20.03.2016
216.014.c716

КОНСТРУКЦИЯ КРЕПЛЕНИЯ КАМЕННЫХ СТЕН ЗДАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при ремонте, усилении и реконструкции зданий и сооружений, более конкретно для исправления тяжелых повреждений и обеспечения пространственной жесткости каменных стен здания. Каменные стены существующего здания укреплены балочным напряженным поясом, содержащим продольные и поперечные тяжи в виде стальных прогонов и приспособление для их сочленения и натяжения, состоящего из анкерного уголка и крепежных болтов с натяжными гайками. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности и пространственной жесткости стен вследствие рационального крепления сильно поврежденного здания. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области строительства и может быть использована при ремонте, усилении и реконструкции зданий, более конкретно для исправления тяжелых повреждений и увеличения пространственной жесткости каменных стен здания.

Известно крепление каменных стен здания, включающее каркас из парных вертикальных элементов, расположенных с обеих сторон стен здания и связанных между собой стяжными болтами, проходящими через сквозные отверстия в стене, пояса жесткости и ограждающую сетку (см. А.с. SU №1838551, E04G 23/00. Устройство усиления зданий и сооружений кирпичной или каменной кладки. Жуков А.П., Горюнов Г.В., Макулин И.С. и др. опубл. 30.08.93; Бюл. №32) [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве применена громоздкая и сложная конструкция усиления, частое расположение поперечных связей - стяжных болтов, ведет к пробиванию значительного числа отверстий в стене и ее дополнительному ослаблению.

Известно крепление каменных стен зданий, включающее деревянный каркас усиления, состоящий из стержневых вертикальных и горизонтальных элементов, выполненных из неразрезных деревянных прогонов, установленных с обеих сторон стены (см. Патент RU №2150557, МПК-7 E04G 23/00. Устройство усиления каменных конструкций / Ильин Н.А. опубл. 10.06.2000; Бюл. №16) [2].

К причинам препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного крепления, относится то, что в известном креплении применена громоздкая и сложная конструкция усиления, применение древесины в качестве материала для крепления стен приводит к снижению класса конструктивной пожарной безопасности здания.

Наиболее близким техническим решением к полезной модели по совокупности признаков является крепление ослабленных, поврежденных каменных стен здания, включающее продольные и поперечные стальные тяжи из круглой стали Ø 20÷38 мм, приваренные к отрезкам уголков, установленных по углам здания; натяжение тяжей произведено стяжными муфтами по всему контуру здания (см. "Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений". - М.: Стройиздат, 1984, - 36 с. (пп. 3.1÷3,5 рис. 6,б; с. 21-22)) [3] - взято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного крепления, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве применены малоэффективные стальные тяжи круглого сечения Ø 20÷38 мм, которые не плотно прижаты к поверхности каменных стен здания, стяжные муфты трудоемки в изготовлении и не соответствуют требованиям контроля натяжения стальных тяжей, соединение муфтами несовершенно для включения в работу элементов крепления и не обеспечивает пространственную жесткость здания, натяжные пояса имеют малое тяговое усилие (до 50 кН).

Сущность изобретения заключается в повышении несущей способности каменных стен, получивших тяжелые повреждения, и в обеспечении пространственной жесткости здания.

