RU2174580C2 - Device for strengthening reinforced concrete beams - Google Patents

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: device is used for strengthening load-bearing bending reinforced concrete beams and bays and for erecting monolithic reinforced concrete bays as temporary or permanent form. Beam structure is formed by metal beams formed by top and bottom ledges and vertical walls. Metal beams are Z- section structures, their vertical walls are joined together by coupling bolts driven into holes provided in beam structure. Ends of Z-section metal beams are fastened by stops through top ledges of Z-section metal beams; bottom ledges are joined together by metal slats and installed on additional supports at certain distance from beam ends. Additional supports may be moved upwards in the course of installation so as to ensure pre-stressing of device for strengthening. EFFECT: improved reliability; reduced metal input; provision for using device for strengthening under load at minimal extension of structure. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, а точнее к конструкциям, применяемым для усиления работающих под нагрузкой изгибаемых железобетонных балок и пролетных строений, но может быть использовано также при возведении монолитных железобетонных пролетных строений в качестве временной или оставляемой опалубки. The invention relates to the field of construction, and more specifically, to structures used to strengthen bending reinforced concrete beams and spans working under load, but can also be used in the construction of monolithic reinforced concrete spans as temporary or abandoned formwork.

Известна конструкция для усиления железобетонных балок с помощью шпренгеля, который образован двумя стержнями, охватывающими усиливаемую конструкцию с двух сторон. При этом концы стержней закреплены у опор усиливаемой конструкции, в верхней части сечения стержни соединены между собой уголками, которые и передают нагрузку на стержни [1]. A known design for reinforcing reinforced concrete beams using a truss, which is formed by two rods covering the reinforced structure on both sides. The ends of the rods are fixed at the supports of the reinforced structure, in the upper part of the section the rods are interconnected by angles that transfer the load to the rods [1].

Недостатком указанной конструкции является относительно невысокая надежность конструкции, обусловленная неопределенностью величины предварительного напряжения в шпренгеле при монтаже. The disadvantage of this design is the relatively low reliability of the design, due to the uncertainty of the magnitude of the prestress in the truss during installation.

Помимо этого конструкция для усиления значительно увеличивает габариты конструкции в целом, что в ряде случаев неприемлемо. In addition, the reinforcement design significantly increases the overall dimensions of the structure as a whole, which in some cases is unacceptable.

Известно устройство для усиления балочной конструкции, включающее оттяжки и распорки. Для повышения устойчивости балки и сохранения неизменного полезного объема здания каждая из оттяжек выполнена в виде пары пересекающихся тросов. Оттяжки расположены с двух сторон балки и закреплены шарнирно на распорках, размещенных на направляющих, установленных в середине пролета усиливаемой балки с возможностью свободного вертикального перемещения распорок, между которыми расположены съемные домкраты, причем концы одного из тросов оттяжки прикреплены шарнирно к опорам верхних ребер усиливаемой балки, а концы другого - к ее нижним ребрам [2]. A device is known for reinforcing a beam structure, including braces and braces. To increase the stability of the beam and maintain a constant useful volume of the building, each guy line is made in the form of a pair of intersecting cables. Braces are located on both sides of the beam and pivotally mounted on spacers placed on rails installed in the middle of the span of the reinforced beam with the possibility of free vertical movement of the spacers between which there are removable jacks, the ends of one of the guy cables being pivotally attached to the supports of the upper ribs of the reinforced beam, and the ends of the other to its lower ribs [2].

Недостатком данного устройства является то, что тросы с течением времени вытягиваются, а это приводит к снижению усилия предварительного напряжения. The disadvantage of this device is that the cables stretch over time, and this leads to a decrease in the prestressing force.

Известно устройство для усиления балочной конструкции [3], включающее затяжку, ветви которой подвижно прикреплены к торцам балки и к поперечным элементам, расположенным под нижним поясом балки с возможностью перемещения их с напряжением ветвей затяжки. A device for reinforcing a beam structure [3] is known, including a tightening, the branches of which are movably attached to the ends of the beam and to the transverse elements located under the lower belt of the beam with the possibility of moving them with the tension of the tightening branches.

Упоры выполнены в виде элементов стяжной муфты с возможностью их раздвижки вдоль преднапряженной затяжки при эксплуатационной нагрузке. The stops are made in the form of elements of a shrink disk with the possibility of their sliding along the prestressed tightening during operational load.

Недостаток указанной конструкции заключается в том, что устройство имеет сложную конструкцию и большие габариты, которые не позволяют использовать его при реконструкции зданий и сооружений. The disadvantage of this design is that the device has a complex structure and large dimensions, which do not allow its use in the reconstruction of buildings and structures.

