RU215386U1 - Lattice building element - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, в частности к несущим металлодеревянным решетчатым элементам, используемым в рамных каркаса, балках покрытий и перекрытий малоэтажных зданий и элементов опалубочных комплектов. Сущность полезной модели - повышение несущей способности и надёжности узловых соединений решетчатого строительного элемента за счет лучшей анкеровки её узлов в древесине и на наружных гранях поясов с восприятием наиболее опасных растягивающих усилий в древесине, направленных поперек волокон, расширение технологических возможностей конструирования решетчатого строительного элемента, формирование боковых углублений в поясах, имеющих простую геометрическую форму поперечных элементов соединительной решетки, возможность поточной технологии изготовления. Технический результат полезной модели - повышение несущей способности и надежности решетчатого строительного элемента. Технический результат достигается тем, что в известном решетчатом строительном элементе с составными верхним и нижним деревянными поясами из клееной древесины и соединительной решеткой, закрепленной в поясах между их продольных брусьев с углублениями, которые соответствуют по форме геометрии узлов и наклону поперечных элементов соединительной решетки, особенностью является то, что он объединён в единую конструкцию посредством запрессовки после нанесения клеевой композиции, при этом брусья поясов многослойные с внутренними слоями однородной структуры, а углубления в поясах созданы рассверловкой поперечных отверстий в сплоченных брусьях по кондуктору, а также поперечных сквозных отверстий в перпендикулярной плоскости, проходящих через узлы соединительной решетки, которая собрана и изготовлена путем размещения в отверстиях соответствующих поперечных элементов и жесткого их взаимного соединения в узлах с пропуском стяжных болтов или с приваркой в узлах соединительной решетки шпилек, размещенных в поперечных сквозных отверстиях и снабженных резьбой на свободном конце, обеспечивающих сплачивание и запрессовку многослойных поясов, а также восприятие растягивающих усилий.

The utility model relates to the field of construction, in particular to load-bearing metal-wood lattice elements used in frame frames, beams of roofs and ceilings of low-rise buildings and elements of formwork kits. The essence of the utility model is to increase the bearing capacity and reliability of the nodal joints of a lattice building element due to better anchoring of its nodes in wood and on the outer edges of the chords with the perception of the most dangerous tensile forces in the wood directed across the fibers, the expansion of technological capabilities for designing a lattice building element, the formation of side recesses in the belts, having a simple geometric shape of the transverse elements of the connecting grid, the possibility of in-line manufacturing technology. The technical result of the utility model is to increase the bearing capacity and reliability of the lattice building element. The technical result is achieved by the fact that in a well-known lattice building element with composite upper and lower wooden belts made of glued wood and a connecting lattice fixed in the belts between their longitudinal bars with recesses that correspond in shape to the geometry of the nodes and the inclination of the transverse elements of the connecting lattice, the feature is the fact that it is combined into a single structure by pressing after applying the adhesive composition, while the bars of the belts are multilayer with inner layers of a homogeneous structure, and the recesses in the belts are created by reaming transverse holes in the cohesive bars along the conductor, as well as transverse through holes in the perpendicular plane passing through the nodes of the connecting grid, which is assembled and made by placing the corresponding transverse elements in the holes and rigidly interconnecting them in the nodes with the passage of the tie bolts or with welding of the studs in the nodes of the connecting grid, placing provided in transverse through holes and threaded at the free end, providing rallying and pressing of multilayer belts, as well as the perception of tensile forces.

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности к несущим комбинированным, металлодеревянным строительным элементам, используемым в несущих конструкциях каркасов, балках покрытий и перекрытий малоэтажных зданий, а также как элементы опалубочных комплектов.The utility model relates to the field of construction, in particular to load-bearing combined, metal-wood building elements used in load-bearing structures of frames, beams of roofs and ceilings of low-rise buildings, as well as elements of formwork kits.

Известна составная металлодеревянная балка двутаврового сечения, включающая деревянные пояса-полки и решетчатую стенку, выполненную из проволоки или полосового элемента, изогнутого зигзагообразно. Участки перегиба полосы прикреплены к полкам. По меньшей мере, одна полка содержит продольную секцию, выполненную из другого материала. Секция заделана в полку и залита в ней для образования единого элемента вместе с полкой и углами перегиба [Журнал «Изобретения за рубежом» №23, 1985 г. Международная заявка РСТ №85/02878 Е04С 3/292].Known composite metal-wood beam I-section, including wooden belt shelves and a lattice wall made of wire or a strip element, curved in a zigzag manner. The bend sections of the strip are attached to the shelves. At least one shelf contains a longitudinal section made of another material. The section is embedded in the shelf and cast in it to form a single element together with the shelf and the bend angles [Journal "Inventions abroad" No. 23, 1985, International application PCT No. 85/02878 E04C 3/292].