Технический результат - повышение эксплуатационной надежности существующего здания; обеспечение пространственной жесткости реконструируемого здания; обеспечение целостности совместной работы связанных между собой продольных и поперечных стен здания; повышение надежного включения балочного напряженного пояса в работу каменных стен здания; повышение прочности и деформативных характеристик каменной кладки; сокращение трудозатрат и расхода стали на изготовление крепления; обеспечение контроля натяжных прогонов балочного напряженного пояса и замыкания раскрытых трещин в каменных стенах здания; увеличение показателей экономичности, долговечности и конструктивной пожарной безопасности крепления каменных стен здания.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной конструкции крепления каменных стен здания, содержащей продольные и поперечные стальные тяжи, узел для их сочленения и натяжения, особенностью является то, что стальные тяжи выполнены в виде прогонов балочного напряженного пояса с опорными пластинами на концах, узел сочленения продольных и поперечных прогонов балочного напряженного пояса состоит из анкерного уголка и крепежных болтов, снабженных натяжными гайками; продольные и поперечные прогоны балочного напряженного пояса установлены на одном уровне стен здания с рабочим зазором между сочленяющимися поверхностями, при этом одновременное закручивание натяжных гаек крепежных болтов узлов сочленения производит натяжение продольных и поперечных прогонов балочного напряженного пояса по всему контуру, осуществляя объемное обжатие здания.

Продольные и поперечные прогоны балочного напряженного пояса выполнены в виде швеллера из облегченного стального проката.

Продольные и поперечные прогоны балочного напряженного пояса выполнены в виде прямоугольной трубы из гнуто-сварного профиля.

Каждый прогон балочного напряженного пояса с обоих концов оборудован опорными пластинами с жестким прикреплением к ним крепежных болтов.

Каждый прогон балочного напряженного пояса оборудован с одного конца опорной пластиной, снабженной отверстиями для размещения крепежных болтов, с другого конца прогон оборудован опорной пластиной в виде одной полки анкерного уголка, другая полка анкерного уголка снабжена отверстиями для размещения крепежных болтов.

Каждый узел сочленения продольных и поперечных прогонов балочного напряженного пояса снабжен плавающим при монтаже анкерным уголком, который обеспечен отверстиями для размещения крепежных болтов.

Опорные пластины каждого прогона балочного напряженного пояса соединены со стенками и полками прогонов сварным швом по расчету на величину тягового усилия от крепежных болтов.

Ширина bуs, мм, и высота hys, мм, анкерного уголка приняты соответственно равными bys=b; hys=h-2·δ; где b и h - ширина и высота полки уголка; δ - толщина полки уголка, мм.

Величина рабочего зазора Z, мм, между сочленяющимися поверхностями опорной пластины и полки анкерного уголка определяют по алгебраическому выражению (1):

где Z - величина рабочего зазора, мм; Lmin - длина поперечного прогона, мм; σst - напряжение растяжения в сечении прогона от тягового усилия, МПа; Es - модуль упругости стали, МПа.

Крепежные болты расположены безмоментно относительно центров тяжести поперечных сечений сочленяющихся прогонов балочного напряженного пояса. Диаметры крепежных болтов и их количество приняты по расчету в зависимости от величины тягового усилия в прогонах балочного напряженного пояса. Крепежные болты оборудованы контргайками и упругими шайбами.

Анкерный уголок для сопряжения прогонов снабжен ребром жесткости.

Прогоны напряженного пояса установлены в выемки, вырезанные в каменных стенах здания.

На фиг. 1 и 2 изображены фасад (фиг. 1) и план (сечение A-A, фиг. 2) здания с креплениями каменных стен балочными натяжными поясами: 1 - здание; 2 - каменная стена; 3 - трещина в каменной кладке; 4 - балочный натяжной пояс снаружи стен; 5 - балочный напряженный пояс в выемке в стене.

На фиг. 3 и 4 изображены узлы сопряжения продольного и поперечного балочного напряженного пояса - исполнение первое (фиг. 3), исполнение второе (фиг. 4): 2 - каменная стена; 6 - продольный прогон; 7 - поперечный прогон; 8 - опорная пластина; 9 - анкерный уголок; 10 - полка анкерного уголка; 11 - ребро жесткости анкерного уголка; 12 - крепежный болт; 13 - натяжная гайка; 14 - упругая шайба; Z1; Z2 и Z3 - рабочий зазор. Узел А - сочленяющиеся прогоны расположены с наружных стен здания; Узел Б - выемки стены здания. Исполнение первое - анкерный уголок жестко соединен с прогоном; исполнение второе - анкерный уголок выполнен плавающим в процессе монтажа прогонов.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного выше технического результата.

