способ усиления строительной деревянной конструкции

Формула изобретения

СПОСОБ УСИЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ ДЕРЕВЯННОЙ КОНСТРУКЦИИ, включающий выполнение горизонтальных пазов и отверстий в существующих строительных элементах типа бревен, укладку в них непрерывных армирующих элементов в виде обвязки, натяжение последних и заделку пазов полимерной мастикой, отличающийся тем, что поверхность усиливаемого бревна фрезеруют до образования плоской поверхности, к которой закрепляют усиливающий элемент в виде бруса, совмещают горизонтальные оси бревна и бруса, а оси отверстий и пазов в бревне и брусе размещают на совпадающих горизонтальных осях, причем отверстия в бревне и брусе выполняют с шагом от 2 до 5 толщин бруса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для увеличения жесткости, улучшения эксплуатационных и архитектурных характеристик существующих ограждающих строительных конструкций. Данный способ может быть применен для усиления ограждающих плоскостных строительных конструкций, из элементов балочного типа, и в частности использован для усиления ограждающих деревянных конструкций памятников старины, древних культовых сооружений из бревенчатых срубов.

При реконструкции зданий и сооружений нередко приходится вводить в ограждающую строительную конструкцию единичные элементы усиления, или систему из них. Например, пояса жесткости для стен, а также устройство поясов под диафрагмы жесткости здания а при реконструкции перекрытий, под опорные части.

В кирпичных и бетонных стенах этот вопрос имеет традиционное решение: пояса жесткости устраивают здесь за счет анкеровки их в существующую стену с помощью закладной арматуры.

Необходимость увеличения жесткости бревенчатых стен, по высоте, встречается в исторических и православных культовых сооружениях, имеющих большую кубатуру, и при устройстве здесь поясов жесткости обычно используют металлические крепежные элементы. В то время как совместная работа в конструкции соединений: дерево-металл не обеспечивает необходимой эксплуатационной и конструктивной прочности, к тому же подобные конструктивные решения не эстетичны [1]

Наиболее близким техническим решением является способ усиления строительной деревянной конструкции, в котором усиление производят конструкционным намоточным материалом: непрерывной системой из различных волокнистых материалов (ленты, каната и других) или непрерывными высокопрочными нитями, или жгутом. Производят путем сквозной непрерывной обвязки элементов стены, например бревенчатого сруба, через просверленные в стене отверстия, в данном случае в горизонтальных стыках бревен, и по вертикальным разметочным канавкам глубиной, равной диаметру намоточного элемента.

Обвязка непрерывна по всей площади усиления. По завершении обвязки и пропитки ее элементов полимерным связующим и натяжением концов обвязки и заанкериванием их скобами или гвоздями в тело материала усиливаемой конструкции выдерживают для отверждения полимерного связующего. По истечении срока отверждения образуются высокопрочная монолитная система, усиливаемый элемент усиления, состояния из предварительно напряженной непрерывной связанной волокнистой системы, замоноличенной в тело усиливаемой конструкции. Указанный способ усиления плоскостной строительной конструкции сквозной непрерывной обвязкой ее конструкционным намоточным материалом и омоноличиванием обвязки в полимерном связующем предназначен для усиления ограждающей строительной конструкции в пределах ее площади, ограниченной конструктивными опорами (например углами бревенчатых срубов, диафрагмой перекрытия и т.д.) или достаточно прочными элементами существующей ограждающей строительной конструкции [2]

Сущность изобретения заключается в обеспечении совместной работы бревенчатой стены с проектируемыми элементами, вводимыми для увеличения ее жесткости, одновременно в экономии материалов, применяемых для усиления и улучшения внешнего вида реконструируемого сооружения.

Способ усиления строительной констpукции включает укрепление между собой строительных элементов существующей ограждающей конструкции путем сквозной непрерывной обвязки их конструкционным намоточным материалом: непрерывной системой из различных волокнистых материалов, ленты, каната и др. или непрерывными высокопрочными нитями, или жгутом, присоединяют к существующей ограждающей конструкции дополнительные элементы усилия (типа бруса) для совместной работы в ограждающей конструкции.

Изобретение отличается тем, что для повышения жесткости строительную конструкцию снабжают дополнительным элементом усиления в виде бруса, который располагают на фрезерованной, плоской поверхности элемента существующей строительной конструкции с совмещением их горизонтальных осей, а оси отверстий и пазов брусчатого элемента усиления бревна существующей строительной конструкции размещают на совпадающих горизонтальных осях, причем отверстия в элементе усиления и элементе существующей строительной конструкции выполняют с шагом от 2 до 5 толщины элемента существующей строительной конструкции.