Недостатком этой балки является сложность и высокая трудоемкость изготовления, требующая формирование срединных секций, выполненных из другого конструкционного материала путем заливки пазов вместе с полкой и углами перегиба зигзагообразной решетки.The disadvantage of this beam is the complexity and high labor intensity of manufacturing, requiring the formation of middle sections made of another structural material by pouring grooves together with the shelf and the angles of inflection of the zigzag lattice.

Известна ферма решетчатого типа, содержащая верхний и нижний пояса из древесного материала, непрерывную решетчатую стальную стенку в основном зигзагообразной конфигурации из гнутого прутка, расположенную между поясами и образующую наклонные стойки (ферма Уоррена - Warren truss), причем изогнутые части стенки утоплены в углубления в поясах и закреплены в углублениях отвердевающим и связующим веществом, например, полиуретановым или эпоксидным компаундом, которое образует слой, заменяющий древесный материал, удаленный для образования углублений, причем указанное вещество имеет прочность, по меньшей мере, равную прочности древесного материала указанных поясов. Углубления в поясах в одном из вариантов сделаны со стороны внутренних граней, обращенных друг к другу, а в другом исполнении - на боковых гранях [Patent US No 4,372,093 (serial NO 06200497) Grant Date Feb 8, 1983 US cl. 52/694; 52/642; Current CPC Class: E04C 3/292 (20130101) Current International Class: E04C 3/29 (20060101); E04C 3/292 (20060101); E04C 002/24 (http://www.patentbuddy.com/Patent/US-4372093-A;jsessionid=D2463D649449E8F12605CA726DB741DA?ft=true)].Known farm lattice type, containing the upper and lower belts of wood material, a continuous lattice steel wall in the main zigzag configuration of a bent bar, located between the belts and forming inclined racks (Warren farm - Warren truss), and the curved parts of the wall are recessed into the recesses in the belts and secured in the recesses with a hardening and binding agent, such as a polyurethane or epoxy compound, which forms a layer replacing the wood material removed to form the recesses, said substance having a strength at least equal to that of the wood material of said belts. The recesses in the belts in one version are made from the side of the inner faces facing each other, and in the other version - on the side faces [Patent US No 4,372,093 (serial NO 06200497) Grant Date Feb 8, 1983 US cl. 52/694; 52/642; Current CPC Class: E04C 3/292 (20130101) Current International Class: E04C 3/29 (20060101); E04C3/292(20060101); E04C002/24 (http://www.patentbuddy.com/Patent/US-4372093-A;jsessionid=D2463D649449E8F12605CA726DB741DA?ft=true)

Недостатком известного конструктивного решения является большая потеря конструкционного материала поясов, высокая сложность и трудоемкость изготовления глубоких и широких посадочных гнезд-углублений. От точности расположения и изготовления углублений напрямую зависит осуществимость сборки, надежность узловых соединений и качество фермы. Геометрия изогнутых участков зигзагообразной решетки не обеспечивает надежности клеевых узловых соединений, поскольку древесина имеет наиболее низкие показатели прочности при растяжении и скалывании в направлении поперек её волокон.The disadvantage of the known constructive solution is the large loss of structural material of the belts, the high complexity and laboriousness of manufacturing deep and wide seating recesses. The feasibility of assembly, the reliability of nodal connections and the quality of the truss directly depend on the accuracy of the location and manufacture of the recesses. The geometry of the curved sections of the zigzag lattice does not ensure the reliability of adhesive nodal joints, since wood has the lowest tensile strength and chipping strength in the direction across its fibers.

Наиболее близким техническим решением является решетчатый строительный элемент в виде металлодеревянной балки. Балка составлена из поясов, представляющих собой деревянные брусья и соединительную решетку, выполненную из зигзагообразно изогнутого металлического прута. Каждый пояс склеен из двух продольных брусьев. На склеиваемой поверхности, по крайней мере, одного из брусьев имеются углубления, соответствующие по форме изгибам металлического прута, который и помещается в эти углубления [Журнал «Изобретения за рубежом» №2, 1984 г. Япония, заявка № 58-21052 Е04С 3/292, В 27М 3/00 публикация 1983 г. Приоритет Швеции 1976 г.]. Данное изобретение принято за прототип.The closest technical solution is a lattice building element in the form of a metal-wooden beam. The beam is made up of belts, which are wooden beams and a connecting lattice made of a zigzag bent metal rod. Each belt is glued from two longitudinal bars. On the surface to be glued, at least one of the bars has recesses corresponding in shape to the bends of a metal rod, which is placed in these recesses [Journal "Inventions abroad" No. 2, 1984 Japan, application No. 58-21052 E04C 3 / 292, B 27M 3/00 publication 1983. Priority Sweden 1976]. This invention is taken as a prototype.

