RU2182207C1

RU2182207C1 - Dismountable-assembled metal-wood trussed beam

Info

Publication number: RU2182207C1
Application number: RU2001100708A
Authority: RU
Inventors: В.В. Егоров; Е.Н. Алексашкин
Original assignee: Петербургский государственный университет путей сообщения
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2002-05-10

Abstract

FIELD: building structures particularly, mainly, dismountable-assembled, applicable in industrial and civil construction of temporary dismountable-assembled buildings and structures, for instance, exhibition pavilions, covered temporary storages, etc. SUBSTANCE: dismountable-assembled prestressed metal-wood trussed beam includes roof beam made in form of sections, strut frame posts and lagging with tension devices. Posts have box-shaped locks with central holes in which cores with contact surfaces are introduced and directed at acute angle to longitudinal axis of roof beam. End sections of roof beam at level of core axes are made with longitudinal slots and transverse holes. Cores are made with threaded holes. EFFECT: simplified manufacture of dismountable-assembled metal-wood trussed beams, reduced consumption of material due to design features of conjugation units and repeated use of materials. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительным конструкциям, преимущественно сборно-разборным, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве, а именно в покрытиях зданий и сооружений. The invention relates to building structures, mainly collapsible, and can be used in industrial and civil engineering, namely in the coatings of buildings and structures.

Известны шпренгельные металлодеревянные балки, включающие балки жесткости (балки-распорки) и стойки шпренгелей, выполненные из древесины, а также стальные затяжки, объединяющие нижние концы стоек шпренгелей и закрепленные на торцах балок жесткости [1]. Known truss metal wooden beams, including stiffness beams (spacer beams) and struts, made of wood, as well as steel puffs, combining the lower ends of the struts and mounted on the ends of the stiffeners [1].

Недостатком таких технических решений является то, что шпренгельные металлодеревянные балки указанной конструкции не могут быть разобраны без повреждения древесины, а следовательно, не являются конструкциями повторного применения и не отвечают требованиям, предъявляемым к сборно-разборным строительным системам (например, во временных сборно-разборных зданиях и сооружениях типа выставочных павильонов, крытых временных складов и т.п.). The disadvantage of such technical solutions is that the truss metal wooden beams of this design cannot be dismantled without damage to the wood, and therefore, are not reusable structures and do not meet the requirements for collapsible building systems (for example, in temporary collapsible buildings and facilities such as exhibition halls, covered temporary warehouses, etc.).

Кроме того, известна металлодеревянная сборно-разборная стержневая конструкция (например, ферма), узлы которой выполнены с применением клеестальных шайб, включающих боковые металлические пластинки, приклеенные к древесине, имеющие отверстия для пропуска центральных болтов, просверленные по точным шаблонам, а также боковые соединительные накладки с отверстиями, в которые пропущены центральные болты, стягивающие пакет [2] (принято за прототип). In addition, a metal-wooden collapsible rod structure (for example, truss) is known, the nodes of which are made using gluing washers, including side metal plates glued to the wood, having holes for the passage of central bolts drilled according to exact patterns, as well as side connecting plates with holes in which the central bolts tightening the packet [2] are passed (taken as a prototype).

Недостатком такого технического решения является сложность конструкции и трудоемкость изготовления, требующая сложного специального оборудования. The disadvantage of this technical solution is the complexity of the design and the complexity of manufacturing, requiring complex special equipment.

Задача изобретения - упрощение изготовления сборно-разборных металлодеревянных конструкций, а также снижение расхода материалов за счет повторного применения. The objective of the invention is to simplify the manufacture of collapsible metal-wooden structures, as well as reducing the consumption of materials due to reuse.

