Устройство усиления каменных конструкций

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в строительном деле для исправления повреждений и усиления каменных конструкций существующего здания. Кирпичные стены существующего здания укреплены деревянным каркасом, состоящим из стержневых вертикальных и горизонтальных элементов; вертикальные элементы выполнены в виде составных стоек, ветви которых соединены между собой болтовыми стяжками, пропущенными с определенным шагом через отверстия кирпичной стенки; опорная ветвь стойки снабжена распорным устройством, обеспечивающим заданную степень разгружения стены от массы балочной конструкции; горизонтальные элементы выполнены из неразрезных деревянных прогонов, соединенных с вертикальными элементами каркаса, установленных с одной или обеих сторон стены; в качестве ограждающего элемента приняты неразрезные доски и/или деревянные щиты, расположенные в плоскости стены, жестко скрепленными с элементами каркаса. Устройство усиления выполнено с учетом обеспечения его невозгораемости без демонтажа существующих конструкций эксплуатируемого здания. 36 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к строительству и может найти применение для повышения устойчивости конструкций существующего и эксплуатируемого здания или сооружения (далее - здания), с поврежденной каменной кладкой.

При эксплуатации здания наблюдаются различные повреждения каменных конструкций стен, снижающие эксплуатационную надежность здания в целом или отдельных его частей. Для обеспечения достаточной прочности, устойчивости здания и возможности его безопасной эксплуатации производят усиление поврежденных конструкций. В эксплуатируемом здании каменные конструкции, имеющие повреждения различной тяжести, вынуждены исправлять без демонтажа несущих конструкций.

Известно устройство усиления каменной стены железобетонной обоймой. Конструкция усиления включает металлическую сетку с продольными стержнями диаметром 6-12 мм и хомутами диаметром 4-10 мм, дополнительные поперечные стержни диаметром 6-12 мм, поперечные связи - шпильки - диаметром 10-12 мм, пропускаемые через кладку, и бетон класса не ниже В 10; толщина бетонной обоймы принята по расчету от 4 до 12 см. Расстояние между связями по длине стены принято до двух толщин стены, но не более 100 см, а по высоте - до 75 см (см. "Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений". М., Стройиздат, 1984, с. 13 - 15, п.п. 2.3 и 2.5, рис. 2) (1).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве применена громоздкая конструкция усиления в виде тяжей железобетонной обоймы со значитленым расходом бетона и арматурной стали, невозможен контроль за степенью разгружения поврежденной каменной кладки от нагрузки, велики сроки восстановления поврежденных стен и значительны затраты на материалы устройства усиления и их транспортировку, частое расположение поперечных связей - шпилек ведет к пробиванию значительного числа отверстий в стене и ее дополнительному ослаблению, высока трудоемкость изготовления железобетонной обоймы, необходимость проведения сварочных работ переводит работы по усилению в особо опасные, локальное усиление участков стен не влияет на повышение поврежденного здания в целом.

Известно устройство для укрепления и разгрузки от веса перекрытий или покрытия поврежденных простенков здания деревянными стойками. Конструкция усиления простенка включает деревянные стойку и подкладку под элемент перекрытия, клинья и лежень, установленный на основание. Клинья установлены для более плотного прилегания торцов стойки к лежню и подкладке и для включения стойки в работу (см. "Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений", М. , Стройиздат, 1984, с. 19 - 20, п.п. 2.32 и 2.33, рис. 5) (1).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве применены деревянные стойки, работающие на сжатие, с большими размерами поперечного сечения вследствие шарнирного закрепления торцов и опасности потери устойчивости ее от нагрузки, невозможен контроль за степенью разгружения поврежденной каменной кладки, конструкции усиления рекомендована в качестве временного крепления на период разборки старой и выполнение новой кладки стены, местное укрепление простенков не обеспечивает устойчивость поврежденных стен и пространственную неизменяемость здания в целом, установка деревянных конструкций усиления с зазором от стен уменьшает рабочее пространство в помещении и повышает пожарную опасность восстановительных работ.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по совокупности признаков является устройство усиления здания каменной кладки, включающее каркас из парных вертикальных элементов, расположенных с обеих сторон стены здания и связанных между собою болтовыми стяжками, проходящими через сквозные отверстия в стене, поясе жесткости, и ограждающую сетку (см. а.с. СССР N 1838551, E 04 G 23/00. Устройство усиления зданий и сооружений кирпичной или каменной кладки. Опубл. 30.08.93, Бюл. N 32) (2).

