Устройство для усиления стержневой конструкции

 

Изобретение относится к строительству , в частности к строительным металлическим конструкциям покрытий промышленных и гражданских зданий при их реконструкции , ремонте, восстановлении и усилении. Целью изобретения является повышение надежности усиления и снижение материалоемкости путем повышения несущей способности одновременно нескольких стержневых элементов. Устройство для усиления стержневых элементов покрытия включает усиливающий элемент, выполненный в виде мембраны 2, окантованной жесткими стержнями 3, и прикрепленный посредством соединительных элементов 6 к усиливаемому стержню 1. 4 ил.

(19) (ll) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s()s Е 04 G 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4785161/33 (22) 23.01.90 (46) 29.02.92. Бюл. N8 (71) Кировский политехнический институт (72) M.À.Æàíäàðîs (53) 69,059.3 (088.8) . (56) Валь B.Н, и др. Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зданий при их реконструкции. M.: Стройиздат, 1987, с,162, рис. 6.14. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСИЛЕНИЯ СТЕРЖНЕВОЙ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к строительству, в частности к строительным металлическим конструкциям покрытий промышленных и гражданских зданий при их реконструкции, ремонте, восстановлении и усилении. Целью изобретения является повышение надежности усиления и снижение материалоемкости путем повышения несущей способности одновременно нескольких стержневых элементов. Устройство для усиления стержневых элементов покрытия включает усиливающий элемент, выполненный в виде мембраны 2. окантованной жесткими стержнями 3, и прикрепленный, посредством соединительных элементов 6 к усиливаемому стержню 1. 4 ил.

1716055

Изобретение относится к строительст- деталями усиливающие элементы, приклеву, а именно к строительным металлическим енные к узлам стержневой конструкции, при конструкциям промышленных и.граждан- этом каждый усиливающий элемент выполских зданий, для осуществления их реконст- нен в виде мембраны с замкнутым контурукции, ремонта, восстановления или 5 ром, размещенной между усиливающими усиления, элементами.

Усиление отдельных стержней несущей Плоскость дополнительного усиливаконструкции под нагрузкой, а также подвес- ющего элемента — мембраны — имеет ных крановых путей могут быть вызваны предварительное натяжение, которое обесусловиями в связи с заменой существующей 10 печивается эа счет притягивания этой мемкровли и ограждающих конструкций покры- браны к узлам стержневой решетки тия на болеетяжелыеэлементы;установкой усиливаемой конструкции с помощью болдополнительных прогонов, с их неузловым тов или других натяжных устройств. В больдействием на несущую конструкцию; пере- шинстве стержневых конструкций (плоских становкой опорных узлов подвесных кранов 15 и пространственных) решетка образует треили заменой самих кранов на большую гру- угольные замкнутые контуры. В этом случае зоподъемность или в связи с повреждением мембраны делаются треугольной формы с формы и сечений самих стержней в процес- вогнутыми боковыми сторонами и жесткими се эксплуатации здания. стержнями вдоль кромок. Треугольная форИзвестноустройстводляусилениясжа- 20 ма мембраны наиболее полно закрывает тых.стержней с помощью полос, стержней, плоскости треугольных контуров, образопрофилей, развивающих прочность и жест- ванных основными стержнями несущей кость стержня в целом. Прочность и жест- конструкции. Как следствие, кромки мембкость усиливаемых стержней возрастает эа раны находятся на минимальном расстоясчетувеличения площади поперечного се- 25 нии от усиливаемых стержней, Длины чения и увеличения момента инерции се- связевых элементов, соединяющих мембра- чения. ну с усиливаемым стержнем при этом полВыполнение данного устройства для учаются минимальными. В углах усиления возможно при полной или частич- треугольной мембраны кромочные стержни ной разгрузке. Недостатком его является 30 соединяются на сверке(или болтах) с натяжповышенный расход материала. ным стержнем, через который мембрана

Более эффективным устройством для притягивается к узлу основных стержней с усиления является конструкция, включаю- помощью гайки или другого натяжного устщая дополнительные элементы решетки. ройства.

Эти дополнительные элементы — стержни. 35 Необходимость кромочных стержней позволяют уменьшить расчетную длину мембраны вызвана двумя условиями: защисжатых поясных стержней и стержней ре- та от механического повреждения TQHKQJIMшетки. стовой кромки и более равномерная

Несущая способность при таком усиле- передача усилий натяжения на плоскость нии увеличивается за счет повышения жес- 40 мембраны. ткости усиливаемых сжатых стержней. При Вогнутое очертание боковых сторон этом повышение жесткости происходит мембраны позволяет более равномерно только в плоскости стержневой решетки. распределять усилие преднапряжения

Недостатками такой конструкции усиления вдоль ее боковых сторон. Кроме того, увелиявляются значительное увеличение трудо- 45 чивается жесткость подкрепляющего Осноемкости в связи с необходимостью изготов- вания для усиливаемого стержня, ления новых узлов стержневой решетки и Предлагаемая конструкция усиления повышенная материалоемкость конструк- может быть использована для повышения ции усиления при большой длине и большом жесткости сжатых стержней также и из плоколичестве дополнительных стержней, так 50 скости стержневой решетки. Для этого плокак сечения этих стержней должны опреде- скость мембраны располагается под углом к ляться с учетом требования жесткости и ус- плоскости решетки с усиливаемым стержтойчивости. нем, Кроме того, требуется, чтобы мембрана

Целью изобретения является повыше- была расположена между усиЛиваемыми и ние надежности и снижение материалоем- 55 другими стержнями, расположенными в одкости. ной плоскости.

