Устройство для усиления несущих конструкций



Устройство для усиления несущих конструкций
Устройство для усиления несущих конструкций
Устройство для усиления несущих конструкций

 


Владельцы патента RU 2584989:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления несущих конструкций колонн, простенков и кирпичных столбов. Технический результат заключается в уменьшении материалоемкости устройства. Устройство для усиления несущих конструкций включает установленную на несущую конструкцию металлическую обойму в виде вертикальных элементов уголкового профиля, соединенных между собой поперечными планками, распорное устройство, образованное сборной траверсой, взаимодействующей с обоймой, и двумя гидравлическими домкратами, устанавливаемыми в нижней части устройства и взаимодействующими верхней частью со сборной траверсой. Траверса выполнена из связанных между собой элементов, охватывающих нижнюю часть обоймы с возможностью воздействия на нижние торцы вертикальных элементов обоймы для передачи усилия предварительного напряжения. Траверса содержит стянутые посредством стяжек стойки уголкового профиля, охватывающие вертикальные элементы обоймы, и два горизонтально расположенных со стороны установки домкратов опорных уголка, соединенных между собой болтовыми соединениями. Одним концом каждый опорный уголок жестко соединен со стойкой, а вторым концом размещен под верхним опорным элементом траверсы, жестко закрепленным на конце смежной стойки с возможностью образования шарнирного узла опирания. В основании стоек закреплены Г-образные опорные элементы траверсы, выполненные с возможностью взаимодействия с нижними торцами вертикальных элементов обоймы и передачи на них усилия предварительного напряжения. 3 з.п. ф-лы, 10 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 обрамлений 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 Буш И.Ф. и Гарагаш Б.А., 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 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 Захаров В.Ф.и др., RU).

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.

Известно также 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 Гусельников В.В., RU).

Недостатками известного устройства 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; в-третьих, большая материалоемкость из-за того, что после создания предварительного напряжения в конструкции обоймы остается приваренный столик распорного устройства.

В качестве прототипа принято устройство для усиления несущих конструкций, включающее установленную на несущую конструкцию металлическую обойму, выполненную из вертикальных элементов, соединенных между собой поперечными планками, распорное устройство, выполненное с возможностью воздействия на металлическую обойму в ее продольном направлении, при этом металлическая обойма жестко соединена с упорными элементами, распорное устройство образовано сборной траверсой, навешанной на металлическую обойму, и, по меньшей мере, двумя гидравлическими домкратами, устанавливаемыми в нижней части устройства для усиления 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, при этом домкраты оперты через распределительные устройства на установленные на слое раствора нижние упорные элементы (Патент РФ №2442867 C1, дата приоритета 16.08.2010, дата публикации 20.02.2012, авторы: Енджиевский Л.В. и др., RU, прототип).

Недостатками прототипа являются: во-первых, низкая эффективность предварительного напряжения в связи с обжатием только части обоймы на участке между поперечными планками, служащими упорами сборной траверсы, и верхним окончанием обоймы; во-вторых, высокая материалоемкость, обусловленная необходимостью устройства достаточно массивных поперечных планок для упора сборной траверсы, а также сварных швов их крепления к стальным уголкам обоймы.

Задачей изобретения является повышение эффективности предварительного напряжения за счет осуществления обжатия стальной обоймы по всей ее длине, а также уменьшение материалоемкости стальной обоймы за счет применения облегченных поперечных планок, находящихся вблизи траверсы, из-за уменьшения действующих на них нагрузок и усовершенствования распорного устройства.

Для решения поставленной задачи в устройстве для усиления несущих конструкций, включающем установленную на несущую конструкцию металлическую обойму, выполненную из вертикальных элементов уголкового профиля, соединенных между собой поперечными планками, распорное устройство, выполненное с возможностью воздействия на металлическую обойму в ее продольном направлении, при этом металлическая обойма жестко соединена с упорными элементами, распорное устройство образовано сборной траверсой, взаимодействующей с металлической обоймой, и двумя гидравлическими домкратами, устанавливаемыми в нижней части устройства для усиления и взаимодействующими верхней частью со сборной траверсой, при этом домкраты оперты на установленные на слое раствора нижние упорные элементы, согласно изобретению сборная траверса выполнена из связанных между собой элементов, охватывающих нижнюю часть металлической обоймы с возможностью воздействия на нижние торцы вертикальных элементов обоймы для передачи усилия предварительного напряжения, при этом траверса содержит стянутые во взаимно перпендикулярных направлениях посредством стяжек стойки уголкового профиля, охватывающие вертикальные элементы обоймы, и два горизонтально расположенных со стороны установки домкратов опорных уголка, соединенных между собой болтовыми соединениями, причем одним концом каждый опорный уголок жестко соединен со стойкой, а вторым концом размещен под верхним опорным элементом траверсы, жестко закрепленным на конце смежной стойки с возможностью образования шарнирного узла опирания, в основании стоек на торцах жестко закреплены Г-образные опорные элементы траверсы, выполненные с возможностью взаимодействия с нижними торцами вертикальных элементов обоймы и передачи на них усилия предварительного напряжения.

