устройство для усиления железобетонных балок

Формула изобретения

Устройство для усиления балочной конструкции, образованной металлическими балками, расположенными вдоль усиливаемой балочной конструкции охватывающими ее с двух сторон и состоящими из верхних и нижних поясов и вертикальных стенок, отличающееся тем, что металлические балки выполнены Z-образного сечения, а их вертикальные стенки соединены между собой стяжными болтами, установленными в отверстия, выполненные в балочной конструкции, причем концы Z-образных металлических балок закреплены фиксаторами по верхним поясам Z-образных металлических балок, а нижние пояса соединены между собой металлическими планками и установлены на дополнительные опоры, которые расположены на некотором расстоянии от концов Z-образных балок в пролете и могут быть перемещены вверх в процессе монтажа конструкции для предварительного напряжения конструкции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, а точнее к конструкциям, применяемым для усиления работающих под нагрузкой изгибаемых железобетонных балок и пролетных строений, но может быть использовано также при возведении монолитных железобетонных пролетных строений в качестве временной или оставляемой опалубки.

Известна конструкция для усиления железобетонных балок с помощью шпренгеля, который образован двумя стержнями, охватывающими усиливаемую конструкцию с двух сторон. При этом концы стержней закреплены у опор усиливаемой конструкции, в верхней части сечения стержни соединены между собой уголками, которые и передают нагрузку на стержни [1].

Недостатком указанной конструкции является относительно невысокая надежность конструкции, обусловленная неопределенностью величины предварительного напряжения в шпренгеле при монтаже.

Помимо этого конструкция для усиления значительно увеличивает габариты конструкции в целом, что в ряде случаев неприемлемо.

Известно устройство для усиления балочной конструкции, включающее оттяжки и распорки. Для повышения устойчивости балки и сохранения неизменного полезного объема здания каждая из оттяжек выполнена в виде пары пересекающихся тросов. Оттяжки расположены с двух сторон балки и закреплены шарнирно на распорках, размещенных на направляющих, установленных в середине пролета усиливаемой балки с возможностью свободного вертикального перемещения распорок, между которыми расположены съемные домкраты, причем концы одного из тросов оттяжки прикреплены шарнирно к опорам верхних ребер усиливаемой балки, а концы другого - к ее нижним ребрам [2].

Недостатком данного устройства является то, что тросы с течением времени вытягиваются, а это приводит к снижению усилия предварительного напряжения.

Известно устройство для усиления балочной конструкции [3], включающее затяжку, ветви которой подвижно прикреплены к торцам балки и к поперечным элементам, расположенным под нижним поясом балки с возможностью перемещения их с напряжением ветвей затяжки.

Упоры выполнены в виде элементов стяжной муфты с возможностью их раздвижки вдоль преднапряженной затяжки при эксплуатационной нагрузке.

Недостаток указанной конструкции заключается в том, что устройство имеет сложную конструкцию и большие габариты, которые не позволяют использовать его при реконструкции зданий и сооружений.

Наиболее близким техническим решением по сущности и достигаемому результату является устройство для усиления балочной конструкции, образованное металлическими балками, состоящими из верхнего и нижнего поясов и вертикальной стенки и охватывающими усиливаемую конструкцию вдоль с двух сторон. В поперечном направлении усиливаемая конструкция поддерживается снизу поперечными металлическими элементами, которые закреплены своими концами на продольных балках [4].

Недостатком указанной конструкции является ее относительно большая металлоемкость вследствие того, что металлические балки, усиливающие конструкцию, не обеспечивают совместной работы конструкции в целом, поскольку не осуществлено надежное соединение элементов конструкции.

Помимо этого рассматриваемая конструкция также имеет относительно большие габариты, что в ряде случаев может быть совершенно неприемлемо при реконструкции зданий и сооружений.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и снижение металлоемкости конструкции для усиления, а также возможность применения предлагаемой конструкции для усиления под нагрузкой при минимальном увеличении габаритов конструкции в целом.

Для решения поставленной задачи предложено устройство для усиления балочной конструкции, которое, как и прототип, включает металлические балки, состоящие из верхнего и нижнего поясов и вертикальной стенки. Металлические балки расположены вдоль усиливаемой конструкции и охватывают ее с двух сторон.

В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве металлические балки, охватывающие усиливаемую конструкцию с двух сторон, выполнены Z-образного сечения, а их вертикальные стенки соединены между собой стяжными болтами, установленными в отверстия, выполненные в балочной конструкции. Концы Z-образных балок закреплены фиксаторами по верхним поясам Z-образных металлических балок, а нижние пояса соединены между собой металлическими планками и установлены на дополнительных опорах, которые расположены на некотором расстоянии от концов Z-образных балок в пролете.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в предлагаемой конструкции при монтаже за счет усилия, возникающего при перемещении дополнительных опор вверх при закрепленных фиксаторами концах Z-образных балок, создается обратный изгибающий момент, обеспечивающий эффективное включение в работу под нагрузкой всей конструкции в целом, при этом необходимая величина обратного изгибающего момента может быть определена с достаточно большой точностью.

Кроме того, стяжные болты, соединяющие между собой вертикальные стенки Z-образных балок, повышают общую устойчивость балок при изгибе.

Нижние полки Z-образных балок, поддерживающие усиливаемую конструкцию снизу, также обеспечивают совместную работу всех элементов конструкции. Таким образом, использование предлагаемой конструкции позволяет получить определенный технический результат, заключающийся в повышении надежности усиления, в снижении металлоемкости, в сокращении трудозатрат при монтаже и в уменьшении габаритов конструкции по сравнению с прототипом.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 - дана принципиальная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - разрез по А-А.

Железобетонная балка 1 усилена конструкцией, образованной металлическими Z-образными балками 2. Концы верхних поясов Z- образных балок 2 закреплены фиксаторами 3, а нижние пояса соединены между собой металлическими планками 4 и установлены на дополнительные опоры 5.

Дополнительные опоры при монтаже конструкции могут быть перемещены вверх, что обеспечивает предварительное напряжение устройства для усиления.

Вертикальные стенки Z-образных металлических балок 2 соединены между собой стяжными болтами 6, установленными в отверстия, которые выполнены в усиливаемой конструкции 1.

Работа по монтажу устройства для усиления железобетонных балок осуществляется следующим образом. Вдоль усиливаемой железобетонной балки 1 устанавливаются две Z-образные металлические балки 2, нижние пояса которых соединяются между собой планками 4. Вертикальные стенки Z-образных металлических балок 2 соединяют стяжными болтами 6, которые устанавливаются через отверстия, выполненные в усиливаемой конструкции 1, при этом в Z-образных металлических балках 2 в процессе монтажа создается предварительное напряжение за счет перемещения вверх дополнительных опор 5 при фиксированном положении с помощью фиксаторов 3 концов Z-образных балок 2.

Источники информации

1. НИИСК Госстроя СССР. Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений.- М.: Стройиздат, 1989, с. 32, рис. 5Г.

2. Авт. св. СССР N 765481, М.кл. E 04 G 3/00, 1980.

3. Авт. св. СССР N 1255695, м.кл. E 04 G 3/00; E 04 G 23/02, 1986.

4. НИИСК Госстроя СССР . Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений.- М.: Стройиздат, 1989, с. 32, рис. 5В - прототип.