Поставленная цель достигается тем, что Очертание стержневого каркаса, в котоустройство для усиления стержневой конст- ром расположена мембрана, может быть рукции содержит усиливаемые элементы и различным (треугольным, четырехугольным присоединенные к ним соединительными и др,). Главное условие к этому каркасу—

1716055 один или несколько стержней являются усиливаемыми мембраной. Например, для покрытий с плоскими стропильными фермами этот стержневой каркас может быть образован стержнем фермы, усиливаемым из олей- 5 скости стропильной фермы: прогоном покрытия; распоркой системы связей по нижним поясам или дополнительными стержнями в этой же плоскости.

Расстояние между связями принима- 10 ется таковым, что в расчете можно рассматривать подкрепление мембрайой усиливаемого стержня как сплошное упру-. гое основание. Величина жесткости основания зависит от предварительного 15 натяжения и толщины мембраны.

Учитывая повышенную деформативность вогнутых окантующих стержней и плоскости мембраны при S-образном изгибе, критическая сила подкрепляемого (усилива- 20 емого) стержня определяется второй формой дефоромирования изогнутой оси центрально-сжатого стержня. При этом, .с некоторым запасом прочности, можно счи-, тать устойчивость усиляемого стержня по 25 второй критической силе без учета работы. упругого основания. Анализ напряженнадеформированного состояния усиливаемих основных несущих стержней покрытия предлагаемым устройством для усиления 30 показывает, что возможно увеличение несущей способности центрально-сжатых стержней на 40 — 50% при материалоемкости устройства для усиления, составляющего

10 - 15% от основных несущих стержней. 35

Предлагаемое устройство для усиления плоских пространственных стержней несущих элементов может быть использовано для усиления подвесных крановых путей в вертикальной и горизонтальной плоскостях. 40

В этом случае замкнутые стержневые конту-, ры образуются аналогично устройству ycu-, news стержней из плоскости стропильных ферм. В состав стержневого каркаса входят основные стержни ферм (например, стойки 45 из решетки ферм), сами кран-балки, прогоны, дополнительные стержни. 8 плоскости этих замкнутых контуров включаются тонколистовые мембраны, которые одними из своих боковых сторон с помощью свяэевых- 50 элементов подкрепляют подвесную балку в пролете между ее опорами..

На фиг.1 схематически изображено yct- . ройство для усиления опорного раскоса в плоскости стропильной фермы; на фиг.2 — 55 узел 1 на фиг.1; на фиг.3 — разрез А-- А на фиг.2; на фиг.4 — примеры устройств для усиления стержня из плоскости фермы и усиления подвесной кран-балки.

На фиг.1 изображен пример исполне- . ния конструкции усиления плоской металлической фермы покрытия. Предполагаем, что опорный восходящий раскос 1 требует ycunews жесткости в плоскости фермы. В контур, образованный крайней панелью нижнего пояса и двумя смежными раскосами, включается тонколистовая треугольная мембрана 2, Это мембрана имеет вогнутые боковые стороны 3 с жесткими стержнями по своим кромкам. В данном примере жестким стержнем вдоль кромки является круглый стержень, обернутый листом мембраны. Их скрепление производится клеесварным соединением или просто контактной сваркой.

В углах треугольной мембраны на стыке стержней закреплены натяжные стержни 4 с резьбой. Через эти натяжные стержни с помощью гаек 5 мембрана получает предварительное натяжение путем притягивания мембраны к узлам стержневой конструкции. Жесткость усиливаемого стержня 1 повышается за счет соединения его связями 6 с предварительно напряженной мембраной 2.

На фиг.4 показаны конструкции усиления этого же опорного раскоса, что и на фиг.1, из плоскости фермы и усиления подвесной кран-балки. . Здесь позицией 1 обозначен опорный, усиливаемый раскос, 2 — мембрана, 3 — стержни вдоль кромок мембраны, 4 — натяжные стержни,. 6 — связи, соединяющие усиляемый элемент с мембраной, 7 — прогон покрытия, 8 — подвесная кран-балка, 9— дополнительные стержни.

Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить несущую способность основных элементов конструкции в два— три раза, снизить материалоемкость устрой-ства на 15 — 40% и снизить трудоемкость монтажных работ при установке этого устройства в два — три раза.

Формула изобретения

Устройство для усиления стержневой конструкции, включающее усиливаемые элементы и присоединенные к ним соединительными деталями усиливающие элементы, приклеенные к узлам стержневой конструкции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и снижения материалоемкости, каждый усиливающий элемент выполнен в виде мембраны с замкнутым контуром, размещенной между усиливаемыми элементами, 1716055

Щит 2

Составитель М. Жандаров

Техред М.Моргентал Корректор M. Шароши

Редактор Э. Слиган

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 (Заказ 590 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5