Способ усиления железобетонной пролетной конструкции Советский патент 1992 года по МПК E04G23/02 E04C3/10 

Изобретение относится к строительству и предназначено для усиления пролетных железобетонных конструкций: балок, ферм, элементов перекрытий (покрытий), в частности, выполненных из сборных ребристых панелей, может быть использовано также для усиления растянутых элементов конструкций.

Известен способ усиления изгибаемых конструкций, прежде всего пролетных, путем введения в совместную работу с ними напрягаемой системы, основным рабочим элементом которой являются стальные растянутые тяжи или тросы. Практическая реализация этого способа осуществляется в различных конструкциях шпренгелей и затяжек, при этом для создания необходимого натяжения используются разнообразные механические устройства. Этот способ усиления эффективен, но в практическим применении требует специальных навыков и технологии, в общем не свойственных строительному производству, а поэтому он не прост и во всех случаях трудоемок

- Наиболее близким у заявляемому является способ усиления, когда в растянутой зоне пролетной конструкции на рабочей арматуре закрепляют дополнительные напрягаемые при монтаже стержни арматуры, натяжение которых осуществляется путем электронагрева.

Работа при этом способе выполняется в следующей последовательности: в местах прикрепления дополнительных стержней обнажают арматуру усиливаемой конструкции, затем устраивают временное опйрание этих стержней для удержания их в монтажном положении, далее конец одного из стер- жней через коротыш приваривают к обнаженной арматуре конструкции подключают электроды и нагревают стержень до 100-400°С, после чего приваривают второй его конец. В такой последовательности закрепляют каждый присоединяемый стержень. Эту введенную арматуру защищают либо окрашиванием, либо нанесением цементного раствора по металлической сетке.

Недостатки такого способа усиления вследствие достаточно высокого нагрева

сл

С

х|

О

XI

со

рабочей арматуры происходит нарушение ее сцепления с бетоном и разрушение последнего, во всяком случае в защитном слое, явление усугубляется повторяемостью нагрева при присоединении новых стерж- ней, тем самым ухудшается состояние усиливаемой конструкции и требуются дополнительные ремонтные работы; неод- новременносгь натяжения (нагрева) вследствие последовательного присоединения стержней усиления создает неоднородное соётояние в конструкций и дополнительные труднЪ учитываемые напряжения в метери- апе; неблагоприятные услов ия для ведения сварки: работа выполняется под самым пе- рекрытием.

Целью настоящего изобретения является упрощение монтажных работ за счет обеспечения удобства сварочных работ, повышение надежности усиления,

Поставленная цель достигается тем, что сначала арматуру усиления присоединяют сваркой к элементам закрепления с конструкцией в общую заготовку на площадке под пролетной конструкцией, затем подни- мают заготовку и устанавливают в проектное положение, после чего производят электронагрев арматуры усиления, а закрепление элементов усиления производят с образованием замкнутых хомутов сверху пролетной конструкции. Электронагрев арматуры усиления выполняют подключением электродов к элементам закрепления, Для повышения несущей способности усиление выполняют в два приема, сначала на базе 0,5-0,7 длины пролета, а затем на базе 0,75- 0,95 длины пролета. До закрепления элементов усиления осуществляют высверливание отверстий в бетоне верхней поверхности конструкции, в которые уста- навливают коротыши на цементном раство- ре или эпоксидном клее, после чего их соединяют посредством планки с элементами закрепления с образованием хомута.

На фиг. 1 изображены принципиальные схемы усиления пролетной конструкции 1 при помощи напрягаемой посредстьом электронагрева арматуры 2 усиления, фиксируемой посредством охватывающих конструкцию 1 элементов 3 крепления. Эпюры изгибающих моментов М показывают характер их изменения при действии натяже- ния в арматуре 2, 4, 5. В случае двухступенчатого усиления (б) вначале вы- полняют натяжение арматуры 4 на меньшей базе, а затем - на большей. Схема (в) иллюстрирует принципиальную возможность выполнения, наряду с установкой арматуры 2, усиления сжатой зоны 6 пролетной конструкции 1. Рассредоточенное крепление 7

арматуры 2 на схеме (г) выполняет функцию усиления конструкции 1 на действие поперечной силы.

Фиг. 2 изображает принципиальные схемы предлагаемого крепления арматуры 2 усиления, возникающие при этом усиления и условия фиксации узла крепления при использовании термомеханического обжатия (а) и при конструкционной анкеровке (б). Усилие обжатия Р в хомуте 3 должно отвечать условию PT+kPH S, а усилие, передаваемое на анкера, должно быть больше разности S-kSn. Показана также на этом рисунке (б) анкеровка узла крепления с помощью арматурных коротышей-упоров 8.

На фиг. 3 изображены возможные конструктивные решения узла закрепления арматуры 2 усиления применительно к конкретным конструкциям: балке монолитного железобетонного перекрытия (а), покрытию из сборных панелей (б), сборной стропильной балке (в).

