RU2852375C1 - Vertical joint of prefabricated diaphragms of wooden buildings with glue-screw connections - Google Patents
Vertical joint of prefabricated diaphragms of wooden buildings with glue-screw connectionsInfo
- Publication number
- RU2852375C1 RU2852375C1 RU2025102958A RU2025102958A RU2852375C1 RU 2852375 C1 RU2852375 C1 RU 2852375C1 RU 2025102958 A RU2025102958 A RU 2025102958A RU 2025102958 A RU2025102958 A RU 2025102958A RU 2852375 C1 RU2852375 C1 RU 2852375C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diaphragms
- holes
- glue
- wooden
- studs
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к области строительства и предназначено для устройства вертикальных стыков диафрагм зданий с каркасной системой из сборных деревянных конструкций и направлено на обеспечение сдвиговой прочности, жесткости и сейсмостойкости зданий.The invention relates to the field of construction and is intended for the installation of vertical joints between diaphragms of buildings with a frame system made of prefabricated wooden structures and is aimed at ensuring shear strength, rigidity and seismic resistance of buildings.
Уровень техникиState of the art
Наиболее близким аналогом к предлагаемому стыковому соединению по совокупности признаков является соединение стеновых конструкций из древесины перекрестно-клееной, состоящее из металлических деталей коробчатого профиля с ушком, внутри которых устанавливается брусок из древесины клееной из шпона бука, закрепляемые в стыке к углам стеновых панелей, срезанным под углом 45 градусов, винтами-саморезами с полной резьбой и двух стальных накладок, которые крепятся к ушкам металлических профильных деталей при помощи болтовых соединений [Соединительная система X-RAD Rothoblaas]. The closest analogue to the proposed butt joint in terms of its combination of features is the connection of wall structures made of cross-laminated timber, consisting of metal box-shaped profile parts with an eye, inside which a beam of glued timber made of beech veneer is installed, secured at the joint to the corners of the wall panels, cut at an angle of 45 degrees, with self-tapping screws with full thread and two steel plates, which are attached to the ears of the metal profile parts using bolted connections [X-RAD Rothoblaas connecting system] .
Недостатком данного стыкового соединения деревянных конструкций является сложность сборки из-за необходимости обеспечения соосности отверстий в ушках деталей и накладках для устройства болтовых соединений, низкая прочность винтовых соединений деталей и деревянных панелей и недостаточная сдвиговая жесткость стыка для применения в диафрагмах зданий из-за наличия большого количества соединений.The disadvantage of this butt joint of wooden structures is the complexity of assembly due to the need to ensure the alignment of holes in the ears of the parts and plates for the installation of bolted connections, the low strength of the screw connections of the parts and wooden panels, and insufficient shear rigidity of the joint for use in building diaphragms due to the presence of a large number of connections.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому стыковому соединению по совокупности признаков и принятым за прототип является стыковое соединение диафрагм сборного железобетонного строения моста, включающее размещенное в вырезах стенок стыкуемых диафрагм объединительное устройство и бетон омоноличивания. Объединительное устройство выполнено в виде размещенного с зазором относительно стенок вырезов металлической трубчатой шпонки, снабженной уплотнительными кольцевыми элементами, укрепленными с плотной насадкой на кольцевых участках шпонки, пары прижимных пластинок, укрепленных с обеих сторон стенок диафрагм с помощью пропущенного через трубчатую шпонку стяжного болта и уплотнительных тороидальных элементов, размещенных между стенками диафрагм и прижимными пластинами. Бетон омоноличивания уложен в зазор между трубчатой шпонкой и стенками вырезов в стыкуемых диафрагмах, причем, по крайней мере, одна из прижимных пластин выполнена с отверстием для инъектирования полимербетона [Авторское свидетельство СССР № SU 1182101 A1, опубликовано 30.09.1985 г.].The closest analog to the proposed butt joint, based on its combined features and adopted as a prototype, is a butt joint between diaphragms of a precast reinforced concrete bridge structure. This joint includes a connecting device located in the cutouts of the walls of the joined diaphragms and concrete for grouting. The connecting device consists of a metal tubular key, spaced apart from the cutout walls and equipped with sealing annular elements, securely fitted to the annular sections of the key. A pair of pressure plates, secured on both sides of the diaphragm walls by a tie bolt passed through the tubular key, and toroidal sealing elements positioned between the diaphragm walls and the pressure plates. The monolithic concrete is placed in the gap between the tubular key and the walls of the cutouts in the joined diaphragms, with at least one of the pressure plates being made with an opening for injecting polymer concrete [USSR Author's Certificate No. SU 1182101 A1, published 30.09.1985].
