RU2187608C1

RU2187608C1 - Way of reinforcement of beam by pre-stressed strut frame

Info

Publication number: RU2187608C1
Application number: RU2001127373/03A
Authority: RU
Inventors: В.В. Егоров; Е.Н. Алексашкин
Original assignee: Петербургский государственный университет путей сообщения
Priority date: 2001-10-08
Filing date: 2001-10-08
Publication date: 2002-08-20

Abstract

FIELD: construction industry. SUBSTANCE: proposed way can be used for reinforcement of supporting structures of beam type ( for instance, beams of coverings, floors, crane beams, etc ). Way of reinforcement of beam with pre-stressed strut frame includes connection of strut frame from beneath and its pre-stressing. Columns of reinforcing strut frame are attached to beam with rigid tie bars. Columns of temporary strut frame tied up with cross bar and fitted with locating arms and stoppers are entered into spaces of columns of strut frame. Its tie bar is anchored on rigid tie bar of reinforcing strut frame. Tightening clamps are put on rests of the latter and tightened. Then ends of rigid tie bars are joined to beam and temporary strut frame is taken down. EFFECT: simplified process of reinforcement of beams by prestressed strut frame, reduced labor input. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при усилении несущих конструкций балочного типа (например, балок покрытий, перекрытий, подкрановых балок и т.п.). The invention relates to the field of construction and can be used to strengthen the supporting structures of the beam type (for example, coating beams, ceilings, crane beams, etc.).

Изобретение может быть применено при усилении как отдельных балок, так и при усилении регулярно установленной системы балок, при котором возможно многократное использование инвентарного оборудования. The invention can be applied when reinforcing both individual beams, and when reinforcing a regularly installed beam system, in which multiple use of inventory equipment is possible.

Известен способ предварительного напряжения шпренгельных балок, преимущественно большепролетных покрытий, включающий установку рычагов, присоединение к их средним частям концов затяжки и направляющей со стяжными приспособлениями, к которым прикрепляют одни концы рычагов, подвижно соединенные с направляющей, при этом рычаги выполняют спаренными и соединяют другими концами с предварительно напрягаемой балкой жесткости, а направляющую и концы затяжки размещают между ними, причем концы затяжки жестко закрепляют к рычагам [1]. A known method of prestressing truss beams, mainly large-span coatings, including the installation of levers, connecting to their middle parts of the ends of the tightening and the guide with coupling devices, to which one ends of the levers are movably connected to the guide, while the levers are paired and connected to other ends with pre-tensioned stiffness beam, and the guide and the ends of the tightening are placed between them, and the ends of the tightening are rigidly fixed to the levers [1].

Недостатком известного технического решения является сложность и трудоемкость его осуществления, связанная с необходимостью монтажа мощных рычагов, направляющих, стяжных приспособлений, а также осуществления прикреплений в местах опирания рычагов на балку жесткости и жесткого закрепления затяжки к рычагам. Кроме того, известное техническое решение предусматривает объединение затяжки при помощи вставки, помещаемой между спаренными рычагами, что также увеличивает трудоемкость процесса предварительного напряжения. A disadvantage of the known technical solution is the complexity and complexity of its implementation, associated with the need to install powerful levers, guides, clamping devices, as well as the implementation of attachments in places of support of the levers on the stiffener beam and tightening the tightening to the levers. In addition, the known technical solution provides for combining the tightening by means of an insert placed between paired levers, which also increases the complexity of the prestressing process.

