СПОСОБ УСТАНОВКИ УЗЛА УСИЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК E04G23/00 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для усиления преимущественно коробчатых колонных конструкций промышленных и гражданских зданий из разнородных материалов как при строительстве, так и реконструкции, например каркасных зданий.

Известны различные способы усиления строительных конструкций [1-7], заключающиеся в том, что в зоне усиления - узле стыковки, опорном узле, зоне, подлежащей ремонту или восстановлению, выполняют постель из бетона или раствора, создают требуемый зазор - для достаточного слоя раствора - между поверхностями соприкосновения перед стяжкой элементов, затем обжимают усиливаемую зону узлом усиления, например прогонами, плитами, щитами, балочками и т.п., с помощью напрягаемого тяжа, закручиванием гаек на крепежные болты с натяжением, включая элементы усиливаемого узла в работу. Такие способы усиления длительны, трудоемки, требуют громоздкого оборудования.

Установлено, что необходимым условием работы строительных конструкций типа колонна (бетонная), каменный столб и т.д. и конструкции узла усиления является их плотное сопряжение, которое достигают путем тщательной подгонки элементов узла усиления с поверхностями колонны, размещая элементы узла на растворе с последующим соединением, например приваркой между собой или к арматуре и т.п., предварительно напряженных термическим способом.

Таков способ установки узла усиления в виде накладной сборной, например, из уголков и планок стальной обоймы-пояса, которую размещают на обработанные бетоном или специальным раствором (постель) поверхности колонны, создавая предварительный зазор (для необходимой толщины слоя раствора) между поверхностями соприкосновения, после чего разогревают элементы узла усиления и осуществляют последовательную приварку планок к уголкам [7]. По мере остывания нагретых до приварки элементов узла усиления осуществляется их термическое натяжение, а зона его размещения на колонне подвергается обжатию.

Операция установки уголков узла усиления на бетонном растворе с последующим обжатием сложна, длительна, что приводит к потерям подвижности раствора и, следовательно, он не изменяет своей формы при обжатии. При увеличении скорости подачи раствора на поверхности колонны, например, при помощи растворонасосов, обусловлено его сползание с вертикальных поверхностей из под обоймы, т.е. значительные потери.

Задачей представляемого изобретения было повышение надежности и экономичности способа усиления строительных конструкций типа колонна, столб из различных материалов, преимущественно бетона, кирпича и т.п.

Задача решается способом установки узла усиления в виде накладной сборной, например, из уголков и планок стальной обоймы на строительную конструкцию типа коробчатой колонны, заключающимся в размещении обоймы на постели из бетона или раствора, создании требуемого зазора между поверхностями соприкосновения и последующего обжима обоймой зоны усиления стяжкой уголков и планок путем приварки их друг к другу, согласно предложению перед сборкой внутреннюю поверхность уголков предварительно грунтуют установочным раствором, затем на грунтовку наносят покровный раствор постели, помещают уголки на обработанные этим раствором угловые поверхности колонны, производят их обжим домкратом до плотного прилегания внутренних поверхностей уголков через раствор к колонне, выбирая зазор, выдерживают в обжатом - поддомкраченном - состоянии в течение 4-5 дней, затем в зазорах между боковыми торцами уголков размещают пластины из негорючего материала, на них накладывают планки обоймы, после чего осуществляют в два этапа приварку планок к уголкам, на первом этапе приваривают две пары сторон планок в холодном состоянии, расположенных по одной из диагоналей колонны, затем планки разогревают до температуры 400-450°С и на втором этапе приваривают две другие пары сторон планок, расположенных по другой диагонали колонны.

В качестве установочного раствора при грунтовке целесообразно использовать раствор постели.

В данном способе установки узла усиления в качестве покровного раствора постели используют раствор, включающий цемент, песок, добавку клея поливинилацетатного (ПВА) или латекса и воду в следующем соотношении: цемент - одна часть, песок - две части, ПВА(латекс) - 0,03 части, вода - 0,15 части.