К основным недостаткам известной конструкции относятся сложность и высокая трудоёмкость изготовления, нерациональное использование конструкционного материала. Низкая надежность узловых соединений, в которых древесина испытывает скалывание и растяжение поперек волокон древесины.The main disadvantages of the known design include the complexity and high labor intensity of manufacturing, irrational use of structural material. Low reliability of nodal joints, in which the wood experiences chipping and stretching across the wood fibers.

Сущность полезной модели - повышение несущей способности и надёжности узловых соединений решетчатого строительного элемента, за счет лучшей анкеровки её узлов в древесине и на наружных гранях поясов с восприятием наиболее опасных растягивающих усилий в древесине, направленных поперек волокон, расширение технологических возможностей конструирования решетчатого строительного элемента, формирования боковых углублений в поясах, имеющих простую геометрическую форму поперечных элементов соединительной решетки, возможность поточной технологии изготовления.The essence of the utility model is to increase the bearing capacity and reliability of the nodal joints of a lattice building element, due to better anchoring of its nodes in wood and on the outer edges of the chords with the perception of the most dangerous tensile forces in the wood directed across the fibers, the expansion of technological capabilities for designing a lattice building element, forming side recesses in the belts, having a simple geometric shape of the transverse elements of the connecting grid, the possibility of in-line manufacturing technology.

Технический результат полезной модели - повышение несущей способности и надежности решетчатого строительного элемента.The technical result of the utility model is to increase the bearing capacity and reliability of the lattice building element.

Технический результат достигается тем, что в известном решетчатом строительном элементе с составными верхним и нижним деревянными поясами из клееной древесины и соединительной решеткой, закрепленной в поясах между их продольных брусьев с углублениями, которые соответствуют по форме геометрии узлов и наклону поперечных элементов соединительной решетки, особенностью является то, что он объединён в единую конструкцию посредством запрессовки после нанесения на него клеевой композиции, при этом брусья поясов многослойные с внутренними слоями однородной структуры, углубления в поясах созданы рассверловкой поперечных сквозных отверстий в сплоченных брусьях по кондуктору и поперечных сквозных центровых отверстий в перпендикулярной плоскости, проходящих через узлы соединительной решетки, которая выполнена крестовой и составлена из поперечных элементов в виде отрезков металлического прута, наложенных друг на друга и жестко соединенных в местах контакта, и продольных элементов в виде металлических пластин с отверстиями, вынесенных за внешние грани поясов, между которыми натянуты поперечные элементы, концы которых пропущены через отверстия в пластинах и жестко прикреплены к ним, при этом узлы соединительной решетки, расположенные в поясах, снабжены шпильками с резьбой на свободном конце, которые пропущены через центровые отверстия в брусьях поясов и оснащены распределительными шайбами и гайками, обеспечивающими сплачивание и запрессовку многослойных поясов, а также восприятие растягивающих усилий в поясах, возникающих при неблагоприятных температурно-влажностных условиях.The technical result is achieved by the fact that in a well-known lattice building element with composite upper and lower wooden belts made of glued wood and a connecting lattice fixed in the belts between their longitudinal bars with recesses that correspond in shape to the geometry of the nodes and the inclination of the transverse elements of the connecting lattice, the feature is the fact that it is combined into a single structure by pressing after applying an adhesive composition to it, while the bars of the belts are multilayer with inner layers of a homogeneous structure, the recesses in the belts are created by reaming transverse through holes in the cohesive bars along the conductor and transverse through center holes in the perpendicular plane, passing through the nodes of the connecting grid, which is cross-shaped and is composed of transverse elements in the form of segments of a metal rod superimposed on each other and rigidly connected at the points of contact, and longitudinal elements in the form of metal x plates with holes extended beyond the outer edges of the chords, between which transverse elements are stretched, the ends of which are passed through the holes in the plates and are rigidly attached to them, while the nodes of the connecting grid located in the chords are equipped with threaded studs at the free end, which are skipped through the center holes in the bars of the belts and are equipped with distribution washers and nuts that ensure rallying and pressing of multilayer belts, as well as the perception of tensile forces in the belts that occur under adverse temperature and humidity conditions.

Концы поперечных элементов соединительной решетки, пропущенные через отверстия в металлических пластинах, жестко прикреплены к ним при помощи сварки.The ends of the transverse elements of the connecting grid, passed through the holes in the metal plates, are rigidly attached to them by welding.

Концы поперечных элементов соединительной решетки снабжены резьбой и жестко прикреплены к металлическим пластинам при помощи гаек и клиновидных шайб.The ends of the transverse elements of the connecting grid are threaded and rigidly attached to metal plates with nuts and wedge-shaped washers.