Наиболее близким техническим решением по сущности и достигаемому результату является устройство для усиления балочной конструкции, образованное металлическими балками, состоящими из верхнего и нижнего поясов и вертикальной стенки и охватывающими усиливаемую конструкцию вдоль с двух сторон. В поперечном направлении усиливаемая конструкция поддерживается снизу поперечными металлическими элементами, которые закреплены своими концами на продольных балках [4]. The closest technical solution in essence and the achieved result is a device for reinforcing a beam structure formed by metal beams consisting of upper and lower zones and a vertical wall and covering the reinforced structure along from two sides. In the transverse direction, the reinforced structure is supported from below by transverse metal elements, which are fixed at their ends on longitudinal beams [4].

Недостатком указанной конструкции является ее относительно большая металлоемкость вследствие того, что металлические балки, усиливающие конструкцию, не обеспечивают совместной работы конструкции в целом, поскольку не осуществлено надежное соединение элементов конструкции. The disadvantage of this design is its relatively large metal consumption due to the fact that the metal beams, reinforcing the structure, do not provide joint work of the structure as a whole, since reliable connection of structural elements has not been made.

Помимо этого рассматриваемая конструкция также имеет относительно большие габариты, что в ряде случаев может быть совершенно неприемлемо при реконструкции зданий и сооружений. In addition, the structure under consideration also has relatively large dimensions, which in some cases can be completely unacceptable in the reconstruction of buildings and structures.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и снижение металлоемкости конструкции для усиления, а также возможность применения предлагаемой конструкции для усиления под нагрузкой при минимальном увеличении габаритов конструкции в целом. The main task to which the invention is directed is to increase the reliability and reduce the metal consumption of the structure for reinforcement, as well as the possibility of using the proposed structure for amplification under load with a minimum increase in the overall dimensions of the structure.

Для решения поставленной задачи предложено устройство для усиления балочной конструкции, которое, как и прототип, включает металлические балки, состоящие из верхнего и нижнего поясов и вертикальной стенки. Металлические балки расположены вдоль усиливаемой конструкции и охватывают ее с двух сторон. To solve this problem, a device for strengthening the beam structure is proposed, which, like the prototype, includes metal beams, consisting of upper and lower zones and a vertical wall. Metal beams are located along the reinforced structure and cover it from two sides.

В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве металлические балки, охватывающие усиливаемую конструкцию с двух сторон, выполнены Z-образного сечения, а их вертикальные стенки соединены между собой стяжными болтами, установленными в отверстия, выполненные в балочной конструкции. Концы Z-образных балок закреплены фиксаторами по верхним поясам Z-образных металлических балок, а нижние пояса соединены между собой металлическими планками и установлены на дополнительных опорах, которые расположены на некотором расстоянии от концов Z-образных балок в пролете. Unlike the prototype, in the proposed device, metal beams, covering the reinforced structure on both sides, are made of a Z-shaped section, and their vertical walls are interconnected by coupling bolts installed in holes made in the beam structure. The ends of the Z-shaped beams are fixed with clamps along the upper belts of the Z-shaped metal beams, and the lower belts are interconnected by metal strips and mounted on additional supports that are located at some distance from the ends of the Z-shaped beams in the span.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в предлагаемой конструкции при монтаже за счет усилия, возникающего при перемещении дополнительных опор вверх при закрепленных фиксаторами концах Z-образных балок, создается обратный изгибающий момент, обеспечивающий эффективное включение в работу под нагрузкой всей конструкции в целом, при этом необходимая величина обратного изгибающего момента может быть определена с достаточно большой точностью. The essence of the invention lies in the fact that in the proposed design during installation due to the force arising from the movement of additional supports upward when the ends of the Z-shaped beams are fixed with clamps, a reverse bending moment is created, which ensures the effective operation of the whole structure under load, when this, the necessary value of the reverse bending moment can be determined with sufficiently high accuracy.

Кроме того, стяжные болты, соединяющие между собой вертикальные стенки Z-образных балок, повышают общую устойчивость балок при изгибе. In addition, tie bolts connecting the vertical walls of the Z-shaped beams to each other increase the overall bending stability of the beams.

Нижние полки Z-образных балок, поддерживающие усиливаемую конструкцию снизу, также обеспечивают совместную работу всех элементов конструкции. Таким образом, использование предлагаемой конструкции позволяет получить определенный технический результат, заключающийся в повышении надежности усиления, в снижении металлоемкости, в сокращении трудозатрат при монтаже и в уменьшении габаритов конструкции по сравнению с прототипом. The lower shelves of the Z-shaped beams, supporting the reinforced structure from below, also ensure the joint work of all structural elements. Thus, the use of the proposed design allows you to get a certain technical result, which consists in increasing the reliability of the gain, in reducing the metal consumption, in reducing labor costs during installation and in reducing the dimensions of the structure compared to the prototype.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 - дана принципиальная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - разрез по А-А. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 - is a schematic diagram of the proposed device, in FIG. 2 - section along aa.