Целесообразно при сборке узла усиления в качестве пластин из негорючего материала использовать пластины из асбеста.

Техническим результатом, достигаемым данным изобретением, является обеспечение плотного прилегания внутренних поверхностей уголков к колонне, повышение равномерного поперечного обжатия колонны, снижение деформаций и уменьшение скалывающих напряжений, что гарантируется созданием и сохранением длительного эффекта преднапряжения и обеспечивается предварительными подготовкой контактных поверхностей и обжатием с выдержкой уголков через растворную постель на колонне с последующим проведением операции приварки элементов обоймы в два этапа - первым «холодным», вторым - с предварительным подогревом планок до оптимальной температуры. По мере остывания обоймы происходит термическое натяжение планок, а колонна подвергается обжатию, обеспечивающему требуемые характеристики надежности, безопасности и эстетичности конструкции.

Экономичность технологического процесса обеспечивается за счет минимизации количественных потерь раствора, так как обжатие уголками осуществляется до потери его пластичности, что позволяет придавать ему и сохранять требуемую форму; использования меньшего количества раствора за счет предварительной подготовки стыкуемых поверхностей, а также за счет исключения сползания раствора с вертикальных поверхностей, что в целом также снижает трудоемкость производства и ускоряет сроки строительства.

Предлагаемый способ установки узла усиления поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично представлен процесс приварки элементов обоймы; на фиг.2 - схема предварительной подготовки уголков к сборке; на фиг.3 - схема поддомкрачивания уголков.

Предлагаемый способ установки узла усиления, представляющего собой, например, накладную сборную из уголков и планок стальную обойму 1 (пояс), помещаемую на строительную конструкцию 2 типа коробчатой колонны (бетонной) или столба (каменного), заключается в размещении обоймы 1 на постели 3, преимущественно, из раствора 4, создании требуемого зазора для размещения слоя постели достаточной толщины между поверхностями соприкосновения и последующего обжима зоны усиления как за счет предварительного плотного прижима уголков к колонне через постель, так и термического натяжения планок и уголков путем их приварки друг к другу. Перед сборкой обоймы 1 внутреннюю поверхность уголков 5 предварительно грунтуют установочным раствором 6, в качестве которого используется преимущественно раствор постели.

На грунтовку наносят слой покровного раствора 7 постели 3, включающего, например, цемент, песок, дополнительно добавку клея поливинилацетатного (ПВА) или латекса и воду, при следующем соотношении компонентов: цемент - 1 часть, песок - 2 части, ПВА (латекс) - 0,03 части, вода - 0,15 части. Суммарную толщину слоя 7 раствора постели целесообразно наносить величиной 8-10 мм, что обеспечит его минимальное сползание (потери) с вертикальных поверхностей. Подготовленные уголки 5 устанавливают на обработанные раствором угловые поверхности колонны, после чего посредством домкрата 14 производят обжим уголков 5 обоймы, выдавливая излишки раствора между поверхностями соприкосновения колонны и уголков, обеспечивая плотное прилегание внутрених поверхностей уголков через раствор к колонне, затем выдерживают их в обжатом состоянии в течение 4-5 дней, что позволяет обеспечить полное затвердение раствора и полный набор прочностных характеристик. После этого размещают в зазорах между боковыми торцами уголков 5 пластины 8 из негорючего материала, например асбеста, на них накладывают планки 9 обоймы 1 и осуществляют их приварку к уголкам 5.

Операцию приварки производят в два этапа. На первом этапе приваривают две пары 10, 11 соседних по углу сторон холодных планок 9, расположенных друг против друга по одной из диагоналей колонны, затем разогревают планки до температуры 400-450°С и осуществляют для термического натяжения последующий второй этап приварки планок к уголкам: приваривают две пары 12, 13 других соседних по углу сторон планок, расположенных друг против друга по другой (второй) диагонали колонны, расположенной X-образно по отношению к первой диагонали. Домкрат 14, используемый для обжатия обоймы, выполнен в виде трубчатого корпуса 15, несущего упорные нажимные щеки 16, трос 17 обжимной и винтовой механизм 18 для перемещения троса и создания необходимого усилия обжатия.

