is fixed with supporting protrusions 16, 17 inside and outside the crossbar pipe 15, and is jammed using an impact tool. Since the body 6 and the crossbar 15 are perpendicular to each other, when jammed, the crossbar 15 also becomes perpendicular to the vertical post 3. The body 6 perceives the torque arising under the action of vertical (bending) and horizontal (compression-tension) loads in the crossbar 15, and transmits to the vertical post 3. The housing 6 is designed to be detachably connected to the protrusions of the horizontal crossbar 15.

При использовании клинового крепежного узла с описанной геометрией в конструкции обеспечена возможность закрепления корпуса клина в плоской детали 1 под углом 45 градусов, увеличена площадь поверхностей контактного взаимодействия соответствующих сторон корпуса 6 и отверстий 4 плоского элемента 1 с клином 11 и приращение, тем самым, заклинивающего момента на оси 3.When using a wedge fastening unit with the described geometry in the design, it is possible to secure the wedge body in a flat part 1 at an angle of 45 degrees, increasing the area of contact surfaces of the corresponding sides of the body 6 and the holes 4 of the flat element 1 with the wedge 11 and thereby increasing the wedging moment on axis 3.

Для проверки выбранного технического решения для сравнения силы, необходимой для разъединения деталей заявляемого и известного крепежного узла, было проведено экспериментальное исследование, подтвердившее увеличение силы, необходимой для разъединения заявляемого узла не менее, чем на 8-108% по сравнению с известной из прототипа конструкцией.To test the selected technical solution to compare the force required to separate the parts of the inventive and known fastening units, an experimental study was carried out, which confirmed an increase in the force required to separate the inventive unit by no less than 8-108% compared to the design known from the prototype.

Таким образом, в результате использования заявляемого изобретения обеспечено расширение арсенала клиновых зажимов, реализация его назначения, т.е. создание альтернативной конструкции клинового зажима, а также повышение прочности и сопротивляемости соединения в целом внешним нагрузкам за счет усовершенствованной геометрии деталей.Thus, as a result of the use of the claimed invention, the expansion of the arsenal of wedge clamps is ensured, the implementation of its purpose, i.e. creating an alternative design for the wedge clamp, as well as increasing the strength and resistance of the connection as a whole to external loads due to the improved geometry of the parts.

Claims

1. A wedge fastening unit for building structures, containing a flat element with a shaped window formed by a central hole for a pillar of a building structure and pairs of diametrically opposite symmetrical peripheral holes, each of which is connected by a radial transition section to the central hole, and also inserted into the peripheral hole of the flat element and a body supported on the surface of the latter by side stops, made with an expanded upper and narrowed lower end, facing its concave side towards the rack, having on the convex side a protrusion for mating with the crossbar of the building structure and a diverging groove for installing a fixing wedge, made stepped with a transverse inclined a slot mounted on the edge of the peripheral hole and wedged between the post, the flat member and the housing, characterized in that

the concave side of the body is made broken with flat platforms protruding along the edges, as well as with inclined and recessed platforms with a radius recessed between them, and the convex side is made broken of straight sections with different slopes and with an intermittent groove of variable depth along the edges, made with an inclination of each its wall is 6°, and in the upper part of the body the angle between the flat surfaces of the concave and convex sides is equal to 13°, in the middle part - 12°, and in the lower part - 21.5°;

each peripheral hole of the flat element is made with a middle edge radial section, with the ends of the arc of which smoothly rounded side sections are symmetrically associated, converging to a transition section made in the form of a slot with parallel flat sides.

2. Wedge fastening unit according to claim 1, characterized in that the widened end of the body is flat, and the narrowed end is rounded.

3. Wedge fastening unit according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that the wedge is made with two supporting protrusions and with a slot concave inward between them.

4. Wedge fastening unit according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that the flat element is made with four closed holes located between the peripheral holes.