×
17.06.2023
223.018.7fe9

Результат интеллектуальной деятельности: Способ соединения элементов составных деревянных конструкций

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к строительству, а именно к соединению составных деревянных конструкций. Технический результат изобретения – увеличение несущей способности. В соединении элементов составных деревянных конструкций предусмотрено восприятие усилий сдвига наклонно установленными резьбовыми стержнями и когтевыми шайбами, установленными в плоскости контакта между элементами составных деревянных конструкций или в качестве зубчатого основания по граням составной деревянной конструкции. 3 ил.

Изобретение относится к строительству и предназначено для изготовления или усиления составных деревянных конструкций зданий и сооружений.

Известно техническое решение соединения элементов деревянных конструкций составного сечения с помощью механических связей, расположенных перпендикулярно плоскости соединения (Кузнецов Г.Ф. Деревянные конструкции. Москва-Ленинград: главная редакция строительной литературы. 1937. 955 с., аналог).

Недостатком данного технического решения является высокая межшовная податливость соединения на сдвиг по плоскости контакта соединяемых элементов, способствующая увеличению металлоемкости соединения.

Известно техническое решение соединения элементов деревянных конструкций составного сечения посредством зубчатых шпонок (Кузнецов Г.Ф. Деревянные конструкции. Москва-Ленинград: главная редакция строительной литературы. 1937. 955 с., аналог).

Недостатками технического решения являются сложность контроля качества установки зубчатых шпонок, необходимость дополнительной установки стяжных болтов и влияние усушки древесины на прочность соединения.

Известно техническое решение соединения элементов составных деревянных конструкций посредством наклонно вклеенных стержней. Металлические вклеенные стержни установлены под углом ∠α в пределах от 30º до 45º к продольной оси конструкции (Патент RU 2173376 С1, МПК Е 04 С 3/14 от 08.06.2000, опубл. 10.09.2001, авторы Меркулов А.Т., Турковский С.Б., Грилль А.А., Сазонов А.И., Погорельцев А.А., Григорьев С.А., Тарасов М.А., аналог).

Недостатками этого технического решения являются сложность технологии вклеивания и контроля качества выполненных работ при вклеивании металлических стержней.

Известно техническое решение соединения элементов деревянных конструкций составного сечения металлическими зубчатыми пластинами, установленными по боковой поверхности конструкции с уменьшением площади пластин в соответствии с величиной сдвигающих усилий в зоне их установки (Патент RU 2645026 С1, МПК Е 04 С 3/12 от 10.03.2017, опубл. 15.02.2018, авторы Карельский А.В., Тропина П.М., Журавлева Т.П., аналог).

Недостатками данного технического решения являются возможность образования трещин по границе соединительных элементов и невозможность применения соединения для деревянных элементов разной ширины.

Известно техническое решение соединения элементов составных деревянных конструкций, сплачиваемых посредством установленных в гнезда металлических призматических шпонок с боковыми накладками, имеющими отверстия для центральных болтов с закрепленными парными когтевыми хомутами, установленными наклонно к продольной оси конструкции (Патент RU 2166038 C1, МПК Е 04 C 3/12, 3/18 от 14.07.1999, опубл. 27.04.2001, авторы Алексашкин Е.Н. и Егоров В.В., аналог).

Недостатками технического решения являются невозможность применения соединения для деревянных элементов разной ширины и высокая податливость соединений в конструкции.

Известно техническое решение обеспечения составности элементов деревянных конструкций витыми крестообразными стержнями (Аркаев М.А., Жаданов В.И. Расчет односрезных соединений на витых крестообразных нагелях при усилении деревянных конструкций путем увеличения поперечного сечения. Известия высших учебных заведений. Строительство. 2017. № 2(698). стр. 92-100, аналог).

Недостатками этого технического решения являются сложность и индивидуальность изготовления соединительных элементов с крестообразным сечением.

Известно техническое решение соединения элементов составной деревокомпозитной конструкции из ребер и плиты, объединенных винтами и двусторонними зубчатыми пластинами, установленными по нижней грани ребер конструкции (Jacquier N., Girhammar U.A. Evaluation of bending tests on composite glulam-CLT beams connected with double-sided punched metal plates and inclined screws. Construction and Building Materials. 2015. Vol. 95. Pp. 762-773, аналог).

Недостатком технического решения является низкая эффективность включения плиты в работу деревокомпозитной конструкции.