Обвязка непрерывна по всей площади ограждающей конструкции, подлежащей усилению, т. е. по всей длине элемента строительной конструкции и дополнительного, брусчатого элемента усиления. По завершении обвязки и пропитки ее полимерным связующим и натяжением концов обвязки и заанкериванием их скобами в тело материала конструкции сквозные отверстия замазывают до уплотнения эпоксидной мастикой.

По истечении срока отверждения полимерного связующего образуется высокопрочная монолитная система, состоящая из обвязки, предварительно напряженной непрерывно связанной волокнистой системы, замоноличенной в тело элемента основной строительной конструкции и примыкающего к нему дополнительного брусчатого элемента усиления.

Принятый интервал шага сквозной обвязки от 2 до 5 толщины элемента существующей строительной конструкции выбран оптимальным исходя из конструктивных соображений и расчета и зависит от диаметра и материала применяемоого для обвязки каната, а также материала и толщины существующей строительной конструкции.

На фиг. 1 показана стена, план; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.3.

Способ усиления реализуется, например, на стене бревенчатого сруба. На определенной высоте стены бревенчатого сруба изнутри здания фрезеруют выступающую поверхность бревна существующей стены для образования плоской поверхности. Фрезеруют по всей длине стены, от угла до угла сруба. Ширина фрезерованной дорожки составляет 3/4 диаметра бревна стены, что равно наибольшей стороне примыкающего элемента дополнительной конструкции усиления, т.е. стороне примыкания брусчатого элемента усиления к фрезерованной поверхности бревна, (здесь в примере диаметр бревен стены принят условно 20 см, ширина бруса равна 2/4 диаметра и составляет 10 см).

При этом брус усиления может быть составным по длине, однако иметь плотный без зазора торцевой стык. В данном брусе заранее с шагом 700 мм просверливают отверстия диаметром 18 мм. Отверстия располагают по центру горизонтальной оси бруса, размеченной по его наибольшей стороне. Этот брус с дросверленными отверстиями используют как шаблон для разметки отверстий на бревенчатом элементе стены и по его фрезерованной поверхности.

Горизонтальные канавки по горизонтальной оси, от отверстия до отверстия, с одной стороны бруса пропиливают глубиной, равной диаметру каната, применяемого для обвязки, аналогично пропиливают такие же канавки по примыкаемому бревну стены, с нефрезерованной стороны. После чего полученные сквозные отверстия и пропилы обеспыливают, продувают воздухом и просушивают в струе горячего воздуха, затем промазывают жидким составом из эпоксидного связующего.

Дополнительный брусчатый элемент усиления располагают по фрезерованной поверхности бревенчатого элемента стены таким образом, чтобы их горизонтальные оси оказались совмещенными, а брусчатый элемент усиления примыкали к фрезерованной стороне бревенчатого элемента стены. Применяемая древесина должна иметь влажность не более 17%

Обвязка состоит из горизонтального элемента каната диаметром 14 мм непрерывного на всей протяженности стены сруба до опорных узловых элементов, в данном случае до внутренних углов сруба. Перед началом обвязки первый ее конец фиксируют в стене сруба металлической скобой. По завершении процесса обвязки, до натяжения и заанкеривания второго конца обвязки, производят пропитку элементов обвязки (при помощи инъектора) заливочным компаундом на основе эпоксидного связующего К=153.

Затем элементы обвязки натягивают на поверхность бревенчатого элемента стены и дополнительного бруса, а второй конец обвязки фиксируют металлической скобой в стене сруба, пропитывают эпоксидным связующим и заклеивают накладкой из стеклоткани. Полученная обвязка расположена заподлицо с поверхностью существующего элемента стены бревенчатой стены и элемента усиления, (бруса). По завершении работ обвязку просушивают в течение 24 ч.

Эффективность указанного способа увеличения жесткости ограждающей строительной конструкции бревенчатой стены путем присоединения обвязкой дополнительных конструктивных элементов к существующим и увеличения площади их сечения заключается в том, что применение данного способа позволяет получить одновременно конструктивное усиление и упрочнение материала усиливаемой конструкции, обеспечивающее их совместную работу под нагрузкой.