Также известны способ натяжения затяжки несущей конструкции и устройство для его осуществления, включающее заанкеривание затяжки, ее установку с притяжением к распорным стойкам. Причем затяжку устанавливают без натяжения, а затем притягивают к вершинам распорных стоек натяжным оборудованием. Стойки выполнены цельными с расположенными в их вершинах площадками для упора натяжного оборудования и снабжены хомутами, соединенными с затяжкой [2]. Такой способ натяжения может быть применен при усилении балок с установкой шпренгеля снизу (принято за прототип). Also known is a method of tensioning the load-bearing structure and a device for its implementation, including anchoring the tightening, its installation with attraction to the struts. Moreover, the tightening is set without tension, and then attracted to the tops of the spacers by tensioning equipment. The racks are made integral with the platforms located at their tops for emphasizing the tensioning equipment and are equipped with clamps connected to a tightening [2]. This method of tension can be applied when reinforcing the beams with the installation of the truss from the bottom (adopted as a prototype).

Недостатком такого технического решения является сложность и трудоемкость способа монтажа, обусловленная необходимостью закреплением на каждой из стоек натяжных устройств и комплектов хомутов, соединения их с затяжкой, а после окончания процесса натяжения затяжки - их демонтаж. Увеличение числа стоек в шпренгеле усиления приводит к пропорциональному повышению трудоемкости способа натяжения. The disadvantage of this technical solution is the complexity and complexity of the installation method, due to the need to fix tensioning devices and sets of clamps on each of the racks, connect them to a tightening, and after the end of the tightening process, dismantle them. The increase in the number of racks in the reinforcement truss leads to a proportional increase in the complexity of the tension method.

Задачей изобретения является упрощение способа усиления балок предварительно напряженным шпренгелем и, как следствие, снижение его трудоемкости. The objective of the invention is to simplify the method of reinforcing beams pre-stressed sprengel and, as a consequence, reducing its complexity.

Технический результат достигается тем, что в способе усиления балки предварительно напряженным шпренгелем, включающим присоединение шпренгеля усиления снизу и его предварительное напряжение, к балке прикрепляют стойки шпренгеля усиления с жесткой затяжкой, затем в полости стоек шпренгеля усиления вводят стойки временного шпренгеля, объединенные распоркой и снабженные фиксаторами и стопорами, а его затяжку закрепляют на жесткой затяжке шпренгеля усиления, после чего на упорах последней размещают стяжные хомуты и производят их натяжение, после чего концы жесткой затяжки присоединяют к балке и демонтируют временный шпренгель. The technical result is achieved by the fact that in the method of reinforcing the beam with a pre-stressed spreel, including attaching the reinforcement spreel from below and its prestress, fasten the reinforcement spreader struts with a tight tightening to the beam, then introduce temporary spreel racks combined with a spacer and equipped with clamps into the cavity of the reinforcement spreader racks and stoppers, and its tightening is fixed on the tight tightening of the reinforcement truss, after which the clamps are placed on the stops of the latter and tensioned then the ends of the tightening are attached to the beam and the temporary truss is dismantled.

Изобретение описывается следующими графическими материалами:
- на фиг.1 представлен общий вид балки со шпренгелем усиления и временным шпренгелем;
- на фиг.2 представлен общий вид балки со шпренгелем усиления;
- на фиг.3 - узел "А" на фиг.1;
- на фиг.4 - разрез по 1-1 на фиг.3;
- на фиг.5 - узел "Б" на фиг.1.The invention is described by the following graphic materials:
- figure 1 shows a General view of a beam with a spreader reinforcement and a temporary spreel;
- figure 2 presents a General view of a beam with a spreader reinforcement;
- figure 3 - node "A" in figure 1;
- figure 4 is a section through 1-1 in figure 3;
- figure 5 - node "B" in figure 1.

