Способ предварительного напряжения эксплуатируемого металлического ригеля

 

Использование: предварительное напряжение эксплуатируемого металлического ригеля. Сущность: при предварительном напряжении эксплуатируемого металлического ригеля определяют зону нулевых изгибающих моментов. На верхней и нижней полках смежных частей ригеля устанавливают жесткие рычаги с распорными устройствами , На пересечении зоны нулевых изгибающих моментов с нейтральной осью в стенке ригеля выполняют отверстие для установки шарнирного пальца. С двух сторон стенки ригеля монтируют съемные накладки с последующим закреплением их высокопрочными болтами. После этого разрезают стенку ригеля и его полки. Напрягают ригель путем взаимного поворота смежных частей, после чего снимают съемные накладки с шарнирным пальцем, жесткие рычаги с распорными устройствами и закрепляют напряжение в ригеле с помощью несъемных накладок. 10 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 04 С 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (гд

ОО

О о ос (2 l) 4727724/33 (22) 02.08.89 (46) 07.06,92. Бюл. N. 21 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.В.Трофимович, И.M:Вареник, И.Д.Пелешко и Ю. В, Ры пуло (53) 624.059.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N.912875,,кл. Е 04 С 3!10, 1982, Заявка Франции N. 2024541, кл. Е 04 В 1/00, опублик. 1970, (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЗКСГЛУАТИРУЕМОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РИГЕЛЯ (57) Использование: предварительное напряжение эксплуатируемого металлического ригеля..Сущность; при предварительном

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве способа предварительного напряжения эксплуатируемых металлических ригелей при усилении строительных конструкций.

Известен способ предварительного напряжения балки, включающий прикрепление к балке, шарнирно закрепленной между жесткими упорами, сьемнаго жесткого рычага и установку распорного устройства, при помощи которого осуществляет изгиб с образованием зазора, после чего фиксируют напряжение балки путем установки в зазор стальной пластинки, Недостатками указанного способа являются ненадежность в процессе регулирования усилий под эксплуатационной нагрузкой, и необеспечение повышения не»5U 1738966 А 1 напряжении эксплуатируемого металлического ригеля определяют зону нулевых изгибающих моментов. На верхней и нижней полках смежных частей ригеля устанавливают жесткие рычаги с распорными устройствами. На пересечении эоны нулевых изгибающих моментов с нейтральной осью в стенке ригеля выполняют отверстие для установки шарнирного пальца. С двух сторон стенки ригеля монтируют сьемные накладки с последующим закреплением их высокопрочными болтами. После этого разрезают стенку ригеля и его полки. Напрягают ригель путем взаимного поворота смежных частей, после чего снимают сьемные накладки с шарнирным пальцем, жесткие рычаги с распорными устройствами и закрепляют напряжение s ригеле с по,мощью несьемных накладок. 10 ил. сущей способности балки, а также ослабление приопорного сечения балки в зоне больших изгибающих моментов, возникающих от эксплуатационной нагрузки.

Наиболее близким к изобретению является способ, включающий установку и закрепление на верхней и нижней полках смежных частей ригеля жестких рычагов с распорными устройствами; напряжение путем взаимного поворота смежных. частей и закрепление ригеля при помощи несьемных накладок.

Однако известный способ не обеспечивает надежности ригеля в процессе усиления под эксплуатационной нагрузкой потому, что установку и закрепление жестких рычагов выполняют не в зоне нулевых изгибающих моментов. кроме того. не дает

1738966 возможности повороту смежных частей эксплуатируемого ригеля. что не позволяет добиться повышения несущей способности.

Целью изобретения является обеспечение надежности ригеля в процессе регулирования усилий под эксплуатационной нагрузкой и повышение его несущей способности. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему установку и закрепление на верхней и нижней полках смежных частей ригеля жестких рычагов с рэспорным устройством, напряжение путем взаимного поворота смежных частей и закрепление ригеля при помощи несъемных накладок, определяют зону нулевых изгибающих моментов для установки в ней рычагов, после чего нз пересечении этой зоны с нейтральной осью в стенке ригеля выполняют отверстие для установки шарнирного пальца, на который с двух сторон стенки ригеля монтируют две съемные накладки с последующим закреплением их высокопрочными болтами, после этого разрезают стенку ригеля и его полки. а после напряжения ригеля снимают сьемные накладки с шарнирным пальцем и жесткие рычаги с рэспорными устройствами.

