Устройство для усиления несущих конструкций

Авторы патента:

E04G23/02 - ремонт, например заполнение трещин; восстановление; реконструкция; пристройка

Владельцы патента RU 2602840:

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

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления несущих конструкций кирпичных стен, простенков и столбов. Устройство для усиления несущих конструкций включает элементы усиления, установленные и закрепленные в пробуренных в усиливаемой конструкции отверстиях. При этом элементы усиления установлены с возможностью обеспечения совместной работы с усиливаемым элементом и выполнены в виде рядов из арматурных стержней, установленных на цементно-песчаном растворе в подготовленных отверстиях и образующих армированные слои по высоте усиливаемой конструкции. Технический результат состоит в повышении эффективности устройства для усиления несущих конструкций, путем уменьшения габаритов или исключения наличия выступающих частей элементов усиления, расширения сферы использования, повышения несущей способности и снижения трудоемкости. 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления несущих конструкций кирпичных стен, простенков и столбов.

Известно устройство для усиления кирпичных стен, содержащее металлические полосы, установленные в ряды с шагом 1,5-3,0 м в вертикальном направлении с двух сторон стены и стянутые предварительно напряженными анкерами, установленными поперек стены с шагом 0,8-1,2 м в продольном направлении (Мальганов А.И., Плевков B.C., Полищук А.И. Восстановление и усиление ограждающих строительных конструкций зданий и сооружений. Атлас схем и чертежей. Томск. Томский межотраслевой ЦНТИ, 1990, 315 с. [схема на 136 листе]).

Недостатками известного устройства являются высокая металлоемкость и трудоемкость, а также несущественное увеличение несущей способности от анкеров, установленных со значительным шагом в продольном и вертикальном направлениях.

В качестве прототипа принято устройство, используемое в известном способе усиления каменных конструкций, содержащее установленные в предварительно пробуренные отверстия напрягаемые буроинъекционные шпильки со средствами их затяжки (Ищук М.К. Усиление каменных конструкций [Текст] / М.К. Ищук, И.Г. Фролова, Е.М. Ищук // Промышленное и гражданское строительство. 2006. №8. С. 28-30, прототип).

Недостатками прототипа являются:

- во-первых, значительные габариты выступающих частей элементов усиления, что уменьшает полезный объем здания;

- во-вторых, ограниченность применения указанного усиления, например, в конструкциях, имеющих с одной из сторон облицовочный слой, или в конструкциях, имеющих в сечениях значительные линейные размеры, превышающие длину бура, образующего отверстия под элементы усиления;

- в-третьих, повышенные трудозатраты из-за необходимости дополнительной антикоррозийной и противопожарной обработки выступающих за поверхность кладки элементов усиления.

Задачей изобретения является повышение эффективности устройства для усиления несущих конструкций путем:

- уменьшения габаритов или исключения наличия выступающих частей элементов усиления;

- расширения сферы использования, в том числе, для усиления несущих элементов кирпичной кладки, имеющих облицовочный слой, или для усиления несущих элементов кирпичной кладки, имеющих значительные линейные размеры, которые превышают длину бура, образующего отверстия под элементы усиления, а также для усиления внецентренно сжатых элементов;

- повышения несущей способности путем обеспечения совместной работы конструкции с элементами усиления;

- снижения трудоемкости за счет уменьшения или полного отсутствия мероприятий по антикоррозийной и противопожарной обработке.

Для решения поставленной задачи в устройстве для усиления несущих конструкций, включающем элементы усиления, установленные и закрепленные в пробуренных в усиливаемой конструкции отверстиях, согласно изобретению, элементы усиления установлены с возможностью обеспечения совместной работы с усиливаемой конструкцией и выполнены в виде рядов из арматурных стержней, установленных на цементно-песчаном растворе в подготовленных отверстиях и образующих армированные слои по высоте усиливаемой конструкции.

Согласно изобретению, армированные слои могут быть образованы в швах кладки.

Согласно изобретению, армированные слои, расположенные в разном уровне по высоте усиливаемой конструкции, образованы соответственно из поперечных и/или продольных арматурных стержней.

Согласно изобретению, армированные слои, расположенные в разном уровне по высоте усиливаемой конструкции, образованы из арматурных стержней, соответственно наклоненных в противоположные стороны по отношению к осям поперечного сечения усиливаемой конструкции.

Согласно изобретению, арматурные стержни при значительных габаритах усиливаемого элемента, превышающих длину бура, установлены с противоположных сторон со смещением в горизонтальной плоскости с возможностью расположения внахлест в зоне осей сечения усиливаемого элемента.

Согласно изобретению, для усиления внецентренно сжатого элемента устройство дополнительно содержит расположенные на растянутой стороне вертикальные элементы усиления, прикрепленные к арматурным стержням.

Согласно изобретению, элементы усиления выполнены в виде П-образных скоб с вертикально расположенной горизонтальной частью, причем П-образные скобы расположены в шахматном порядке, при этом П-образные скобы одного ряда могут быть смещены по высоте по отношению к П-образным скобам другого ряда.

Согласно изобретению, арматурные стержни установлены с выпусками из кладки на растянутой стороне внецентренно сжатого элемента, а к выпускам присоединены вертикальные элементы усиления в виде стержней, профилей или пластин, воспринимающих растягивающие напряжения.

Согласно изобретению, арматурные стержни установлены с противоположных сторон со смещением по отношению друг к другу в горизонтальном направлении и наклонены по отношению к их поперечному расположению с возможностью образования Х-образных армированных слоев.

На фиг. 1 схематично изображен несущий элемент с установленными элементами усиления, общий вид;

на фиг. 2 схематично изображено сечение усиленного несущего элемента в уровне расположения поперечных арматурных стержней, сечение А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 схематично изображено сечение усиленного элемента в уровне расположения продольных арматурных стержней, сечение Б-Б на фиг. 1;

на фиг. 4 схематично изображен вариант сечения усиленного элемента в уровне расположения наклоненных по отношению к осям сечения арматурных стержней;

на фиг. 5 - то же, вариант сечения в соседнем армированном ряду;

на фиг. 6 - вариант сечения усиленного элемента в уровне расположения продольных арматурных стержней, установленных с противоположных сторон;

на фиг. 7 - элемент усиления в виде П-образной скобы;

на фиг. 8 схематично изображен усиленный элемент с установленными в нем П-образными скобами, общий вид;

на фиг. 9 - то же, со скобами, установленными в шахматном порядке;

на фиг. 10 схематично изображен усиленный элемент, в котором к выпускам арматурных стержней присоединены вертикальные элементы усиления, воспринимающие растягивающие напряжения, общий вид;

на фиг. 11 схематично изображен фрагмент продольного сечения по толщине усиленного элемента с установленными с двух сторон арматурными стержнями, наклоненными по отношению к поперечному расположению;

на фиг. 12 показан разрез В-В на фиг. 11;

на фиг. 13 показан фрагмент расположения поперечных арматурных стержней в усиленном элементе.

Устройство для усиления несущих конструкций, например кирпичного простенка 1 (фиг. 1), содержит элементы усиления, образующие армированные слои для обеспечения совместной работы. В качестве элементов усиления использованы арматурные стержни 2, установленные на цементно-песчаном растворе 3 в предварительно пробуренные, например, в швах кладки отверстия 4, выполненные рядами по высоте усиливаемого несущего элемента 1. Арматурные стержни 2 в зависимости от расположения относительно осей сечения могут быть поперечными (фиг. 2) или продольными (фиг. 3). В соседних по высоте рядах усиливаемого элемента целесообразно расположение соответственно поперечных и продольных арматурных стержней, как показано на фиг. 1. Кроме того, арматурные стержни могут быть наклонно расположены по отношению к осям сечения усиливаемого элемента, как показано на фиг. 4 и фиг. 5, причем в соседних армированных слоях арматурные стержни могут быть наклонены в противоположные стороны.

При значительных габаритах длины или толщины усиливаемого элемента, превышающих длину бура, например, продольные арматурные стержни установлены с противоположных сторон со смещением в горизонтальной плоскости в поперечном направлении с возможностью расположения внахлест в зоне поперечной оси сечения усиливаемого элемента (фиг. 6).

Для усиления внецентренно сжатого элемента устройство содержит расположенные на растянутой стороне вертикальные элементы усиления, прикрепленные к арматурным стержням. При этом в качестве элементов усиления могут быть использованы, например, П-образные скобы 5 из арматурных стержней, горизонтальная часть которых расположена вертикально на растянутой стороне (фиг. 7). Ряды упомянутых П-образных скоб 5 расположены в шахматном порядке и могут быть смещены по высоте по отношению к соседним горизонтальным рядам, например на 2/3 ширины скобы (фиг. 8), или на полную ширину скобы (фиг. 9).

Кроме использования П-образных скоб для усиления внецентренно сжатого элемента могут быть использованы арматурные стержни, установленные с выпусками из кладки на растянутой стороне внецентренно сжатого элемента, причем, к выпускам присоединены вертикальные элементы усиления 6 в виде стержней, профилей или пластин, воспринимающие растягивающие напряжения (фиг. 10).

Как вариант усиления арматурные стержни могут быть установлены с противоположных сторон со смещением по отношению друг к другу в горизонтальном направлении и наклонены по отношению к их поперечному расположению с возможностью образования X-образных армированных слоев (фиг. 11, фиг. 12).

Вместе с тем, для усиления несущей конструкции возможны другие варианты образования армированных слоев путем расположения арматурных стержней горизонтальными рядами, выполненными из наклоненных к горизонтальной оси стержней, устанавливаемых с разных сторон (условно не показано).

Также данные усиления могут быть применены для усиления железобетонных конструкций.

Для реализации усиления несущей конструкции 1, например, в швах кладки буровым инструментом выполняют ряды отверстий 4, в которые после очистки и подготовки к инъекцированию вводят цементно-песчаный раствор и устанавливают арматурные стержни 2 с выжиманием излишек раствора. Таким образом, арматурные стержни закрепляют внутри кладки усиливаемого несущего элемента (фиг. 13). Согласно приведенным чертежам, допускаются различные схемы расположения и установки элементов усиления, включая установку арматурных стержней 2 с двух сторон.

Технический результат, достигаемый предложенным устройством для усиления несущих конструкций, заключается в повышении эффективности устройства за счет уменьшения габаритов или исключения наличия выступающих частей элементов усиления, сокращающих полезный объем; за счет расширения сферы использования, в том числе, для усиления несущих элементов кирпичной кладки, имеющих облицовочный слой, или для усиления несущих элементов кирпичной кладки, имеющих значительные линейные размеры, которые превышают длину бура, образующего отверстия под элементы усиления, а также для усиления внецентренно сжатых элементов; за счет повышения несущей способности при обеспечении совместной работы; за счет снижения трудоемкости в связи с уменьшением или полным отсутствием мероприятий по антикоррозийной и противопожарной обработке малогабаритных выступающих частей элементов усиления.

При этом преимущества заявляемого устройства для усиления несущих конструкций, обеспечивающие указанный технический результат, обусловлены использованием в качестве элементов усиления рядов арматурных стержней, устанавливаемых внутрь кладки в предварительно пробуренные в швах кладки отверстия на слое цементно-песчаного раствора и образующих армированные слои.

1. Устройство для усиления несущих конструкций, включающее элементы усиления, установленные и закрепленные в пробуренных в усиливаемой конструкции отверстиях, отличающееся тем, что элементы усиления установлены с возможностью обеспечения совместной работы с усиливаемым элементом и выполнены в виде рядов из арматурных стержней, установленных на цементно-песчаном растворе в подготовленных отверстиях и образующих армированные слои по высоте усиливаемой конструкции.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что армированные слои образованы в швах кладки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что армированные слои, расположенные в разном уровне по высоте усиливаемой конструкции, образованы соответственно из поперечных и/или продольных арматурных стержней.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что армированные слои, расположенные в разном уровне по высоте усиливаемой конструкции, образованы из арматурных стержней, соответственно наклоненных в противоположные стороны по отношению к осям поперечного сечения усиливаемой конструкции.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что арматурные стержни при значительных габаритах усиливаемого элемента, превышающих длину бура, установлены с противоположных сторон со смещением в горизонтальной плоскости с возможностью расположения внахлест в зоне осей сечения усиливаемого элемента.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для усиления внецентренно сжатого элемента устройство дополнительно содержит расположенные на растянутой стороне вертикальные элементы усиления, прикрепленные к арматурным стержням.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что элементы усиления выполнены в виде П-образных скоб с вертикально расположенной горизонтальной частью, причем П-образные скобы расположены в шахматном порядке.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что П-образные скобы одного ряда смещены по высоте по отношению к П-образным скобам другого ряда.

9. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что арматурные стержни установлены с выпусками из кладки на растянутой стороне внецентренно сжатого элемента, а к выпускам присоединены вертикальные элементы усиления в виде стержней, профилей или пластин, воспринимающих растягивающие напряжения.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что арматурные стержни установлены с противоположных сторон со смещением по отношению друг к другу в горизонтальном направлении и наклонены по отношению к их поперечному расположению с возможностью образования Х-образных армированных слоев.

Изобретение относится к строительству по сохранению памятников архитектуры храмовых сооружений, а именно к способу укрепления кирпичной кладки старых столбов и их старых столбчатых фундаментов в конструктивных схемах сооружений.

Устройство для усиления несущих конструкций // 2599110

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления несущих конструкций колонн, простенков и кирпичных столбов. Технический результат заключается в уменьшении металлоемкости.

Способ реконструкции и надстройки зданий // 2598615

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для надстройки жилых и общественных зданий дополнительными этажами, включая цокольный. К техническому результату относится повышение надежности при их реконструкции за счет использования системы из подкосов и стоек, дополнительно устанавливаемых на уровне каждого этажа, которая служит для создания дополнительной устойчивости каркаса, а также монтажа перекрытий, выполненных в виде стального профилированного настила, используемого в качестве несъемной опалубки и служащего дополнительным элементом жесткости для обеспечения устойчивости балок перекрытий, кроме того, повышение надежности и устойчивости каркаса зданий достигают за счет замены фундамента старой части здания на дополнительный внутренний фундамент.

Способ повышения устойчивости зданий к аварийным воздействиям // 2598097

Изобретение относится к строительству, конкретно к способу повышения устойчивости зданий к аварийным воздействиям, вызванным техногенными и природными факторами.

Способ протезирования деревянной балки // 2595026

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу усиления деревянных балок перекрытий и покрытий зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности балки.

Устройство для усиления несущих конструкций // 2593611

Конструкция усиления растянутой зоны многопустотной плиты // 2590494

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям усиления железобетонных многопустотных плит перекрытия. Технический результат изобретения - повышение несущей способности плиты.

Способ оперативной достройки или перестройки пневмокаркасных и воздухоопорных сооружений // 2585664

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.

Устройство для усиления несущих конструкций // 2584989

Устройство для ремонта стенки вертикального стального резервуара, изготовленного методом рулонирования // 2584709

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

Способ замены каменного столба здания // 2606478

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции, усилении и восстановлении сильно поврежденных несущих конструкций зданий, более конкретно для замены аварийной кладки столбов. Технический результат - обеспечение прочности и устойчивости каменных конструкций. При замене аварийного каменного столба здания стойку временного крепления представляют в виде несущего сердечника-порядовки, который обкладывают поперечно армированной колодцевой кладкой, несущий сердечник-порядовку выполняют из стального прокатного профиля или дерева и оборудуют его грузовым узлом. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство для замены каменного столба здания // 2607124

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при ремонте, усилении и реконструкции зданий, более конкретно для замены аварийного каменного столба. Технический результат заключается в повышении жесткостных, прочностных и деформативных характеристик каменной конструкции. Устройство для замены каменного столба содержит стойку временного крепления, выполненную в виде сердечника-порядовки с армокаменной обкладкой, и дополнительно содержит грузовой узел сопряжения вверху и опорный стык внизу. Грузовой узел сопряжения включает упорный башмак, грузовой винт, натяжную гайку и подкладную шайбу, упорный лист и соединенную сварным швом торцовую пластину, оборудованную отверстием с упорной резьбой на верхнем торце несущего сердечника-порядовки. Опорный стык несущего сердечника-порядовки содержит глухой анкер-болт, дюбель-болт и центрирующую прокладку-пластину. 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Конструкция усиления железобетонной многопустотной плиты перекрытия // 2610951

Изобретение относится к строительству, в частности, к конструкциям усиления железобетонных многопустотных плит перекрытия, доступ к которым сверху невозможен, например, плит перекрытия, используемых преимущественно в зданиях с совмещенной кровлей. Техническим результатом является увеличение несущей способности, жесткости и трещиностойкости плиты, уменьшение материалоемкости и трудозатрат, а также снижение веса плиты после усиления. Сущность изобретения заключается в том, что в конструкции усиления железобетонной многопустотной плиты перекрытия, включающей выступы, выполненные ниже плоскости нижней грани плиты в зоне пустот плиты, дополнительную арматуру, которая размещена и замоноличена в растянутой зоне плиты в вышеуказанных выступах. Дополнительная замоноличиваемая арматура снабжена, по меньшей мере, двумя замоноличиваемыми анкерами, при этом дополнительная замоноличиваемая арматура имеет отогнутые концы, проходящие через отверстия, выполненные в нижней полке плиты, отогнутые концы дополнительной арматуры размещены и замоноличены в пустоте плиты, рядом с отверстиями в пустоте плиты выполнены бетонные шпонки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ выравнивания фасада при монолитном домостроении // 2632614

Изобретение относится к области строительства, а именно выравниванию фасада при монолитном домостроении. Способ выравнивания фасада при монолитном домостроении включает установку фактического отклонения торцов перекрытий от вертикальной оси на каждом этаже, изготовку Г-образных декоративных панелей из стеклофибробетона с учетом плит перекрытий монолитного каркаса с интегрированными фасадными материалами, например, кирпичной кладки, декоративного или натурального камня, мозаики. При изготовлении рассчитана толщина горизонтальных полок и вес панелей - не более 40 кг, при длине 1000-1500 мм. А также доставку декоративных панелей на строительную площадку и их установку на торцах перекрытий с учетом отклонений торцов от вертикальной оси на цементно-песчаный раствор, совмещая плоскость панелей с плоскостью перекрытий, используя ту же марку цемента, что и для кладки кирпича. Причем первый ряд кирпичной кладки, начиная со второго этажа, кладут с горизонтальной полки декоративной панели предыдущего этажа. Технический результат состоит в сокращении сроков производства работ за счет применения декоративных панелей для выравнивания фасадов при монолитном домостроении. 1 ил.

Устройство для усиления несущих конструкций // 2633622

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления несущих конструкций колонн, простенков и кирпичных столбов по всей их длине или на отдельных участках. Технический результат заключается в упрощении контроля усилия предварительного напряжения, в снижении возможности повреждения элементов конструкции усиления и усиливаемой несущей конструкции в момент создания предварительного напряжения, в расширении сферы использования, в том числе в конструкциях, которые могут подвергаться динамическим воздействиям, в повышении надежности крепления конструкции усиления к телу усиливаемой несущей конструкции, в уменьшении трудоемкости монтажа элементов конструкции усиления. Для достижения технического результата предложено устройство для усиления несущих конструкций, включающее установленный на несущую конструкцию (1) элемент усиления, выполненный в виде металлической обоймы (2), охватывающей усиливаемую несущую конструкцию с возможностью ее обжатия и состоящей из вертикальных элементов уголкового профиля (3), соединенных между собой предварительно напряженными поперечными планками (4). Новым является то, что предварительно напряженные поперечные планки (4) обоймы, обеспечивающие обжатие усиливаемой несущей конструкции, стянуты во взаимно перпендикулярных направлениях посредством тяжей (5), установленных в теле усиливаемой несущей конструкции, при этом ряды предварительно напряженных поперечных планок, находящихся на смежных гранях, смещены по отношению друг к другу на половину шага их расположения. 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Вещество для обработки железобетона // 2645950

Изобретение относится к области обработки строительных конструкций. Изобретение может быть использовано для обработки, в частности сверления, железобетона при ремонте, реконструкции и разрушении зданий, для резки арматуры, или в любых других случаях, при которых требуется получить отверстия в железобетоне. Вещество (жидкость) для обработки железобетона содержит олеиновую кислоту, хлористый калий, гидроокись калия и цетилтриметиламмоний бромид при следующей концентрации компонентов (г/л): Олеиновая кислота 20,0…50,0 Хлористый калий 0,03…0,05 Гидроокись калия 2,5…3,5 Цетилтриметиламмоний бромид 0,03…0,04 Вода Остальное При этом pH раствора олеиновой кислоты составляет от 7 до 9. Предлагаемая рецептура вещества (жидкости) для сверления железобетона позволяет увеличить скорость сверления, уменьшить осевое усилие сверления и расход жидкости. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.