Недостатком известного стыкового соединения диафрагм является сложность конструкции и монтажа, связанная с необходимостью омоноличивания стыка полимербетоном на строительной площадке. Данная технология устройства стыкового соединения не позволяет использовать его для стыков деревянных диафрагм зданий, так как прижимные пластины и прижимной болт выступают за поверхность стеновой диафрагмы и будут препятствовать выполнению обшивки или устройству фасада.A disadvantage of the well-known butt joint of diaphragms is the complexity of design and installation, due to the need to grout the joint with polymer concrete on-site. This butt joint technology cannot be used for joining wooden diaphragms of buildings, as the pressure plates and pressure bolt protrude beyond the surface of the wall diaphragm and will interfere with cladding or façade installation.
Технический результатTechnical result
Технический результат заключается в повышении сдвиговой прочности и жесткости вертикального стыкового соединения сборных деревянных конструкций диафрагм зданий, в упрощении технологии монтажа.The technical result consists in increasing the shear strength and rigidity of the vertical butt joint of prefabricated wooden structures of building diaphragms, and in simplifying the installation technology.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Решение технической задачи достигается тем, что вертикальный стык диафрагм из сборных деревянных конструкций, включающий соединительные детали и клеевинтовые соединения, отличающийся тем, что с целью повышения прочности и жесткости стыкового соединения, а также снижения трудоемкости, сборные клееные деревянные конструкции на заводе-изготовителе оснащаются клеевинтовыми соединениями с применением шпилек с метрической резьбой по всей длине и муфтами, которые накручиваются на концы шпилек, выступающих внутри предварительно просверленных под них отверстий в древесине на половину длины муфт, располагающихся заподлицо к кромкам треугольных вырезов, а соединительные детали, выполненные в виде металлических шпонок из трубы квадратного профиля, в стенках которой имеются отверстия под болты, снабжаются внутри двумя диафрагмами жесткости в виде стальных квадратных пластин, по крайней мере одна из которых имеет отверстие для устройства болтовых соединений изнутри детали путем вкручивания болтов в муфты через отверстия в стенках трубы.The solution to the technical problem is achieved in that the vertical joint of diaphragms from prefabricated wooden structures, including connecting parts and adhesive-screw joints, is characterized in that, in order to increase the strength and rigidity of the butt joint, as well as to reduce labor intensity, prefabricated glued wooden structures are equipped at the manufacturing plant with adhesive-screw joints using studs with metric threads along the entire length and couplings that are screwed onto the ends of the studs protruding inside holes pre-drilled for them in the wood by half the length of the couplings, located flush with the edges of the triangular cutouts, and the connecting parts, made in the form of metal keys from a square tube, in the walls of which there are holes for bolts, are equipped inside with two stiffening diaphragms in the form of steel square plates, at least one of which has an opening for the arrangement of bolted connections from the inside of the part by screwing bolts into the couplings through holes in the walls of the pipe.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Изобретение поясняется чертежами.The invention is explained by drawings.
На Фиг. 1 представлен фрагмент вертикального стыка диафрагм из сборных деревянных конструкций.Fig. 1 shows a fragment of a vertical joint of diaphragms made of prefabricated wooden structures.
На Фиг. 2 представлено предлагаемое стыковое соединение.Fig. 2 shows the proposed butt joint.
На Фиг. 3 представлено предлагаемое стыковое соединение в разрезе А-А.Fig. 3 shows the proposed butt joint in section A-A.