Это техническое решение принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве применена громоздкая и сложная конструкция усиления в виде стальных поясов жесткости, выполненных с обеих сторон стены из спаренных прогонов в пазах кирпичной кладки, железобетонных опорных столбов и перемычек, жестко соединенных между собою, при этом устанавливаеме столбы соединены металлическими хомутами, проходящими через стену. Другие причины, снижающие технико-экономические показатели, приведены выше при рассмотрении усиления каменной стены железобетонной обоймой. Известное устройство рекомендовано в основном для увеличения сейсмостойкости сооружения, поэтому для здания, расположенного вне сейсмических районов, усиление им не экономично и не рационально.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в повышении эксплуатационной надежности здания и экономичности устройства усиления его каменных конструкций.

Технический результат - повышение эксплуатационной надежности стен, обеспечение пространственной неизменяемости здания и устойчивости поврежденных каменных конструкций; рациональное и безопасное усиление каменного здания легкими, например, деревянными конструкциями; возможность осуществления контроля за степенью разгружения поврежденной стены; снижение металлоемкости устройства усиления, снижение затрат на приобретение строительных материалов, изготовление и монтаж элементов усиления, сокращение сроков возведения устройства усиления; увеличение показателей экономичности, долговечности и огнестойкости деревянных элементов устройства усиления.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве усиления каменных конструкций здания, включающем каркас из стержневых вертикальных элементов, соединенных с горизонтальными элементами, расположенными по крайней мере с одной стороны здания и связанных между собой стяжными болтами, проходящими через сквозные отверстия в стене, а также ограждающую стенку, прикрепленную к вертикальным и/или горизонтальным элементам, вертикальные элементы каркаса выполнены в виде составных деревянных стоек с распорным устройством, обеспечивающим заданную степень разгружения стены здания, натяжные болты вертикальных элементов установлены между собою на расстоянии не более предельно допустимой величины, определяемой по расчету, горизонтальные элементы каркаса выполнены из деревянных брусьев или досок и установлены с одной или обеих сторон стены здания, вертикальные и горизонтальные элементы каркаса, защищенного от возгорания, соединены между собой с образованием вертикальной связи и сетки ограждения, расположенной в плоскости стены, горизонтальные связи здания выполнены в виде элементов, прикрепленных с натяжением к стойкам каркаса усиления.

Отличительным признаком изобретения является то, что составная стойка каркаса усиления выполнена из двух деревянных брусьев, бревен или досок, установленных соответственно с внутренней и/или наружной стороны стены здания, соединенных натяжными болтами. Установка брусьев или бревен с двух сторон стены предполагает, как правило, установку щитов ограждения с обеих сторон стены здания.

В случае установки ограждающего щита с одной стороны стены составная стойка каркаса усиления выполнена из конструкционной древесины и металлического накладного пояса, например полосы или швеллера, установленных соответственно с двух сторон стены здания и соединенных болтами.

При отсутствии тяжелых повреждений каменной кладки стены стойка каркаса усиления выполнена из бруса, бревна или доски, прикрепленных к стене здания натяжными болтами.

Число натяжных болтов на одном неразрезном элементе составной стойки принято не менее двух.

Каркас усиления содержит не менее двух составных стоек, соединенных в плоскости стены горизонтальными элементами - прогонами, щитами ограждения или связями.