Применение жестких рычагов и распорных устройств для предварительного напряжения известно, однако благодаря их конкретному расположению предлагаемый способ обладает существенными отличиями. позволяющими получить новый положительный эффект, выраженный в надежности обеспечения несущей способности эксплуатируемого металлического ригеля в процессе регулирования усилий.

Положение сечения с фактическим нулевым изгибающим моментом в элементах эксплуатируемой строительной конструкции, в том числе, в ригеле меняется в зависимости от изменения величин и положения внешней нагрузки, температурного режима, полученных за период эксплуатации деформаций и др. Однако, используя при расчетах ряд возможных комбинаций фактических и планируемых внешних факторов. воздействующих нэ строительную конструкцию — рамную систему и применяя 3ВМ можно с необходимой точностью опреде- лить наиболее вероятные изменения расположения на ригеле сечения с нулевым моментом, В этом случае получим зону ма лых изгибающих моментов. При выборе места регулирования момента по длине ригеля в зоне малых изгибающих моментов распорные устройства и рычаги должны будут воспринимать практически только вводимый момент предварительного напряжения, что поэволяет выполнять их не слишком мощными и мате риал оемкими.

Вначале определяют зону нулевых изгибающих моментов для установки в ней ры5 чзгов, после чего на пересечении этой зоны с нейтральной осью в стенке ригеля выполняют отверстие для установки шарнирного пальца, на который с двух сторон стенки ригеля монтируют две съемные накладки с

10 последующим закреплением их высокопрочными болтами, после этого разрезают стенку ригеля и его полки, а после напряжения ригеля снимают съемные накладки с шарнирным пальцем и жесткие рычаги с

15 распорными устройствами.

Нэ фиг,1 изображен ригель с сечением

А-А в зоне нулевых изгибающих моментов; на фиг.2 — верхняя и нижняя полки ригеля; на фиг,3 — отверстие в стенке ригеля; на

20 фиг;4 — шарнирный палец; на фиг,5 — рез верхней и нижней полок; на фиг,6 — смежные части ригеля с углом р в зоне верхней полки; на фиг, 7 — то же, в зоне нижней полки; на фиг,8 — положение смежных чэс- .

25 тей ригеля после регулирования усилий: на фиг,9 — соединение сваркой накладок со средней частью стенки; на фиг.10 — схема снятия распорных устройств и съемных жестких рычагов.

30 В ригеле 1 определяют сечения А-А (фиг.1) в зоне нулевых изгибающих моментов. в которых в дальнейшем выполняют рез

2 и изменяют величину изгибающего момента. Закрепляют к верхней 3 и нижней 4 пол35 кам ригеля 1 (фиг.2) по обе стороны сечения

А-А сьемные жесткие рычаги 5, снабженные распорными устройствами 6. Отверстия 7 в стенке 8 ригеля 1 образуют в месте пересечения его нейтральной оси 9 с сечением А-А

40 (фиг.3) с последующим выполнением вертикальных прорезей 10 по обе стороны отверстия 7 на величину в, соответствующую размеру устанавливаемых в дальнейшем съемных накладок 11. В отверстие 7 уста45 навливают шарнирный палец 12, одевают на концы пальца 12 съемные накладки 11; (фиг.4}, снабженные отверстиями 13. по две накладки с каждой стороны стенки 8 ригеля

1 ° сверлят отверстия 13 в стенке 8 и закреп50 ляют накладки 11 на стенке 8 с двух сторон от сечения А-А высокопрочными болтами

14. Осуществляют производство реза 2 верхней 3 и нижней 4 полок и окончание фигурного реза 2 стенки 8 ригеля 1, Зазор

55 Л должен быть достаточным для осуществления в дальнейшем взаимного поворота, Увеличивают угол р между смежными частями ригеля 1 в зоне верхней полки 3 ригеля 1(фиг.б) с помощью жестких сьемных

