СПОСОБ МОНТАЖА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ШПРЕНГЕЛЬНОЙ БАЛКИ Российский патент 2003 года по МПК E04C3/10 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве способа монтажа предварительно напряженных шпренгельных балок, используемых в качестве несущих элементов покрытий зданий и сооружений, подкрановых балок и т.п.

Известен способ натяжения затяжки несущей конструкции и устройство для его осуществления, включающий заанкеривание затяжки на торцах несущей конструкции в расслабленном состоянии, установку стоек шпренгеля со смонтированными на их нижних концах площадками для упора натяжного оборудования, установку на стойках шпренгеля хомутов, связанных с затяжкой, установку натяжных устройств, после чего затяжка при помощи натяжных устройств через хомуты притягивается к концам стоек шпренгеля [1].

Недостатком известного способа натяжения затяжки является сложность и трудоемкость натяжения, обусловленная необходимостью крепления специальных площадок на концах стоек шпренгеля для размещения на них натяжного оборудования, монтажа на площадках натяжного оборудования, установки хомутов, связанных с затяжкой и рабочими органами натяжного оборудования, а также необходимостью демонтажа натяжного оборудования и хомутов.

Также известен способ предварительного напряжения несущей конструкции, включающий натяжение затяжки домкратами двойного действия, расположенными на оси затяжки, с последующей опрессовкой концов затяжки в анкерных стаканах (первый этап натяжения), после чего производится донапряжение затяжки посредством удлинения средней стойки, объединяющей затяжку с верхним поясом несущей конструкции, для чего средняя стойка снабжается винтовой муфтой, расположенной в пределах длины средней стойки [2] (принято за прототип).

Недостатком такого технического решения является сложность и трудоемкость осуществления предварительного напряжения несущей конструкции, что обусловлено, в частности, необходимостью монтажа частей средней стойки с резьбой на торцах, а также изготовления и монтажа винтовой муфты с объединением частей средней стойки. При этом демонтаж винтовой муфты не может быть осуществлен, что увеличивает трудоемкость, так как для каждой отдельной несущей конструкции необходимо изготовление нового натяжного устройства.

Задачей изобретения является упрощение способа монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки и снижение его трудоемкости.

Технический результат достигается тем, что в способе монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки, включающем присоединение к балке жесткости стоек шпренгеля с направляющими на их нижних концах, пропуск в направляющие затяжки и закрепление ее на концах балки жесткости, причем после прикрепления стоек шпренгеля к балке жесткости в ее паз вводят пальцевой концевик напрягающей стойки шпренгеля, а в направляющие на концах стоек шпренгеля пропускают затяжку, закрепляют ее на концах балки жесткости и стопорами с коническими упорами фиксируют затяжку в направляющей на конце напрягающей стойки шпренгеля, затем над выступающим торцом пальцевого концевика монтируют временный хомут с жестким вкладышем и вдавливают выступающую часть пальцевого концевика в паз балки жесткости, после чего в зазор между торцом напрягающей стойки шпренгеля и балкой жесткости устанавливают вилкообразные прокладки и демонтируют временный хомут с жестким вкладышем. При этом выступающую часть пальцевого концевика выпускают за пределы балки жесткости на величину, равную удлинению затяжки при предварительном напряжении, умноженному на косинус угла между ее осью и осью напрягающей стойки шпренгеля.

Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:
- на фиг.1 приводится общий вид шпренгельной балки после монтажа;
- на фиг.2 - узел "А" на фиг.1;
- на фиг.3 - разрез по 1-1 на фиг.2;
- на фиг.4 - узел "Б" на фиг.1;
- на фиг.5 - разрез по 2-2 на фиг.4;
- на фиг. 6 - узел "А" на фиг.1 с временным хомутом до начала процесса предварительного напряжения;
- на фиг.7 - разрез по 3-3 на фиг.6.

Предлагаемый способ монтажа шпренгельной балки, включает операции предварительного напряжения и заключается в следующем. К балке жесткости 1 присоединяют (например, сваривают) стойки шпренгеля 2 со смонтированными на нижних концах направляющими 3, в затем в паз 4 (например, сквозные отверстия) балки жесткости 1 вводят пальцевой концевик 5 напрягающей стойки 6 шпренгеля, жестко сопряженный с ее торцом, в направляющие 3 на концах стоек шпренгеля 2 и напрягающей стойки 6 пропускают затяжку 7, закрепляют ее на концах балки жесткости 1 к анкерным косынкам 8 (например, сваривают), а стопорами 9 (например, обжимными шайбами) с коническими упорами фиксируют ее в направляющей 3 на конце напрягающей стойки 6 шпренгеля, затем над выступающим относительно балки жесткости 1 торцом пальцевого концевика 5 монтируют временный хомут 10 (например, при помощи захватов) с жестким вкладышем 11 и путем затяжки временного хомута 10 вдавливают выступающую часть пальцевого концевика 5 в паз 4 балки жесткости 1, после чего в образовавшийся при этом между торцом напрягающей стойки 6 шпренгеля и балкой жесткости 1 зазор устанавливают вилкообразные прокладки 12 (до полного заполнения зазора), затем временный хомут 10 с жестким вкладышем 11 демонтируют.

При этом выступающую часть пальцевого концевика 5 выпускают за пределы балки жесткости на величину Δ, равную удлинению затяжки 7 при предварительном напряжении, умноженному на косинус угла между ее осью и осью напрягающей стойки 6 шпренгеля.

Стопоры 9 с коническими упорами фиксируют направляющую 3 на конце напрягающей стойки 6 шпренгеля, и, тем самым, обеспечивают фиксированное положение напрягающей стойки б шпренгеля как в период монтажа, так и при действии на шпренгельную балку эксплуатационных нагрузок. Конические упоры стопоров 9 обеспечивают в процессе вдавливания пальцевых концевиков 5 возможность поворота затяжки 7 относительно оси напрягающей стойки 6 шпренгеля (возможность изменения угла α) без дополнительных усилий.