Согласно изобретению между вертикальными элементами обоймы и стойками траверсы с Г-образными опорными элементами дополнительно введен слой упругого материала.

Согласно изобретению стойки траверсы выполнены с внутренним неокругленным углом.

Согласно изобретению поверхности Г-образных опорных элементов в основании стоек траверсы, контактирующие с нижними торцами вертикальных уголков обоймы усиления, обработаны с возможностью увеличения коэффициента трения.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для усиления несущих конструкций, устанавливаемое в нижней части обоймы, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 -разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 6; на фиг. 8 схематично изображен Г-образный опорный элемент траверсы; на фиг 9 изображено устройство для усиления несущих конструкций в изометрии; на фиг 10 изображена часть поэлементной схемы сборки траверсы.

Устройство для усиления несущих конструкций содержит установленную на несущую конструкцию, например колонну 1, металлическую обойму 2, выполненную из вертикальных элементов уголкового профиля 3, соединенных между собой поперечными планками 4 (фиг. 1). Для создания предварительного напряжения в металлической обойме по всей ее высоте устройство для усиления несущих конструкций содержит устанавливаемое в нижней части распорное устройство, выполненное с возможностью воздействия на металлическую обойму снизу в ее продольном направлении. Распорное устройство образовано сборной траверсой 5, взаимодействующей с металлической обоймой 2, и двумя гидравлическими домкратами 6, взаимодействующими верхней частью со сборной траверсой 5, выполненной из связанных между собой элементов, охватывающих нижнюю часть металлической обоймы 2 с возможностью воздействия на нижние торцы вертикальных элементов 3 обоймы для передачи усилия предварительного напряжения. При этом траверса 5 содержит стянутые во взаимно перпендикулярных направлениях стойки 7 уголкового профиля, охватывающие вертикальные элементы 3 обоймы, и два горизонтально расположенных со стороны установки домкратов 6 опорных уголка 8, соединенных между собой болтовыми соединениями с использованием стяжных шпилек 9, обеспечивающих плотное прилегание стоек 7 траверсы к обойме со стороны установки домкратов 6. Каждый горизонтальный опорный уголок 8 при этом одним концом жестко соединен со стойкой 7, а вторым концом размещен под верхним опорным элементом 10 траверсы, выполненным в виде уголка с ребром и жестко закрепленным на конце смежной стойки с возможностью образования шарнирного узла опирания, повышающего надежность сборной траверсы при передаче с нее усилия предварительного напряжения на обойму. Для обеспечения плотного прилегания стоек 7 траверсы со сторон, не предусматривающих установку домкратов 6, упомянутый второй конец опорного уголка 8 снабжен жестко закрепленной на его вертикальной полке пластиной 11 со стяжной шпилькой 12, а на смежной стойке жестко закреплена взаимодействующая со стяжной шпилькой 12 пластина 13 с ответным овальным отверстием 14, в которое заводится шпилька 12 и закрепляется гайкой. В основании стоек 7 на торцах жестко закреплены Г-образные опорные элементы 15 траверсы с возможностью взаимодействия с нижними торцами вертикальных элементов 3 обоймы и передачи на них усилия предварительного напряжения (фиг. 7). При этом на фиг. 8 схематично показаны пунктирные линии контакта Г-образных опорных элементов 15 со стойками 7 траверсы. Кроме того, стойки 7 траверсы со стороны расположения домкратов 6 выполнены со скосами 16 в нижних частях для обеспечения приварки к обойме 2 нижних упорных элементов 17, предназначенных для опирания домкратов 6 и устанавливаемых перед обжатием на слое цементно-песчаного раствора.

Для создания более эффективного процесса предварительного напряжения металлической обоймы по всей ее высоте и увеличения долговечности траверсы рекомендуется использование стоек 7 траверсы с внутренним неокругленным углом, а также увеличение коэффициента трения между торцевым окончанием вертикальных элементов 3 обоймы и Г-образными опорными элементами 15 в основании стоек 7 траверсы. При этом для увеличения коэффициента трения рекомендуется выполнение торцевых окончаний вертикальных уголковых элементов 3 стальной обоймы с ровной поверхностью, а поверхности Г-образных опорных элементов 15 в основании стоек траверсы, контактирующие с нижними торцами вертикальных элементов 3 обоймы усиления, рекомендуется подвергать, например, пескоструйной обработке. Кроме того, для увеличение коэффициента трения могут быть использованы упругие элементы, например резиновые подкладки (условно не показано).

