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, а также для усиления участков несущих конструкций, не ограниченных строительными конструкциями, используемыми в качестве упорных элементов, такими как плиты перекрытий, ригели, консоли колонн.

Известно анкерное устройство для закрепления напрягаемых распорок усиления, используемое при усилении несущих элементов железобетонных конструкций зданий, содержащее стальную обойму обжатия, прикрепленную к усиливаемому элементу конструкции стяжными болтами, и упорные столики для грузовых винтов распорок, при этом обойма обжатия выполнена из составных скоб с упорными ребрами на концевых участках, оборудованных стяжными болтами, а внутренняя поверхность скоб обработана для повышения сил трения покоя (Патент РФ №2308582 С2, дата приоритета 03.10.2005, дата публикации 20.10.2007, автор Ильин Н.А. RU).

Недостатками известного устройства являются: во-первых, ограниченная область использования, обусловленная целесообразным применением для усиления несущих элементов железобетонных конструкций зданий и сооружений после пожара, взрыва или аварии; во-вторых, большая материалоемкость из-за того, что после создания предварительного напряжения в конструкции остаются скобы обоймы обжатия с распорным устройством.

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 закрепления упорных элементов обоймы, во-вторых, большая трудоемкость, связанная с креплением и демонтажем распорного устройства, так как после создания предварительного напряжения в конструкции обоймы необходимо демонтировать приваренный столик распорного устройства с упорными винтами.

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 ограниченная область использования, обусловленная применением только для участков несущих конструкций, находящихся между двумя строительными конструкциями, являющимися упорными элементами, такими как плиты перекрытий, ригели, консоли колонн, несущей способности которых достаточно для восприятия усилия от действующих нагрузок и распорного устройства.

Задачей изобретения является расширение области использования устройства для усиления несущих конструкций путем применения его также для усиления участков несущих конструкций, не ограниченных строительными конструкциями, используемыми в качестве упорных элементов, такими как плиты перекрытий, ригели, консоли колонн.

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, 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, согласно изобретению 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.

Согласно изобретению, при одностороннем упоре металлической обоймы в строительные конструкции в качестве упора могут быть использованы или плиты перекрытий, или ригели, или консоли колонн, обладающие несущей способностью для восприятия усилий распорных устройств и проектных нагрузок.

На фиг.1 схематично изображено устройство для усиления несущих конструкций, 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 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.6 - узел 1 на фиг.5.

В качестве примера приведено устройство для усиления несущих конструкций, установленное на участке несущей конструкции, не ограниченном строительными конструкциями, являющимися упорами. Устройство включает установленную на несущую конструкцию 1 металлическую обойму 2, выполненную из вертикальных элементов уголкового профиля 3, соединенных между собой поперечными планками 4, и распорное устройство для создания предварительного напряжения в металлической обойме, содержащее два снабженных фиксаторами усилия гидравлических домкрата 5, устанавливаемых на навешанные на несущую конструкцию 1 нижние упорные элементы 6 с возможностью упора в упорные поперечные планки 7, жестко закрепленные снаружи на вертикальных уголках 3 металлической обоймы. При этом верхняя часть металлической обоймы 2 и нижние упорные элементы 6 закреплены к несущей конструкции 1 с помощью анкеров 8. Упорные поперечные планки 7 и нижние упорные элементы 6 выполнены из уголкового профиля, усиленного ребрами жесткости 9 и выдерживающего воздействие домкратов 5, устанавливаемых непосредственно под ребром упорных поперечных планок 7 и между ребрами нижних упорных элементов 6. Для повышения сил трения и улучшения при этом условий обжатия металлической обоймы поперечные планки 4 металлической обоймы, охватывающие грани несущей конструкции со стороны установки домкратов 5 и упорных поперечных планок 7, расположены вплотную примыкающими к телу несущей конструкции, а остальные поперечные планки прикреплены к вертикальным уголкам металлической обоймы снаружи.

В качестве одного из мест закрепления металлической обоймы или упорного элемента могут быть задействованы строительные конструкции, такие как плиты перекрытий, ригели, или консоли колонн, несущей способности которых будет достаточно для восприятия усилий распорных устройств в момент усиления и усилия от проектных нагрузок после усиления (условно не показано).

После монтажа всех элементов металлической обоймы 2 на несущую конструкцию 1 и фиксации на ней металлической обоймы и нижних упорных элементов 6 с помощью анкеров 8 осуществляют обжатие металлической обоймы 2 опираемыми на нижние упорные элементы 6 гидравлическими домкратами 5, подключенными к одной насосной станции и обеспечивающими одинаковое силовое воздействие распора. При достижении расчетных усилий в домкратах вертикальные уголки 3 металлической обоймы 2 жестко соединяют сваркой с нижними упорными элементами 6, после чего распорное устройство снимают для повторного применения, а металлическая обойма 2 включается в работу.

Преимущество предложенного устройства заключается в расширении сферы использования при применении за счет более рациональной конструкции упорного элемента.