Кроме этого, особенности устройства усиления заключаются в том, что размеры поперечного сечения опертой ветви составной стойки усиления приняты конструктивно или по расчету. В случае принятия размеров поперечного сечения опертой ветви составной стойки по расчету усилие сжатия принято в зависимости от условия полного или частичного разгружения стены здания. Стойки усиления под элементы покрытия или перекрытия здания поставлены в распор. При этом опертая ветвь составной стойки нагружена путем включения в работу распорного приспособления, например пары клиньев. Опорный столик для распорного приспособления предусмотрен на одном из торцов опорной ветви стойки или на любой высоте стойки.

При отсутствии нагрузки от веса покрытия на кирпичную стену в каркасе усиления применены составные стойки с ненагруженными ветвями, то есть накладные пояса.

При необходимости восприятия только сосредоточенной нагрузки, например, от стропильной балки устройство усиления представлено отдельно стоящей составной стойкой, включаемой в работу опорной ветви распорным приспособлением.

Следующие отличия предложенного технического решения заключаются в том, что горизонтальный элемент каркаса усиления представлен в качестве вертикальной связи здания и выполнен в виде деревянного неразрезного прогона или дощатого щита ограждения, установленного в распор к стойкам.

Дощатый щит выполнен в качестве распорного элемента вертикальной связи и/или ограждения поврежденной части кирпичной стены. При этом дощатый щит выполнен сплошным или разреженным.

Расстояния между продольными ребрами разреженного дощатого щита ограждения приняты не более толщины кирпича или камня поврежденной стены, например не более 65 мм при каменной кладке из обыкновенного глиняного кирпича. С целю снижения пожарной опасности дощатого щита зазоры между продольными ребрами заполнены негорючим материалом, например бетоном или раствором. При этом дощатый щит ограждения установлен вплотную к стене здания; при необходимости увеличения несущей способности или тепловой изоляции поврежденной стены здания между стеной и щитом предусмотрен зазор для материала усиления стены или для утеплителя ее.

В зависимости от тяжести повреждения стены распорные дощатые щиты ограждения установлены с одной или двух ее сторон.

Предельно допустимая длина участков опорной ветви составной стойки усиления между стяжными болтами определена зависимостью (1): где L_макс - наиобольшая длина участка опорной ветви стойки усиления между болтами, см; λ_макс - предельная гибкость элемента строительной конструкции, принятая по табл. 14, СНИП 11.25-80 "Деревянные конструкции", М., 1983; K_тр = 0,4 - 1,0 - коэффициент снижения несущей способности каменной кладки в зависимости от степени ее повреждения; см. табл. 1 - 3 "Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений", М., 1984 (1); M = 0,65 - 2,2 - коэффициент условий закрепления концов участка опорной ветви стойки; п. 4.21, СНИП 11.25-80 "Деревянные конструкции", М., 1983; I - момент инерции поперечного сечения опертых и неопертых ветвей составной стойки, см⁴; A - площадь поперечного сечения опертой ветви составной стойки, см².

С целью определения требуемой высоты подъема клиньев распорного приспособления величина осадки C, см, опертой ветви составной стойки от нагрузки, с заданной степенью, разгружающей кирпичную стену, определена зависимостью (2): где C - суммарное силовое перемещение, см, составных элементов опертой ветви стойки: нагруженной ветви, подкладки, клиньев;
P - нагрузка на опорную ветвь, кН;
L_i - длина сжатого i-го элемента опоры, см;
A_i - площадь сжатия i-го элемента опоры, см²;
E_i - продольный и поперечный модули упругости древесины, МПа;
n - число элементов опоры усиления.

Осадка опертой ветви заданной величины, C, см, выбрана клиньями распорного приспособления с нанесенными на их лицевой поверхности разметочной линии или рисков.

Разметочные линии представлены на мм-бумаге, наклеенной на установленные клинья и разрезанной по месту стыкования между собою до включения их в работу, то есть расклинивания.

