Шпренгельная балка

Авторы патента:

Леонтьев Александр Григорьевич (RU)

E04C3/12 - деревянные, например армированные (E04C 3/292 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2512147:

Леонтьев Александр Григорьевич (RU)

Изобретение относится к строительству, в частности к клееным шпренгельным балкам. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости балки. Балка состоит из корпуса и шпренгеля с креплениями. В качестве шпренгеля использован стальной трос, натягиваемый внутри корпуса балки, содержащей продольные стенки, торцевые и промежуточные ребра жесткости, между боковыми креплениями, располагаемыми на торцевых ребрах жесткости. Крепления выполнены в виде хомутов, скоб, болтов или глухарей с крюками, удерживающими периферийные концевые петли троса. Натяжной механизм троса состоит из винтового ниппеля, оснащенного с одной стороны левой, а с другой - правой наружными резьбами и регулирующей силу натяжения гайкой, для чего винтовой ниппель вкручивается в концевые трубки стального троса, также оснащенные с одной стороны левой, а с другой - правой внутренними резьбами, с устройством в корпусе балки в месте расположения регулирующей гайки монтажного проема, а в промежуточных ребрах жесткости - проходных отверстий. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в производстве деревянных клееных составных балок.

Известно, что для улучшения прочностных характеристик строительных конструкций из дерева и, в частности, балок применяют шпренгели, нагели, тяжи и другие виды элементов усиления, в том числе вклеиваемые в древесину металлические стержни (см., например, Проектирование и расчет деревянных конструкций: Справочник / Под ред. И.М. Гриня. - К.: БУДИВЭЛЬНЫК, 1988. - С.31-40; 68-87).

Многообразие таких элементов усиления дополняется, однако, сложностью изготовления упрочняемых балок, а также недостаточностью степени их универсальности, унификации, типизации и индустриальности.

Известна деревянная шпренгельная балка по авт.св. СССР на изобретение (№1789628, Е04С 3/12, заявит. ЦНИОЭИ строительных конструкций, опубл. 23.01.1993), включающая шпренгель, стенки, стойки, опорные и соединительные детали, а также вклеевыемые в древесину металлические стержни.

Такая конструкция позволяет повысить несущую способность балки, но в то же время, это изделие не отличается ни универсальностью, ни простотой изготовления, ни надежностью, ни работоспособностью, ни долговечностью.

Известны предварительно напряженная металлодеревянная балка и способ ее предварительного напряжения по авт. св. СССР на изобретение (№1761897, Е04С 3/18, Е04С 3/292, заявит. ЦНИОЭИ строительных конструкций, опубл. 15.09.1992), в которых используется набор клееных досок, армирующий элемент, концевые упоры, анкеры и связи усиления, а также задействованы операции по постановке, закреплению и напряжению арматурного элемента.

Однако известные устройство и способ его осуществления отличаются чрезмерной сложностью, лишены опций универсальности и не вписываются в конструктивные схемы и технологические наработки, применяемые в современном строительстве.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению являются шпренгельные балки по патенту Российской Федерации на изобретение (№№2276240 и 2276241, Е04С 3/12, патентобл. Казанская ГАА, опубл. 10.05.2006), состоящие из корпуса и шпренгеля с боковыми креплениями.

Известные балки обеспечивают повышение их коррозионной стойкости, однако не характеризуются универсальностью и не претендуют на улучшение таких показателей, как несущая способность, прочность, жесткость и пространственная устойчивость.

Задачей предполагаемого изобретения является достижение универсальности конструктивной схемы балки, повышение ее несущей способности, прочности, жесткости и пространственной устойчивости по сравнению с известными техническими решениями.

