Способ восстановления проектного положения осевшей колонны каркаса

 

Изобретение относится к строительству и эксплуатации зданий. Технический результат заключается в создании способа, позволяющего уменьшить затраты при рихтовке каркаса здания и снизить трудоемкость процесса. Способ восстановления проектного положения колонны после ее осадки заключается в том, что две однопролетные разрезные подкрановые балки, примыкающие к осевшей первой колонне, с одной стороны соединяют в двухпролетную неразрезную балку, ослабляют анкерные крепления этой двухпролетной балки над второй средней колонной, смежной с осевшей на величину Δ, а над третьей колонной на величину 2Δ. Приподнимают конец двухпролетной неразрезной балки на третьей колонне на величину 2Δ, используя массу крана с грузом, образуя зазор Δ между опорной плитой консоли второй колонны и нижним поясом двухпролетной балки. Образовавшийся зазор заполняют подкладкой толщиной Δ. Устанавливают на приподнятом конце балки упор-ограничитель, отвинчивают гайки на анкерных болтах колонны на величину 2Δ, перемещают мостовой кран на приподнятый конец балки до контакта колес крана с упором и плавно поднимают мостовым краном груз расчетной массы, осаживая приподнятый конец двухконсольной балки на величину 2Δ, и поднимают вверх осевшую колонну на соответствующую величину. Подкладывают в образовавшийся зазор под плитой колонны подкладки и циклы повторяют до восстановления проектного положения колонны. Убирают лишние подкладки на второй колонне и затягивают анкерные болты крепления колонны и балок. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации зданий на просадочных грунтах и подрабатываемых территориях. В зданиях, построенных на таких грунтах, часто возникают неравномерные осадки фундаментов и колонн, нарушающие нормальную безопасную эксплуатацию.

Особенно неблагоприятны такие осадки в промзданиях, оборудованных мостовыми кранами. В этом случае нарушается прямолинейность подкрановых путей, не обеспечиваются минимальные зазоры между кранами и фермами и между кранами и колоннами.

В мостах в узлах опирания пролетных строений на береговые и промежуточные опоры обычно предусматривают специальные "домкратные балки", под которыми при осадке опор размещают домкраты и посредством их восстанавливают проектное положение мостов.

Известен способ рихтования, описанный в учебнике Гибшмана Е.Е. [1, с. 279] , и известен способ рихтовки, описанный в патенте России [2, пат. 2139390].

Известны также способы рихтовки подкрановых конструкций, описанные в патентах [3, 4, 5, 6]. В этих патентах описаны устройства и два способа, возвращающих конструкции в проектное положение.

Примем этот способ за аналог. Недостаток аналога - необходимость использования силовых домкратов и изготовления специальных балок-рычагов.

Технический результат изобретения - уменьшение затрат при рихтовке каркаса здания и снижение трудоемкости процесса.

Технический результат достигнут тем, что две однопролетные, разрезные подкрановые балки, примыкающие к осевшей первой колонне, соединяют в двухпролетную неразрезную балку, ослабляют анкерные крепления этой двухпролетной балки над второй колонной, смежной с осевшей, на величину Δ, а над третьей колонной на величину 2Δ, приподнимают конец двухпролетной неразрезной балки на третьей колонне на величину 2Δ, используя массу крана с грузом, образуя зазор Δ между опорной плитой консоли второй колонны и нижним поясом двухпролетной балки, заполняют образовавшийся зазор подкладкой толщиной Δ, устанавливают на приподнятом конце балки упор-ограничитель, отвинчивают гайки на анкерных болтах колонны на величину 2Δ, перемещают мостовой кран на приподнятый конец балки до контакта колес крана с упором и плавно поднимают мостовым краном груз расчетной массы, осаживая этим приподнятый конец двухконсольной балки на величину 2Δ и поднимая вверх осевшую колонну на соответствующую величину, подкладывают в образовавшийся зазор под плитой колонны подкладки и циклы повторяют до восстановления проектного положения колонны, убирают лишние подкладки на второй колонне и затягивают анкерные крепления колонны и балок.

Сопоставление разработанного способа рихтовки каркаса здания с известным (патент 2139390) показывает его существенные отличия: способ не требует изготовления специального оборудования и в качестве силового рычага применяется неразрезная двухпролетная подкрановая балка, а силовые воздействия на каркас создаются массой действующего крана и поднимаемого им груза.

На фиг.1, 2 показаны схемы восстановления проектного положения первой 1 осевшей колонны. Соседние колонны 2 и 3 могут быть осевшими или нет. Внешние силовые воздействия создаются расчетным грузом 4 и собственной массой крана 5. Перемещение крана ограничено упором 6, закрепленным на рельсе 7 и неразрезной двухпролетной балке 8, образованной из двух разрезных балок, соединенных друг с другом в единое целое над второй колонной.

