Устройство для усиления несущих конструкций
Владельцы патента RU 2442867:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для усиления несущих конструкций. Технический результат заключается в уменьшении материалоемкости и снижении трудоемкости. Устройство для усиления несущих конструкций включает установленную на несущую конструкцию металлическую обойму. Обойма обжата в продольном направлении распорным устройством и жестко соединена с упорными элементами. Обойма обжата, по меньшей мере, двумя гидравлическими домкратами. Домкраты оперты через распределительные устройства на установленные на слое раствора нижние упорные элементы. Домкраты взаимодействуют верхней частью с навешанной на обойму сборной траверсой. Траверса выполнена из двух симметрично расположенных опорных швеллеров. Швеллеры соединены между собой болтовыми соединениями с возможностью упора в поперечные планки обоймы и опирания на домкраты, устанавливаемые под швеллерами. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления несущих конструкций колонн, простенков и кирпичных столбов.
Известно устройство для усиления железобетонной колонны, включающее преднапряженную металлическую обойму с напрягающим приспособлением, соединенным с колодками-пластинами, обрамляющими консольную часть колонны, напрягающее приспособление выполнено в виде верхнего подвижного и соединенного с верхней частью металлической обоймы нижнего неподвижного обрамления колонны, соединенных между собой распорным приспособлением, при этом неподвижное обрамление шарнирно соединено с колодками-пластинами посредством подкосов, а подвижное обрамление шарнирно соединено с подкосами посредством тяг (Авторское свидетельство СССР №1399435, дата приоритета 15.10.1985, дата публикации 30.05.1988, авторы И.Ф.Буш и Б.А.Гарагаш, RU).
Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, что обусловлено использованием его для усиления колонн с капителью или с консольными частями, и высокая материалоемкость.
Известно также устройство для усиления сжатых железобетонных элементов, преимущественно колонн эксплуатируемых зданий, содержащее пространственный арматурный каркас с предварительно напряженными посредством прижимного приспособления сжатыми арматурными элементами, при этом арматурный каркас образован П-образными полукаркасами, сжатые арматурные элементы которых выполнены из гибких стержней, а прижимное приспособление выполнено в виде шарнирно соединенных съемных щитов с направляющими для фиксации арматурных стержней (Авторское свидетельство СССР №1189975, дата приоритета 03.02.1984, дата публикации 07.11.1985, авторы В.Ф.Захаров и др.).
Недостатками известного устройства являются ограниченная область применения, преимущественно для колонн, и повышенные трудозатраты при усилении колонн, связанные с использованием шарнирно соединенных съемных щитов для прижатия арматурных элементов пространственного каркаса к колонне, а также с фиксацией арматурных полукаркасов с помощью сварки.
В качестве прототипа принято устройство, используемое в известном способе усиления колонн, содержащее установленную на колонну металлическую обойму из вертикальных уголковых элементов, связанных поперечными планками, обжатую в продольном направлении распорным устройством и жестко соединенную с опираемыми на колонну конструкциями, при этом в качестве распорного устройства использован натяжной винт с гайкой, установленный на приваренном к обойме столике и взаимодействующий при обжатии с упорным элементом, закрепленным в верхней части обоймы (Авторское свидетельство СССР №607932, дата приоритета 07.02.1977, дата публикации 25.05.1978, автор В.В.Гусельников, прототип).
Недостатками прототипа являются, во-первых, ограниченная область использования, обусловленная применением только для колонн, которые имеют в верхней части горизонтальную опорную поверхность для упорных элементов обоймы, во-вторых, высокая трудоемкость, связанная с креплением и демонтажем распорного устройства, а также большая материалоемкость из-за того, что после создания предварительного напряжения в конструкции обоймы остается приваренный столик распорного устройства.
Задачей изобретения является расширение области использования устройства для усиления несущих конструкций, включая простенки, кирпичные столбы, колонны, имеющие в верхней части консоли с наклонными гранями, которые служат упорами для обоймы, а также уменьшение материалоемкости и снижение трудоемкости при применении за счет более рациональной конструкции распорного устройства.
Для решения поставленной задачи в устройстве для усиления несущих конструкций, включающем установленную на несущую конструкцию металлическую обойму, обжатую в продольном направлении распорным устройством и жестко соединенную с упорными элементами, согласно изобретению металлическая обойма обжата, по меньшей мере, двумя гидравлическими домкратами, опертыми через распределительные устройства на установленные на слое раствора нижние упорные элементы и взаимодействующими верхней частью с навешанной на металлическую обойму сборной траверсой, выполненной из двух симметрично расположенных опорных швеллеров, соединенных между собой болтовыми соединениями с возможностью упора в поперечные планки обоймы и опирания на упомянутые домкраты, устанавливаемые под швеллерами траверсы.