Такой технический результат достигается тем, что в шпренгельной балке, состоящей из корпуса и шпренгеля с боковыми креплениями, в качестве шпренгеля принят стальной трос, натягиваемый внутри корпуса балки, содержащей продольные стенки и торцевые и промежуточные ребра жесткости, между боковыми креплениями, располагаемыми на торцевых ребрах жесткости на высоте, составляющей 1/3 часть ее полной высоты, причем эти крепления выполнены с использованием хомутов, скоб, болтов либо глухарей с крюками, удерживающими периферийные концевые петли стального троса, натяжной механизм которого состоит из винтового ниппеля, оснащенного с одной стороны левой, а с другой - правой наружными резьбами и регулирующей силу натяжения стального троса гайкой, для чего винтовой ниппель вкручивается в концевые трубки стального троса, также оснащенные с одной стороны левой, а другой - правой внутренними резьбами, с устройством в корпусе балки в месте расположения регулирующей гайки монтажного проема со съемной крышкой, а в промежуточных ребрах жесткости - проходных отверстий. Кроме того, в зависимости от конструктивного исполнения, массы и размеров балки выполняющий функции шпренгеля стальной трос дополняется вторым, третьим и большим количеством тросов, располагаемых параллельно друг другу на высотах, составляющих, например, при двух тросах 1/3 и 2/3, трех - 1/4, 2/4 и 3/4, четырех тросах - 1/5, 2/5, 3/5 и 4/5 части от полной высоты балки, и(или) тросами, располагаемыми в каждой ее секции, то есть в пространстве между продольными стенками балки с устройством в месте расположения регулирующих гаек монтажного проема со съемной крышкой, в опорных ребрах жесткости - боковых креплений, а в промежуточных ребрах жесткости - проходных отверстий, причем в качестве материала шпренгеля и, в частности, его тросов, принимаются, например, полипропилен, полиамид и металлопластики круглого, овального и прямоугольного сечения.

Общий вид нескольких вариантов заявляемой одноеекционной балки в разрезе по центральной продольной плоскости и ее боковое сечение приведены на фиг.1, 2 и 3, где на фиг.1 показана балка с одним тросом, на фиг.2 - двумя, а на фиг.3 - тремя тросами. Фиг.4 иллюстрирует боковое сечение балки с двумя секциями, образованными тремя продольными стенками с проходными отверстиями в промежуточных ребрах жесткости, фиг.5 - устройство натяжного механизма, а фиг.6 - узел А натяжного механизма, включающий винтовой ниппель, концевые трубки и регулирующую гайку.

Как видно из чертежей, заявляемая балка состоит из корпуса (1), в состав которого входят торцевые и промежуточные ребра жесткости (2), продольные стенки (3), стальной трос (4) с боковыми креплениями (5) и крюками (6), монтажный проем (7) со съемной крышкой, проходные отверстия (8), периферийные и центральные петли (9) и натяжной механизм, состоящий из регулирующей гайки (10), винтового ниппеля (11) и концевых трубок (12). Боковые крепления (5) могут быть изготовлены, например, из хомутов, скоб, болтов либо глухарей с крюками (6).

Описываемая конструкция шпренгельной балки представлена ее несколькими вариантами, в которых предусматривается использование одного шпренгеля, см. фиг.1, двух - фиг.2 и 4 и трех шпренгелей - см. фиг.3, из которых видно, что каждый такой узел, то есть система тяжей, предназначенная для усиления основной несущей конструкции, состоит из стального троса (4), вставленного своими периферийными концевыми петлями (9) в периферийные же крюки (6) боковых креплений (5), расположенных на торцевых и(или) опорных ребрах жесткости (2), и натяжного механизма, включающего, в свою очередь, винтовой ниппель (11), регулирующую гайку (10) и концевые трубки (12) с центральными петлями (9). Так, на фиг.1 показано, что стальной трос (4) односекционной балки своими периферийными петлями (9) вставлен в периферийные крюки (6) боковых креплений (5), размещенных на торцевых ребрах жесткости (2), а центральные крюки (6) того же троса (4) введены в центральные петли (9), совмещенные с концевыми трубками (12) натяжного механизма. То же самое относится к нижнему шпренгелю односекционных балок, показанных на фиг.2 и 3. Изображенные там же второй и третий стальной тросы (4), параллельные первому, крепятся к опорным ребрам жесткости (2). Высота расположения таких тросов (4) h может составлять при этом 1/3, 1/4, 1/5 и менее от полной высоты балки H. Количество стальных тросов (4), как показали модельные и натурные исследования ряда несущих деревянных клееных составных балок, следует выбирать в зависимости от их конструктивного исполнения, массы и размеров в интервале от одного до пяти, причем большее количество шпренгелей приводит к усложнению процессов изготовления балок и их эксплуатации. Установлено, что если используется два стальных троса (4), то оптимальные высоты их расположения составляют 1/3 H и 2/3 H, если три, то - 1/4 H, 1/2 H и 3/4 H, если четыре, то -1/5 H, 2/5 H, 3/5 H и 4/5 H и так далее. Как видно из фиг.4, при изготовлении двух и более секционных балок стальные тросы (4) вводятся в каждую секцию. Вспомогательными конструктивными элементами заявляемой балки являются также проходные отверстия (8), устраиваемые в необходимых местах промежуточных ребер жесткости (2), и монтажные окна (7) со съемными крышками, служащие для проведения операции по натягиванию стальных тросов (4) до требуемого уровня с помощью натяжного механизма, состоящего из винтового ниппеля (11), регулирующей гайки (10) и концевых трубок (12) с центральными концевыми петлями (9), вставляемыми в центральные концевые крюки (6). Оба регулирующих элемента натяжного механизма, а именно концевые трубки (12) и противоположные части винтового ниппеля (11) имеют нарезку из левой и правой резьбы. Как видно из фиг.6, левая концевая трубка (12) и левая часть винтового ниппеля (11) имеют, например, левую соответственно внутреннюю и левую наружную резьбу, а правая концевая трубка (12) и правая часть винтового ниппеля (11), наоборот - правую наружную и правую внутреннюю резьбу. Поэтому, открыв съемную крышку монтажного проема (7) и используя гаечный ключ, можно легко и быстро, вращая регулирующую гайку (10), обеспечить требуемую степень натяжения стального троса (4).