С целью предупреждения выпадания отдельных кирпичей из участков поврежденной стены и повышения устойчивости здания в конструктивную схему усиления включена ограждающая сетка, выполненная в виде разреженного дощатого щита ограждения.

Дощатый щит изготовлен сборным пролетом, равным расстоянию между кромками стоек каркаса усиления.

При установке расклинивающего приспособления к нижнему торцу стойки усиления сквозные отверстия в стене и в несущем брусе опоры для пропуска стяжных болтов выполнены овальными с зазором, при этом величина зазора принята не менее величины осадки напряженной опоры - C, см.

В предложенном изобретении пространственная неизменяемость восстановленного здания обеспечена вертикальными и горизонтальными связями. Вертикальная связь представлена в виде жесткого диска, состоящего из стоек каркаса усиления и дощатого щита ограждения, установленного между стойками в распор. Горизонтальная связь выполнена в виде продольных, поперечных и пересекающихся тяжей, установленных в уровне перекрытия или покрытия здания.

Горизонтальные элементы каркаса - прогоны и/или щиты ограждения - установлены к стене здания с зазором, образованным путем их накладки на стойки каркаса усиления.

Для увеличения несущей способности и сокращения расхода древесины горизонтальные элементы каркаса изготовлены из неразрезных досок или брусков, установлены вплотную к стене здания и прижаты к ней стойками каркаса усиления с помощью натяжных болтов.

С целью предупреждения загнивания торцовых частей опорной ветви составной стойки усиления последние снабжены торцовыми пластинками из металла и гидроизоляцией.

С целью снижения показателей пожарной опасности восстанавливаемых конструкций здания элементы каркаса усиления, то есть стойки, клинья, прогоны и дощатые щиты покрыты огнезащитным материалом, например штукатуркой по дранке.

С целью ограничения распространения огня по пустотам конструкции усиления пространство между прогонами разреженного дощатого каркаса усиления заполнено легким негорючим материалом, например керамзитобетоном или минеральной ватой, обернутой полиэтиленовой пленкой.

С целью уменьшения доли периметра поперечного сечения деревянного бруса - прогона - обогревающегося в условиях огневого воздействия, прогоны разреженного распорного щита каркаса усиления изготовлены в виде брусков или досок, установленных кромкой в сторону обогреваемой поверхности конструкции усиления в условиях пожара.

Для снижения трудозатрат на устройство огнезащиты деревянных элементов рамы усиления на боковую открытую поверхность деревянных элементов каркаса усиления нанесены крупноразмерные листы огнезащитной облицовки, например гипсокартонные листы.

Следовательно, использование предлагаемого устройства усиления каменных конструкций здания обеспечивает:
- повышение эксплуатационной надежности, то есть несущей способности, огнестойкости и долговечности поврежденных конструкций здания;
- пространственную неизменяемость восстановленного здания и устойчивость поврежденных конструкций стен;
- рациональное и безопасное усиление каменных конструкций стен вследствие применения составных предварительно нагруженных стоек рамы усиления и получения комплексной каменно-деревянной конструкции, использования деревянной дранки вместо металлической сетки для закрепления огнезащитного материала на элементах усиления, применения стяжных болтов по высоте стоек усиления с шагом, предельно допустимым из условия устойчивости сжатых элементов, осуществления контроля за величиной нагружения стоек усиления;
- многофункциональность элементов усиления, включающее увеличение несущей способности каменных конструкций; обеспечение пространственной жесткости поврежденного здания; возможность устройства многослойной конструкции стены, повышающей ее теплоизоляционные свойства; предупреждение выпадания отдельных камней из поврежденной кладки установкой защитного щита - жесткого диска рамы усиления;
- снижение металлоемкости и массы элементов усиления вследствие замены арматурной стали и тяжелого бетона на древесину; снижение трудоемкости работ по усилению каменных конструкций в условиях строительной площадки; снижение сроков восстановления здания и затрат на материалы, монтаж элементов усиления и транспорт; увелечение показателей долговечности и огнестойкости элементов усиления путем конструктивной защиты древесины от гниения и возгорания.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию по новизне.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию изобретательского уровня.

