Замок для соединения шпунтовых элементов

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства сооружений с использованием металлического шпунта, а более конкретно - к конструкциям замков для соединения шпунтовых элементов.

Технической задачей является повышение прочности, несущей способности и устойчивости при работе на сжатие, изгиб и кручение, а также повышение технологичности изготовления.

Эта задача решается тем, что в замке для соединения шпунтовых элементов, включающем обойму и заведенный в полость обоймы соединительный кулачок, обойма и кулачок выполнены из горячедеформированных стальных полособульбовых профилей, причем обойма имеет С-образное сечение с отогнутыми внутрь полками, а кулачок имеет Т-образное сечение с отогнутыми к оси полками. При этом внутренние плоскости отогнутых полок расположены под углом , измеренным по нормали к оси обоймы и кулачка, в пределах от 20 до 40 градусов. Отношение толщины полосы профиля кулачка b к расстоянию между кромками обоймы В находится в пределах от 0,5 до 0,8, отношение ширины головки кулачка 1 к внутреннему размеру обоймы L находится в пределах от 0,7 до 0,95, а к расстоянию между кромками обоймы В - в пределах от 1,7 до 2,5.

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства сооружений с использованием металлического шпунта, а более конкретно - к конструкциям замков для соединения шпунтовых элементов.

Известен сварной замок для соединения шпунтовых элементов (JP, патент 56-33523, кл. Е02D 5/08, 1981), включающий обойму, образованную угловым профилем, приваренным к шпунтовому элементу кромкой одной из полок, причем вторая полка этого углового профиля выполнена с уширением и является одновременно соединительным кулачком, заводимым во вторую обойму, образованную таким же угловым профилем, приваренным к другому шпунтовому элементу, причем свободная полка второго углового профиля также выполнена с уширением и является одновременно соединительным кулачком, заводимым соответственно в обойму первого шпунтового элемента.

В данной конструкции замка осуществляется двойное зацепление кулачков, что увеличивает его металлоемкость, а применение специального фасонного углового профиля, предназначенного только для целей производства сварного шпунта, значительно увеличивает его стоимость.

Известен замок для соединения шпунтовых элементов (RU, патент 2103442 С1, МПК Е02D 5/08, 27.01.98), включающий обойму, образованную угловым профилем, приваренным к шпунтовому элементу кромкой одной из полок под острым углом с наклоном в сторону свободной кромки консоли, и заведенный в полость обоймы соединительный кулачек, приваренный к другому шпунтовому элементу.

Недостатком данного замка является малая несущая способность и низкая прочность на растяжение.

Наиболее близким из известных является шпунтовый замок (RU, 2185476 С1, 20.07.02), выполненный сварным из двух швеллеров, полки которых обращены навстречу друг другу и расположены с образованием зазоров между ними и соединенных один с другим одним или двумя ребрами жесткости с образованием шпунтового паза. Зазоры между полками швеллеров предназначены для пропуска в пазы замыкающего Т-образного элемента, приваренного к соединяемым частям шпунтовой стенки.

Недостатком данного замка является технологическая сложность и высокая трудоемкость сварных соединений, а также малая долговечность. Еще один недостаток замка заключается в том, что угол наклона полок швеллера способствует «выскальзыванию» замыкающего элемента из паза замка, следствием чего является его низкая несущая способность.

Технической задачей является повышение прочности, несущей способности и устойчивости при работе на сжатие, изгиб и кручение, а также повышение технологичности изготовления.

Эта задача решается тем, что в замке для соединения шпунтовых элементов, включающем обойму и заведенный в полость обоймы соединительный кулачок, обойма и кулачок выполнены из горячедеформированных стальных полособульбовых профилей, причем обойма имеет С-образное сечение с отогнутыми внутрь полками, а кулачок имеет Т-образное сечение с отогнутыми к оси полками, при этом внутренние плоскости отогнутых полок расположены под углом , измеренным по нормали к оси обоймы и кулачка, в пределах от 20 до 40 градусов. Отношение толщины полосы профиля кулачка b к расстоянию между кромками обоймы В находится в пределах от 0,5 до 0,8; отношение полки кулачка 1 к внутреннему размеру обоймы L находится в пределах от 0,7 до 0,95, а к расстоянию между кромками обоймы В - в пределах от 1,7 до 2,5.

Сущность технического решения поясняется чертежом. Замок для соединения шпунтовых элементов состоит из кулачка (охватываемого элемента) 1 и обоймы (охватывающего элемента) 2, выполненных из горячедеформированных стальных полособульбовых профилей. При этом обойма имеет С-образное сечение с отогнутыми внутрь полками, а кулачок имеет Т-образное сечение с отогнутыми к оси полками. Фасонные профили изготовлены из низколегированной стали. Свариваемость - без ограничений любыми способами.

Предлагаемая конструкция замка позволяет значительно расширить диапазон его применения. Отрицательный угол внутренней плоскости отогнутых полок обоймы и кулачка обеспечивает их надежное зацепление, а полособульбовый профиль повышает прочностные характеристики замка.

Принятые соотношения толщины полосы профиля кулачка b, расстояния между кромками обоймы В, ширины головки кулачка 1 и внутреннего размера обоймы L обеспечивают свободное заведение кулачка в обойму и надежно предотвращают его «выскальзывание» из нее при значительных нагрузках на замок.

Технический результат полезной модели состоит в разработке эффективного и надежного способа соединения шпунтовых элементов с высокими прочностными свойствами замкового соединения при максимальной заводской готовности элементов замка.

Проведенные испытания предлагаемой конструкций замка показали его высокие механические свойства. Прочность на разрыв в 2-4 раза превышает прочность известных горячекатаных и сварных замков, применяющихся в отечественном строительстве.

Установленные соотношения размеров замка обеспечивают грунтонепроницаемость соединения при односторонней засыпке грунта за шпунтовую стену.

Замок для соединения шпунтовых элементов, включающий обойму и заведенный в полость обоймы соединительный кулачок, отличающийся тем, что обойма и кулачок выполнены из горячедеформированных стальных полособульбовых профилей, причем обойма имеет С-образное сечение с отогнутыми внутрь полками, а кулачок имеет Т-образное сечение с отогнутыми к оси полками, при этом внутренние плоскости отогнутых полок расположены под углом , измеренным по нормали к оси обоймы и кулачка, в пределах от 20 до 40º; отношение толщины полосы профиля кулачка b к расстоянию между кромками обоймы В находится в пределах от 0,5 до 0,8; отношение ширины головки кулачка 1 к внутреннему размеру обоймы L находится в пределах от 0,7 до 0,95, а к расстоянию между кромками обоймы В - в пределах от 1,7 до 2,5.