Особенности описанной конструкции шпренгельной балки открывают широкие возможности ее использования в объектах строительства различного назначения, в том числе в практике применения деревянных клееных балок составного коробчатого или двухтаврового сечения, гнутоклееных, одно- и двухскатных с армированием отдельных элементов, со сплошными и решетчатыми стенками, в том числе не только с вертикальными, но и с наклонными ребрами жесткости. Предлагаемые варианты шпренгельной балки, благодаря их универсальности, а также улучшенным качественным показателям, охватывают в этой связи достаточно перспективные области их реализации.

1. Шпренгельная балка, состоящая из корпуса и шпренгеля с боковыми креплениями, отличающаяся тем, что в качестве шпренгеля принят стальной трос, натягиваемый внутри корпуса балки, содержащей продольные стенки, торцевые и промежуточные ребра жесткости, между боковыми креплениями, располагаемыми на торцевых ребрах жесткости на высоте, составляющей 1/3 часть ее полной высоты, причем эти крепления выполнены с использованием хомутов, скоб, болтов либо глухарей с крюками, удерживающими периферийные концевые петли стального троса, натяжной механизм которого состоит из винтового ниппеля, оснащенного с одной стороны - левой, а с другой - правой наружными резьбами и регулирующей силу натяжения стального троса гайкой, для чего винтовой ниппель вкручивается в концевые трубки стального троса, также оснащенные с одной стороны левой, а с другой - правой внутренними резьбами, с устройством в корпусе балки в месте расположения регулирующей гайки монтажного проема со съемной крышкой, а промежуточных ребрах жесткости - проходных отверстий.

2. Шпренгельная балка по п. 1,отличающаяся тем, что в зависимости от конструктивного исполнения, массы и размеров балки выполняющий функцию шпренгеля стальной трос дополняется вторым, третьим и большим количеством тросов, расположенных параллельно друг другу на высотах, составляющих, например при двух тросах 1/3 и 2/3, трех тросах - 1/4, 1/2 и 3/4, четырех тросах - 1/5, 2/5, 3/5 и 4/5 части от полной высоты балки, и(или) тросами, расположенными в каждой ее секции, то есть в пространстве между продольными стенками балки, с устройством в месте расположения регулирующих гаек монтажного проема со съемной крышкой, в опорных ребрах жесткости - боковых креплений, а в промежуточных ребрах жесткости - проходных отверстий.

3. Шпренгельная балка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала шпренгеля и, в частности, его троса принимаются, например, полипропилен, полиамид и металлопластики круглого, овального или прямоугольного сечения.

Похожие патенты:

Термобрус строительный // 2507354

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкциям профилированных брусьев. Технический результат изобретения заключается в повышении тепло- и звукозащитных свойств бруса.