Монтажным работам по усилению пролетной конструкции 1 предшествует разработка проекта: принятые схемы усиления (фиг. 1) и общего конструктивного решения (фиг. 2), расчет конструкции и ее детальная проработка (фиг. 3).

На фиг. 4 показана схема монтажа.

Реализация проекта начинается со сварки в общую заготовку 9 арматуры 1,4,5 усиления и элементов 3,7 ее закрепления на усиливаемой конструкции 1. Эта работа выполняется на площадке 10 желательно непосредственно под усиливаемой конструкцией 1 в условиях, позволяющих качественно выполнять все сварные швы. В плите перекрытия 11, опирающегося на усиливаемую конструкцию 1, пробиваются необходимые отверстия 12, и сваренная арматурная заготовка 9, являющаяся основной монтажной единицей, поднимается на гибких подвесках 13, устанавливается в проектное положение 14 на временных металлических опорах, которыми могут быть те же подвески 13. При этом концы элементов 3, 7 крепления арматуры усиления проходят в проделанные отверстия 12 и возвышаются над поверхностью перекрытия 11. Если крепление арматуры усиления выполняется с использованием термомеханического обжатия (фиг. 2,а), то далее с перекрытия к заготовке 9 подключаются электроды 15, подается ток, и она нагревается до расчетной температуры.

Вследствие различия сечений арматура 2, 4, 5 усиления и элементы 3, 7 ее крпления будут иметь разную температуру. Далее электроток отключают, снимают электроды 15 и срязу же, когда заготовка находится в

нагретом состоянии, с перекрытия 11, куда выходят концы элементов крепления 3, 7, производят их сварку в замкнутые хомуты 16. Остывая, арматура 2, 4, 5 усиления и хомуты 16 включаются в работу, обжимают и разгружают усиливаемую конструкцию 1. При необходимости для обеспечения более быстрого остывания превращенных в хомуты 16 элементов крепления 3, 7 их обдувают струей воздуха (из компрессора).

При креплении арматуры усиления без использования термомеханического эффекта путем конструкционной анкеровки (фиг. 2, б) прежде всего устанавливают анкера - коротыши-упоры 8. В соответствии со еде- ланным выше описанием изготавливается и поднимается в проектное положение 14 арматурная заготовка 9. Перед ее подъемом к концам арматуры 2,4, 5 усиления подключают электроды 17, провода от которых идут на силовой щит. Сверху с перекрытия 11 путем сварки необходимых деталей закрепляют один конец заготовки 14 (9). Подается ток и, когда арматура 2, 4, 5 усиления нагревается до расчетной температуры, его от- ключают и закрепляют второй конец заготовки 14 (9), После остывания арматуры снимают временные опоры (подвески 13), заделывают пробитые в плите перекрытия 11 отверстия 12, на смонтированную метал- локонструкцию одним из известных способов наносят защитное покрытие. Формула изобретения 1. Способ усиления железобетонной пролетной конструкции, включающий элек-

тронагрев арматуры усиления с последующим закреплением ее сваркой к пролетной конструкции, отличающийся тем, что, с целью упрощения монтажных работ за счет обеспечения удобства сварочных работ, сначала арматуру усиления присоединяют сваркой к элементам закрепления с конструкцией в общую заготовку на площадке под пролетной конструкцией, затем поднимают заготовку и устанавливают в проектное положение, после чего производят электронагрев арматуры усиления, а закрепление элементов производят с образованием замкнутых хомутов сверху пролетной конструкции.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что электронагрев арматуры усиления выполняют подключением электродов к элементам закрепления.

3.Способ по пп. 1и2, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности, усиление выполняют в два приема - сначала на базе 0,5-0,7 длины пролета, а затем - на базе 0,75-0,95 длины пролета.

- - 4. Способ по п. 1,отличающийся тем, что до закрепления элементов осуществляют высверливание отверстий в бетоне верхней поверхности конструкции, в которые устанавливают коротыши на цементном растворе или эпоксидном клее, после чего их соединяют посредством планки с элементами закрепления с образованием хомута.

Исг ользование: для усиления растянутых элементов. Сущность изобретения: арматуру уси,ения присоединяют сваркой к элементам закрепления с конструкцией в общую заготовку на площадке под пролетной конструкцией, производят электронагрев арматуры усиления, а закрепление элементов усиления производят с образованием замкнутых хомутов сверху пролетной конструкции. При термомеханическом обжатии пролетной конструкции вместе с элементами усиления нагревают элементы закрепления и сваривают их. Возможно выполнять усиление в два приема, сначала на базе 0,5-0,7 длины пролета, а затем на базе 0,75-0,95 длины пролета. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

ГУ

I#L±

„

%

Рн

/}r +

L

Р

«Ж

Ґ/У/ ЪЛ/ - /ГЛ//7.

17 //9//с /У79г/

..0/-Л. O lii iy

Ъ

в-в

N