В способе усиления балки предварительно напряженным шпренгелем, устанавливаемом снизу, к балке 1 прикрепляют (например, на сварке, болтах и т.п.) стойки 2 шпренгеля усиления 3 с жесткой затяжкой 4. В полости стоек 2 шпренгеля усиления 3 вводят стойки 5 временного шпренгеля 6, объединенные распоркой 7 и снабженные фиксаторами 8 и стопорами 9, а затяжку 10 временного шпренгеля 6 закрепляют на жесткой затяжке 4 шпренгеля усиления 3. На упорах 11, смонтированных в крайних панелях жесткой затяжки 4 шпренгеля усиления 3, размещают стяжные хомуты 12, объединяющие концы жесткой затяжки 4 с балкой 1, и производят их натяжение. После чего концы жесткой затяжки 4 шпренгеля усиления 3 присоединяют к балке 1 (например, на сварке, болтах и т.п.) и демонтируют временный шпренгель 6. In the method of reinforcing the beam with a prestressed spreader installed below, fasten the struts 2 of the reinforcement 3 with rigid tightening 4 (for example, for welding, bolts, etc.) 4. In the cavity of the struts 2 of the reinforcement truss 2, the struts 5 of the temporary truss are introduced 6, united by a spacer 7 and equipped with clamps 8 and stoppers 9, and the tightening 10 of the temporary truss 6 is fixed on a tight tightening 4 of the reinforcement truss 3. On the stops 11 mounted in the extreme panels of the tight tightening 4 of the truss reinforcing 3 are placed clamps 12, combine s tight ends 4 Tightening the beam 1, and produce their tension. After that, the ends of the tightening 4 of the reinforcement truss 3 are connected to the beam 1 (for example, for welding, bolts, etc.) and the temporary truss 6 is dismantled.

Затяжка 10 временного шпренгеля 6 свободно пропущена в направляющих 13, смонтированных на концах стоек 5 временного шпренгеля 6. The puff 10 of the temporary truss 6 is freely skipped in the guides 13 mounted on the ends of the uprights 5 of the temporary truss 6.

Распорка 7, объединяющая стойки 5 временного шпренгеля 6, выполнена жесткой и фиксирует расстояние между стойками 5, предотвращая их возможное заклинивание в полостях стоек 2 шпренгеля усиления 3 при предварительном напряжении системы. The spacer 7, combining the racks 5 of the temporary truss 6, is rigid and fixes the distance between the racks 5, preventing their possible jamming in the cavities of the racks 2 of the truss reinforcement 3 when the system is prestressed.

Стопоры 9 позволяют передавать сжимающие усилия от стоек 5 временного шпренгеля 6 к стойкам 2 шпренгеля усиления 3. The stops 9 allow you to transmit compressive forces from the racks 5 of the temporary truss 6 to the racks 2 of the truss gain 3.

Фиксаторы 8 удерживают стойки 5 временного шпренгеля 6 в полостях стоек 2 шпренгеля усиления 3 от случайного их выдвижения под действием гравитационных сил в процессе монтажа и демонтажа временного шпренгеля 6. The latches 8 hold the racks 5 of the temporary truss 6 in the cavities of the racks 2 of the reinforcement truss 3 from being accidentally extended by gravitational forces during installation and dismantling of the temporary truss 6.

Известно, что включение элементов усиления в совместную работу с усиливаемой балкой является ключевой задачей. В заявляемом техническом решении указанная задача решается введением в элементы системы сил предварительного напряжения. It is known that the inclusion of reinforcing elements in collaboration with a reinforced beam is a key task. In the claimed technical solution, this problem is solved by introducing pre-stress forces into the elements of the system.