Пример конкретного выполнения. Конструкция крепления каменных стен здания толщиной 640 мм балочным напряженным поясом содержит пару продольных прогонов - 6 и пару поперечных прогонов - 7, опорные пластины - 8, анкерный уголок - 9, крепежные болты - 12, натяжные гайки - 13 и упругие шайбы - 14.

Продольные и поперечные прогоны - длиной L=18 и 12 м выполнены из облегченных швеллеров №18 с размерами поперечного сечения h×b×d=180×70×5,1×3,7 мм, здесь h×b×d - высота, ширина и толщина пластины); площадь сечения A=20,7 см2; опорные пластины - 8 выполнены из толстолистовой стали размером h×b×d=160×65×10 мм (здесь h×b×d - высота, ширина и толщина пластины); анкерный уголок - 9 выполнен из равнопологого уголкового профиля - с размерами сечения b×δ=70×8 мм (здесь b×b - ширина и толщина полки), высотой h=180 мм, площадь сечения A1=10,7 см2; анкерный уголок - 9 имеет ребро жесткости и снабжен двумя отверстиями Ø 21 мм в полке уголка и двумя крепежными болтами Ø 20 мм, болты с шестигранной головкой класса В (нормальной точности), шайбы с диаметром отверстия d1=21 мм; натяжные гайки - 13 шестигранные высокие (H=16 мм) класса точности В диаметром резьбы d=20 мм.

Балочный напряженный пояс замкнут по контуру здания и установлен в плоскости подвального перекрытия с углублением в кирпичную стену толщиной B=640 мм выемки размерами h1×b1=190×80 мм; (здесь h1×b1 - высота и глубина выемки в стене).

Максимально допустимое усилие в напрягаемом поясе определено по алгебраическому выражению (2):

где NT,max - максимально допустимое усилие в крепежных болтах узла сочленения, MПa; Rsg - сопротивление каменной кладки срезу, МПа; L - длина поперечного прогона балочного напряженного пояса, см; Bус - толщина каменной стены, усеченной штрабой, см; (Bус=B-b1=64-8=56 см).

При марке раствора кирпичной кладки M=35, расчетном сопротивлении срезу Rsg=0,3 МПа (3 кгс/см2), длине поперечного прогона Lmin=1200 см и расчетной толщине усеченной каменной стены Bус=56 см наибольшее допустимое усилие в напряженном прогоне равно

NT,mах=0,15·3·1200·56=30240 кгс≈30 т.с.

Конструктивно принято 2 крепежных болта Ø 20 мм, площадь сечения болтов Abn=2·3,142=6,28 см2; для болтов класса по прочности 8.8 сопротивление на растяжение Rbt=400 МПа (4000 кгс/см2), отсюда расчетное усилие в болтах Nb=Abn·Rbt=6,28·4000=25140 кгс≈25 т с<30 т с.

Напряжения растяжения в сечении поперечного прогона равно

σрас=Nb/A=25140/20,7=1215 кгс/см2 (121,5 МПа).

Из расчета на прочность: применяют анкерный уголок в виде отрезка уголкового профиля b×b×δ=100×100×8 мм; e=55 мм; (здесь b, δ, e - соответственно ширина и толщина полки, e - расстояние от обушка до центра отверстия в уголке); расчетная длина сварного шва полки уголка lω≥30 мм; принято lω=80 мм; длина анкерного уголка lуг=h=180 мм; анкерный уголок усилен ребром жесткости толщиной 8 мм.

Величина рабочего зазора вычислена по алгебраическому выражению (1)

Z=Lmin·(σst/Es)=1200·(1215/2·106)=0,73 см≈7 мм.