Технический результат достигается тем, что в сборно-разборной металлодеревянной шпренгельной балке, включающей балку-распорку, стойки шпренгелей и затяжку, имеющую натяжные устройства, проходящую через нижние концы стоек шпренгелей и закрепленную у торцов балки-распорки, верхние концы стоек шпренгелей снабжены коробчатыми фиксаторами с центральными отверстиями, в которые введены сердечники, расположенные между торцами секций балки-распорки, стыкуемых в узлах. При этом торцевые участки секций балки-распорки выполнены с продольными прорезями и поперечными отверстиями на уровне продольных осей сердечников, что обеспечивает работоспособность сопряжения с увеличенной площадью соприкосновения металлических и деревянных элементов. Сердечники выполнены с продольными отверстиями, имеющими резьбу. Балка-распорка и стойки шпренгелей выполнены из древесины (например, из цельного бруса, составного поперечного сечения, из брусьев или пакета досок на податливых связях, из пакета клееных досок и т.п.), а затяжки и другие элементы - из металла. The technical result is achieved by the fact that in a collapsible metal-wooden truss beam, including a spacer beam, truss racks and a tightening having tension devices passing through the lower ends of the truss racks and fixed at the ends of the strut rails, the upper ends of the truss racks are provided with box clamps with central holes into which the cores are inserted, located between the ends of the sections of the beam-spacers, joined in nodes. At the same time, the end sections of the spacer beam sections are made with longitudinal slots and transverse holes at the level of the longitudinal axis of the cores, which ensures operability of the interface with an increased contact area of metal and wooden elements. The cores are made with longitudinal holes having a thread. The spacer beam and the strut racks are made of wood (for example, from a solid bar, a composite cross-section, from beams or a package of boards on pliable bonds, from a package of glued boards, etc.), and puffs and other elements are made of metal.

Сердечники в поперечном сечении имеют ромбическую форму с длинной диагональю, ориентированной в продольном (чаще всего в горизонтальном) направлении. Контактные поверхности сердечников направлены под острым углом к продольной оси балки-распорки (α = 15...25⁰). Торцы секций балки-распорки в местах стыков опилены (например, по шаблону) по форме контактной поверхности сердечника с целью получения плотного к ним примыкания.The cores in cross section have a rhombic shape with a long diagonal oriented in the longitudinal (most often horizontal) direction. The contact surfaces of the cores are directed at an acute angle to the longitudinal axis of the spacer beam (α = 15 ... 25 ⁰ ). The ends of the sections of the beam-spacers at the joints are sawn (for example, according to the pattern) in the shape of the contact surface of the core in order to obtain a tight fit.

Затяжка снабжена натяжными устройствами (например, стяжными муфтами, концевыми гайками и т. п.). При завинчивании натяжных устройств в затяжке появляются начальные растягивающие усилия, а в балке-распорке - сжимающие. В процессе обжатия балок-распорок ромбические части сердечников плотно примыкают к опиленным "на клин" (по форме контактной поверхности сердечника) торцам секций балок - распорок, уплотняя древесину (за счет клиновидности стыка) внутри коробчатых фиксаторов. При этом торцы стыкуемых секций заклиниваются в промежуточных узлах балки-распорки, создавая неразъемные в процессе эксплуатации соединения. The tightening is provided with tensioning devices (e.g. shrink discs, end nuts, etc.). When tightening the tensioning devices, initial tensile forces appear in the puff, and compressive forces appear in the spacer beam. In the process of crimping the beam-spacers, the rhombic parts of the cores are tightly adjacent to the ends of the sections of the beam-spacers sawn "on the wedge" (in the form of the contact surface of the core), compacting the wood (due to the wedge-shaped joint) inside the box clamps. At the same time, the ends of the joined sections are jammed in the intermediate nodes of the spacer beam, creating joints that are inseparable during operation.

Контактные поверхности (плоскости соприкосновения) сердечника, направленные под острым углом (α = 15...25⁰) к продольной оси балки-распорки, обеспечивают по длине сопряжения балки-распорки и фиксатора обжатие в поперечном направлении, что создает необходимую изгибную жесткость узла сопряжения.The contact surfaces (contact planes) of the core directed at an acute angle (α = 15 ... 25 ⁰ ) to the longitudinal axis of the spacer beam provide compression in the transverse direction along the mating length of the spacer beam and retainer, which creates the necessary bending stiffness of the interface .

