способ усиления балки шпренгелем

Формула изобретения

Способ усиления балки шпренгелем, включающий присоединение к балке шпренгеля усиления, установку временного шпренгеля, напряжение затяжек и демонтаж временного шпренгеля, отличающийся тем, что временный шпренгель устанавливают сверху балки таким образом, что стойки шпренгеля усиления расположены между стойками временного шпренгеля, а его затяжку, пропущенную в криволинейных направляющих, смонтированных у опор балки, присоединяют к затяжке шпренгеля усиления посредством гибких хомутов, после чего затяжки натягивают и фиксируют затяжку шпренгеля усиления в упорах балки.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ натяжения затяжки несущей конструкции, включающий 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 (авторское свидетельство СССР № 751934, Е 04 С 3/00, Бюл. № 28, 1980). Такой способ натяжения может быть применен при усилении балок с установкой шпренгеля снизу.

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

Кроме того, известен способ усиления балки предварительно напряженным шпренгелем, включающий присоединение шпренгеля усиления снизу и его предварительное напряжение, в котором 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 (патент РФ на изобретение №2187608, Е 04 С 3/10, опубл. 20.08.2002, Бюл. №23).

Недостатками известного технического решения являются сложность и трудоемкость усиления, обусловленная необходимостью создания существенных усилий в напрягаемых элементах шпренгеля. Кроме того, при определенных условиях (усиление на высоте, в труднодоступных местах и т.п.), производство работ по напряжению шпренгеля снизу усиливаемой балки сопряжено с существенными трудозатратами, например устройством дополнительных подмостей, размещением натяжного оборудования и т.п.

Задача изобретения - упрощение способа усиления балок шпренгелем и, как следствие, снижение его трудоемкости.

Технический результат достигается тем, что в способе усиления балки шпренгелем, включающем присоединение к балке шпренгеля усиления, установку временного шпренгеля, напряжение затяжек и демонтаж временного шпренгеля, временный шпренгель устанавливают сверху балки таким образом, что стойки шпренгеля усиления расположены между стойками временного шпренгеля, а его затяжку, пропущенную в криволинейных направляющих, смонтированных у опор балки, присоединяют к затяжке шпренгеля усиления посредством гибких хомутов, после чего затяжки натягивают и фиксируют затяжку шпренгеля усиления в упорах балки.

Изобретение описывается следующим графическим материалом:

- на фиг.1 представлен общий вид балки перед предварительным напряжением;

- на фиг.2 - узел «А» на фиг.1;

- на фиг.3 - разрез по 1-1 на фиг.2.

В способе усиления балки шпренгелем выполняют закрепление на балке 1 стоек 2, шпренгеля усиления 3 со смонтированными на их концах направляющими 4, через которые свободно пропускают гибкую затяжку 5.

Сверху балки 1 устанавливают стойки 6 временного шпренгеля 7 с направляющими 8 на их концах, через которые свободно пропускают гибкую затяжку 9, после чего присоединяют ее к гибкой затяжке 5 шпренгеля усиления 3 посредством гибких хомутов 10, пропущенных в криволинейных направляющих 11, смонтированных у опор балки 1, а после натяжения гибкой затяжки 5 натяжным устройством 12 (в виде, например, стяжной муфты) ее фиксируют в упорах 13 балки 1 и демонтируют временный шпренгель 7.

При монтаже шпренгеля усиления 3 его стойки 2 размещают в сечениях балки 1, расположенных между стойками 6 временного шпренгеля 7.

Гибкие затяжки 5 и 9 шпренгеля усиления 3 и временного шпренгеля 7 соответственно присоединяют к объединяющим их гибким хомутам 10 посредством стыков 14 (например, петлевых).

Гибкую затяжку 5 шпренгеля усиления 3 после напряжения натяжным устройством 12 фиксируют в упорах 13 опрессованными шайбами 15.

Гибкая затяжка 5 шпренгеля усиления 3, гибкая затяжка временного шпренгеля 7 и объединяющие их гибкие хомуты 10 после устройства стыков 14 образуют замкнутую кольцевую систему, снабженную натяжными устройствами 12, после натяжения которого во всех элементах замкнутой кольцевой системы возникают растягивающие усилия предварительного напряжения.

Направляющие 4 и 8, смонтированные на концах стоек 2 и 6 соответственно, а также криволинейные направляющие 11, смонтированные у опор балки 1, позволяют гибким затяжкам 5 и 9, а также гибким хомутам 10 свободно перемещаться в направляющих 4, 8 и 11, что приводит к примерному выравниванию растягивающих усилий в гибких затяжках 5 и 9.

Растягивающие усилия предварительного напряжения в гибких затяжках 5 и 9 передаются через криволинейные направляющие 11 на балку 1, вызывая в ней сжимающие усилия распора - сжимающие составляющие, направленные вдоль оси балки 1. Кроме усилия сжатия в сечениях балки 1 возникают изгибающие моменты (например, от собственной массы, давлений, передаваемых стойками 2, 6 и др.).

Гибкие затяжки 5 и 9, как любые растянутые элементы обладают устойчивостью своего пространственного положения, что позволяет рассматривать их как упругоподатливые опоры для стоек 2 и 6, на которые, в свою очередь, опирается сжато-изогнутая балка 1.

Стойки 2 и 6 являются сжатыми элементами. При жестком закреплении их к балке 1 в сечениях стоек 2 и 6 могут появиться сравнительно небольшие по величине изгибающие моменты. Силы сжатия в стойках 2 и 6 передаются на балку 1, вызывая ее изгиб с искривлением оси, выпуклость которой обращена по направлению передаваемых стойками 2 и 6 сжимающих усилий.

Сжимающие усилия в стойках 2 выгибают балку 1 вверх в средней части ее пролета, а стойки 6 - вниз в приопорных зонах.

Установка временного шпренгеля 7 сверху усиливаемой балки 1 позволяет снизить трудозатраты на усиление за счет отказа, например, от устройства подмостей внизу усиливаемой балки 1 и т.п.

Расположение стоек 2 шпренгеля усиления 3 между стойками 6 временного шпренгеля 7 на стадии предварительного напряжения приводит к дополнительному выгибу балки 1 на ее среднем участке вверх, т.е. в сторону, обратную изгибу балки 1 при эксплуатационных нагрузках, а в ее сечениях на средних участках возникают соответствующие дополнительные изгибающие моменты. При этом обеспечивается необходимый уровень предварительного напряжения балки 1 при меньших значениях усилий в затяжках, что, как следствие, приводит к снижению трудоемкости процесса предварительного напряжения в целом.

Увеличение изгибающих моментов в балке 1 на приопорных участках, вызванных давлениями стоек 6 временного шпренгеля 7, приводит к более равномерному распределению изгибающих усилий и напряжений по длине балки 1.

После фиксации концов гибкой затяжки 5 шпренгеля усиления 3 в упорах 13 спрессованными шайбами 15 демонтаж вспомогательных элементов ведется в следующем порядке: расслабляется натяжное устройство 12; размыкаются стыки 14; из криволинейных направляющих 11 извлекаются гибкие хомуты 10; от балки 1 отсоединяются стойки 6 временного шпренгеля 7 вместе с гибкой затяжкой 9, пропущенной в направляющих 8.

Использование изобретения позволит снизить трудоемкость способа усиления балки предварительно напряженным шпренгелем до 15...30%.