Известно техническое решение усиления деревоклеенного элемента стальной пластиной, закрепленной наклонно расположенными винтами (Trautz M., Koj C. Mit Schrauben Bewehren – Neue Ergebnisse. Bautechnik. 2009. Vol. 86. Pp. 228-238, аналог).

Недостатками технического решения являются большая металлоемкость соединения и чувствительность к изменению температурно-влажностного режима в помещении.

Известно техническое решение соединения элементов составных деревокомпозитных конструкций наклонно расположенными винтами (Schiro G., Giongo I., Sebastian W., Riccadonna D., Piazza M. Testing of timber-to-timber screw-connections in hybrid configurations. Construction and Building Materials. 2018. Vol. 171. Pp. 170-186, аналог).

Недостатками этого технического решения являются высокая податливость и низкая несущая способность соединения из-за возможности выдергивания из древесины соединительного элемента.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является соединение элементов составных деревянных конструкций резьбовыми стержнями с концевыми закреплениями в углублениях по граням деревянных конструкций (Чернова Т.П. Совершенствование конструкции и технологии сопряжения CLT-панелей с деревоклееными элементами: дисс. канд. техн. наук / Т.П. Чернова – Архангельск, 2018. – 122 с., прототип).

Недостатками данного технического решения являются ослабление элементов составных деревянных конструкций углублениями для концевых закреплений, сниженная несущая способность и сдвигоустойчивость соединения.

Целью изобретения является исключение ослаблений элементов составных деревянных конструкций углублениями для концевых закреплений, увеличение несущей способности и сдвигоустойчивости соединений.

Это достигается путем включения в работу большей длины резьбы резьбового стержня и когтевых шайб, установленных в плоскости контакта между элементами составных деревянных конструкций или по граням составной деревянной конструкции.

Способ соединения составных элементов деревянных конструкций осуществляется резьбовыми стержнями, установленными в монтажные отверстия или без устройства монтажных отверстий. Монтажные отверстия размером 0,7d (где d − диаметр наружной резьбы стержня) выполняются при диаметре резьбовых стержней больше 8 мм. В элементах деревянных конструкций с плотностью более 500 кг/м3, диаметр монтажных отверстий уточняется экспериментально. Резьбовые стержни ввинчиваются за счет специальной резьбы по длине стержня и фиксируются концевыми закреплениями по граням составной деревянной конструкции. Когтевые шайбы предварительно устанавливаются в плоскости контакта между элементами составных деревянных конструкций или в качестве зубчатого основания концевых закреплений по граням составной деревянной конструкции.

На фиг.1 представлено соединение составных элементов деревянных конструкций стальными резьбовыми стержнями с концевыми закреплениями по граням составной деревянной конструкции и двухсторонними когтевыми шайбами в плоскости контакта между элементами, на фиг.2 – соединение составных элементов деревянных конструкций стальными резьбовыми стержнями с концевыми закреплениями на зубчатом основании по граням составной деревянной конструкции. Под зубчатым основанием приняты когтевые шайбы, объединенные с упором концевого закрепления. На фиг.3 приведены зависимости «нагрузка-деформация», полученные в результате экспериментальных исследований.

В соединении элементов (1, 2) составных деревянных конструкций предусмотрено восприятие усилий сдвига наклонно установленными резьбовыми стержнями (3) и когтевыми шайбами различных типов, установленными в плоскости контакта между элементами составных деревянных конструкций (4), или в качестве зубчатого основания по граням составной деревянной конструкции (5). Металлические резьбовые стержни с концевыми закреплениями расположены под углом ∠α в пределах от 45º±15º к плоскости контакта между элементами составных деревянных конструкций.

Характеристики резьбовых стержней и концевых закреплений определяются из расчета несущей способности соединения:

, (1)

где – несущая способность древесины на выдергивание резьбового стержня из элемента (1) или из элемента (2);

– несущая способность древесины на смятие под шайбой;

– несущая способность древесины на смятие контактной поверхностью резьбового стержня;

– несущая способность резьбового стержня на растяжение;

– угол наклона резьбового стержня к плоскости контакта между элементами составных деревянных конструкций.

При расчете несущей способности соединения следует дополнительно учитывать наличие когтевых шайб.

Для снижения влияния повышенных температур выступающие металлические элементы концевых закреплений могут быть обработаны огнезащитным составом.

На концах резьбовых стержней могут быть установлены пружинные шайбы для устранения негативного влияния меняющегося температурно-влажностного режима в помещении. В качестве концевых закреплений могут быть применены специальные шайбы.