Способ изготовления деревянного составного строительного бруса // 2473757

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления деревянного составного строительного бруса. .

Деревянный сборный элемент и ограждающая конструкция деревянного строения, собранная из деревянных сборных элементов // 2461687

Изобретение относится к области строительства, в частности к деревянным конструкциям, которые могут быть использованы в качестве сборных несущих элементов в деревянном домостроении для образования ограждающих конструкций: вертикальных (наружных и внутренних стен, перегородок) и горизонтальных (покрытий крыши, междуэтажных перекрытий и пола) или использованы в качестве таких несущих элементов, как балки, лаги, стропила.

Способ изготовления деревянной клееной доски и заготовка для ее изготовления // 2424112

Изобретение относится к способу изготовления деревянной клееной доски, представленному в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к заготовке для ее изготовления, представленной в ограничительной части пункта 6 формулы изобретения.

Способ изготовления клееных строительных брусьев из древесины и строительных изделий из них // 2410504

Изобретение относится к строительству, а именно к способам изготовления деревянных клееных брусьев. .

Зубчатое соединение // 2387535

Изобретение относится к зубчатому соединению в основном из деревянных частей. .

Способ изготовления деревянного клееного строительного бруса // 2381338

Изобретение относится к способам изготовления деревянных клееных строительных брусьев. .

Композиционный деревянный брус // 2357054

Изобретение относится к элементам строительных конструкций, в частности к композиционным клееным деревянным брусьям, предназначенным для использования в качестве балок, столбов и составных частей строительных блоков.

Способ изготовления металлодеревянных балок из металлического сердечника и двух деревянных обкладок и производственный модуль для его осуществления // 2354790

Изобретение относится к строительству, в частности к изготовлению металлодеревянных балок. .

Клееный деревянный брус // 2344247

Изобретение относится к элементам строительных конструкций. .

Консольная клееная балка перекрытия с усилением // 2522331

Изобретение относится к строительству, а именно к балочным несущим конструкциям перекрытий зданий, предназначенным также для устройства балконов, эркеров, террас, веранд, мансард, крылец и иных видов выступающих за наружные стены частей здания или пристроек к нему. Консольная клееная балка перекрытия с усилением включает корпус, шпренгель(и), стойки, анкерные болты, опорные и соединительные детали, ее корпусу с помощью прямоугольных ламелей придана коробчатая форма, разделенная на 5...7 секций длиной от 1 до 3 м каждая, с оборудованием их концевых участков стойками с проходными отверстиями, в которые вставляются металлические стержневые шпренгели, обеспечивающие посредством анкерных болтов или талрепов поэтапную натяжку каждой секции, начиная от середины балки и заканчивая ее консольными выступами, причем последняя является несущим конструктивным элементом зданий с внешними габаритами в ряду типоразмеров от 5×5 м до 15×15 м с выпуском консольных выступов балки за внешнюю границу стен на 1…3 м. Технический результат - повышение жесткости, прочности и устойчивости балки. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Деревянная клееная балка // 2522820

Изобретение относится к строительству, а именно к несущим балочным конструкциям зданий и сооружений различного назначения. Техническим результатом заявляемой конструкции является повышение ее несущей способности, жесткости, прочности и устойчивости. В деревянной клееной балке, содержащей собранные из ламелей на клею продольные стенки и скрепляющие их с помощью клея наклонные ребра жесткости, последние расположены впритык друг к другу под углом к горизонтальной оси балки, принимаемым в интервале от 30° до 60°, количество ламелей в каждой стенке составляет от 2 до 5, количество самих стенок - от 2 до 7, а ребра жесткости в первом и втором, втором и третьем и последующих ярусах расположены относительно друг друга в шахматном порядке. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ изготовления армированной клееной деревянной балки // 2555734

Изобретение относится к строительству, а именно к способам изготовления клееных армированных деревянных балок. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости изготовления балки. Способ изготовления заключается в том, что пазы под арматуру фрезеруются по боковым поверхностям в склеенной заготовке, которая лежит плашмя, без кантования, причем арматуру размещают внутри составного сечения. 2 ил.