Процесс вдавливания пальцевых концевиков 5 в паз 4 балки жесткости 1 приводит к увеличению расстояний между осью балки жесткости 1 и осью затяжки 7, что вызывает в затяжке 7, закрепленной на концах балки жесткости 1, растягивающие усилия предварительного напряжения.

В процессе монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки затяжка 7 является центрально растянутым элементом, в стойках шпренгеля 2 и напрягающей стойке 6 шпренгеля возникают сжимающие усилия, а балка жесткости 1 работает в условиях внецентренного сжатия.

Установка между балкой жесткости 1 и торцами напрягающей стойки 6 шпренгеля (в зазор, образующийся после вдавливания пальцевых концевиков 5 в паз 4 балки жесткости 1) вилкообразных прокладок 12 до полного заполнения зазора позволяет фиксировать достигнутое в процессе вдавливания состояние предварительного натяжения затяжки 7 и шпренгельной балки в целом.

Так как усилие в напрягающей стойке 6 шпренгеля и затяжке 7 связаны зависимостью N_z=N_s/2cosα (где N_z - усилие в напрягающей стойке 6 шпренгеля, N_s - усилие в затяжке 7, α - угол между продольной осью напрягающей стойки 6 шпренгеля и осью затяжки 7 в месте их контакта), то при значениях угла α, близких к 90^o, cosα стремится к нулю, следовательно, при незначительных усилиях N_s, создаваемых временным хомутом 10 в напрягающей стойке 6 шпренгеля при вдавливании пальцевого концевика 5, в затяжке 7 возникают значительные растягивающие усилия предварительного напряжения N_z, что приводит к уменьшению необходимых усилий натяжения во временном хомуте 10, и, как следствие, к снижению трудоемкости монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки в целом.

Выпуск пальцевого концевика напрягающей стойки 6 шпренгеля за пределы балки жесткости 1 на величину Δ, равную удлинению затяжки 7 при предварительном напряжении, умноженному на косинус угла между ее осью и осью напрягающей стойки 6 шпренгеля Δ = 2δl_з•cosα (где δl₃ - удлинение затяжки 7 с одной стороны напрягающей стойки 6 шпренгеля при предварительном напряжении), обеспечивает при полном утапливании пальцевых концевиков 5 в балке жесткости 1 в затяжке 7 необходимые растягивающие усилия предварительного напряжения, что позволяет отказаться от применения специальных измерительных приборов, определяющих усилия в затяжке, и, как следствие, снизить трудоемкость предварительного напряжения и монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки в целом.

Предложенный способ монтажа позволяет уменьшить материалоемкость шпренгельной балки за счет использования элементов повторного применения (временного хомута 10 и жесткого вкладыша 11).

Использование изобретения позволит упростить способ монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки и снизить его трудоемкость до 8-17%.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 751934, Е 04 С 3/00, бюл. 28, 1980.

2. Беленя Е.И. Предварительно напряженные несущие металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1975, с.250-252 (рис. V.21).

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве способа монтажа предварительно напряженных шпренгельных балок, используемых в качестве несущих элементов покрытий зданий и сооружений, подкрановых балок и т.п. Технический результат - упрощение способа монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки и снижение его трудоемкости. Способ монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки включает присоединение к балке жесткости стоек шпренгеля с направляющими на их нижних концах, пропуск в направляющие затяжки и закрепление ее на торцах балки жесткости. После прикрепления стоек шпренгеля к балке жесткости в ее паз вводят пальцевой концевик напрягающей стойки шпренгеля. Затем в направляющие на концах стоек шпренгеля пропускают затяжку, закрепляют ее на концах балки жесткости и стопорами с коническими упорами фиксируют затяжку в направляющей на конце напрягающей стойки шпренгеля, после чего над выступающим торцом пальцевого концевика монтируют временный хомут с жестким вкладышем и вдавливают выступающую часть пальцевого концевика в паз балки жесткости. Затем в зазор между торцом напрягающей стойки шпренгеля и балкой жесткости устанавливают вилкообразные прокладки и демонтируют временный хомут с жестким вкладышем. Кроме того, выступающую часть пальцевого концевика выпускают за пределы балки жесткости на величину, равную удлинению затяжки при предварительном напряжении, умноженному на косинус угла между ее осью и осью напрягающей стойки шпренгеля. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Способ монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки, включающий присоединение к балке жесткости стоек шпренгеля с направляющими на их нижних концах, пропуск в направляющие затяжки и закрепление ее на концах балки жесткости, отличающийся тем, что после прикрепления стоек шпренгеля к балке жесткости в ее паз вводят пальцевой концевик напрягающей стойки шпренгеля, затем в направляющие на концах стоек шпренгеля пропускают затяжку, закрепляют ее на концах балки жесткости и стопорами с коническими упорами фиксируют затяжку в направляющей на конце напрягающей стойки шпренгеля, после чего над выступающим торцом пальцевого концевика монтируют временный хомут с жестким вкладышем и вдавливают выступающую часть пальцевого концевика в паз балки жесткости, затем в зазор между торцом напрягающей стойки шпренгеля и балкой жесткости устанавливают вилкообразные прокладки и демонтируют временный хомут с жестким вкладышем. 2. Способ монтажа предварительно напряженной шпренгельной балки, по п.1, отличающийся тем, что выступающую часть пальцевого концевика выпускают за пределы балки жесткости на величину, равную удлинению затяжки при предварительном напряжении, умноженному на косинус угла между ее осью и осью напрягающей стойки шпренгеля.