Для подтверждения адекватности технического решения проведены экспериментальные исследования. Экспериментальные исследования соединений элементов составных деревянных конструкций выполнены для трех видов соединительных элементов: резьбовые стержни с концевыми закреплениями, винты, шпильки. Соединительные элементы с одинаковыми диаметрами и величинами анкеровки установлены с углом наклона к продольной оси составной деревянной конструкции – 45°. Произведены измерения деформаций соединений в зависимости от нагрузки. Разрушающая нагрузка для каждого вида соединения приведена в таблице 1.

Таблица 1

Вид соединения Nt, кН
1 Резьбовые стержни с концевыми закреплениями 37
2 Винты 25
3 Шпильки с концевыми закреплениями 24

Несущая способность соединений на винтах с концевыми закреплениями и на шпильках возрастает с увеличением сечения и прочности связи, несущая способность соединения на винтах – с увеличением площади шайбы и длины анкеровки винта в древесине.

Соединения на резьбовых стержнях с концевыми закреплениями за счет специальной резьбы имеют меньшую деформативность, чем соединения на шпильках.

Таким образом, предлагаемое техническое решение способа соединения элементов составных деревянных конструкций винтами с концевыми закреплениями и когтевыми шайбами позволяет увеличить несущую способность и сдвигоустойчивость соединений, а также исключить ослабления элементов составных деревянных конструкций углублениями для концевых закреплений.

Способ соединения элементов составных деревянных конструкций резьбовыми стержнями с концевыми закреплениями, которые выполняют по обеим граням деревянной конструкции, отличающийся тем, что резьбовые стержни располагают под углом ∠α в пределах от 45°±15° к плоскости контакта элементов составных деревянных конструкций, при этом между элементами составных деревянных конструкций установлены двухсторонние когтевые шайбы, а концевые закрепления выполнены на зубчатом основании в виде когтевых шайб, объединенных с упором концевого закрепления.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 17 items.
21.11.2019
№219.017.e3fc

Высевающий аппарат

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству. Высевающий аппарат предназначен для поштучной выдачи и посадки семян в строчку с заданным шагом. Высевающий аппарат содержит несущую конструкцию из немагнитных материалов, на которой установлены опорное колесо, семявыводящий лоток, высевной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706574
Дата охранного документа: 19.11.2019
24.11.2019
№219.017.e58a

Пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата

Изобретение относится к области пилотажно-навигационных систем транспортного летательного аппарата. Цифровая пилотажно-навигационная система транспортного летательного аппарата содержит аппаратуру текущих пилотажно–навигационных параметров (АТП) для определения авиагоризонта, измерения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707091
Дата охранного документа: 22.11.2019
13.12.2019
№219.017.ed09

Способ повышения жесткости круглой пилы

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Способ осуществляют вальцеваним полотна пилы роликами по заданным радиальным направлениям с образованием радиальных ребер, разделяющих полотно пилы на секторы, ребра формируются с опережающим индукционным локальным нагревом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708703
Дата охранного документа: 11.12.2019
23.02.2020
№220.018.0512

Струбцина с клиновым зажимом для панелей

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, в частности к съемным грузозахватным приспособлениям для перемещения панелей. Струбцина содержит П-образный корпус, симметрично расположенные и обращенные к вертикальной оси корпуса опорные элементы, подвижно закрепленные на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714991
Дата охранного документа: 21.02.2020
04.03.2020
№220.018.08a8

Осветительная опора

Изобретение относится к устройствам для освещения дорог, улиц, промплощадок. Техническим результатом изобретения является возможность коррекции пространственного положения осветительной опоры в процессе эксплуатации. Конструктивно решение представлено в виде фланцевого регулируемого соединения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715573
Дата охранного документа: 02.03.2020
05.03.2020
№220.018.08bb

Способ склеивания древесины

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и предназначено для интенсификации процесса склеивания древесины индукционным бесконтактным нагревом клеевой термореактивной композиции в клеевом шве. Способ склеивания древесины включает подготовку контактной поверхности соединяемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715840
Дата охранного документа: 03.03.2020
25.03.2020
№220.018.0f90

Способ извлечения йода

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ, а именно к способу получения йода из природных вод, который может быть использован в фармацевтической и химической промышленности. Способ заключается в осуществлении экстракции подкисленного, нейтрального или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717508
Дата охранного документа: 23.03.2020
28.03.2020
№220.018.116f