Описанный в данной заявке способ установки узла усиления найдет применение при ремонте, реконструкции, исправлении опорных частей строительных конструкций типа колонн, применяемых в строительстве различных зданий и сооружений. Этот способ позволит повысить несущую способность колонн, их безопасность, долговечность и эстетичность, кроме того, повысит темпы ведения работ по усилению и реконструкции сооружений, в том числе в стесненных условиях (при ремонте фундаментов), обеспечит экономию и соответствующую требованиям культуру проведения строительных работ.

Источники информации

1. «Каталог конструктивных решений по усилению и восстановлению строительных конструкций промышленных зданий», Госстрой СССР, ЦНИИПромзданий, М. 1987 (уровень техники).

2. Заявка №94029106, «Устройство для усиления ребер плит», МПК E 04 G 23/02, з. 02.08.94, оп. 27.05.96 (аналог).

3. А.с. №1125348, «Способ усиления пролетных конструкций», МПК E 04 G 23/00, з. 28.04.82 (аналог).

4. Заявка №98102599 «Устройство усиления каменных конструкций», МПК E 04 G 23/00, з. 16.02.98., оп. 10.12.99. (аналог).

5. Патент РФ №2132432 «Способ усиления опорного узла пролетных конструкций», МПК E 04 G 23/02, з. 09.04.96, оп. 27.06.99 (аналог).

6. Патент РФ №2132432, «Способ усиления опорного узла пролетных конструкций», МПК E 04 G 23/02, з. 09.04.96., оп. 27.06.99 (аналог).

7. Патент РФ №2132433, «Способ усиления опорного узла балочной конструкции», МПК E 04 G 23/02, з. 24.06.97, оп. 27.06.99 (прототип).

Изобретение относится к строительству, а именно к усилениям строительных конструкций. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении надежности и безопасности конструкции. Способ установки узла усиления в виде накладной сборной из уголков и планок стальной обоймы на строительной конструкции типа колонны, заключающийся в размещении обоймы на постели из бетона или раствора, создании требуемого зазора между поверхностями соприкосновения и последующего обжима обоймой зоны усиления стяжкой уголков и планок путем приварки их друг к другу, внутреннюю поверхность уголков предварительно грунтуют установочным раствором, затем на грунтовку наносят покровный раствор постели, помещают уголки на обработанные этим раствором поверхности колонны, производят их обжим домкратом до полного прилегания внутренних поверхностей уголков через раствор к колонне, затем в зазорах между боковыми торцами уголков размещают пластины из негорючего материала, на них накладывают планки обоймы, после чего осуществляют в два этапа приварку планок к уголкам, на первом этапе приваривают две пары сторон планок в холодном состоянии, расположенных по одной из диагоналей колонны, затем планки разогрепвают до температуры 400-450°С и на втором этапе приваривают две другие пары сторон планок, расположенных по другой диагонали колонны. 1 з.п. ф-лы., 3 ил.

1. Способ установки узла усиления в виде накладной сборной из уголков и планок стальной обоймы на конструкции типа колонны, размещенной на постели из раствора, включающий создание требуемого зазора между поверхностями соприкосновения и последующий обжим обоймой зоны усиления стяжкой уголков и планок путем их приварки друг к другу, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность уголков последовательно наносят грунтовку состава, мас.ч.:

Цемент1Песок2Клей поливинилацетатный или латекс0,03Вода0,15

и раствор постели того же состава, помещают уголки на угловые поверхности колонны, производят их обжим домкратом до плотного прилегания уголков к колонне, затем в зазорах между боковыми торцами уголков размещают пластины из негорючего материала, на них накладывают обоймы, после чего осуществляют в два этапа приварку планок к уголкам: на первом этапе приваривают две пары сторон планок в холодном состоянии, расположенных по одной из диагоналей колонны, затем планки разогревают до температуры 400-450°С, на втором этапе приваривают две другие пары сторон планок, расположенных по другой диагонали колонны.