Железобетонная балка 1 усилена конструкцией, образованной металлическими Z-образными балками 2. Концы верхних поясов Z- образных балок 2 закреплены фиксаторами 3, а нижние пояса соединены между собой металлическими планками 4 и установлены на дополнительные опоры 5. The reinforced concrete beam 1 is reinforced with a structure formed by metal Z-shaped beams 2. The ends of the upper belts of the Z-shaped beams 2 are fixed by clamps 3, and the lower belts are interconnected by metal strips 4 and mounted on additional supports 5.

Дополнительные опоры при монтаже конструкции могут быть перемещены вверх, что обеспечивает предварительное напряжение устройства для усиления. Additional supports during installation of the structure can be moved up, which provides the prestressing device for amplification.

Вертикальные стенки Z-образных металлических балок 2 соединены между собой стяжными болтами 6, установленными в отверстия, которые выполнены в усиливаемой конструкции 1. The vertical walls of the Z-shaped metal beams 2 are interconnected by tie bolts 6 installed in the holes, which are made in the reinforced structure 1.

Работа по монтажу устройства для усиления железобетонных балок осуществляется следующим образом. Вдоль усиливаемой железобетонной балки 1 устанавливаются две Z-образные металлические балки 2, нижние пояса которых соединяются между собой планками 4. Вертикальные стенки Z-образных металлических балок 2 соединяют стяжными болтами 6, которые устанавливаются через отверстия, выполненные в усиливаемой конструкции 1, при этом в Z-образных металлических балках 2 в процессе монтажа создается предварительное напряжение за счет перемещения вверх дополнительных опор 5 при фиксированном положении с помощью фиксаторов 3 концов Z-образных балок 2. The installation of the device for reinforcing reinforced concrete beams is as follows. Along the reinforced reinforced concrete beam 1, two Z-shaped metal beams 2 are installed, the lower belts of which are connected to each other by straps 4. The vertical walls of the Z-shaped metal beams 2 are connected by tie bolts 6, which are installed through holes made in the reinforced structure 1, while During installation, the Z-shaped metal beams 2 are pre-stressed by moving up the additional supports 5 at a fixed position using the clamps 3 of the ends of the Z-shaped beams 2.

Источники информации
1. НИИСК Госстроя СССР. Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений.- М.: Стройиздат, 1989, с. 32, рис. 5Г.Sources of information
1. NIISK Gosstroy of the USSR. Recommendations for assessing the state and strengthening of building structures of industrial buildings and structures.- M .: Stroyizdat, 1989, p. 32, fig. 5G.

2. Авт. св. СССР N 765481, М.кл. E 04 G 3/00, 1980. 2. Auth. St. USSR N 765481, M.cl. E 04 G 3/00, 1980.

3. Авт. св. СССР N 1255695, м.кл. E 04 G 3/00; E 04 G 23/02, 1986. 3. Auth. St. USSR N 1255695, m.cl. E 04 G 3/00; E 04 G 23/02, 1986.

4. НИИСК Госстроя СССР . Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений.- М.: Стройиздат, 1989, с. 32, рис. 5В - прототип. 4. NIISK Gosstroy of the USSR. Recommendations for assessing the condition and strengthening of building structures of industrial buildings and structures.- M .: Stroyizdat, 1989, p. 32, fig. 5B is a prototype.

Claims (1)

Устройство для усиления балочной конструкции, образованной металлическими балками, расположенными вдоль усиливаемой балочной конструкции охватывающими ее с двух сторон и состоящими из верхних и нижних поясов и вертикальных стенок, отличающееся тем, что металлические балки выполнены Z-образного сечения, а их вертикальные стенки соединены между собой стяжными болтами, установленными в отверстия, выполненные в балочной конструкции, причем концы Z-образных металлических балок закреплены фиксаторами по верхним поясам Z-образных металлических балок, а нижние пояса соединены между собой металлическими планками и установлены на дополнительные опоры, которые расположены на некотором расстоянии от концов Z-образных балок в пролете и могут быть перемещены вверх в процессе монтажа конструкции для предварительного напряжения конструкции. A device for reinforcing a beam structure formed by metal beams located along the reinforced beam structure, covering it from two sides and consisting of upper and lower zones and vertical walls, characterized in that the metal beams are made in a Z-shaped section, and their vertical walls are interconnected coupling bolts installed in holes made in the beam structure, and the ends of the Z-shaped metal beams are fixed with clamps on the upper belts of the Z-shaped metal FIR beams, while the lower belt are interconnected metal strips and are mounted on additional supports, which are arranged at a distance from the ends of the Z-shaped beams to span and can be moved upwards during mounting structure for a preliminary design voltage.

Images