Предварительно напряженная металлодеревянная балка и способ предварительного напряжения балки Советский патент 1992 года по МПК E04C3/18 E04C3/292 

Изобретение относится к области строительства и предназначено для усиления ба- лочных перекрытий зданий при их реконструкции.

Известна предварительно напряженная деревянная балка, включающая клееный пакет досок, упоры и предварительно напряженную арматуру.

Недостатками этой конструкции являются упоры, которые металлоемки и тяжелы, и повышают опасность разрушения балки от скалывания.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является предварительно напряженная деревянная балка, включающая деревянный элемент, металлический армирующий элемент, упоры на обоих концах балки.

Недостатком этой конструкции является способ заделки парных упоров в пакете. Перпендикулярное к продольной оси балки расположение последних предполагает рассматривать их как обычные нагели, а значит, обладающими значительной для статически

VJ

о

00

ю VI

неопределеннойсистемыподатливостью, приводящей к перераспределению усилий в системе и сводящий на нет эффект преднапряжения. Недостаток заключается также и в том, что армирующий элемент расположен в растя- нутой зоне балки, что создает трудности при производстве конструкции перекрытий и ухудшает интерьер помещения.

Известен способ предварительного на- пряжения балки, включающий постановку затяжки, ее напряжение и изгиб балки от напряжения затяжки.

Недостатком известного способа является большая трудоемкость натяжения затя- жек, требующая сложных дополнительных устройств.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, включающий предварительный изгиб бал- ки, постановку затяжки, закрепление ее на сжатой грани балки и преднапряжение путем снятия с балки усилия предварительного изгиба.

Недостатком известного способа явля- ется большая трудоемкость и невысокая эффективность.

Целью изобретения является повышение несущей способности при реконструкции балки и снижение трудоемкости предварительного напряжения при реконструкции балки с прогибом выше допускаемого.

На фиг. 1 изображена предварительно напряженная металлодеревянная балка по- еле реконструкции, общий вид; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - металлодеревянная балка с монтажными приспособлениями до реконструкции; на фиг. 4 - металлодеревянная балка с монтажными приспособлениями после устранения прогиба балки.

Предварительно напряженная металлодеревянная балка включает деревянный элемент 1, армирующий элемент 2, упоры 3, металлические анкера 4, связи 5. Армирующий элемент, упоры и связи размещены на сжатой грани балки. Упоры выполнены в виде попарно-параллельных вертикальных пластин, соединенных с анкерами 4. Рас- стояние между крайними к опорам балки 1 торцам пластин упоров 3 должно быть меньше или равно длине армирующего элемента 1 до преднапряжения без абсолютной величины деформаций деревянного 1 и металли- ческого армирующего 2 элементов от преднапряжения. Армирующий элемент 2 размещен между пластинами упоров 3 и закреплен к ним на сварке, и к деревянному элементу 1 закреплен связями 5.

При изготовлении балки упоры 3 размещают на сжатой грани деревянного элемента 1 и закрепляют их к анкерам 4. Затем размещают между пластинами каждого упора 3 армирующий элемент 2 и закрепляют его одной связью 5 посередине пролета балки. Монтажные траверсы б устанавливают по обеим концамдеревянногоэлемента 1 на его верхнюю грань с упором в торцы элемента 2. Устанавливают монтажный шпрен- гель с одной стойкой 7 и гибкими растяжками 8. Стойка имеет винтовой домкрат 9. Верхним концом стойки 7 упирают в нижнюю грань деревянного элемента 1, к нижнему концу стойки 7 закрепляют растяжки 8. Другой конец каждой растяжки 8 закрепляют на траверсе 6. С помощью винтового домкрата 9 производят раздвижку стойки 7, а растяжки 8 перемещают траверсы 6, при этом траверсы 6 сжимают армирующий элемент 2, преднапрягая его сжатием. После осуществления преднапряжения армирующий элемент 2 закрепляют на сварке к упорам 3 и связями 5 в пролете балки к деревянному элементу 2.

Эффект данного технического решения проявляется в практике реконструкции зданий и сооружений, когда требуется усиление деревянных изгибаемых элементов с целью повышения их прочности и жесткости, но доступ к которым снизу затруднен или недопустимо усиление по нижней грани с технологической или эстетической точек зрения. В таких случаях производятусилениесверху со стороны сжатой зоны, располагая усиливающий элемент на верхней грани элемента. При усилении балок перекрытия такое решение позволяет укрыть усиливающий элемент в толще перекрытия (на высоту лаг). Известно, что при усилении изгибаемых элементов приходится решать с конструктивной точки зрения две основных задачи: обеспечение малой податливости соединения усиливаемого и усиливающего элементов для возможности их совместной работы, максимально полное включение в работу усиливающего (армирующего) элемента при загружении эксплуатационной нагрузки. Первая задача решается применением в качестве упоров для армирующего элемента V-образных вклеенных анкеров, которые, и это подтверждено экспериментально, имеют высокую сдвиговую жесткость. Решение второй задачи достигается путем преднапряжения армирующего элемента, причем способ преднапряжения являет собой комбинацию двух основных известных способов преднапряжения; преднапряжение выгибом в обратную сторону и механического преднапряжения арматуры, но выполняемых одновременно единым процессом при помощи специального шпренгеля. Формула изобретения 1. Предварительно напряженная метал- лодеревянная балка, включающая клееный пакет досок, металлический армирующий элемент и концевые упоры, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности при реконструкции балки, она снабжена металлическими анкерами и связями, размещенными симметрично пролета балки с одинаковым шагом, каждый упор выполнен в виде парных пластин, установленных вертикально и параллельно одна другой, соединенных с анкерами и охватывающих армирующий

0

5

элемент, закрепленный к ним своими концами, связи закреплены одними концами к армирующему элементу, а другими концами заделаны в клееный пакет досок.

2. Способ предварительного, напряжения металлодеревянной балки, включающий постановку армирующего элемента, его закрепление к концевым упорам и напряжение армирующего элемента снятием выгиба балки, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости предварительного напряжения при реконструкции балки с прогибом выше допускаемого, одновременно с выгибом балки дополнительно напрягают армирующий элемент.

Использование: усиление балочных перекрытий зданий при их реконструкции. Сущность изобретения: предварительно напряженная металлодеревянная балка включает клееный пакет досок, металлический армирующий элемент и концевые упоры. Балка снабжена металлическими анкерами и связями, размещенными симметрично пролета балки с одинаковым шагом, а каждый упор выполнен в виде парных пластин, установленных вертикально и параллельно друг другу, соединенных с анкерами и охватывающий армирующий элемент, закрепленный к ним своими концами. Связи закреплены одними концами к армирующему элементу, а другими концами заделаны в клееный пакет досок. Способ предварительного напряжения металлодеревянной балки включает постановку армирующего элемента, его закрепление к концевым упорам и напряжение армирующего элемента снятием выгиба балки. Одновременно с выгибом балки дополнительно напрягают армирующий элемент. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. сл

Фиг. 1

. 2

J

PL - 5

5

Ј