На фиг. 1 изображен фасад торцовой стены одноэтажного кирпичного здания с проемами и расположением на нем деревянных стоек, прогонов и щитов ограждения устройства усиления.

На фиг. 2 - продольный разрез фрагмента стены здания, вид изнутни помещения, с расположением на нем деревянных стоек, распорного устройства и щитов ограждения.

На фиг. 3 - 7 показаны планы участков стены кирпичного здания с установленными составными стойками, щитами ограждения и досками зашивки.

На фиг. 8 - 10 - стена кирпичного здания в разрезе с элементами устройства разгружения их от веса покрытия.

На фиг. 11 - 15 показаны в двух проекциях виды дощатогвоздевых щитов ограждения усиливаемой стены.

На фиг. 16 показаны в трех проекциях теплоизоляционный навесной щит ограждения повышенной огнестойкости.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного выше технического результата.

Конструктивная схема каркаса усиления кирпичной стены 1 без ее разгружения содержит вертикальные элементы - составные деревянные стойки 2, горизонтальные элементы - деревянные брусья или доски 3, и защитно-ограждающие элементы 4. Вертикальные и горизонтальные элементы 2 и 3 каркаса соединены между собой крепежными болтами 5 с натяжными гайками и шайбами (см. фиг. 1).

Схема каркаса усиления кирпичной стены 1 с разгружением ее от строительной конструкции 6 содержит составные деревянные стойки 2 с распорным устройством 7 (с. фиг. 2). В качестве подкладки под несущие элементы покрытия используют деревянный прогон 8. Этот прогон выполнен неразрезным и является горизонтальным элементом каркаса усиления. При необходимости разгружения участка стены 1 от одной балки 6 покрытия подкладку под нее принимают в виде отрезка бруса или доски 28. Фахверковые стойки 9 применяют при уменьшении длины сборных распорных щитов ограждения 4, при использовании неразрезных досок облицовки 11 стены 1 или установке навесного щита 10 на простенке.

Для усиления кирпичной стены 1 и предупреждения выпадания кирпичей из поврежденной кладки установлены сборные распорные дощатые щиты ограждения 4, навесные щиты 10 или доски зашивки 11. Доски зашивки применены неразрезными и уложены впритык к каменной кладке или зазором для утеплителя (см. фиг. 3 и 4).

При условии примыкания стены 1 здания к колонке 12 из кирпича, бетона или металла и восприятии щитами ограждения 4 ветровой нагрузки деревянные стойки 2 каркаса усиления прикреплены к ним крепежными приспособлениями, например болтами 5 и хомутами 13 (см. фиг. 6 и 7).

Составная стойка 2 состоит из опертой ветви 14, установленной на гидроизоляционной слой 15 и фундамент 16, и ненагруженной ветви 17 (см. фиг. 8).

При отсутствии защитных щитов ограждения 4 нагруженная ветвь составной стойки выполнена в виде металлической полосы 18 (см. фиг. 9). При упрощенном варианте вместо металлической полосы 18 установлена подкладка 19 из металлла или древесины под шайбу натяжного болта (см фиг. 10).

Распорное приспособление выполнено в виде спаренных клиньев. До включения клиньев в работу определена величина осадки (С, мм) опертой ветви 14 деревянной стойки и нанесена разметочная линия 20 на поверхность пары клиньев 7. Положение клиньев до введения и после введения их в работу приведено соответственно на фиг. 11 и 12.

Конструкция сборного дощатого щита 4 ограждения представляет каркас из досок или брусков - поперечные 21 и продольные 22 ребра - с фанерными, асбестоцементными или гипсокартонными полками 23 толщиной 6 - 10 мм (см. фиг. 13).