При натяжении стяжных хомутов 12, закрепленных на упорах 11 жесткой затяжки 4, концы жесткой затяжки 4 на участках опорных панелей подтягиваются к балке 1. При этом затяжка 10 временного шпренгеля 6, прикрепленная к жесткой затяжке 4, удлиняется и в ней возникают растягивающие усилия, а в стойках 5 временного шпренгеля 6 - сжимающие усилия, которые через стопоры 9 передаются на стойки 2 шпренгеля усиления 3. Под действием сжимающих усилий в стойках 2, которые можно рассматривать как сосредоточенные силы, приложенные к балке 1 снизу вверх в ее пролете, балка 1 получает выгиб вверх, т.е. в направлении, противоположном направлению действующих эксплуатационных нагрузок, а в ее сечениях возникают напряжения, обратные по знаку напряжениям от эксплуатационных нагрузок. Указанный эффект уменьшает результирующие напряжения в усиливаемой балке 1 и увеличивает ее несущую способность. When the tension clamps 12 are fixed on the stops 11 of the tight tightening 4, the ends of the tight tightening 4 on the sections of the supporting panels are pulled to the beam 1. In this case, the tightening 10 of the temporary truss 6 attached to the tight tightening 4 is lengthened and tensile forces arise in it, and in racks 5 of the temporary truss 6 - compressive forces, which are transmitted through the stoppers 9 to the racks 2 of the reinforcement truss 3. Under the action of compressive forces in the racks 2, which can be considered as concentrated forces applied to the beam 1 from the bottom up in its span, beam 1 receives a bend up, i.e. in the direction opposite to the direction of the current operational loads, and in its cross sections stresses occur that are opposite in sign to the stresses from operational loads. This effect reduces the resulting stress in the reinforced beam 1 and increases its bearing capacity.

Установка стяжных хомутов 12 и их натяжение в направлении, параллельном продольным осям стоек 2, приводят к равенству сжимающих усилий в стойках 2 и растягивающих усилий в хомутах 12 в процессе предварительного напряжения, что снижает величины усилий, необходимые для предварительного напряжения балки 1 шпренгелем усиления 3. Это, как следствие, приводит к снижению трудоемкости создания предварительного напряжения. The installation of the coupling clamps 12 and their tension in the direction parallel to the longitudinal axes of the struts 2, leads to the equality of the compressive forces in the struts 2 and tensile forces in the clamps 12 in the process of prestressing, which reduces the magnitude of the forces required for the prestressing of the beam 1 with a reinforcement 3. This, as a result, reduces the complexity of creating prestress.

При натяжении стяжных хомутов 12 в жесткой затяжке 4 возникают сжимающие усилия, вызванные стяжением затяжки 10 временного шпренгеля 6. When the tension clamps 12 are tightened in a tight tightening 4, compressive forces arise, caused by tightening the tightening 10 of the temporary truss 6.

При увеличении высоты стоек 5 временного шпренгеля 6 сжимающие усилия в жесткой затяжке 4 и растягивающие - в затяжке 10 временного шпренгеля 6 уменьшаются. When the height of the uprights 5 of the temporary truss 6 increases, the compressive forces in the tight tightening 4 and tensile ones in the tightening 10 of the temporary truss 6 decrease.

В процессе предварительного напряжения жесткая затяжка 4 выполняет функцию балки - распорки временного шпренгеля 6, что уменьшает количество и материалоемкость элементов повторного применения (элементов временного шпренгеля 6), а также снижает трудоемкость их установки и демонтажа, а следовательно, и всего процесса предварительного напряжения. In the process of prestressing, tight tightening 4 performs the function of a beam - spacers of the temporary truss 6, which reduces the number and material consumption of reuse elements (elements of the temporary truss 6), and also reduces the complexity of their installation and dismantling, and therefore the entire process of prestressing.