Обозначения, принятые на Фиг. 1, 2, 3:Designations adopted in Fig. 1, 2, 3:
1 - Стыкуемая деревянная конструкция;1 - Jointed wooden structure;
2 - Треугольный вырез в деревянной конструкции;2 - Triangular cutout in a wooden structure;
3 - Стальная соединительная деталь;3 - Steel connecting part;
4 - Шпилька с метрической резьбой по всей длине;4 - Stud with metric thread along the entire length;
5 - Муфта с метрической резьбой;5 - Coupling with metric thread;
6 - Стальная труба квадратного профиля с отверстиями в стенках;6 - Square steel tube with holes in the walls;
7 - Болт с метрической резьбой;7 - Bolt with metric thread;
8 - Стальная квадратная пластина без или с отверстием;8 - Steel square plate with or without hole;
9 - Деревянная накладка;9 - Wooden overlay;
10 - Винт (конструкционный саморез).10 - Screw (structural self-tapping screw).
На Фиг. 1 изображен фрагмент вертикального стыка диафрагм из сборных деревянных конструкций; на Фиг. 2 изображено предлагаемое стыковое соединение; на Фиг. 3 - разрез А-А.Fig. 1 shows a fragment of a vertical joint of diaphragms made of prefabricated wooden structures; Fig. 2 shows the proposed butt joint; Fig. 3 - section A-A.
Вертикальный стык клееных деревянных конструкций стеновой диафрагмы включает размещенные в треугольных вырезах 2 стыкуемых конструкций 1 стальные соединительные детали 3 и клеевинтовые соединения с применением шпилек с метрической резьбой по всей длине 4, на концы которых накручиваются муфты 5, шпильки 4 выступают внутри предварительно просверленных под них отверстий в деревянных конструкциях 1 на половину длины муфт 5, располагающихся заподлицо к кромкам треугольных вырезов 2. Соединительная деталь 3 выполнена из трубы квадратного профиля 6, в стенках которой имеются отверстия под болты 7, снабжается внутри двумя диафрагмами жесткости в виде стальных квадратных пластин 8, по крайней мере одна из которых имеет отверстие для устройства болтовых соединений при креплении соединительной детали 3 к шпилькам с метрической резьбой 4 путем вкручивания болтов 7 в муфты 5, соединительные детали 3 с двух сторон закрыты деревянными накладками 9, установленными заподлицо с лицевыми поверхностями стыкуемых конструкций 1 на винтах 10.The vertical joint of glued timber structures of the wall diaphragm includes steel connecting parts 3 placed in triangular cutouts 2 of the joined structures 1 and glue-screw connections using studs with metric threads along the entire length 4, onto the ends of which couplings 5 are screwed, the studs 4 protrude inside the holes pre-drilled for them in the wooden structures 1 by half the length of the couplings 5, located flush with the edges of the triangular cutouts 2. The connecting part 3 is made of a square profile pipe 6, in the walls of which there are holes for bolts 7, is equipped inside with two stiffening diaphragms in the form of steel square plates 8, at least one of which has an opening for the device of bolted connections when fastening the connecting part 3 to the studs with metric threads 4 by screwing bolts 7 into the couplings 5, the connecting parts 3 are covered on both sides with wooden pads 9 installed flush with the front surfaces of the joined structures 1 on screws 10.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Стыковое соединение выполняется следующим образом.The butt joint is performed as follows.