После выполнения монтажа устройства осуществляют обжатие металлической обоймы 2 гидравлическими домкратами 6, подключенными к одной насосной станции и обеспечивающими одинаковое силовое воздействие распора, передаваемое через сборную траверсу 5 металлической обойме 2. При достижении расчетных усилий металлическую обойму 2 жестко соединяют сваркой с упорными элементами 17, после чего распорное устройство демонтируют для повторного применения, а металлическая обойма включается в работу.

Технический результат, достигаемый предложенным устройством для усиления несущих конструкций, заключается в повышении эффективности предварительного напряжения за счет осуществления обжатия стальной обоймы по всей ее длине, а также в уменьшении материалоемкости стальной обоймы за счет применения облегченных поперечных планок, находящихся вблизи траверсы, из-за уменьшения действующих на них нагрузок в связи с усовершенствованием распорного устройства, обеспечивающего передачу усилий непосредственно на вертикальные элементы обоймы через нижние торцевые окончания.

1. Устройство для усиления несущих конструкций, включающее установленную на несущую конструкцию металлическую обойму, выполненную из вертикальных элементов уголкового профиля, соединенных между собой поперечными планками, распорное устройство, выполненное с возможностью воздействия на металлическую обойму в ее продольном направлении, при этом металлическая обойма жестко соединена с упорными элементами, распорное устройство образовано сборной траверсой, взаимодействующей с металлической обоймой, и двумя гидравлическими домкратами, устанавливаемыми в нижней части устройства для усиления и взаимодействующими верхней частью со сборной траверсой, при этом домкраты оперты на установленные на слое раствора нижние упорные элементы, отличающееся тем, что сборная траверса выполнена из связанных между собой элементов, охватывающих нижнюю часть металлической обоймы с возможностью воздействия на нижние торцы вертикальных элементов обоймы для передачи усилия предварительного напряжения, при этом траверса содержит стянутые во взаимно перпендикулярных направлениях посредством стяжек стойки уголкового профиля, охватывающие вертикальные элементы обоймы, и два горизонтально расположенных со стороны установки домкратов опорных уголка, соединенных между собой болтовыми соединениями, причем одним концом каждый опорный уголок жестко соединен со стойкой, а вторым концом размещен под верхним опорным элементом траверсы, жестко закрепленным на конце смежной стойки с возможностью образования шарнирного узла опирания, в основании стоек на торцах жестко закреплены Г-образные опорные элементы траверсы, выполненные с возможностью взаимодействия с нижними торцами вертикальных элементов обоймы и передачи на них усилия предварительного напряжения.

2. Устройство для усиления несущих конструкций по п. 1, отличающееся тем, что между вертикальными элементами обоймы и стойками траверсы с Г-образными опорными элементами дополнительно введен слой упругого материала.

3. Устройство для усиления несущих конструкций по п. 1, отличающееся тем, что стойки траверсы выполнены с внутренним неокругленным углом.

4. Устройство для усиления несущих конструкций по п. 1, отличающееся тем, что поверхности Г-образных опорных элементов в основании стоек траверсы, контактирующие с нижними торцами вертикальных уголков обоймы усиления, обработаны с возможностью увеличения коэффициента трения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для ремонта стенки вертикального стального резервуара, изготовленного методом рулонирования, включающее в себя держатель вставки.

Изобретение относится к области строительства, а именно к несущим конструкциям надстраиваемых этажей. Надстройка здания включает блок, состоящий из покрытия и стен надстраиваемого этажа.