Наличие продольных прорезей на торцевых участках секций балки-распорки предотвращает появления силовых трещин в древесине, вызванных внедрением в нее клиновидных частей сердечников и обеспечивает работоспособность сопряжения с увеличенной площадью соприкосновения металлических и деревянных элементов, что также увеличивает изгибную жесткость узла сопряжения. The presence of longitudinal slots at the end sections of the strut-beam sections prevents the occurrence of power cracks in the wood caused by the introduction of wedge-shaped core parts into it and ensures operability of the interface with an increased contact area of metal and wooden elements, which also increases the bending stiffness of the interface unit.

Центральные продольные отверстия в сердечниках, снабженные резьбой, позволяют устанавливать в них захваты (например, в виде болтов с приваренными к ним проушинами и т. п.) для извлечения сердечников при демонтаже сборно-разборной преднапряженной металлодеревянной шпренгельной балки. При извлечении сердечников уплотнение древесины секций балки-распорки внутри коробчатых фиксаторов утрачивается, что позволяет демонтировать балку-распорку без повреждения древесины, а следовательно, дает возможность повторного ее использования. The central longitudinal holes in the cores, threaded, allow you to install grips in them (for example, in the form of bolts with eyelets welded to them, etc.) to remove the cores during dismantling of a collapsible pre-stressed metal-wooden truss beam. When the cores are removed, the wood compaction of the sections of the strut beam inside the box retainers is lost, which allows the strut beam to be removed without damaging the wood, and therefore makes it possible to reuse it.

Отличительными признаками заявляемого технического решения является наличие коробчатых фиксаторов с фигурными отверстиями по форме поперечного сечения фиксаторов; сердечников с контактными поверхностями, направленными под острым углом к продольной оси балки-распорки; наличие в сердечниках центральных отверстий с резьбой, что позволяет вводить в них устройства для извлечения сердечников при демонтаже; продольных прорезей с поперечными отверстиями на торцевых участках секций балки-распорки, выполненных на уровне осей сердечников. Distinctive features of the proposed technical solution is the presence of box-shaped clamps with figured holes in the shape of the cross section of the clamps; cores with contact surfaces directed at an acute angle to the longitudinal axis of the spacer beam; the presence of central threaded holes in the cores, which allows devices to be inserted into them to extract the cores during dismantling; longitudinal slots with transverse holes at the end sections of the sections of the beam-spacers, made at the level of the axes of the cores.

Предварительное натяжение затяжки обеспечивает необходимое обжатие секций балки-распорки в фиксаторах и, следовательно, неразъемность узлов сопряжения при транспортировке и монтаже. The pre-tensioning of the tightening provides the necessary compression of the sections of the beam-spacers in the clamps and, therefore, the integral part of the interface during transportation and installation.

Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:
- на фиг. 1 схематически изображена сборно-разборная преднапряженная металлодеревянная шпренгельная балка;
- на фиг.2 - узел А на фиг.1.The invention is illustrated by the following graphic materials:
- in FIG. 1 schematically shows a collapsible pre-stressed metal-wooden truss beam;
- figure 2 - node a in figure 1.

Сборно-разборная металлодеревянная шпренгельная балка включает балку-распорку 1, выполненную в виде наращиваемых секций 2, стойки шпренгелей 3 и затяжку 4, снабженную натяжными устройствами 5, позволяющими выполнить предварительное натяжение затяжки 4. При этом на верхних концах стоек шпренгелей 3 смонтированы коробчатые фиксаторы 6, в которые заведены торцевые части секций 2 балки-распорки 1. A collapsible metal-wooden truss beam includes a spacer beam 1 made in the form of stackable sections 2, truss racks 3 and a puff 4, equipped with tension devices 5 that allow pre-tensioning 4. In this case, box clamps 6 are mounted on the upper ends of the truss racks 3. into which the end parts of the sections 2 of the spacer beam 1 are introduced.