Со стороны кромок деревянных конструкций 1 по центру поверхностей треугольных вырезов 2 перпендикулярно к ним сверлятся глухие отверстия на 2 мм меньше диаметра шпилек с метрической резьбой 4, после чего выполняется их рассверливание диаметром на несколько миллиметров больше внешнего диаметра муфт 5 на глубину, равную их длине. Шпильки 4 ввинчиваются в отверстия деревянных конструкций 1, стенки которых предварительно пропитываются клеем, таким образом, что концы шпилек 4 выступают в отверстиях под муфты 5 на половину их длины. Далее на свободные концы шпилек 4 накручиваются муфты 5 заподлицо к кромкам треугольных вырезов 2. Стыкуемые деревянные конструкции 1 устанавливаются в проектное положение и объединяются между собой с помощью соединительных деталей 3, которые устанавливаются между конструкциями в местах треугольных вырезов. Далее, через отверстие в диафрагме 8 выполняется устройство болтовых соединений изнутри детали путем вкручивания болтов 7 в муфты 5 через отверстия в стенках детали 3. Соединительная деталь 3 с двух сторон закрывается деревянными накладками 9, которые устанавливаются заподлицо с лицевыми поверхностями стыкуемых конструкций 1 на винтах 10.Blind holes 2 mm smaller than the diameter of studs with metric threads 4 are drilled perpendicularly to the edges of wooden structures 1 at the center of the surfaces of triangular cutouts 2. These holes are then reamed to a diameter several millimeters larger than the outer diameter of couplings 5 to a depth equal to their length. The studs 4 are screwed into the holes of wooden structures 1, the walls of which are pre-impregnated with glue, so that the ends of the studs 4 protrude in the holes for couplings 5 by half their length. Couplings 5 are then screwed onto the free ends of the studs 4 flush with the edges of triangular cutouts 2. The joined wooden structures 1 are installed in the design position and connected to each other using connecting parts 3, which are installed between the structures at the locations of the triangular cutouts. Next, through the hole in the diaphragm 8, bolted connections are made from the inside of the part by screwing bolts 7 into couplings 5 through the holes in the walls of part 3. The connecting part 3 is closed on both sides with wooden plates 9, which are installed flush with the front surfaces of the joined structures 1 on screws 10.
Конструкция стыкового соединения работает следующим образом.The butt joint design works as follows.
Соединительные детали 3, закрепленные к шпилькам 4 клеевинтовых соединений деревянных конструкциях 1 с помощью болтов 7 и муфт 5, воспринимают сдвигающие усилия в сборных диафрагмах от горизонтальных нагрузок на здание, которые в местах установки соединительных деталей 3 раскладываются на растягивающие и сжимающие. Растягивающие усилия воспринимаются клеевинтовыми соединениями, а сжимающие - упором соединительной детали 3 в кромочную поверхность треугольных вырезов 2 в конструкциях 1.Connectors 3, secured to studs 4 of the adhesive-screw joints in timber structures 1 using bolts 7 and couplings 5, absorb shear forces in the precast diaphragms from horizontal loads on the building. These forces, where connecting components 3 are installed, are divided into tensile and compressive forces. Tensile forces are absorbed by the adhesive-screw joints, while compressive forces are absorbed by the abutment of connecting component 3 against the edge surface of triangular cutouts 2 in structures 1.
Предлагаемое конструкционное решение стыка является сборно-разборным и позволяет упростить монтаж зданий, возводимых из клееных деревянных конструкций, за счет отсутствия необходимости проведения сварочных работ. По сравнению с традиционными соединениями на винтах, применение в стыке клеевинтовых соединений повышает сдвиговую прочность сборных диафрагм из древесины перекрестно-клееной, клееной древесины, древесины клееной из шпона и позволят увеличить скорость строительства зданий за счет применения сборных конструкций максимальной заводской готовности. Для обеспечения необходимой величины демпфирования при расчете здания на действие ветровых и сейсмических нагрузок конструкция соединительной детали позволяет варьировать жесткость и пластичность соединения за счет применения различных классов стали, изменения толщины трубы и диафрагм жесткости. Для обеспечения огнестойкости стыкового соединения соединительная деталь с двух сторон закрывается деревянными накладками.The proposed joint design is prefabricated and disassemblable, simplifying the installation of buildings constructed from glued laminated timber structures by eliminating the need for welding. Compared to traditional screw-on joints, the use of adhesive-screw joints increases the shear strength of prefabricated diaphragms made of cross-laminated timber, laminated timber, and laminated veneer lumber, and allows for faster construction due to the use of prefabricated structures with maximum factory readiness. To ensure the required damping when calculating the building's resistance to wind and seismic loads, the connecting component design allows for varying the stiffness and ductility of the joint by using different steel grades, varying the thickness of the pipe, and stiffening diaphragms. To ensure the fire resistance of the joint, the connecting component is covered with wooden cover plates on both sides.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2852375C1 true RU2852375C1 (en) | 2025-12-08 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6032431A (en) * | 1996-11-15 | 2000-03-07 | West Company Limited | Device for forming framework of wooden building |