Восстановление проектного положения осевшей первой колонны 1 осуществляется следующим образом: - две разрезные подкрановые балки между первой и второй колоннами и второй и третьей соединяются воедино и образуют двухпролетную подкрановую балку 8; - используя способ рихтовки подкрановых балок (патент 2104362), ослабляем анкерные болты крепления балки на третьей колонне и, помещая кран с грузом в первом пролете балки 8, приподнимаем конец балки на третьей колонне на 2Δ; - ослабляем анкерные болты подкрановой балки на второй колонне и своим ходом перегоняем кран с балки 8; - балка 8 упруго выпрямляется и над второй колонной между плитой консоли и нижним поясом балки образуется зазор Δ; - вкладываем в зазор подкладку толщиной Δ, при необходимости циклы повторяем, пока зазор Δ не достигнет проектной величины; - ослабляем анкерные болты, соединяющие первую колонну с фундаментом; - закрепляем на конце двухпролетной балки над третьей колонной упор 6; - своим ходом перегоняем мостовой кран 5 до взаимодействия колеса с упором 6; - плавно поднимаем краном расчетный груз, осаживая этим приподнятый конец двухпролетной балки 8 на величину 2Δ и приподнимая осевшую первую колонну 1 на соответствующую величину;
- при необходимости циклы повторяем до полного восстановления проектного положения первой колонны 1;
- затягиваем анкерные болты, соединяющие первую колонну с фундаментом;
- убираем лишние подкладки между второй колонной и подкрановой балкой;
- затягиваем анкерные болты подкрановой балки 8 на первой, второй и третьей колоннах;
- переходим к восстановлению проектного положения следующей колонны.

Экономический эффект возник из-за:
- использования в качестве силового рычага двухпролетной неразрезной подкрановой балки;
- использования массы крана и поднимаемого им груза для создания необходимых силовых воздействий, возвращающих осевшую колонну в первоначальное проектное положение.

Пример конкретной реализации
Покажем реализацию разработанного способа на примере приведенных в учебнике под ред. проф. Беленя Е.И. [7, с. 313]. В примере рассчитана рама одноэтажного промышленного здания пролетом 30 м с шагом рам 12 м. Здание [7, с. 395] оснащено мостовыми кранами грузоподъемностью Q=30/5 т. Пролет 30 м. Отметка головки рельса 11,8 м. Надкрановая верхняя часть колонны двутавровая в сечении: пояса по 380х14 мм, стенка 972х8 мм.

Площадь сечения
А=184,16 см².

Масса
m=144,6 кг/м.

Нижняя часть колонны:
наружная ветвь
2L200х14+лист 650х10;
площадь сечения
А_нв=2х54,6+65=174,2 см².

Масса
m=2х42,8+51=136,6 кг/м.

Подкрановая ветвь:
двутавр
2х300х16+лист 668х12;
площадь сечения
А_нв=96+80,16=176,16 см².

Масса
m=138,29 кг/м.

Решетки из уголков
2L110х8 l=2,12х9=19,1 м.

Масса всех уголков
m=2х19,1х13,5=515,5 кг.

База колонны [7, c.401] (см. табл.).

Постоянная нагрузка [7, с. 338]
1,45 кН/м²=145 кг/м²
Грузовая площадь на одну колонну
15х12=180 м².

Сжимающая сила в колонне от покрытия
145х180=26100 кг.

Масса колонны 4565,7 кг.

Масса подкрановой балки [7, с. 429]
2х500х25+1500х14(А=250+210=460 см²) 4333 кг.

Масса тормозной балки

Следовательно, при восстановлении проектного положения колонны необходимо поднять массу 35,8 т.

Момент сопротивления подкрановой балки равен 24800 см³ [7, с. 429]. То есть при изгибе сечение балки выдерживает изгибающий момент
M=R_y•W=230•24800=5704000 гН•см=570,4 тм (см. фиг.3).

F=45,5>35,8 т.

Следовательно, прочность двухпролетной подкрановой балки при использовании ее как рычага для возвращения осевшей колонны в первоначальное проектное положение достаточна.

Список литературы
1. Гибшман Е.Е. и др. Мосты и сооружения на автодорогах. М.: Транспорт, 1972, ч.2, с. 404.

2. Нежданов К.К., Нежданов А.К., Кузина В.Н. Способ восстановления проектного положения фундамента и колонны. Патент России 2139390, Бюл. 28, 10.10.1999.

3. Нежданов К.К. Устройство для крепления подкрановых балок к колоннам. Патент России 945054 А, 23.07.82.

4. Нежданов К. К. Устройство для рихтовки подкрановых балок. Патент России 998306 А, 23.02.63.

5. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Подкрановый путь. Патент России 1248937 А, 07.08.86.

6. Нежданов К. К., Нежданов А.К., Княжев А.Н. Подкрановая конструкция. Патент России 1481192 А, 23.05.89.

7. Беленя Е.И. и др. Металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1986, -560 с.

Формула изобретения

Способ восстановления проектного положения колонны после ее осадки, отличающийся тем, что две однопролетные разрезные подкрановые балки, примыкающие к осевшей первой колонне, с одной стороны соединяют в двухпролетную неразрезную балку, ослабляют анкерные крепления этой двухпролетной балки над второй средней колонной, смежной с осевшей на величину Δ, а над третьей колонной на величину 2Δ, приподнимают конец двухпролетной неразрезной балки на третьей колонне на величину 2Δ, используя массу крана с грузом, образуя зазор Δ между опорной плитой консоли второй колонны и нижним поясом двухпролетной балки, заполняют образовавшийся зазор подкладкой толщиной Δ, устанавливают на приподнятом конце балки упор-ограничитель, отвинчивают гайки на анкерных болтах колонны на величину 2Δ, перемещают мостовой кран на приподнятый конец балки до контакта колес крана с упором и плавно поднимают мостовым краном груз расчетной массы, осаживая этим приподнятый конец двухконсольной балки на величину 2Δ и поднимая вверх осевшую колонну на соответствующую величину, подкладывают в образовавшийся зазор под плитой колонны подкладки и циклы повторяют до восставновления проектного положения колонны, убирают лишние подкладки на второй колонне и затягивают анкерные болты крепления колонны и балок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4