Способ предварительного напряженияМНОгОпРОлЕТНОй бАлОчНОй СиСТЕМы Советский патент 1981 года по МПК E04G21/00 E04C3/10 

Изобретение относится к строитель ству и предназначено для предварител ного напряжения метешлических конструкций промышленных зданий. Известен способ предварительного напряжения составной металлической балки, заключающийся в упругом дефор мировании стенки бгшки вдоль ее оси, фиксации стенки в деформированном состоянии и жестксм прикреплении к ней поясов балки, причем ось, вдоль которой производят упругое деформиро вание, смещена относительно централь ной оси балки в сторону пояса, работающего на сжатие р. . Недостатком способа является невозможность обеспечения регулировани предварительного напряжения в процес се эксплуатсщии, снижения металлоемкости конструкции при повышении несущей способности. Наиболее близким к предлагаемому является способ предварительного напряжения многопролетной балочной сис темы, включающий приложение снимающей нагрузки к торцам в уровне нижнего пояса -балочной системы ниже ней тральной оси 2, Недостатком этого способа является то, что предварительно напрягаемые балки подвергают сжатию и изгибу 3 счет внецентреиного приложения сжимающей сктл, но наряду с напряжениями, обратными по знаку напряжениям от эксплуатационной нагрузки, возникают нежелательные напр}1жения от сжимакяцей силы, которые суюляруются с напряжениями от эксплуатационной нагрузки, что приводит к дополнительным затратам на увеличение поперечного сечения .напрягаемой балки, а, следовательно, к увеличению металлоемкости системы. Цель изобретения - снижение металлоемкости балочной системы, повышение несущей способности, нгодежиости эксплуатации и обеспечения регулирования предварительного напряжения в процессе моитажа и эксплуатации. Эта цель достигается тем, что в способе предварительного напряжения многопролетной балочной системы путем приложения сжимающей нагрузки к торцам, в уровне нижнего пояса балочной системы ниже нейтргшьной оси, сжимающую нагрузку прикладывгиот к каждой балке, а в уровне верхних поясов осуществляют растяжение каждой балки.

На фиг. 1 изображена схема многопролетной балочной системыJ на фиг.2узел 1 на фиг. IJ на фиг. 3 - многопролетная балочная система, вид свер-ху, на фиг. 4 - распорный элемент узла Ijразрез.

Способ предварительного напряжения многопролетной балочной системы осуществляют следующим образом.

В многопролетной балетной системе между торцами всех балок устанавливают распорные элементы 1, располагая их в уровне сжимаеглого нижнего пояса балки и затяжки 2, располагаемой в уровне растянутого верхнего пояса балки..

распорный элемент 1 выполнен в виде двух клиньев 3, грани которых имеют уклон и двух щек 4, внутренние грани которых имеют тот же уклон, Клинья 3 соединены болтом 5 с гайкой 6. Затяжка 2 представляет собой металлический лист, соединенный с торцами верхних поясов балок сваркой.

При установке распорного элемента 1 сила сжатия Р, возникающая в нем, передается на смежные балки в уровне нижних поясов, а ее реакция воспринимается затяжкой в уровне верхних поясов, т.е. в торцах двух смежных балок возникает момент предварительного напряжения,равный Мр Р h, где h - расстояние между затяжкой и распорным элементом (расстояние между поясами балок).

При одинаковых моментах н р все балки (кроме крайних) можно привести в состояние чистого изгиба.

В крайних балках момент Мр приложен только у одного конца балки поэтому балки находятся в состоянии поперечного изгиба. При необходимости можно изменять величину момента М каждой балки от внешних нагрузок. Кроме того, такое расположение распорного элемента и затяжки позволяет превратить многопролетную балку в неразрезную систему, причем неразрезность системы получается только в одном направлении, так как затяжка работает на растяжение, а распорный элемент на стажие. Однако,если изгибающий момент Мр будет больше или равен по величине и противоположен по знаку моменту М, возникающему на той же опоре от внешних нагрузок в неразрезной системе, то неразрезность балок будет обеспечена в обоих направле ниях.

Крутящий момент при завинчивании гайки 6 вызывает появление силы N в болте 5, а на гранях-клиньев 3 - силы требуемого распора Р.

Зависимость между силами N и Р определяется формулой

N 2iPf,

где f - коэффициент затяжки, определяемый экспериментально.

Зависимость между М р и N определяется известной формулой

М р N--d k, где d - диаметр болта 5{

k - коэффициент закручивания, определяемый экспериментально. Таким образом, величина момента М у определится формулой

М.,р 21 fdkP Величина Т юмента закручивания

контролируется динамометрическим ключом так же, как при закручивании высокопрочных болтов.

Применение смазки для снижения сил трения в наклонных гранях клиньев 3 и щек 4, а также в резьбе болта 5 и гайки 6 снизит величины коэффициентов f и k.

При одновременном определении коэффициентов f и k их можно объединить и пользоваться единым коэффициентом Ч, ,

Предлагаемый спОсоб предварительного напряжения многопролетных подкрановых балок с помощью устройства обеспечивает:

а)экономию стали за счет выравнивания опорных и пролетных моментов без добавочной силы сжатия предварительного . напряжения и устройства для восприятия ее реакции;

б)экономию материала и снижение стоимости строительства за счет эффективного применения высокопрочных сталей на опорных участках балок, благодаря возможности получения больших величин опорных моментов обеспеченного снижением пролетных моментов

в)контроль величины предварительного напряжения для каждой балки налюбОй стадии строительства и эксплуатациг)возможность рихтовки балок в случае возникновения неравномерных осадок опор;

д)экономию стали в предварительно напряженных металлических балках на 20% выше, чем в обычных.

Формула изобретения Способ предварительного напряжения многопролетной балочной системы путем приложения сжимающей нагрузки к торцам, в уровне нижнего пояса балочной системы ниже нейтральной оси, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости балочной системы, повышения несущей способности, надежности в эксплуатации и обеспечения регулирования предварительного напряжения в процессе монтажа и эксплуатации, сжиманицую нагрузку прикладывают к каждой балке, а в уровне верхних поясов осуществляют растяжение каждой балки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 547508, кл. Е 04 С 3/10, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР 465461, к-л. В aiO g/04, 1972.

I

,/

О

/

t iff It f t f/ I f T.f t t t f t f tTT