способ усиления балки предварительно напряженным шпренгелем

Формула изобретения

Способ усиления балки предварительно напряженным шпренгелем, включающий присоединение шпренгеля усиления снизу и его предварительное напряжение, отличающийся тем, что к балке прикрепляют стойки шпренгеля усиления с жесткой затяжкой, в полости стоек шпренгеля усиления вводят стойки временного шпренгеля, объединенные распоркой и снабженные фиксаторами и стопорами, а его затяжку закрепляют на жесткой затяжке шпренгеля усиления, затем на упорах последней размещают стяжные хомуты, производят их натяжение, после чего концы жесткой затяжки присоединяют к балке и демонтируют временный шпренгель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при усилении несущих конструкций балочного типа (например, балок покрытий, перекрытий, подкрановых балок и т.п.).

Изобретение может быть применено при усилении как отдельных балок, так и при усилении регулярно установленной системы балок, при котором возможно многократное использование инвентарного оборудования.

Известен способ предварительного напряжения шпренгельных балок, преимущественно большепролетных покрытий, включающий установку рычагов, присоединение к их средним частям концов затяжки и направляющей со стяжными приспособлениями, к которым прикрепляют одни концы рычагов, подвижно соединенные с направляющей, при этом рычаги выполняют спаренными и соединяют другими концами с предварительно напрягаемой балкой жесткости, а направляющую и концы затяжки размещают между ними, причем концы затяжки жестко закрепляют к рычагам [1].

Недостатком известного технического решения является сложность и трудоемкость его осуществления, связанная с необходимостью монтажа мощных рычагов, направляющих, стяжных приспособлений, а также осуществления прикреплений в местах опирания рычагов на балку жесткости и жесткого закрепления затяжки к рычагам. Кроме того, известное техническое решение предусматривает объединение затяжки при помощи вставки, помещаемой между спаренными рычагами, что также увеличивает трудоемкость процесса предварительного напряжения.

Также известны способ натяжения затяжки несущей конструкции и устройство для его осуществления, включающее заанкеривание затяжки, ее установку с притяжением к распорным стойкам. Причем затяжку устанавливают без натяжения, а затем притягивают к вершинам распорных стоек натяжным оборудованием. Стойки выполнены цельными с расположенными в их вершинах площадками для упора натяжного оборудования и снабжены хомутами, соединенными с затяжкой [2]. Такой способ натяжения может быть применен при усилении балок с установкой шпренгеля снизу (принято за прототип).

Недостатком такого технического решения является сложность и трудоемкость способа монтажа, обусловленная необходимостью закреплением на каждой из стоек натяжных устройств и комплектов хомутов, соединения их с затяжкой, а после окончания процесса натяжения затяжки - их демонтаж. Увеличение числа стоек в шпренгеле усиления приводит к пропорциональному повышению трудоемкости способа натяжения.

Задачей изобретения является упрощение способа усиления балок предварительно напряженным шпренгелем и, как следствие, снижение его трудоемкости.

Технический результат достигается тем, что в способе усиления балки предварительно напряженным шпренгелем, включающим присоединение шпренгеля усиления снизу и его предварительное напряжение, к балке прикрепляют стойки шпренгеля усиления с жесткой затяжкой, затем в полости стоек шпренгеля усиления вводят стойки временного шпренгеля, объединенные распоркой и снабженные фиксаторами и стопорами, а его затяжку закрепляют на жесткой затяжке шпренгеля усиления, после чего на упорах последней размещают стяжные хомуты и производят их натяжение, после чего концы жесткой затяжки присоединяют к балке и демонтируют временный шпренгель.

Изобретение описывается следующими графическими материалами:

- на фиг.1 представлен общий вид балки со шпренгелем усиления и временным шпренгелем;

- на фиг.2 представлен общий вид балки со шпренгелем усиления;

- на фиг.3 - узел "А" на фиг.1;

- на фиг.4 - разрез по 1-1 на фиг.3;

- на фиг.5 - узел "Б" на фиг.1.

В способе усиления балки предварительно напряженным шпренгелем, устанавливаемом снизу, к балке 1 прикрепляют (например, на сварке, болтах и т.п.) стойки 2 шпренгеля усиления 3 с жесткой затяжкой 4. В полости стоек 2 шпренгеля усиления 3 вводят стойки 5 временного шпренгеля 6, объединенные распоркой 7 и снабженные фиксаторами 8 и стопорами 9, а затяжку 10 временного шпренгеля 6 закрепляют на жесткой затяжке 4 шпренгеля усиления 3. На упорах 11, смонтированных в крайних панелях жесткой затяжки 4 шпренгеля усиления 3, размещают стяжные хомуты 12, объединяющие концы жесткой затяжки 4 с балкой 1, и производят их натяжение. После чего концы жесткой затяжки 4 шпренгеля усиления 3 присоединяют к балке 1 (например, на сварке, болтах и т.п.) и демонтируют временный шпренгель 6.