После окончания процесса натяжения стяжных хомутов 12 к балке 1 присоединяют концы жесткой затяжки 4 шпренгеля усиления 3 и демонтируют временный шпренгель 6. При этом выгнутая вверх балка 1 под действием сил гравитации (собственного веса конструкции), упругих сил, возникших при ее изгибе, и эксплуатационных нагрузок стремится переместиться вниз и донапрягает элементы шпренгеля усиления 3, вовлекая их в совместную работу с балкой 1. В жесткой затяжке 4 шпренгеля усиления 3 появляются растягивающие усилия, а в стойках 2 - дополнительные сжимающие усилия. Жесткая затяжка 4 шпренгеля усиления 3 в эксплуатационном режиме работы системы является растянутым элементом и, следовательно, обладает устойчивостью своего положения, поэтому ее можно рассматривать как упругоподатливый контур для опирания сжатых стоек 2 шпренгеля усиления 3, которые для балки 1 являются дополнительными промежуточными упругоподатливыми опорами. After the tensioning process of the clamping clamps 12 is completed, the ends of the rigid tightening 4 of the reinforcement truss 3 are attached to the beam 1 and the temporary truss 6 is dismantled. In this case, the beam 1 curved upward under the action of gravity (dead weight of the structure), elastic forces arising from its bending, and operational the load tends to move down and tension the elements of the reinforcement truss 3, involving them in joint work with the beam 1. In the tight tightening 4 of the truss reinforcement 3, tensile forces appear, and in the racks 2 additional compressive forces e effort. The tight tightening 4 of the reinforcement truss 3 in the operating mode of the system is a stretched element and, therefore, has the stability of its position, therefore, it can be considered as an elastic-flexible contour for supporting the compressed struts 2 of the reinforcement truss 3, which for the beam 1 are additional intermediate elastic-flexible supports.

Предлагаемый способ усиления балки предварительно напряженным шпренгелем относится к способам усиления с изменением первоначальной расчетной схемы. Балка 1 становится балкой жесткости шпренгельной системы и работает в дальнейшем как сжатоизогнутый элемент с упругоподатливыми опорами. Это приводит к уменьшению усилий в балке 1, и, следовательно, к увеличению ее несущей способности при предлагаемом способе усиления. The proposed method of reinforcing the beam with a prestressed spreel relates to methods of amplification with a change in the initial design scheme. Beam 1 becomes a stiffener beam of the truss system and subsequently works as a compressed-curved element with resilient supports. This leads to a decrease in the efforts in the beam 1, and, therefore, to an increase in its bearing capacity with the proposed method of amplification.

Использование изобретения позволяет снизить трудоемкость способа усиления балок до 12-19%. Using the invention allows to reduce the complexity of the method of reinforcing beams up to 12-19%.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР 802479. Е 04 G 21/12; В 1/22. Исаев П.М. и др. Натяжное устройство преимущественно для предварительного напряжения шпренгельных балок большепролетных покрытий. - Бюл. 5. - 1981.SOURCES OF INFORMATION
1. USSR author's certificate 802479. E 04 G 21/12; At 1/22. Isaev P.M. and others. Tension device mainly for prestressing truss beams of large-span coatings. - Bull. 5. - 1981.

2. Авторское свидетельство СССР 751934. Е 04 С 3/00. Калинин А.А. и др. Способ натяжения затяжки несущей конструкции и устройство для его осуществления. - Бюл. 28. - 1980. 2. USSR copyright certificate 751934. E 04 C 3/00. Kalinin A.A. and others. A method of tensioning the load-bearing structure and a device for its implementation. - Bull. 28. - 1980.

Claims

Способ усиления балки предварительно напряженным шпренгелем, включающий присоединение шпренгеля усиления снизу и его предварительное напряжение, отличающийся тем, что к балке прикрепляют стойки шпренгеля усиления с жесткой затяжкой, в полости стоек шпренгеля усиления вводят стойки временного шпренгеля, объединенные распоркой и снабженные фиксаторами и стопорами, а его затяжку закрепляют на жесткой затяжке шпренгеля усиления, затем на упорах последней размещают стяжные хомуты, производят их натяжение, после чего концы жесткой затяжки присоединяют к балке и демонтируют временный шпренгель. A method of reinforcing the beam with a prestressed truss, including attaching the reinforcement truss from below and its prestress, characterized in that the struts of the reinforcement truss are fastened to the beam with a tight tightening, temporary truss struts, joined by a spacer and equipped with clamps and stops, are introduced into the cavity of the struts of the reinforcement truss its tightening is fixed to the tight tightening of the reinforcement spreader, then the clamps are placed on the stops of the latter, they are tensioned, and then the ends of the tight tightening attached to the beam and dismantle a temporary Sprengel.