1738966 рычагов 5 и распорных устройств 6 для слу- порными устройствами 6. После чего произчая увеличения пролетного и уменьшения водят сверление отверстия 7 в стенке 8 риопорного изгибающего моментов. а также геля 1 в месте пересечения его нейтральной угла р между смежными частями ригеля 1 в оси 9 с сечением А-А с последующим выпол-. зоне нижней полки 4 ригеля 1 (фиг.7) с по- 5 нением вертикальных прорезей 10 по обе мощью съемных жестких рычагов 5 и рас- стороны отверстия 7на величину в, соответпорных устройств 6 для случая уменьшения ствующую размеру съемных накладок 11. В пролетного и увеличения опорного момен- . отверстие 7 устанавливают шарнирный патов. лец 12, монтируют на его конце съемные

Фиксируют полученное взаимное поло- 10 накладки 11, заранее снабженные отверстижение смежных частей ригеля 1 (фиг.8) по- ями 13, по две накладки с каждой стороны сле регулирования усилий в нем путем стенки 8 ригеля 1, сверлят отверстия 13 в поочередного соединения сваркой накла- стенке 8 и закрепляют накладки 11 на стендок 15-18 с верхней 3. нижней 4 полками и ке 8 с двух сторон от сечения А-А высокостенкой 8 ригеля 1 в плоскости реза 2, по 15 прочными болтами 14. Отверстия 13 в обе стороны шарнирного пальца 12 и съем- накладках 11 и стенке 8 ригеля 1 должны ных накладок 11, Накладки 17 и 18 выполне- быть выполнены в шахматном порядке. Паны различных размеров, чтобы при слечегопроиэводятсверлениеотверстий13 соединении их с обеих сторон стенки 8 ри- . в стенке 8 ригеля 1 и соединение съемных геля 1 сварные швы не совпадали в одной 20 накладок 11 высокопрочными болтами 14. плоскости. Накладки 11. соединенные со стенкой 8 риПроиэводят снятие съемных накладок геля 1 высокопрочными болтами, обеспечи11 и шарнирного пальца 12 и соединение вают совместно с шарнирным пальцем 12 сваркой накладок 19 и 20 со средней частью равнопрочность ригеля 1 в месте реза 2. Они стенки 8 ригеля 1 в плоскости реза 2 на 25 также после выполнения реза 2 в сечении месте снятия съемных накладок 11 и шар- А — А обеспечивают надежное восприятие нирного пальца 12 (фиг.9). Накладки 19 и 20 нормальных и перерезывающих сил и дают имеют различные размеры точно так же, как возможность поворота смежных плоскостей и накладки 17 и 18, чтобы на ослаблять се- реза 2. Затем с помощью распорных устчение ригеля 1 в процессе сварки, выполняя 30 ройств 6 фиксируют положение съема жестсварные швы в не одной плоскости стенки 8 ких рычагов 5 с тем, чтобы включить их в собеихсторон. Снимаютраспорныеустрой- совместную статическую работу ригеля 1 ства 6 и съемные жесткие рычаги 5 (фиг.10). после производства реза 2. После чего, приСпособ осуществляют следующим об- меняя газовую резку или другим способом, разом. 35 выполняют реэ 2 верхней 3 и нижней 4 поОпределяют в элементе строительной лок и окончание реза 2 стенки 8 ригеля 1. конструкции — ригеле 1 поперечное сечение При этом в месте реза 2 и шарнирного паль- .А-А в зоне нулевых изгибающих моментов.- . ца 12 со съемными накладками 11 образоваВ этом сечении в дальнейшем выполняют лись три связи, две из которых надежно рез 2 и изменяют величину изгибающего, 40 воспринимают нормальную и перерезываюмомента. Сбор нагрузок на строительную щую силы, приходящиеся на шарнирный паконструкцию. в составе которой работает лец 12, съемные накладки 11 и стенку 8 ригель, для расчета должен соответстовать ригеля 1, а третья связь должна воспринять не только фактическим, но и планируемым изгибающий момент, в случае если он всевеличинам и их месторасположению. Рас- 45 таки в сечении появится, и выполнена в виде чет строительной конструкции выполняют распорных устройств 6 и съемных жестких любым из известных методов. Строят эпю- рычагов 5. ры изгибающих моментов, перерезываю- Перед началом регулирования усилий в щих и нормальных сил для ряда возможных ригеле 1 по показаниям манометров, котокомбинаций фактических и планируемых 50 рыми снабжены распорные устройства 6— нагрузок и на основании их анализа опреде- домкраты, устанавливаютфутический знак ляют наиболее приемлемое сечение А-А и и величину изгибающего момента; который зоне нулевых изгибающих моментов на ри- все-таки может появиться в теоретически геле, нулевой точке эпюры изгибающих моменПосле чего, по обе стороны сечения А-А 55 тов. производят установку и закрепление одним После чего выполняют регулирование из известных способов, например болтовым величин внутренних усилий в ригеле 1 путем соединением к верхней 3 и нижней 4 полке его.èçrèáà саедующимобраэом. С помощью ригеля 1 по обе стороны сечения A-A съем- воздействия распорных устройств-домкраных жестких рычагов 5, снабженных рас- тов 6 изменяют расстояние и I> между