Затяжка 10 временного шпренгеля 6 свободно пропущена в направляющих 13, смонтированных на концах стоек 5 временного шпренгеля 6.

Распорка 7, объединяющая стойки 5 временного шпренгеля 6, выполнена жесткой и фиксирует расстояние между стойками 5, предотвращая их возможное заклинивание в полостях стоек 2 шпренгеля усиления 3 при предварительном напряжении системы.

Стопоры 9 позволяют передавать сжимающие усилия от стоек 5 временного шпренгеля 6 к стойкам 2 шпренгеля усиления 3.

Фиксаторы 8 удерживают стойки 5 временного шпренгеля 6 в полостях стоек 2 шпренгеля усиления 3 от случайного их выдвижения под действием гравитационных сил в процессе монтажа и демонтажа временного шпренгеля 6.

Известно, что включение элементов усиления в совместную работу с усиливаемой балкой является ключевой задачей. В заявляемом техническом решении указанная задача решается введением в элементы системы сил предварительного напряжения.

При натяжении стяжных хомутов 12, закрепленных на упорах 11 жесткой затяжки 4, концы жесткой затяжки 4 на участках опорных панелей подтягиваются к балке 1. При этом затяжка 10 временного шпренгеля 6, прикрепленная к жесткой затяжке 4, удлиняется и в ней возникают растягивающие усилия, а в стойках 5 временного шпренгеля 6 - сжимающие усилия, которые через стопоры 9 передаются на стойки 2 шпренгеля усиления 3. Под действием сжимающих усилий в стойках 2, которые можно рассматривать как сосредоточенные силы, приложенные к балке 1 снизу вверх в ее пролете, балка 1 получает выгиб вверх, т.е. в направлении, противоположном направлению действующих эксплуатационных нагрузок, а в ее сечениях возникают напряжения, обратные по знаку напряжениям от эксплуатационных нагрузок. Указанный эффект уменьшает результирующие напряжения в усиливаемой балке 1 и увеличивает ее несущую способность.

Установка стяжных хомутов 12 и их натяжение в направлении, параллельном продольным осям стоек 2, приводят к равенству сжимающих усилий в стойках 2 и растягивающих усилий в хомутах 12 в процессе предварительного напряжения, что снижает величины усилий, необходимые для предварительного напряжения балки 1 шпренгелем усиления 3. Это, как следствие, приводит к снижению трудоемкости создания предварительного напряжения.

При натяжении стяжных хомутов 12 в жесткой затяжке 4 возникают сжимающие усилия, вызванные стяжением затяжки 10 временного шпренгеля 6.

При увеличении высоты стоек 5 временного шпренгеля 6 сжимающие усилия в жесткой затяжке 4 и растягивающие - в затяжке 10 временного шпренгеля 6 уменьшаются.

В процессе предварительного напряжения жесткая затяжка 4 выполняет функцию балки - распорки временного шпренгеля 6, что уменьшает количество и материалоемкость элементов повторного применения (элементов временного шпренгеля 6), а также снижает трудоемкость их установки и демонтажа, а следовательно, и всего процесса предварительного напряжения.

После окончания процесса натяжения стяжных хомутов 12 к балке 1 присоединяют концы жесткой затяжки 4 шпренгеля усиления 3 и демонтируют временный шпренгель 6. При этом выгнутая вверх балка 1 под действием сил гравитации (собственного веса конструкции), упругих сил, возникших при ее изгибе, и эксплуатационных нагрузок стремится переместиться вниз и донапрягает элементы шпренгеля усиления 3, вовлекая их в совместную работу с балкой 1. В жесткой затяжке 4 шпренгеля усиления 3 появляются растягивающие усилия, а в стойках 2 - дополнительные сжимающие усилия. Жесткая затяжка 4 шпренгеля усиления 3 в эксплуатационном режиме работы системы является растянутым элементом и, следовательно, обладает устойчивостью своего положения, поэтому ее можно рассматривать как упругоподатливый контур для опирания сжатых стоек 2 шпренгеля усиления 3, которые для балки 1 являются дополнительными промежуточными упругоподатливыми опорами.

Предлагаемый способ усиления балки предварительно напряженным шпренгелем относится к способам усиления с изменением первоначальной расчетной схемы. Балка 1 становится балкой жесткости шпренгельной системы и работает в дальнейшем как сжатоизогнутый элемент с упругоподатливыми опорами. Это приводит к уменьшению усилий в балке 1, и, следовательно, к увеличению ее несущей способности при предлагаемом способе усиления.

Использование изобретения позволяет снизить трудоемкость способа усиления балок до 12-19%.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авторское свидетельство СССР 802479. Е 04 G 21/12; В 1/22. Исаев П.М. и др. Натяжное устройство преимущественно для предварительного напряжения шпренгельных балок большепролетных покрытий. - Бюл. 5. - 1981.

2. Авторское свидетельство СССР 751934. Е 04 С 3/00. Калинин А.А. и др. Способ натяжения затяжки несущей конструкции и устройство для его осуществления. - Бюл. 28. - 1980.