Дощато-гвоздевой щит 4 выполнен из тонких досок 24 сплошного или разреженного типа (см. фиг. 14 и 15), однослойным с раскосами 25 или двойным перекрестным, состоящим из разреженного рабочего настила 26 и косого защитного настила 27 из тонких досок (см. фиг. 16 и 17).

Повышение огнестойкости деревянных щитов 4 получено за счет расположения брусков и досок 21 и 22 кромкою к поверхности стены, заполнения пустот легким негорючим утеплителем 29 и нанесением огнезащитного материала 30, например штукатурки по дранке (см. фиг. 18).

Сборку деревянных элементов усиления кирпичной стены здания в исполнении для длительного использования производят так:
- при необходимости укрепления и разгрузки от массы покрытия небольшого участка поврежденной стены: сначала назначают конструктивную схему, материал и размеры сечения элементов составной стойки 2, определяют места отверстий в стенке 1 и элементах стойки 2 для крепежных болтов 5, снабжают опорные участки с гидроизоляцией 15 на фундаменте 16, прикрепляют элементы стойки 2 к кирпичной стене 1, устанавливают отрезок бруса - подкладку 28 под разгружаемую опору строительной конструкции 6 и распорное устройство, например клинья 7, с последующей их подбивкой на высоту С, мм;
- при необходимости укрепления и разгрузки кирпичной стены от веса элементов покрытия всего или части здания: сначала с шагом ригелей покрытия прикрепляют к стене 1 элементы двух и более составных стоек 2, помещая торцы опертой ветви 14 на гидроизоляцию 15 и фундамент 16, затем устанавливают неразрезной прогон - подкладку 8 под строительные балки, ставят и вводят в работу распорное устройство, например клинья 7; по необходимости между несущими стойками 2 помещают фахверковые стойки 9, затем к стойкам 2 и 9 прикрепляют деревянные брусья-прогоны создавая жесткий каркас усиления, а ячейки каркаса усиления заполняют дощатыми щитами 4; укрепление кирпичной стены 1 неразрезными досками зашивки 11 исключает применение прогонов 3.

Применение предлагаемых конструктивных мер позволяет провести комплексную защиту деревянных элементов усиления от увлажнения, биоразрушения и возгорания. Вследствие этого временные крепления из древесины переводятся в разряд длительного их использования.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий;
а) средство, воплощающее завленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в строительной промышленности, а именно к устройству усиления каменных конструкций здания;
б) для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств;
в) предложенное устройство применено при усилении поврежденной несущей наружной кирпичной стены облегченной кладки части одноэтажного производственного здания размером в плане 9х81 м, шаг стропильных железобетонных балок 6 м.

Источники информации:
1. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений. - М. , Стройиздат, 1984, 36 с (п.п. 2.3 и 2.5, рис. 2, с. 13 - 15, п.п. 2.32 и 2.33, рис. 5, с. 19 - 20).

2. А.с. СССР N 1838551, МКИ 5, E 04 G 23/00. Устройство усиления зданий и сооружений кирпичной или каменной кладки. Жуков А.П., Горюнов Г.В., Макулин И.С. и др. Опубл. 30.08.93, Бюл. N 32.

Формула изобретения

1. Устройство усиления каменных конструкций здания, включающее каркас из стрежневых вертикальных элементов, соединенных с горизонтальными элементами, расположенными по крайней мере с одной стороны здания и связанных между собой стяжными болтами, проходящими через сквозные отверстия в стенке, а также ограждающую сетку, прикрепленную к вертикальным и/или горизонтальным элементам, отличающееся тем, что вертикальные элементы каркаса выполнены в виде составных деревянных стоек с распорным устройством, обеспечивающим заданную степень разгружения стены здания, натяжные болты вертикальных элементов установлены между собой на расстоянии не более предельно допустимой величины, определяемой по расчету, горизонтальные элементы каркаса выполнены из деревянных брусьев или досок и установлены с одной или обеих сторон стены здания, вертикальные и горизонтальные элементы каркаса, защищенного от возгорания, соединены между собою с образованием вертикальной связи и сетки ограждения, расположенной в плоскости стены, горизонтальные связи здания выполнены в виде элементов, прикрепленных с натяжением к стойкам каркаса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что составная стойка выполнена из двух деревянных брусьев, бревен или досок, установленных соответственно с внутренней и наружной сторон стены здания, соединенных натяжными болтами.