1738966 рычагами 5- увеличивая его или уменьшая.

Это в свою очередь приводит к повороту на угол ф вокруг шарнирного пальца 12 смежных частей ригеля в соответствующей (верхней или нижней) части стенки 8 ригеля 1, При этом достигается таким образом оптимальная величина и знак изгибающего момента.

Величина и знак изгибающего момента контролируются манометрами домкратов 6.

Кроме показаний манометров, можно одновременно следить за величинами угла

rp взаимного поворота смежных частей риге-. ля и зазора между кромками верхней 3 и нижней 4 полок ригеля 1. Сопоставляя и анализируя величины углов поворота, зазора и показаний манометров, можно надежно проверить величину достигнутых регулируемых оптимальных внутренних усилий в ригеле 1. Теоретические значения оптимальных внутренний усилий при их перераспределении или преднапряжении эксплуатируемых элементов рамных систем можно определить по известной методике, После достижения в ригеле 1 заданной оптимальной величины регулируемого изгибающего момента к верхней 3 или нижней 4 полкам и верхней и нижней частям стенки 8 по обе стороны от съемных накладок 11 приваривают постоянные накладки 15-18. Накладки 17 и 18, привариваемые к стенке 8 ригеля 1, выполнены различных размеров таким образом, чтобы при сварке их с обеих сто. рон стенки 8 ригеля 1 сварные швы не совпада.ли в одной плоскости, чтобы не ослаблять сечение ригеля 1 в процессе сварки и уменьшить влияние сварочных температурно-усадочных напряжений. После этого снимаю1 все временные и съемные приспособления: распорные устройства 6, рычаги 5. накладки

11, шарнирный палец 12 и при необходимости заваривают накладками 19 и 20 среднюю часть стенки 8 ригеля 1, Таким образом, эффективность регулирования усилий в раме (степень повышения

5 несущей способности рамы, величина снижения расходов стали на усиление рамы) зависит прежде всего от величины усилия, которым выполняют изгиб ригеля 1 распорными устройствами — домкратами 6, а также

1D от места преднапряжения рамы в сечении зоны малых изгибающих моментов на ригеле 1, так как зто сечение ригеля 1 недонапряжено (работает с запасом); и имеется воэможность регулировать усилия в раме

15 под полной эксплуатационной нагрузкой.

Формула изобретения

Способ предварительного напряжения эксплуатируемого металлического ригеля, 20 включающий установку и закрепление на верхней и нижней полках смежных частей ригеля хлестких рычагов с распорными устройствами, напряжение путем взаимного поворота смежных частей и закрепление ри25 геля при помощи несьемных накладок, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения его надежности в процессе регулирования под эксплуатационной нагрузкой, повышения несущей способности, в ригеле опреде30 ляют зону нулевых изгибающих моментов для установки в ней рычагов, после чего на пересечении, этой зоны с нейтральной осью в стенке ригеля выполняют отверстие для установки шарнирного пальца, на который с

35 двух сторон стенки ригеля монтируют две съемные накладки с последующим закреплением их высокопрочными болтами, после этого разрезают стенку ригеля и его полки, а после напряжения ригеля снимают сьем40 ные накладки с шарнирным пальцем и жесткие рычаги с распорными устройствами.

1738966

1738966

3738966

1738966

Составитель И.Винник

Редактор H.Ðoãóëè÷ Техред M.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 4983 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб.. 4/б

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101