| WO2014109387A1 (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-17 | 木構造システム株式会社 | Seat tool used in joint structure for woody members |
| CN112709335A (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-27 | 广东中集建筑制造有限公司 | Building module and connecting structure thereof |
| JP6909380B2 (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-28 | 株式会社トーネジ | Rug screw bolt connection structure and connection method |
| EP3865631B1 (en) * | 2019-09-04 | 2022-10-05 | Qingdao University Of Technology | Assembled floor slab-type steel/wood combination joint and assembly method therefor |
| WO2023186855A1 (en) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | Rotho Blaas Srl | Extendable connecting device for connecting structural elements to at least one wooden structural element |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6032431A (en) * | 1996-11-15 | 2000-03-07 | West Company Limited | Device for forming framework of wooden building |
| WO2014109387A1 (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-17 | 木構造システム株式会社 | Seat tool used in joint structure for woody members |
| EP3865631B1 (en) * | 2019-09-04 | 2022-10-05 | Qingdao University Of Technology | Assembled floor slab-type steel/wood combination joint and assembly method therefor |
| CN112709335A (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-27 | 广东中集建筑制造有限公司 | Building module and connecting structure thereof |
| JP6909380B2 (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-28 | 株式会社トーネジ | Rug screw bolt connection structure and connection method |
| WO2023186855A1 (en) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | Rotho Blaas Srl | Extendable connecting device for connecting structural elements to at least one wooden structural element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101796250B (en) | Assembled house made of steel frame and light concrete panel | |
| CN109537726B (en) | Rectangular steel pipe column-H steel beam full-bolt connection semi-rigid joint and construction method | |
| JP2010519433A (en) | Insulated and soundproof modular building frame | |
| CN103967133B (en) | Rectangular steel-tube concrete column and H profile steel beam bolted and welded connection node | |
| CN106836483A (en) | Inner sleeve type unilateral bolt connection joint between steel pipe column and H-shaped steel beam | |
| CN202064456U (en) | End and local extension type buckling-prevention support-beam-column connecting joint | |
| JP2020183701A (en) | Buckling restraint brace | |
| CN105569184A (en) | One-way bolt connection node between rectangular steel pipe concrete column and H-type girders | |
| CN105863056B (en) | A kind of dual-sided board bolt joint and assembly method for beam column | |
| CN205975968U (en) | A take curb plate bolt node for eccentric beam column | |
| RU2852375C1 (en) | Vertical joint of prefabricated diaphragms of wooden buildings with glue-screw connections | |
| CN217001138U (en) | Full rigid connection orthogonal glued wood coupled shear wall based on steel plate constraint | |
| CN106968338A (en) | A kind of full bolting steel coupling beam of assembled bilateral template | |
| CN103485478A (en) | Prestress assembly type corrugation web holding-on combination beam applied to multi-story and high-rise buildings | |
| CN103195164A (en) | Assembly prestress center support system for steel structure | |
| RU2852356C1 (en) | Horizontal joint of prefabricated diaphragms of wooden buildings with longitudinal and v-shaped glued-screw connections | |
| CN110016966B (en) | T-shaped assembled node of prefabricated part composite beam-prefabricated superposed composite column | |
| RU2853709C1 (en) | Horizontal joint of prefabricated diaphragms of wooden buildings with inclined and v-shaped adhesive joints | |
| CN205637170U (en) | Multicavity steel pipe -concrete composite post and girder steel rigid connection node | |
| RU2853710C1 (en) | Device of joints in the span of a non-sheathed continuous ceiling made of prefabricated wooden structures with adhesive joints | |
| CN206941806U (en) | The full bolting steel coupling beam of assembled bilateral template | |
| CN215759562U (en) | Steel-wood combined truss | |
| JP2007092318A (en) | Joint structure of wooden structural member, horizontal member, column structure, and column fitting, framework of wooden building with these parts, and method of assembling the framwork | |
| CN111827475A (en) | A reinforced prefabricated steel structure beam-column joint | |
| CN205637172U (en) | Multicavity steel pipe -concrete composite post and girder steel bolted connection node |