Введение элементов крепления в работу производят следующим образом: изготавливают в мастерских продольные и поперечные прогоны балочного напряженного пояса, по торцам которых устанавливают опорные пластины - 8, с одного конца к опорной пластине приваривают анкерный уголок - 9, на другом - высверливают два отверстия Ø 21 мм под крепежные болты - 12.

Затем продольные и поперечные прогоны балочного напряженного пояса укладывают в штрабу, пропуская крепежные болты - 12 в отверстия анкерного уголка - 9, натяжными гайками - 13 подтягивают сочленяющиеся прогоны, создавая рабочий зазор Z=7 мм между опорной пластиной - 8 и полкой анкерного уголка - 10.

Натяжение прогонов осуществляют одновременным затягиванием натяжных гаек - 13 по всему контуру балочного напряженного пояса, убирая рабочий зазор между торцами прогонов. Этим обеспечивают натяжение элементов крепления.

Применение предложенного крепления каменных стен здания позволяет улучшить качественные показатели: элементы крепления просты в изготовлении и монтаже вследствие рационального использования прокатного металла, минимального числа деталей и отсутствия проведения сварочных работ на высоте; устройство крепления многоцелевого назначения, так как оно одновременно разгружает и исправляет каменные стены здания, а также обжимает каменную кладку балочным напряженным поясом; крепление надежно при его эксплуатации, обладает необходимой жесткостью и несущей способностью.

Предложенная конструкция крепления использована при усилении и реконструкции строительных объектов г. о. Самара (2010-2014 гг.).

Источники информации

1. А.с. SU №1838551, МКИ-5 E04G 23/00. Устройство усиления зданий и сооружений кирпичной или каменной кладки / Жуков А.П., Горюнов Г.В., Макулин И.С., и др.; опубл. 30.08.1993; Бюл. №32.

2. Патент RU №2150557, МПК-7 E04G 23/00. Устройство усиления каменных конструкций / Ильин Н.А.; опубл. 10.06.2000; Бюл. №16.

3. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1984, - 36 с. (пп. 3.1÷3.5, рис. 6,б; с. 21÷22).


КОНСТРУКЦИЯ КРЕПЛЕНИЯ КАМЕННЫХ СТЕН ЗДАНИЯ
КОНСТРУКЦИЯ КРЕПЛЕНИЯ КАМЕННЫХ СТЕН ЗДАНИЯ
КОНСТРУКЦИЯ КРЕПЛЕНИЯ КАМЕННЫХ СТЕН ЗДАНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 40.
20.06.2013
№216.012.4dc2

Способ определения огнестойкости деревянного перекрытия здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий. При реализации способа производят проверку единичных показателей качества элементов деревянных конструкций, затем выявляют опасные сечения, породу и сорт древесины, величину температуры ее самовоспламенения; выявляют вид наката...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485488
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.50fa

Способ усиления колонны и навесных панелей стены

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу усиления железобетонной колонны и навесных панелей стены, поврежденных огнем в условиях пожара, аварии. Технический результат заключается в рациональном и эффективном усилении поврежденной колонны и навесных панелей стены,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486323
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.11.2013
№216.012.7e68

Устройство для усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия здания

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия здания. Технический результат заключается в повышении надежности работы, снижении расхода металла и энергии. Устройство для усиления включает напрягающие стойки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498033
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e69

Способ усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия здания

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия здания. Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности колонны и элементов перекрытия, снижении расхода стали и материальных затрат. Способ усиления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498034
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e6a

Распорка для усиления колонны здания

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при усилении бетонных, железобетонных и каменных колонн стальными обоймами. Распорка стальной обоймы включают пару угловых стоек и соединительные планки, которые скреплены между собою сварным соединением в виде комплексного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498035
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.02.2014
№216.012.a2a9

Способ изготовления распорок для усиления колонны здания

Способ относится к области строительства и может быть использован при усилении бетонных, железобетонных и каменных колонн стальными обоймами. Распорки стальной обоймы изготовляют в виде пары угловых стоек и соединительных планок, которые скрепляют между собою сварным соединением в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507356
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.05.2014
№216.012.c946