Способ изготовления клееного строительного бруса и брус строительный клееный // 2565312

Изобретение относится к способу изготовления деревянного клееного бруса и к брусу, изготовленному по данному способу. Способ изготовления клееного строительного бруса заключается в образовании пакета из деревянных ламелей, смежно сопряженных по широким пластям с использованием клея, при этом широкие пласти крайних ламелей имеют продольно-ориентированные волокна древесины. Широкие пласти ламелей для внутреннего объема пакета или для его части образуют при распиле щита, который формируют из продольно-ориентированных сопряженных между собой по боковым поверхностям ламелей, при этом плоскости распила щита ориентированы под углом α≤90° к боковым поверхностям сопряжения ламелей в щит. Технический результат изобретения - улучшаются физико-механические свойства бруса вследствие различного сопротивления волокон древесины крайних ламелей и ламелей внутреннего объема бруса к действующим силовым нагрузкам, снижаются расколы, трещины, уменьшается осадка здания из бруса. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Деревянный строительный брус // 2580865

Изобретение относится к области строительства, в частности к композиционным клееным деревянным брусьям. Деревянный строительный брус состоит из склеенных вместе наружных и внутренних деревянных досок (пластин). На наружных досках брус имеет замковое соединение, которое в верхней части представлено выступом в виде трапеции, а внизу имеет канавку, повторяющую форму верхнего выступа. На верхней поверхности бруса, образованной внутренними досками, расположены небольшие выступы (зубцы), имеющие в поперечном разрезе форму треугольника, количество которых может быть разным, четным и нечетным. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной стойкости и долговечности бруса. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ усиления клеефанерной двутавровой балки // 2586362

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам усиления клеефанерных двутавровых балок. Технический результат - упрощение способа усиления и увеличение несущей способности балки. Способ усиления балки заключается в том, что по длине балки между фанерной стенкой и поясами устанавливают крепежные элементы, выполненные в виде треугольных пластин с пильчатым профилем по двум сторонам, а по центру тяжести пластин в направлении биссектрисы угла примыкания стенки и поясов балки устанавливают прижимные винты. 3 ил.

Деревянная двутавровая клееная балка // 2588520

Изобретение относится к области строительства, а именно к деревянным двутавровым клееным балкам. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности балки. Деревянная двутавровая балка содержит две деревянные полки и стенку, соединенную с полками в паз с помощью клея. Стенка выполнена в виде древесно-полимерной плиты, состоящей из композиции термопласта (полиэтилен (PE) или полипропилен (PP) или поливинилхлорид (PVC), наполнителя из отходов деревообрабатывающей промышленности в виде древесной муки или стружки мелкой фракции и добавок, регулирующих реологические и физико-механические свойства композиции, и образована двумя вертикальными плоскостями, соединенными между собой горизонтальными плоскостями с образованием при этом в стенке балки по всей длине полостей в виде четырехугольного, кругового, овального и иных геометрических форм поперечного сечения. Форма паза в полке выполнена с двойным углублением или с выступом посередине. В паз заливается клеевой состав на основе формальдегидных, эпоксидных, полиуретановых, поливинилацетатных и производных на их основе смол. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Усовершенствованная конструкционная балка, строительная система, использующая указанную усовершенствованную балку, и способ конструирования // 2623374

Настоящее изобретение относится к области строительства, в частности к балке, к строительной системе, использующей указанную балку, и способу ее конструирования. Технический результат изобретения заключается в возможности совмещения деревянной балки с железобетонными каркасными конструкциями. Балка содержит первый и второй концы и включает один или несколько крепежных элементов по меньшей мере на одном из указанных концов, установленных в продольном направлении в указанную конструкционную балку. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 ил.

Составная деревянная балка на металлических зубчатых пластинах // 2645026

Изобретение относится к области строительства, в частности к области изготовления и усиления деревянных конструкций, и может быть использовано для деревянных несущих конструкций зданий и сооружений. Балка состоит из двух и более брусьев древесины, объединенных по высоте металлическими зубчатыми пластинами по боковым поверхностям. Изготовление балок выполняется из пиломатериалов I и II сорта влажностью 12%. Металлические зубчатые пластины выполняются из оцинкованной стали. Площадь пластин уменьшается по мере удаления от опор составной балки к середине. Данная балка позволяет упростить конструкцию и снизить металлоемкость пластин, следовательно, сократить стоимость всей балки в целом. 2 ил.