Коробчатые фиксаторы 6 выполнены с фигурными отверстиями 7, в которые введены сердечники 8. Контактные поверхности сердечников 8 направлены под острым углом (α = 15...25⁰) к продольной оси балки-распорки 1. Профиль отверстия 7 соответствует поперечному сечению сердечника 8. Торцевые участки секций 2 балки-распорки 1 выполнены с продольными прорезями 9 на уровне осей сердечников 8. В концах продольных прорезей 9 просверлены поперечные отверстия 11. Диаметр отверстий 11 превышает ширину прорезей 9. Сердечники 8 выполнены с продольными отверстиями 10, имеющими резьбу.Box retainers 6 are made with figured holes 7 into which the cores are inserted 8. The contact surfaces of the cores 8 are directed at an acute angle (α = 15 ... 25 ⁰ ) to the longitudinal axis of the spacer beam 1. The profile of the hole 7 corresponds to the cross section of the core 8. The end sections of the sections 2 of the spacer beam 1 are made with longitudinal slots 9 at the level of the axes of the cores 8. At the ends of the longitudinal slots 9, transverse holes are drilled 11. The diameter of the holes 11 exceeds the width of the slots 9. The cores 8 are made with longitudinal holes 10, they yuschimi thread.

Торцы секций 2 балки-распорки 1 опилены (например, по шаблону) по форме контактных поверхностей сердечников 8. The ends of the sections 2 of the beam-struts 1 sawn (for example, according to the pattern) in the form of the contact surfaces of the cores 8.

В процессе сборки сборно-разборной преднапряженной металлодеревянной шпренгельной балки (например, на бойке, с использованием шаблонов и т.п.) в отверстия 7 коробчатых фиксаторов 6 вводят сердечники 8, секции 2 балки-распорки 1 и стойки шпренгелей 3; монтируют затяжку 4 с натяжными устройствами 5. После чего выполняют предварительное натяжение шпренгельной системы. In the process of assembling a collapsible pre-stressed metal-wooden truss beam (for example, on a striker, using templates, etc.), cores 8, sections 2 of the strut beam 1 and strut rack 3 are inserted into the holes 7 of the box retainers 6; mount the tightening 4 with the tensioning devices 5. Then preload the truss system.

В процессе предварительного натяжения в затяжке 4 появляются растягивающие усилия, горизонтальная составляющая которых вызывает появление сжимающих усилий в балке-распорке 1. При обжатии указанным усилием секций 2 балки-распорки 1 концевые части сердечников 8 входят в продольные прорези 9 секций 2, обжимая древесину в поперечном направлении и уплотняя ее в коробчатых фиксаторах 6, что обеспечивает работоспособность узлов сопряжения. In the process of pre-tensioning in the tightening 4, tensile forces appear, the horizontal component of which causes the appearance of compressive forces in the spacer beam 1. When compressing the sections 2 of the spacer beam 1 by the specified force, the end parts of the cores 8 enter the longitudinal slots 9 of the sections 2, compressing the wood transversely direction and sealing it in box-shaped clips 6, which ensures the operability of the interface nodes.

Наличие продольных прорезей 9 на торцевых участках секций 2 предотвращает появление силовых трещин в древесине, вызванных внедрением в нее клиновидных частей сердечников 8, и обеспечивает работоспособность (прочность и жесткость) узлов сопряжений с увеличенной площадью соприкосновения металлических (фиксаторов 6, сердечников 8) и деревянных элементов (торцов секций 2 балок-распорок 1). Наличие на концах продольных прорезей 9 поперечных отверстий 11, диаметр которых превышает размер прорезей 9, снимает напряжения поперечных направлений и предотвращает возможное развитие продольных трещин в древесине, совпадающих по направлению со щелевыми прорезями 9. The presence of longitudinal slots 9 at the end sections of sections 2 prevents the occurrence of power cracks in the wood caused by the introduction of wedge-shaped parts of the cores 8 into it, and ensures the operability (strength and stiffness) of the mating nodes with an increased contact area of the metal (clips 6, cores 8) and wooden elements (the ends of the sections 2 beam spacers 1). The presence at the ends of the longitudinal slots 9 of the transverse holes 11, the diameter of which exceeds the size of the slots 9, relieves the stresses of the transverse directions and prevents the possible development of longitudinal cracks in the wood, coinciding in direction with the slotted slots 9.