3. Устройство по любому из п.1 или 2, отличающееся тем, что составная стойка выполнена из конструкционной древесины и металлического накладного пояса, например полосы или швеллера, установленных соответственно с двух сторон стены здания и соединенных болтами.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что составная стойка выполнена из бруса, бревна или доски, прикрепленных к стене здания натяжными болтами.

5. Устройство по любому из пп.1, 3, и 4, отличающееся тем, что число натяжных болтов на одном неразрезном элементе составной стойки не менее двух.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каркас усиления содержит не менее двух составных стоек, соединенных в плоскости стены прогонами, щитами или связями.

7. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что размеры поперечного сечения каждой ветви составной стойки приняты конструктивно или по расчету.

8. Устройство по любому из пп.1 - 4 и 7, отличающееся тем, что сечение опертой ветви составной стойки принято по расчету на усилие сжатия от полного или частичного разгружения каменной стены.

9. Устройство по п.1 или 8, отличающееся тем, что опертые ветви составной стойки под элементы покрытия или перекрытия здания установлены в распор.

10. Устройство по любому из пп.1, 8 и 9, отличающееся тем, что опертая ветвь составной стойки нагружена путем включения в работу распорного приспособления, например клиньев.

11. Устройство по п.1 или 7, отличающееся тем, что при отсутствии нагрузки на стены здания от веса покрытия в каркасе усиления применены составные стойки с ненагруженными ветвями.

12. Устройство по п. 1 или 8, отличающееся тем, что при необходимости восприятия опертой ветвью только сосредоточенной нагрузки, например, от стропильной балки устройство усиления представлено отдельной составной стойкой с включением в работу распорным приспособлением.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорный столик для распорного приспособления, например клиньев, предусмотрен на одном из торцов опорной ветви или на любой высоте стойки.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что горизонтальный элемент каркаса усиления представлен в качестве элемента вертикальной связи здания и выполнен в виде деревянного прогона или дощатого щита.

15. Устройство по п.1 или 14, отличающееся тем, что дощатый щит выполнен в качестве распорного элемента вертикальной связи и/или ограждения части поврежденной стены здания.

16. Устройство по любому из пп.1, 14 и 15, отличающееся тем, что дощатый щит выполнен сплошным или разреженным.

17. Устройство по п. 1 или 15, отличающееся тем, что расстояние между продольными ребрами разреженного дощатого щита ограждения принято не более толщины кирпича или камня поврежденной стены, например не более 65 мм при каменной кладке из обыкновенного глиняного кирпича.

18. Устройство по любому из пп.1, 14 и 17, отличающееся тем, что зазоры между продольными ребрами разреженного щита заполнены негорючим материалом, например строительным раствором или бетоном.

19. Устройство по п.1 или 15, отличающееся тем, что дощатый щит ограждения установлен вплотную к стене здания или предусмотрен зазор для материала усиления стены или для утеплителя.

20. Устройство по п.1 или 15, отличающееся тем, что распорные дощатые щиты ограждения установлены с одной или двух сторон поврежденного участка стены здания.

21. Устройство по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что предельно допустимая длина участков опорной ветви составной стойки между стяжными болтами определена зависимостью

где L_макс - наибольшая длина участка опорной ветви стойки усиления между болтами, см;
λ_макс - предельная гибкость элемента деревянной конструкции (табл. 14, СНиП, 11.25-80);
K_тр = 0,3 - 1 - коэффициент снижения несущей способности каменной кладки в зависимости от степени ее повреждения (табл. 1 - 3 Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений, М., 1984);
М = 0,65 - 2,2 - коэффициент условия закрепления концов участка опорной ветви (п. 4.21 СНиП 11.25-80 "Деревянные конструкции");
J - момент инерции поперечного сечения опертых и неопертых ветвей составной стойки, см⁴;
А - площадь поперечного сечения опертой ветви составной стойки, см².

22. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что величина осадки опертой ветви составной стойки от нагрузки, с заданной степенью, разгружающей стену, определена зависимостью

где С - суммарное силовое перемещение элементов опертой ветви стойки, см;
Р - нагрузка на опертую ветвь стойки, кН;
L_i - длина сжатого i-го элемента опоры, см;
A_i - площадь сжатия i-го элемента опоры, см²;
E_i - продольный и поперечный модули упругости древесины, мПа;
n - число элементов опоры усиления.

23. Устройство по п.1 или 22, отличающееся тем, что осадка опертой ветви заданной величины выбрана клиньями распорного приспособления с нанесенными на их лицевой поверхности разметочными линиями или рисками.

24. Устройство по п.1 или 23, отличающееся тем, что разметочные линии представлены на миллиметровой бумаге, наклеенной на установленные клинья и разрезанной по месту стыкования между собой до включения их в работу, т.е. расклинивания.

25. Устройство по п.1 или 16, отличающееся тем, что ограждающая стенка представлена в виде разреженного дощатого щита ограждения.

26. Устройство по любому из пп.1, 14 и 25, отличающееся тем, что дощатый щит ограждения изготовлен сборным пролетом, равным расстоянию между кромками стоек каркаса усиления.

27. Устройство по п. 1 или 10, отличающееся тем, что при установке расклинивающего приспособления с нижнего торца составной стойки сквозные отверстия в стене и в опорной ветви для пропуска стяжных болтов выполнены овальными с зазором, при этом величина зазора принята не менее величины осадки нагруженной опоры.

28. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пространственная неизменяемость восстанавливаемого здания обеспечена вертикальными и горизонтальными связями.

29. Устройство по п.1 или 28, отличающееся тем, что вертикальная связь здания принята в виде жесткого диска, состоящего из стоек каркаса усиления и щитов ограждения, установленных между стойками в распор.

30. Устройство по п.1 или 28, отличающееся тем, что горизонтальная связь выполнена в виде продольных, поперечных и пересекающихся тяжей, установленных в уровне перекрытия или покрытия здания.

31. Устройство по п.1 или 14, отличающееся тем, что горизонтальные элементы каркаса - прогоны и/или щиты ограждения - установлены к стене здания с зазором, образованным путем их накладки на стойки каркаса усиления.

32. Устройство по п.1 или 14, отличающееся тем, что горизонтальные элементы каркаса изготовлены из неразрезных досок или брусков, установлены вплотную к стене здания и прижаты к ней стойками каркаса усиления с помощью натяжных болтов.

33. Устройство по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что торцовые части опорной ветви составной стойки снабжены пластинками из металла и гидроизоляцией.

34. Устройство по любому из пп.1, 7, 14 и 15, отличающееся тем, что элементы каркаса усиления покрыты огнезащитным материалом, например штукатуркой по дранке.

35. Устройство по п.1 или 34, отличающееся тем, что пространство между прогонами разреженного дощатого щита каркаса усиления заполнено легким негорючим материалом, например керамзитобетоном или минеральной ватой, обернутой полиэтиленовой пленкой.

36. Устройство по п.1 или 35, отличающееся тем, что прогоны разреженного распорного щита каркаса усиления изготовлены в виде брусков или досок, установленных кромкой в сторону обогреваемой поверхности конструкции усиления в условиях пожара.

37. Устройство по п.1 или 35, отличающееся тем, что на открытую поверхность деревянных элементов каркаса усиления нанесены крупноразмерные листы огнезащитной облицовки, например, гипсокартонные.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18