Согласно изобретению поперечные планки металлической обоймы, смежные с планками, являющимися упором для швеллеров траверсы, выполнены удлиненными с выступающими за грани обоймы концами, являющимися дополнительными упорами для упомянутых швеллеров.
Согласно изобретению верхняя часть металлической обоймы может быть выполнена разветвленной.
На фиг.1 схематично изображено устройство для усиления несущих конструкций с горизонтальной опорной поверхностью упорных элементов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.1; на фиг.4 - узел II на фиг.2; на фиг.5 схематично изображено устройство для усиления несущих конструкций с наклонной опорной поверхностью обоймы, общий вид.
Устройство для усиления несущих конструкций содержит установленную на колонну 1 металлическую обойму 2, выполненную из вертикальных элементов уголкового профиля 3, соединенных между собой поперечными планками 4. Для создания предварительного напряжения в металлической обойме используют два гидравлических домкрата 5, устанавливаемых в нижней части устройства, и навешанную на металлическую обойму сборную траверсу 6, выполненную из двух симметрично расположенных опорных швеллеров 7, соединенных между собой болтовыми соединениями 8 с возможностью упора в поперечные планки обоймы 4 и опирания на гидравлические домкраты 5, снабженные фиксаторами усилия. При этом домкраты 5 устанавливают под усиленными ребрами опорными швеллерами 7, с опиранием их через распределительные устройства 9 на нижние упорные элементы 10, которые устанавливают перед обжатием на слое цементно-песчаного раствора. Поперечные планки 11 металлической обоймы 2, смежные с планками 4, являющимися упором для швеллеров траверсы 6, выполнены в случае необходимости удлиненными с выступающими за грани обоймы концами или утолщенными для обеспечения траверсе требуемой площади упора. При этом поперечные планки металлической обоймы 4 и 11, контактирующие со сборной траверсой, закреплены к обойме с помощью сварки без нижних сварных швов для обеспечения лучшего контакта с траверсой. В случае усиления колонны, имеющей консоли с наклонными гранями, вертикальные элементы уголкового профиля 3 в зоне обрамления консоли выполняют с отогнутой частью 12, как показано на фиг.5.
После выполнения монтажа устройства осуществляют обжатие металлической обоймы 2 гидравлическими домкратами 5, подключенными к одной насосной станции и обеспечивающими одинаковое силовое воздействие распора, передаваемое через траверсу 6 металлической обойме. При достижении расчетных усилий металлическую обойму 2 жестко соединяют сваркой с упорными элементами 10, после чего распорное устройство демонтируют для повторного применения, а металлическая обойма включается в работу.
Преимущество предложенного устройства заключается в расширении области использования устройства для усиления различных несущих конструкций, в частности колонн, которые имеют в верхней части наклонные или горизонтальные опорные поверхности для обоймы, в уменьшении материалоемкости и снижении трудоемкости при применении за счет более рациональной конструкции распорного устройства, что обусловлено применением гидравлических домкратов, опирающихся на нижние опорные элементы и передающих распорное усилие на сборную траверсу, навешанную на металлическую обойму.
1. Устройство для усиления несущих конструкций, включающее установленную на несущую конструкцию металлическую обойму, обжатую в продольном направлении распорным устройством и жестко соединенную с упорными элементами, отличающееся тем, что металлическая обойма обжата, по меньшей мере, двумя гидравлическими домкратами, опертыми через распределительные устройства на установленные на слое раствора нижние упорные элементы и взаимодействующими верхней частью с навешанной на металлическую обойму сборной траверсой, выполненной из двух симметрично расположенных опорных швеллеров, соединенных между собой болтовыми соединениями с возможностью упора в поперечные планки обоймы и опирания на упомянутые домкраты, устанавливаемые под швеллерами траверсы.
2. Устройство для усиления несущих конструкций по п.1, отличающееся тем, что поперечные планки металлической обоймы, смежные с планками, являющимися упором для швеллеров траверсы, выполнены удлиненными с выступающими за грани обоймы концами, являющимися дополнительными упорами для упомянутых швеллеров.
3. Устройство для усиления несущих конструкций по п.1, отличающееся тем, что верхняя часть металлической обоймы выполнена разветвленной.