Огнезащищенная двутавровая колонна здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий, в частности, может быть использовано при изготовлении конструктивной огнезащиты стальной колонны здания. Техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления элементов крупноразмерной облицовки, повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517292
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.c95b

Огнезащищенная двутавровая балка здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий, в частности может быть использовано при изготовлении конструктивной огнезащиты стальной балки здания. Техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления элементов крупноразмерной облицовки, повышение предела...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517313
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.ce5c

Способ огнезащиты двутавровой колонны здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и касается способа конструктивной огнезащиты стальной колонны здания. Техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления элементов крупноразмерной облицовки, повышение предела огнестойкости стальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518599
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.07.2014
№216.012.dc0c

Способ огнезащиты двутавровой балки здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и касается способа конструктивной огнезащиты стальной балки здания. Техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления элементов крупноразмерной облицовки, повышение предела огнестойкости стальной балки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522110
Дата охранного документа: 10.07.2014
Показаны записи 1-10 из 52.
10.11.2013
№216.012.7e68

Устройство для усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия здания

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия здания. Технический результат заключается в повышении надежности работы, снижении расхода металла и энергии. Устройство для усиления включает напрягающие стойки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498033
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e69

Способ усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия здания

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия здания. Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности колонны и элементов перекрытия, снижении расхода стали и материальных затрат. Способ усиления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498034
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.05.2014
№216.012.c946

Огнезащищенная двутавровая колонна здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий, в частности, может быть использовано при изготовлении конструктивной огнезащиты стальной колонны здания. Техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления элементов крупноразмерной облицовки, повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517292
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.c95b

Огнезащищенная двутавровая балка здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий, в частности может быть использовано при изготовлении конструктивной огнезащиты стальной балки здания. Техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления элементов крупноразмерной облицовки, повышение предела...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517313
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.ce5c

Способ огнезащиты двутавровой колонны здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и касается способа конструктивной огнезащиты стальной колонны здания. Техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления элементов крупноразмерной облицовки, повышение предела огнестойкости стальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518599
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.07.2014
№216.012.dc0c

Способ огнезащиты двутавровой балки здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и касается способа конструктивной огнезащиты стальной балки здания. Техническим результатом изобретения является повышение надежности крепления элементов крупноразмерной облицовки, повышение предела огнестойкости стальной балки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522110
Дата охранного документа: 10.07.2014
27.09.2014
№216.012.f946

Способ выявления массовой скорости выгорания древесины в перекрытии здания

Изобретение относится к области исследования параметров горения твердых веществ и может быть использовано для определения массовой скорости выгорания древесины строительных конструкций в условиях затрудненного газообмена при локальном пожаре в здании. Заявленный способ предполагает выявление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529651
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.01.2015
№216.013.1be4

Способ модернизации двухмаршевой лестницы здания

Изобретение относится к способам качественного усовершенствования двухмаршевой лестницы здания. Техническим результатом изобретения является создание возможности проектирования, реконструкции, ремонта или изготовления вновь ограждений лестничных маршей с улучшенными эксплуатационными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538568
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1be5

Двухмаршевая лестница здания

Изобретение относится к устройству лестничного узла здания и может быть использовано для качественного усовершенствования двухмаршевой железобетонной лестницы. Технический результат - увеличение полезной ширины лестничных маршей, сокращение расхода стали на изготовление ограждения сочлененных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538569
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.06.2015
№216.013.5397

Способ выявления параметров локального пожара

Изобретение относится к области исследования материалов строительных конструкций здания с помощью тепловых средств. Способ выявления параметров локального пожара включает проведение технического осмотра строительных конструкций деревянного перекрытия здания, подвергавшихся действию термического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552920
Дата охранного документа: 10.06.2015

Похожие РИД в системе