Изобретение относится к строительной отрасли, а именно к способу возведения надстройки над жилым зданием. Технический результат изобретения заключается в повышении пространственной устойчивости здания.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу надстройки зданий. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости при возведении надстройки.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления несущих конструкций колонн, простенков и кирпичных столбов. Устройство для усиления несущих конструкций включает установленную на несущую конструкцию металлическую обойму, выполненную из вертикальных уголковых элементов, соединенных между собой поперечными планками, и распорное устройство, содержащее домкраты, опираемые на нижние упорные элементы с возможностью воздействия на металлическую обойму в ее продольном направлении через упорные поперечные планки, жестко закрепленные снаружи на вертикальных уголковых элементах, при этом металлическая обойма жестко закреплена с упорными элементами, причем устройство выполнено с возможностью усиления участка несущих конструкций, не ограниченного строительными конструкциями, являющимися упорами, или имеющего одностороннее подобное ограничение, при этом устройство снабжено анкерами, с помощью которых верхняя часть металлической обоймы и/или нижние упорные элементы закреплены к несущей конструкции, упорные поперечные планки и нижние упорные элементы выполнены из уголкового профиля, усиленного ребрами жесткости под домкраты, взаимодействующие верхней частью с упорными поперечными планками и при этом устанавливаемые непосредственно под ребром упорных поперечных планок и между ребрами нижних упорных элементов, а поперечные планки металлической обоймы, охватывающие грани несущей конструкции со стороны установки домкратов и упорных поперечных планок, расположены вплотную примыкающими к телу несущей конструкции.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления несущих конструкций колонн, простенков и кирпичных столбов. Устройство для усиления несущих конструкций включает установленную на несущую конструкцию металлическую обойму, выполненную из вертикальных уголковых элементов, соединенных между собой поперечными планками, и распорное устройство, выполненное с возможностью воздействия на металлическую обойму в ее продольном направлении, при этом металлическая обойма жестко соединена с упорными элементами, распорное устройство образовано опорной конструкцией и, по меньшей мере, двумя гидравлическими домкратами, устанавливаемыми в нижней части устройства для усиления и взаимодействующими верхней частью с опорной конструкцией, установленной с возможностью упора в опорные поперечные планки металлической обоймы и опирания на упомянутые домкраты, при этом домкраты оперты через распределительные устройства на установленные на слое раствора нижние упорные уголки, причем опорная конструкция распорного устройства выполнена в виде, по меньшей мере, двух стальных упорных элементов, симметрично примыкающих к несущей конструкции, при этом стальной упорный элемент содержит полку П-образного сечения, снабженную стенкой, превышающей высоту полки, и ребрами, расположенными Т-образно на полке, одним из которых с выступающей над полкой частью стенки образован ответный паз под опорную поперечную планку металлической обоймы, при этом стенка расположена в зазоре между несущей конструкцией и опорной поперечной планкой, а под вторым ребром расположен домкрат, передающий усилие распора через стальной упорный элемент и опорную поперечную планку металлической обойме.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для ремонта вертикальной стенки рулонированного резервуара, включающего металлическую опору.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для заделки трещин и герметизации неплотностей мест примыкания бетона к металлическим изделиям. Устройство для герметизации мест примыкания металл-бетон содержит пластинчатую стальную деталь защитно-герметических дверей, люков или фланцев трубчатых вводов инженерных коммуникаций с отверстиями для инъекторов.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу усиления сборных панелей покрытия из ячеистого бетона. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности панели покрытия.

Изобретение относится к области строительства, а именно к усилению и реконструкции существующих зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости здания.

Изобретение относится к области строительства, а именно к оперативной достройке или перестройке различных пневмокаркасных и воздухоопорных сооружений. Способ оперативной достройки или перестройки пневмокаркасных и воздухоопорных сооружений в сооружения с жестким корпусом или жестким каркасом, при котором пневмокаркасные сооружения, предназначенные для такой достройки или перестройки, выполнены по меньшей мере с оболочкой с гигроскопичной, и/или ворсистой, и/или рельефной поверхностью; с выходными отверстиями с клапанами в замыкании полостей каркаса на своде для производства процессов наполнения и отвердения; с выходными отверстиями с клапанами для дополнительных патрубков в боковых частях полостей каркаса, предназначенных для воздушной циркуляции; с выходными отверстиями с клапанами в своде сооружения для стравливания излишнего напора воздуха при осуществлении нагнетания наполнителя в неотвердевшую оболочку, поддерживаемую напором воздуха; с сетчатой оболочкой или жесткими ситами во входных отверстиях в своде сооружения при осуществлении нагнетания сыпучего наполнителя пневмотранспортировкой. Воздухоопорные сооружения, предназначенные для такой достройки или перестройки, выполнены с накладными, закрепленными или вшитыми эластичными рукавами на оболочке. Достройку или перестройку производят процессами наполнения наполнителями пневмокаркаса или накладных закрепленных рукавов воздухоопорных сооружений и процессами отвердевания наполнителя, и/или оболочки пневмокаркаса, или оболочки накладных закрепленных рукавов под действием или склеивания, или спекания, или схватывания, или застывания. Технический результат: повышение прочности при возведении объектов. 40 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям усиления железобетонных многопустотных плит перекрытия. Технический результат изобретения - повышение несущей способности плиты. Многопустотная плита включает пазы, выполненные в растянутой зоне плиты ниже пустот плиты, дополнительную продольную арматуру, размещенную и замоноличенную в растянутой зоне плиты в зонах ниже пустот плиты, при этом ниже пазов выполнены ребра, соединенные с указанными пазами, а ось дополнительной продольной арматуры размещается ниже плоскости нижней грани плиты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх