Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСИЛЕНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

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 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 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., 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 В.В. Гусельников, 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, а также 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, обжатую в продольном направлении распорным устройством и жестко соединенную с упорными элементами, распорное устройство образовано сборной траверсой, навешанной на металлическую обойму, и, по меньшей мере, двумя гидравлическими домкратами, устанавливаемыми в нижней части устройства 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 С1, дата приоритета 16.08.2010, дата публикации 20.02.2012, авторы Енджиевский Л.В. и др., RU, прототип).

Недостатком прототипа является высокая трудоемкость монтажа распорного устройства при навешивании на обойму достаточно тяжелой сборной траверсы и затяжке болтовых соединений, а также большая материалоемкость конструкции из-за значительного веса траверсы.

Задачей изобретения является снижение трудоемкости при применении устройства и уменьшение материалоемкости за счет более рациональной конструкции распорного устройства, в частности устройства, передающего нагрузку с домкрата на металлическую обойму.

Для решения поставленной задачи в устройстве для усиления несущих конструкций, включающем 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, согласно изобретению 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.

Согласно изобретению опорные поперечные планки металлической обоймы, являющиеся упором для стальных упорных элементов при передаче от них нагрузки, выполнены утолщенными и приварены по периметру примыкания к вертикальному уголковому элементу.

Согласно изобретению стальной упорный элемент для фиксации его на опорной поперечной планке снабжен пружинным фиксатором с поворотным держателем.

Согласно изобретению, в устройстве для усиления несущих конструкций, имеющих в верхней части консоли с наклонными гранями, вертикальные уголковые элементы в верхней части металлической обоймы выполнены с отогнутой частью.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для усиления несущих конструкций, общий вид; на фиг.2 - стальной упорный элемент распорного устройства; на фиг. 3 - стальной упорный элемент с пружинным фиксатором и с поворотным держателем; на фиг.4 - схематично изображено устройство для усиления несущих конструкций, имеющих консоли с наклонными гранями, общий вид.

Устройство для усиления несущих конструкций содержит установленную на колонну 1 металлическую обойму, выполненную из вертикальных уголков 2, соединенных между собой поперечными планками 3, и распорное устройство для создания предварительного напряжения в металлической обойме (фиг. 1). Распорное устройство содержит, как минимум, два гидравлических домкрата 4, устанавливаемых в нижней части устройства, и симметрично примыкающие с противоположных сторон к колонне 1 стальные упорные элементы 5, являющиеся опорной конструкцией, взаимодействующей с металлической обоймой. При этом стальные упорные элементы 5 установлены с возможностью упора в поперечные планки обоймы и опирания на гидравлические домкраты 4, снабженные фиксаторами усилия. Каждый стальной упорный элемент 5 содержит полку П-образного сечения 6, усиленную стенкой 7, превышающей высоту полки, и ребрами 8, 9, расположенными Т-образно на полке 6 (фиг. 2). Ребром 8 с выступающей над полкой частью стенки 7 образован ответный паз под опорную поперечную планку 10 металлической обоймы. При этом стенка 7 расположена в зазоре между колонной 1 и опорной поперечной планкой 10, а под усиливающим ребром 9 расположен домкрат 4, передающий нагрузку через стальной упорный элемент 5 и опорную поперечную планку 10 металлической обойме. Домкраты 4, устанавливаемые под ребрами 9 упорных элементов 5, оперты через распределительные устройства 11 на нижние упорные уголки 12, которые устанавливают перед обжатием на слое цементно-песчаного раствора 13. Опорные поперечные планки 10 металлической обоймы, передающие нагрузку от стального упорного элемента 5 на обойму, выполнены в случае необходимости утолщенными и с полным проваром в узле крепления к вертикальному уголку 2. При необходимости осуществления фиксации стального упорного элемента 5 на опорной поперечной планке 10 предусматривается установка на нем пружинного фиксатора 14 с поворотным держателем 15 (фиг. 3). В случае усиления колонны, имеющей консоли с наклонными гранями, вертикальные уголки 2 в зоне обрамления консоли выполняют с отогнутой частью 16, как показано на фиг. 4.

После монтажа на колонну 1 металлической обоймы, установки и фиксации распорного устройства осуществляют обжатие металлической обоймы гидравлическими домкратами 5, подключенными к одной насосной станции и обеспечивающими одинаковое силовое воздействие распора, передаваемое через стальные упорные элементы 5 металлической обойме. При достижении расчетных усилий вертикальные уголки 2 металлической обоймы жестко соединяют сваркой с упорными уголками 12, после чего распорное устройство демонтируют для повторного применения, а металлическая обойма включается в работу.

Преимущество предложенного устройства заключается в снижении трудозатрат при применении и в уменьшении материалоемкости за счет более рациональной опорной конструкции распорного устройства, передающей нагрузку от гидравлических домкратов на металлическую обойму.