Повышение несущей способности и надёжности решетчатого строительного элемента достигнуто за счёт создания жесткого клеевого и механического соединения разнородных материалов (деревянных и металлических частей) с одновременным упрощением изготовления, использованием крестовой решетки, повышенной жесткости с рациональной силовой работой на растяжение, расширением технологических возможностей формирования простых прямолинейных углублений, в том числе без удаления конструкционного материала, и перекрестных нахлесточных сварных соединений с обеспечением контролируемой точности и возможностью совмещения операций в поточном производстве.An increase in the bearing capacity and reliability of a lattice building element was achieved by creating a rigid adhesive and mechanical connection of dissimilar materials (wooden and metal parts) while simplifying manufacturing, using a cross lattice, increased rigidity with rational tensile force work, and expanding the technological capabilities of forming simple rectilinear recesses , including without the removal of structural material, and cross-lap welded joints with controlled accuracy and the possibility of combining operations in mass production.

Брусья поясов выполнены из клееной однородной древесины, углубления созданы в каждом из брусьев без удаления или с частичным удалением материала поясов, например, предварительной накаткой или запрессовкой поперечных элементов металлической соединительной решетки в процессе склеивания с локальным упрочнением древесины путем её уплотнения и пропитки смолой под давлением при запрессовке.The beams of the belts are made of glued homogeneous wood, the recesses are created in each of the beams without removing or with partial removal of the material of the belts, for example, by preliminary knurling or pressing the transverse elements of the metal connecting grid in the process of gluing with local hardening of the wood by compacting it and impregnating it with resin under pressure at pressing.

Линейные углубления в брусьях поясов с удалением материала могут быть созданы фрезерованием или поперечной рассверловкой по кондуктору предварительно сплоченных брусьев, что повышает точность изготовления и упрощает сборку строительного элемента. Подобные технологические операции с частичным удалением древесины могут быть использованы при необходимости доводки углублений, созданных предварительной разметкой, выполненной методом запрессовки соединительной решетки в брусья поясов.Linear recesses in the beams of the chords with the removal of material can be created by milling or transverse reaming along the jig of pre-cohesive beams, which increases the accuracy of manufacturing and simplifies the assembly of the building element. Similar technological operations with partial removal of wood can be used if it is necessary to finish the recesses created by preliminary marking, made by pressing the connecting grid into the belt bars.

Жёсткие узлы соединительной решетки перекрестной формы обеспечивают надежную анкеровку с брусьями поясов.Rigid knots of the connecting lattice of the cross-shaped form provide reliable anchoring with the bars of the chords.

Механические связи в виде центровых узловых шпилек используются при сборке, запрессовке и обеспечивают необходимую проектную надежность при неблагоприятных условиях эксплуатации, воспринимая усилия растяжения.Mechanical connections in the form of center pins are used during assembly, pressing in and provide the necessary design reliability under adverse operating conditions, absorbing tensile forces.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На фиг. 1 изображен в аксонометрии фрагмент решетчатого строительного элемента, где показаны: верхний пояс 1 и нижний пояс 2, составленные из клееных брусьев; соединительная решетка 3 крестового типа, изготовленная из отрезков металлического прутка с жесткими узловыми соединениями нахлесточного перекрестного типа и продольных элементов в виде металлических пластин 4, вынесенных за внешние грани поясов, между которыми поперечные элементы натянуты, а их концы жестко прикреплены к металлическим пластинам 4, при этом поперечные элементы соединительной решетки наложены друг на друга и жестко соединены в местах контакта посредством шпилек 6 с резьбой на свободных концах, расположенных в поясных узлах; боковые прямолинейные углубления 5, расположенные со стороны склеивания брусьев верхнего пояса 1 и нижнего пояса 2, соответствующие геометрии узлов соединительной решетки 3, полученные поперечной рассверловкой сплоченных брусьев с использованием кондуктора; сквозные поперечные отверстия в брусьях поясов, проходящие через центры узлов соединительной решетки 3 или рядом с ними, через которые пропущены стяжные болты или шпильки 6, стягивающие брусья поясов и воспринимающих усилия растяжения.In FIG. 1 shows a perspective view of a fragment of a lattice building element, showing: the upper chord 1 and the lower chord 2, made up of glued beams; connecting lattice 3 of the cross type, made of pieces of a metal bar with rigid nodal joints of an overlapping cross type and longitudinal elements in the form of metal plates 4, extended beyond the outer edges of the chords, between which the transverse elements are stretched, and their ends are rigidly attached to the metal plates 4, with in this case, the transverse elements of the connecting grid are superimposed on each other and rigidly connected at the points of contact by means of studs 6 with threads at the free ends, located in the belt nodes; lateral rectilinear recesses 5, located on the side of gluing the bars of the upper chord 1 and the lower chord 2, corresponding to the geometry of the nodes of the connecting grid 3, obtained by transverse reaming of cohesive bars using a jig; through transverse holes in the bars of the belts, passing through the centers of the nodes of the connecting grid 3 or near them, through which the coupling bolts or studs 6 are passed, tightening the bars of the belts and perceiving tensile forces.

Крестовая форма соединительной решетки 3, благодаря внутренней статической неопределимости обеспечивает наилучшее использование конструкционной стали на растяжение, снижая влияния усилий сжатия в тонких поперечных элементах соединительной решетки 3.The cross shape of the connecting grid 3, due to the internal static indeterminacy, provides the best use of structural steel in tension, reducing the effects of compression forces in the thin transverse elements of the connecting grid 3.

Решетчатый строительный элемент состоит из верхнего пояса 1 и нижнего пояса 2, которые изготовлены преимущественно из клееной древесины. Толщина клееных брусьев не менее 50…60 мм. Рекомендуемая толщина слоёв 33-40 мм. Применение в поясах клееной древесины решает несколько важнейших технологических задач, связанных с длинномерностью конструкции, однородностью строения и управлением качеством древесины. При использовании многослойной клееной древесины внутренний склеиваемый слой однородной структуры может быть изготовлен из древесины или древесных материалов с более низкой плотностью, что упрощает предварительное формование боковых прямолинейных углублений 5 в брусьях верхнего пояса 1 и нижнего пояса 2 путём накатки или механической запрессовки соединительной решетки 3 на прессах проходного типа. Для снижения давления запрессовки оборудования и облегчения формования углублений в поясах могут быть применены известные химические составы, например, на основе аммиака, карбамида или другие традиционные приёмы пластификации древесины или древесных материалов, например, путём регулирования температуры и влажности.The lattice building element consists of an upper chord 1 and a lower chord 2, which are predominantly made of laminated timber. The thickness of glued beams is not less than 50…60 mm. The recommended layer thickness is 33-40 mm. The use of glued wood in belts solves several important technological problems related to the length of the structure, the uniformity of the structure and the quality control of wood. When using multi-layered glued wood, the inner glued layer of a homogeneous structure can be made of wood or wood materials with a lower density, which simplifies the preliminary formation of lateral rectilinear recesses 5 in the bars of the upper chord 1 and lower chord 2 by knurling or mechanically pressing the connecting grid 3 on presses passing type. Known chemistries, such as those based on ammonia, urea, or other traditional methods of plasticizing wood or wood-based materials, such as temperature and humidity control, can be used to reduce the press-in pressure of the equipment and facilitate the formation of recesses in the belts.

Соединительную решетку 3 изготавливают из отрезков металлического прутка круглой или иной формы поперечного сечения с созданием жесткого соединения за счет склеивания в боковых прямолинейных углублениях 5 брусьев поясов в момент сборки или использования сварки.The connecting grid 3 is made from pieces of a metal bar of a round or other cross-sectional shape with the creation of a rigid connection by gluing the belt bars in the side rectilinear recesses 5 at the time of assembly or welding.

Дискретность поперечных элементов соединительной решетки снижает требования к точности устройства боковых прямолинейных углублений 5 в поясах, расширяет технологические возможности выбора способов их устройства, позволяет использовать прутки различных толщин.The discreteness of the transverse elements of the connecting lattice reduces the requirements for the accuracy of the device of lateral rectilinear recesses 5 in the belts, expands the technological possibilities for choosing methods for their device, and allows the use of bars of various thicknesses.

Так, при раздельной сборке поперечных элементов соединительной решетки 3 с использованием в качестве сборочного кондуктора брусьев верхнего пояса 1 и нижнего пояса 2 с готовыми боковыми прямолинейными углублениями 5, последние могут быть получены с использованием различных технологий.So, when separately assembling the transverse elements of the connecting grid 3 using the bars of the upper belt 1 and the lower belt 2 with ready-made side rectilinear recesses 5 as an assembly jig, the latter can be obtained using various technologies.

Например, по безотходной технологии или с частичным удалением материала при помощи накатки, запрессовки (технологической оправки, самой соединительной решетки 3 целиком или её поперечных элементов) с последующей доводкой, при необходимости, до нужных размеров или традиционными приёмами с удалением материала путем фрезерования, рассверловкой сплоченных брусьев и др.For example, according to waste-free technology or with partial removal of material using knurling, pressing (technological mandrel, the connecting grid 3 itself or its transverse elements), followed by fine-tuning, if necessary, to the desired dimensions or traditional methods with material removal by milling, reaming cohesive beams, etc.

При использовании заранее изготовленной соединительной решетки 3 требования к точности изготовления возрастают.When using a prefabricated connecting grid 3, the requirements for manufacturing accuracy increase.

В этом случае наиболее рациональным способом разметки и формирования боковых прямолинейных углублений 5 является предварительная запрессовка соединительной решетки 3 в брусья поясов с последующей доводкой углублений 5 до нужных размеров, при необходимости.In this case, the most rational way of marking and forming lateral rectilinear recesses 5 is to pre-press the connecting grid 3 into the belt bars, followed by fine-tuning the recesses 5 to the desired dimensions, if necessary.

Такая необходимость может возникнуть на участках с природными дефектами древесины, например, сучками. Поэтому при изготовлении брусьев верхнего пояса 1 и нижнего пояса 2 балки предпочтительно использование клееной древесины с исключением в местах контактного взаимодействия с соединительно решеткой 3 подобных дефектов древесины или применением многослойной LVL-древесины, изготавливаемой из толстого шпона (толщиной 3-6 мм). Such a need may arise in areas with natural wood defects, such as knots. Therefore, in the manufacture of bars of the upper chord 1 and lower chord 2 of the beam, it is preferable to use glued wood with the exception of such wood defects in the places of contact interaction with the connecting grid 3 or the use of multilayer LVL-wood made from thick veneer (thickness 3-6 mm).

За счет уплотнения древесины или древесных материалов при запрессовке достигается её модификация, улучшение природных физико-механических свойств с учетом последующего склеивания и пропитки клеевым составом.Due to the compaction of wood or wood-based materials during pressing, its modification is achieved, the natural physical and mechanical properties are improved, taking into account subsequent gluing and impregnation with an adhesive composition.

Для лучшего механического зацепления поперечное сечение прутка может быть изготовлено из периодического профиля с соответствующей нарезкой, рифами, кольцами или продольными ребрами на боковой поверхности.For better mechanical engagement, the cross section of the rod can be made of a periodic profile with appropriate threading, ribs, rings or longitudinal ribs on the side surface.

Наиболее рациональными геометрическими схемами соединительной решетки 3, в которых достигается наилучшее использование прочностных свойств металла, являются геометрические решетки классических ферм типа Уоррена (Warren truss system) и Пратта (Pratt truss system) .The most rational geometric schemes of the connecting lattice 3, in which the best use of the strength properties of the metal is achieved, are geometric lattices of classical trusses such as Warren (Warren truss system) and Pratt (Pratt truss system) .

Как известно, решетка в системе Уоррена - раскосная в виде равнобедренного или равностороннего треугольника с нисходящими раскосами, испытывающими растяжение и восходящими раскосами, испытывающими сжатие. Решетка в системе Пратта - раскосно-стоечная с растянутыми нисходящими раскосами и сжатыми стойками.As you know, the lattice in the Warren system is diagonal in the form of an isosceles or equilateral triangle with descending braces experiencing tension and ascending braces experiencing compression. Lattice in the Pratt system - diagonal-rack with stretched descending braces and compressed racks.

Достоинство центрированной соединительной решетки 3 - отсутствие узловых изгибающих моментов.The advantage of the centered connecting grid 3 is the absence of nodal bending moments.

В качестве конструкционного металла может использоваться малоуглеродистая сталь с защитными антикоррозионными покрытиями, например, оцинкованием или легированная, в том числе нержавеющая сталь.As a structural metal, low-carbon steel with protective anti-corrosion coatings, for example, galvanized or alloyed, including stainless steel, can be used.

Механические связи в виде центровых узловых шпилек 6 используются при сборке, запрессовке и обеспечивают необходимую проектную надежность.Mechanical connections in the form of central anchor pins 6 are used during assembly, pressing and provide the necessary design reliability.

Шпильки 6 могут быть приварены к узлам соединительно решетки заранее или в процессе сборки.Studs 6 can be welded to the nodes of the connecting grid in advance or during assembly.

В процессе сборки брусьев поясов шпильки 6 устанавливают, пропуская их через сквозные поперечные центровые отверстия, просверленные в каждом сплоченном брусе поясов.In the process of assembling the beams of the belts, the studs 6 are installed by passing them through the through transverse center holes drilled in each cohesive beam of the belts.

В конструктивном отношении шпилька 6 может быть выполнена в виде стержня с резьбой на обоих или на одном свободном конце. В первом случае стержень шпильки 6 непосредственно приваривается к узлу соединительной решетки 3 сбоку, с незначительным эксцентриситетом относительно центра узла. Во втором случае её конец приваривается к центру узла соединительной решетки 3, например, при помощи односторонней или двухсторонней контактной сварки, в процессе которой поперечные центровые отверстия можно использовать в качестве направляющих.Structurally, the pin 6 can be made in the form of a rod with threads on both or on one free end. In the first case, the stud shaft 6 is directly welded to the connecting grid node 3 from the side, with a slight eccentricity relative to the center of the node. In the second case, its end is welded to the center of the connecting grid assembly 3, for example, using one-sided or two-sided resistance welding, during which the transverse center holes can be used as guides.

Свободные концы шпилек 6 снабжены резьбой для навинчивания гаек, которые после установки распределительной шайбы, уменьшающей давление смятия древесины поперек волокон, используются для сплачивания и создания предварительного натяжения при запрессовке.The free ends of the studs 6 are threaded for screwing nuts, which, after installing a distribution washer, which reduces the pressure of collapsing wood across the fibers, are used for rallying and creating a pre-tension during pressing.

Для поддержания усилия натяжения при эксплуатации и исключения самопроизвольного отвинчивания гаек обычно устанавливают две гайки, одна из которых является контргайкой, или, помимо распределительной шайбы-подкладки, для тех же целей используют тарельчатую шайбу или шайбу Гровера, имеющую форму разомкнутого спиралевидного кольца.To maintain the tension during operation and prevent spontaneous unscrewing of the nuts, two nuts are usually installed, one of which is a lock nut, or, in addition to the distribution washer-lining, a Belleville washer or Grover's washer is used for the same purpose, having the form of an open spiral ring.

Установка таких шайб эквивалентна контргайке.Installing these washers is equivalent to a locknut.

Диаметр шпилек 6 должен быть не менее толщины поперечных элементов. The diameter of the studs 6 must not be less than the thickness of the transverse elements.

Натяжение поперечных элементов соединительной решетки 3, выполненных из отрезков прутка, между продольными элементами в виде прямоугольных металлических пластин 4, снабженных отверстиями, потребует нарезки на их концах резьбы, использования гаек и клиновидных шайб.The tension of the transverse elements of the connecting grid 3, made of rod segments, between the longitudinal elements in the form of rectangular metal plates 4, provided with holes, will require threading at their ends, the use of nuts and wedge-shaped washers.

Другой способ натяжения основан на сварке концов поперечных элементов, пропущенных через отверстия в продольных элементах - металлических пластинах 4.Another tension method is based on welding the ends of the transverse elements passed through the holes in the longitudinal elements - metal plates 4.

В процессе сварки происходит усадка металла и создается натяжение.During the welding process, the metal shrinks and tension is created.

Надежная анкеровка узлов соединительной решетки 3 с брусьями поясов в виде перекрестных, наложенных друг на друга и жестко соединенных между собой поперечных элементов, раздельно размещенных в боковых прямолинейных углублениях 5 каждого из брусьев, увеличивает площадь рабочей области соединения, воспринимающей усилия сдвига, выравнивает их, повышает несущую способность.Reliable anchoring of the nodes of the connecting grid 3 with the beams of the belts in the form of cross, superimposed and rigidly interconnected transverse elements, separately placed in the side rectilinear recesses 5 of each of the beams, increases the area of the working area of the connection that perceives shear forces, aligns them, increases bearing capacity.

В зависимости от назначения, пролета балки, внешних нагрузок толщина прутка должна быть 6..14 мм. Увеличение толщины элементов решетки d напрямую связано с толщиной (шириной) брусьев b. Рекомендуемое соотношение b/d не менее 4.Depending on the purpose, beam span, external loads, the thickness of the bar should be 6..14 mm. The increase in the thickness of the lattice elements d is directly related to the thickness (width) of the bars b. The recommended b/d ratio is at least 4.

Увеличение толщины прутка нерационально не только по расходу металла, но и по причине ослабления сечения брусьев поясов, технологических затруднений при формировании боковых прямолинейных углублений 5.An increase in the thickness of the rod is irrational not only in terms of metal consumption, but also due to the weakening of the section of the bars of the belts, technological difficulties in the formation of lateral rectilinear recesses 5.

В качестве клеевого состава целесообразно использовать эпоксидные компаунды, отличающиеся безусадочностью, технологичностью и хорошей адгезией к разнородным материалам, таким как сталь и древесина.As an adhesive composition, it is advisable to use epoxy compounds, which are characterized by non-shrinkage, manufacturability and good adhesion to dissimilar materials, such as steel and wood.

Изготовление решетчатого строительного элемента может осуществляться стендовым способом. На участке деревообработки сначала изготавливают клееные брусья верхнего пояса 1 и нижнего пояса 2. Затем сплоченные брусья проходят совместную механическую обработку по формированию боковых прямолинейных углублений 5 фрезерованием или сверлением. Сверлятся поперечные отверстия для механических связей (болтов, винтов) и под шпильки 6.The production of a lattice building element can be carried out using a bench method. At the woodworking site, glued beams of the upper belt 1 and lower belt 2 are first made. Then the cohesive beams undergo joint machining to form lateral rectilinear recesses 5 by milling or drilling. Transverse holes are drilled for mechanical connections (bolts, screws) and for studs 6.

На участке металлообработки нарезают отрезки прутьев мерной длины, на концах которых нарезают резьбу и изготавливают металлические пластины 4.At the metalworking site, sections of rods of the measured length are cut, at the ends of which threads are cut and metal plates 4 are made.

Следующий этап сборки и склеивания осуществляют на стапеле, где в качестве сборочного кондуктора используют брусья поясов, снабженные боковыми прямолинейными углублениями 5 и другие технологические приспособления.The next stage of assembly and gluing is carried out on a slipway, where belt bars equipped with lateral rectilinear recesses 5 and other technological devices are used as an assembly jig.

Шпильки 6 могут быть приварены к узлам соединительной решетки заранее, на стадии её изготовления, или после сборки её с брусьями поясов. В последнем случае шпильки 6 пропускают через поперечные сквозные центровые узловые отверстия в брусьях поясов и жестко соединяют с соединительной решеткой 3 при помощи контактной сварки.Studs 6 can be welded to the nodes of the connecting grid in advance, at the stage of its manufacture, or after its assembly with the belt bars. In the latter case, the studs 6 are passed through the transverse through center nodal holes in the bars of the belts and are rigidly connected to the connecting grid 3 by contact welding.

Завершающий этап – нанесение клеевой композиции, окончательная, сборка всех элементов в ансамбль и запрессовка.The final stage is the application of the adhesive composition, the final assembly of all elements into an ensemble and pressing.

Для ускорения процесса склеивания могут быть использованы токи высокой частоты, а также температурный нагрев от сварки.To speed up the bonding process, high frequency currents can be used, as well as thermal heating from welding.

Для повышения надежности клеевых соединений, предотвращения опасного расслоения из-за температурных и влажностных перепадов, а также реологических свойств древесины по внешним границам мест вклеивания соединительной решетки в брусья верхнего пояса 1 и нижнего пояса 2 конструктивно установлены дополнительные механические связи, работающие совместно с шпильками 6 на растяжение и обеспечивающие запрессовку.To increase the reliability of adhesive joints, prevent dangerous delamination due to temperature and humidity changes, as well as the rheological properties of wood along the outer boundaries of the places where the connecting grid is pasted into the bars of the upper chord 1 and lower chord 2, additional mechanical connections are structurally installed, working in conjunction with studs 6 on stretching and pressing.

Claims (3)

1. Решетчатый строительный элемент с составными верхним и нижним деревянными поясами из клееной древесины и соединительной решеткой, закрепленной в поясах между их продольных брусьев с углублениями, которые соответствуют по форме геометрии узлов и наклону поперечных элементов соединительной решетки, отличающийся тем, что он объединён в единую конструкцию посредством запрессовки после нанесения на него клеевой композиции, при этом брусья поясов многослойные с внутренними слоями однородной структуры, а углубления в поясах созданы рассверловкой поперечных сквозных отверстий в сплоченных брусьях по кондуктору и поперечных сквозных центровых отверстий в перпендикулярной плоскости, проходящих через узлы соединительной решетки, которая выполнена крестовой и составлена из поперечных элементов в виде отрезков металлического прута, наложенных друг на друга и жестко соединенных в местах контакта, и продольных элементов в виде металлических пластин с отверстиями, вынесенных за внешние грани поясов, между которыми натянуты поперечные элементы, концы которых пропущены через отверстия в пластинах и жестко прикреплены к ним, при этом узлы соединительной решетки, расположенные в поясах, снабжены шпильками с резьбой на свободном конце, которые пропущены через центровые отверстия в брусьях поясов и оснащены распределительными шайбами и гайками, обеспечивающими сплачивание и запрессовку многослойных поясов, а также восприятие растягивающих усилий в поясах, возникающих при неблагоприятных температурно-влажностных условиях.1. Lattice building element with composite upper and lower wooden belts made of glued wood and a connecting grid fixed in the belts between their longitudinal bars with recesses that correspond in shape to the geometry of the nodes and the slope of the transverse elements of the connecting grid, characterized in that it is combined into a single the structure by pressing after applying an adhesive composition to it, while the bars of the belts are multilayer with inner layers of a homogeneous structure, and the recesses in the belts are created by reaming transverse through holes in the cohesive bars along the conductor and transverse through center holes in a perpendicular plane passing through the nodes of the connecting grid, which is cross-shaped and is made up of transverse elements in the form of segments of a metal rod superimposed on each other and rigidly connected at the points of contact, and longitudinal elements in the form of metal plates with holes extended beyond the outer edges of the belts , between which the transverse elements are stretched, the ends of which are passed through the holes in the plates and are rigidly attached to them, while the nodes of the connecting grid located in the chords are equipped with threaded studs at the free end, which are passed through the center holes in the bars of the chords and are equipped with distribution washers and nuts, providing rallying and pressing multilayer belts, as well as the perception of tensile forces in the belts that occur under adverse temperature and humidity conditions. 2. Строительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что концы поперечных элементов соединительной решетки, пропущенные через отверстия в металлических пластинах, жестко прикреплены к ним при помощи сварки.2. A building element according to claim 1, characterized in that the ends of the transverse elements of the connecting grid, passed through holes in metal plates, are rigidly attached to them by welding. 3. Строительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что концы поперечных элементов соединительной решетки снабжены резьбой и жестко прикреплены к металлическим пластинам при помощи гаек и клиновидных шайб.3. A building element according to claim 1, characterized in that the ends of the transverse elements of the connecting grid are threaded and rigidly attached to metal plates with nuts and wedge-shaped washers.

Images