устройство для усиления железобетонных балок перекрытия

Формула изобретения

Устройство для усиления железобетонных балок перекрытия, прямоугольного сечения, включающее два элемента усиления из металлических стержней, соединенных с усиливаемой балкой металлическими траверсами, отличающееся тем, что балка дополнительно усиливается двумя накладками из стальных уголков, расположенными на боковых поверхностях балки вверху на расстоянии 40 мм относительно верхней грани, ориентированными вдоль балки полками наружу, соединенными с балкой с помощью эпоксидного клея, стальных шпонок, проходящих сквозь вертикальные полки уголков и углубленных в тело балки на глубину, не менее 110 ширины сечения балки и болтов, предварительно вклеенных в шпуры заранее высверленные в теле балки, при этом зазоры между накладками и плитами перекрытия заполняются мелкозернистым бетоном жесткой консистенции, а также двумя хомутами П-образного сечения из фиброармированного пластика, обхватывающих с двух боковых сторон и снизу сечение балки по контуру в приопорной зоне и приклеенных эпоксидным клеем к поверхности балки.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления железобетонных балок перекрытий.

Известно устройство для усиления балок дополнительной упругой опорой, которое состоит из элементов усиления и вспомогательных элементов. Недостатками этого устройства являются чрезмерный расход металла, а также большая суммарная толщина перекрытия [1].

Известно устройство для усиления балок шпренгельной системой [2], которое состоит из закрепленной на балке предварительно напряженной двухветвевой шпренгельной затяжки и стяжных болтов или муфт, необходимых для создания в ней предварительного напряжения. Недостатками этого устройства являются необходимость вовлечения дополнительных стальных элементов в работу сжатой зоны, а также невысокий коэффициент усиления.

Известно устройство для усиления железобетонных балок горизонтальной затяжкой [3], которое имеет ряд преимуществ перед изложенными выше аналогами. Оно простое в исполнении, не требует большого расхода металла на усиление и позволяет за счет предварительного напряжения значительно увеличить жесткость и трещиностойкость балки.

Недостатком усиления горизонтальной затяжкой является незначительное увеличение прочности балок, имеющих высокий (более 0,02) коэффициент армирования и относительную высоту сжатой зоны , приближающуюся к предельному значению _R, а также невысокий коэффициент усиления на действия поперечной силы.

Известно устройство для усиления балок [4], которое состоит из закрепленной на балке стальных элементов затяжки, подвесок и промежуточных упругих опор, необходимых для создания в балке момента обратного знака относительно момента от собственного веса и внешней нагрузки. Недостатками этого устройства являются большой суммарный расход металла на конструкцию усиления и невысокий коэффициент усиления на действия поперечной силы. Данное устройство принимаем за прототип.

Техническим результатом настоящего изобретения состоит в повышение прочности усиливаемой балки на действие поперечных сил и одновременно снижение расход металла на увеличение прочности при действие изгибаемого момента.

Техническая задача по повышению прочности усиливаемой балки достигается с помощью специального устройства.

Предлагаемое устройство для усиления железобетонных балок иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На Фиг.1 изображен эскиз усиленной балки.

На Фиг.2 изображен разрез А-А.

На Фиг.3 изображен разрез Б-Б.

Устройство для усиления железобетонных балок прямоугольного сечения включает два элемента усиления из металлических стержней, соединенных с усиливаемой балкой металлическими траверсами, отличающееся тем, что балка дополнительно усиливается двумя накладками из стальных уголков, расположенными на боковых поверхностях балки на расстоянии 40 мм относительно верхней грани, ориентированными вдоль балки полками наружу и соединенными с балкой с помощью эпоксидного клея, стальных шпонок, проходящих сквозь вертикальные полки уголков и углубленных в тело балки на глубину, не менее 1/10 ширины сечения балки и болтов, предварительно вклеенных в шпуры, заранее высверленные в теле балки. Зазоры между накладками и плитами перекрытия заполняются бетоном жесткой консистенции, кроме того балка усиливается двумя хомутами П-образного сечения из фиброармированного пластика, обхватывающих с двух боковых сторон и снизу сечение балки по контуру в приопорной зоне и приклеенных эпоксидным клеем к поверхности балки.

Хомуты являются внешним армированием, воспринимающим поперченные силы в наклонном сечении балки.

Устройство включают в работу следующим образом.

- Балка частично разгружается.

- Устанавливаются в проектное положение элементы затяжки (2, 3, 4).

- Затяжка включается в работу предварительным напряжением (0,4-0,8)R_sn. создаваемым электротермическим способом. Усилие натяжения фиксируется с помощью гаек (4) на опорных траверсах (3).

- В балке сверлятся шпуры, в которые на эпоксидном клее устанавливаются болты (7), время отверждения должно составлять не менее 24 часов при температуре выше 20°C и не менее 36 часов при температуре от 50 до 20°C.

- В накладках (5) сверлятся отверстия под болты (7) и шпонки (6)

- На предварительно выровненную и обезжиренную поверхность балки (1) наносится эпоксидный клей, устанавливаются и фиксируются с помощью болтов (7) накладки (5).

- В приопорных участках балки устанавливаются на эпоксидный клей П-образные хомуты из фиброармированного пластика (8).

- В бетоне, через имеющиеся в накладках отверстия сверлятся шпуры, в которые, после продувки сжатым воздухом, устанавливаются на эпоксидный клей шпонки (6). Время отверждения должно составлять не менее 24 часов при температуре выше 20°C и не менее 36 часов при температуре от 5° до 20°C.

- Зазоры между накладками (5) и плитами перекрытия (9) заполняются мелкозернистым бетоном (10), класса В20 жесткой консистенции.

После набора бетоном прочности, не менее 80% от проектной, конструкция усиления включается в работу.

Список использованных источников

1. Гучкин И.С.Техническая эксплуатация и реконструкция зданий. - М: Изд-во АСВ, 2009.

2. Патент РФ № 2270903, E04G 23/00.

3. Рекомендации по восстановлению и усилению полносборных зданий полимеррастворами.: М. Стройиздат, 1990.

4. Патент РФ № 2359094, E04G 23/02.