Цилиндрическое зубчатое колесо

Изобретение относится к машиностроению. Цилиндрическое зубчатое колесо имеет форму цилиндра, ступицу со шпоночным пазом и обод с выполненными на нём зубьями. Форма цилиндра получена образующей при вращении её вокруг оси. Зубья относительно образующей выполнены в виде синусоиды, выражаемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717870
Дата охранного документа: 26.03.2020
01.04.2020
№220.018.1260

Способ прямого определения свинца в морской воде

Изобретение относится к способу прямого определения свинца в морской воде методом атомно-абсорбционной спектрометрии высокого разрешения с электротермической атомизацией с одновременным устранением влияния фоновых помех, вызванных матрицей морской воды. Используют смешанный модификатор нитрат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718072
Дата охранного документа: 30.03.2020
10.04.2020
№220.018.139e

Установка для отделения древесной зелени

Изобретение относится к лесному хозяйству. Установка снабжена участком формирования технологических пакетов хвойных лапок из буферного запаса, криогенной камерой, в которую загружаются технологические пакеты и выдерживаются при температуре от -24°С до -30°С в газовоздушной среде до полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002718569
Дата охранного документа: 08.04.2020
Showing 1-10 of 52 items.
20.10.2014
№216.012.fe67

Способ сушки древесины в свч лесосушильной камере резонансным методом

Изобретение относится к способам контроля процесса сушки древесины, определения текущей влажности древесины и может найти применение в деревообрабатывающей промышленности. Техническим результатом является повышение точности определения влажности различных пород древесины, упрощение аппаратной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530983
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.01.2015
№216.013.209b

Устройство для тренировки прыгунов в высоту

Изобретение относится к спорту, производству спортивно-тренировочного инвентаря и может быть использовано при изготовлении устройств для тренировки прыгунов в высоту с шестом. Устройство содержит платформу 1, служащую опорой для спины тренирующегося, и снабженный пружиной 2 стартовый элемент в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539795
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.07.2015
№216.013.5e81

Способ изготовления армированной клееной деревянной балки

Изобретение относится к строительству, а именно к способам изготовления клееных армированных деревянных балок. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости изготовления балки. Способ изготовления заключается в том, что пазы под арматуру фрезеруются по боковым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555734
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.08.2016
№216.015.4ec0

Установка для пропитки древесины жидкостью

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к обработке древесины пропиткой. Установка для пропитки включает герметичную пропиточную емкость, заполненную пропиточной жидкостью, насосы, запорную и регулирующую аппаратуру. Установка снабжена гидростатическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595392
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.51e5

Установка для сушки древесины в поле свч

Изобретение относится к устройствам для СВЧ сушки материалов и может быть использовано в деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. Для реализации устройства штабель древесины помещают в замкнутую металлическую полость - резонатор лесосушильной камеры; размеры резонатора выбирают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596082
Дата охранного документа: 27.08.2016
25.08.2017
№217.015.b75d

Устройство для создания термопластических концентрированных напряжений в полосовых пилах

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности Для повышения устойчивости полосовых пил в процессе пиления устройство содержит однофазные индукторы переменного тока, включающие магнитопровод, индуцирующий провод, токоподводящие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614863
Дата охранного документа: 29.03.2017
25.08.2017
№217.015.b7f7

Ленточнопильный станок

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к ленточнопильным станкам. Ленточнопильный станок содержит станину с аэростатическими опорами, ленточную пилу, привод пилы в виде линейного электродвигателя, состоящего из ротора, статора в виде дугового индуктора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615000
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.c024

Устройство для обучения спортсменов силовой борьбе в хоккее

Изобретение относится к спортивно-тренировочным устройствам, а именно к тренажерам силовой борьбы соперников, преимущественно для таких видов спорта, как хоккей, футбол. Устройство для обучения спортсменов силовой борьбе в хоккее содержит наклонную плоскость, опорную стойку, на которой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616579
Дата охранного документа: 17.04.2017
25.08.2017
№217.015.c13f

Способ подготовки дереворежущих пил

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к подготовке пил. Выполняют формирование зубчатой режущей кромки, заточку режущих элементов и операцию шлифования междузубных впадин пилы абразивным инструментом. Обработку зоны междузубной впадины зубчатой кромки полотна...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617602
Дата охранного документа: 25.04.2017
25.08.2017
№217.015.c7c1

Способ подготовки дереворежущих пил

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к подготовке пил. Выполняют формирование зубчатой режущей кромки, заточку режущих элементов и операцию шлифования междузубных впадин пилы абразивным инструментом. Зону междузубной впадины зубчатой кромки полотна пилы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619250
Дата охранного документа: 12.05.2017
+ добавить свой РИД