Демонтаж сборно-разборной металлодеревянной шпренгельной балки ведется в следующей последовательности:
в продольное отверстие 10 сердечников 8 ввинчиваются болты, снабженые проушинами, тяжением которых из центральных отверстий 7 коробчатых фиксаторов 6 извлекаются сердечники 8, что приводит к освобождению от заклинивания торцевых участков секций 2 балки распорки 1. Это способствует свободному их извлечению из коробчатых фиксаторов 6.The dismantling of a collapsible metal-wooden truss beam is carried out in the following sequence:
Bolts equipped with eyes are screwed into the longitudinal hole 10 of the cores 8, by pulling of which the cores 8 are removed from the central holes 7 of the box retainers 6, which leads to the freezing of the end sections of the sections 2 of the spacer beam 1 from jamming.

К преимуществам предлагаемого технического решения относится возможность выполнения демонтажа металлодеревянных конструкций без повреждения их деревянных элементов, что дает возможность их повторного применения. Принятая конструкция узлов сопряжения обеспечивает экономию материалов по сравнению с аналогами. The advantages of the proposed technical solution include the ability to dismantle metal-wooden structures without damaging their wooden elements, which makes it possible to reuse them. The adopted design of the interface nodes provides material savings in comparison with analogues.

Технико-экономический эффект предлагаемого технического решения заключается в упрощении изготовления сборно-разборных металлодеревянных преднапряженных шпренгельных балок, а также в снижении расхода материалов за счет конструктивных особенностей узлов сопряжения и повторного применения материалов. The technical and economic effect of the proposed technical solution is to simplify the manufacture of collapsible metal-wooden prestressed truss beams, as well as to reduce the consumption of materials due to the design features of the interface and reuse of materials.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Конструкции из дерева и пластмасс. Учеб. для вузов. Ю.В.Слицкоухов, В. Д.Буданов и др. Под ред. Г.Г.Карлсена и Ю.В.Слицкоухова. - 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986 - 543 с. (рис.VII.16, с.311).SOURCES OF INFORMATION
1. Wood and plastic structures. Textbook for universities. Yu.V. Slitskoukhov, V. D. Budanov and others. Ed. G.G. Karlsen and Yu.V. Slitskoukhov. - 5th ed. reslave. and add. - M.: Stroyizdat, 1986 - 543 p. (Fig. VIIII.16, p. 311).

2. Карлсен Г.Г., Большаков В.В. и др. Деревянные конструкции. - 2-е изд. , перераб. Под ред. Г.Г.Карлсена. - М. - Л.: ГСИ, 1952. - 755с. (рис. 145; с.275...278). 2. Carlsen G.G., Bolshakov V.V. and other wooden structures. - 2nd ed. , reslave. Ed. G.G. Carlsen. - M. - L .: GSI, 1952. - 755s. (Fig. 145; p. 275 ... 278).

Claims

1. Сборно-разборная металлодеревянная шпренгельная балка, включающая балку-распорку, выполненную в виде секций, стойки шпренгелей и затяжку с натяжными устройствами, отличающаяся тем, что стойки шпренгелей между торцами секций балки-распорки снабжены коробчатыми фиксаторами с центральными отверстиями, в которые введены сердечники с контактными поверхностями, направленными под острым углом к продольной оси балки - распорки, а торцевые участки секций балки - распорки на уровне осей сердечников снабжены продольными прорезями с поперечными отверстиями на концах. 1. Collapsible metal-wooden truss beam, including a strut beam made in the form of sections, truss racks and tightening with tensioning devices, characterized in that the truss racks between the ends of the strut beam sections are equipped with box clamps with central holes into which the cores are inserted with contact surfaces directed at an acute angle to the longitudinal axis of the beam - spacers, and the end sections of the beam sections - spacers at the level of the axes of the cores are provided with longitudinal slots with a transverse and holes at the ends.

2. Сборно-разборная металлодеревянная шпренгельная балка по п. 1, отличающаяся тем, что сердечники выполнены с отверстиями, имеющими резьбу. 2. Collapsible metal-wooden truss beam according to claim 1, characterized in that the cores are made with holes having a thread.