Консольная клееная балка перекрытия с усилением

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2522331:

Леонтьев Александр Григорьевич (RU)

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.

Известен балкон по патенту на изобретение RU №2247197 (Е04В 1/00, патентообл.: АлтГТУ им. И.И. Ползунова, опубл. 27.02.2005), содержащий площадку рамной конструкции из горизонтального и вертикальных элементов, прикрепленную к передней стене здания связями, пропущенными через отверстия в стене, с ограждением, причем стороны этой площадки, примыкающие к стене, выполнены клиновидной формы.

Такое устройство способствует относительному улучшению теплотехнических характеристик здания, однако не является универсальным и не может быть рекомендовано в силу своей сложности и трудоемкости, недостаточной работоспособности и ненадежности ни для проектирования новых, ни для реконструкции существующих зданий.

Известен балкон здания по патенту на изобретение RU №2070256 (Е04В 2/00, патентообл. Букшук А.А., опубл. 10.12.1996), включающий дверной проем, опорные балки, плиту основания, перила и крепления при помощи скоб и захватов в стене или на стене и(или) оконном проеме, а также посредством анкеров, размещенных в стене здания и(или) при помощи болтов и стержней, размещенных в отверстиях и в стене здания, а также с использованием растяжек.

Такая система, по мнению автора, обеспечивает расширение полезной площади, комфортность и эксплуатационные возможности введенных в эксплуатацию зданий, однако она также является весьма сложной, перенасыщенной конструктивными элементами и малоудобной в эксплуатации.

Известна несущая конструкция балконов или подобных элементов зданий по свидетельству на полезную модель RU №12156 (Е04В 1/00, патентообл.: Макаров И.Н., опубл.: 16.12.1999), состоящая из удерживающей и несущей частей, причем первая из них выполнена в виде двух пар распорных анкерных устройств, закрепляемых в стене здания и двух оттяжек, а вторая часть - двух балок, расположенных под углом к стене, у которых примыкающие к стене концы закреплены на одной паре распорных анкерных устройств, а свободные части балок связаны с другой парой распорных анкерных устройств посредством оттяжек.

Известная конструкция обладает достаточной работоспособностью и надежностью, однако она также не характеризуется ни универсальностью, ни рациональностью в изготовлении, ни эргономичностью.

Известна деревянная шпренгельная балка по авторскому свидетельству на изобретение SU №1789628 (Е04С 3/12, патентообл.: ЦНИиОЭИ комплексных проблем строительных конструкций и сооружений, опубл. 23.01.1993), включающая корпус, шпренгель(и), стойки, анкеры, опорные и соединительные детали.

Известной балкой обеспечивается повышение несущей способности при снижении расхода материалов, ее можно использовать в качестве консольной конструкции для устройства балконов, эркеров, террас, веранд, мансард, крылец и иных видов выступающих за наружные стены частей или пристроек зданий, однако она также не обладает ни универсальность, ни простотой и удобством в изготовлении, ни эргономичностью, ни надежностью.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение универсальности, эргономичности, простоты и удобства изготовления, повышение жесткости, прочности и устойчивости балки.

Такой результат достигается тем, что в консольной клееной балке перекрытия с усилением, включающей 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. Кроме того, в качестве шпренгелей принимаются не только металлические стержни, но и катанка, и тросы, а также ленты и канаты, выполненные из синтетики, стекло- и металлопластика либо иных видов прочных композиционных материалов, соединение которых с анкерными болтами или талрепами на выходе из стоек производится встык либо внахлест с использованием сварки, резьбовых фитингов или кольцевых разъемников; в конструктивной схеме балки принимается не менее семи комбинаций наклонного, горизонтального, параллельного и (или) перекрестного расположения шпренгельных связей для каждой секции, причем количество и размеры секций, консолей и самой балки следует выбирать согласно таблице,

Параметры	L_CT, м
	5	6	8	10	12	15
	Варианты
1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
L_б	7	9	11	7	10	12	10	12	14	12	14	16	14	16	18	17	19	21
l₀	1	1	1	2	2	2	2	2	2	2	2	2	3	3	3	3	3	3
l_к	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
n	7	7	7	5	5	5	6	6	6	7	7	7	6	6	6	7	7	7

где L_CT - длина несущей стены здания, параллельной балке, м;

L_б - длина балки, м;

l₀ - длина секции, м;

l_к - длина консоли, м;

n - количество секций; а в случае применения в качестве шпренгельных связей тросов, лент и канатов, эти средства могут усиливать балку не только в каждой ее секции, но и группировку по 2…7 секций, связывая их одной, двумя либо тремя сплошными нитями.

Особенности конструктивного исполнения заявляемой балки показаны на чертежах, где на фиг.1 описывается устройство консольного выступа и примыкающей к нему секции в разрезе, а также увеличенный узел А - место вхождения соседних шпренгелей в стойку и их соединение с анкерными болтами. На фиг.2 представлены семь возможных комбинаций компоновки всех секционных шпренгельных связей в единую шпренгельную систему балки.

Из фиг.1 видно, что предлагаемая балка состоит из (двух горизонтальных и двух вертикальных длинномерных) прямоугольных ламелей (1); коробчатая конструкция которых пересекает поперечные для нее несущие ограждающие стены (3) здания; стоек (2); шпренгелей (4) или шпренгельных связей; верхней ламели (5), корпуса (6) и консольных выступов (7) балки. На этом же чертеже выделен узел А - место вхождения соседних шпренгелей (4) в проходные отверстия (9) стойки (2) и их соединения с анкерными болтами (11). На фиг.1 выделен и увеличенный узел А, где приведены вкручиваемые в анкерные болты (11) натяжные гайки (8) и компенсирующие шайбы (10).

Таким образом, заявляемая конструкция балки представляет собой корпус (6) коробчатой формы, выполненный из 4-х длинномерных ламелей (1, 5) в том числе 2-х горизонтальных, верхней и нижней и двух вертикальных боковых. Так как такие балки предназначены в качестве несущих конструкций перекрытий зданий, а также их внешних узлов, таких как балконы, эркеры, террасы, веранды, мансарды, крыльца и так далее, то корпус (6) каждой балки заканчивается одним или двумя консольными выступами (7). Кроме того, в состав балки входят образующие ее секции стойки (2) и шпренгели (4), связанные с помощью анкерных болтов (11) в единую шпренгельную систему балки. Причем для усиления балки путем натяжки ее секций шпренгелями (4) используются анкерные болты (11), компенсирующие шайбы (10) и натяжные гайки (8), а для введения анкерных болтов (11) в стойки (2) применяются выполненные в последних проходные отверстия (9). Как видно из фиг.1, опорными деталями при этом являются сам корпус (6) балки и ее стойки (2), а соединительными деталями и одновременно элементами усиления - шпренгели (4) в комплекте с анкерными болтами (11), натяжными гайками (8) и компенсирующими шайбами (10). В качестве стоек (2) следует использовать широкие деревянные бруски, либо более узкие металлические элементы также прямоугольной формы. При этом каждый шпренгель (4) и анкерный болт (11) могут представлять собой сплошной стержневой элемент, либо элементы, соединенные друг с другом встык либо внахлест с помощью сварки или резьбовых фитингов, например муфт и гаек. Возможно также использовать шпренгельные связи из катанки и тросов. Кроме того, можно применять ленты и канаты, изготовленные из синтетических высокопрочных композиционных материалов, в том числе из стекло- и металлопластика. В таких случаях анкерные болты (11) следует соединять со шпренгелями (4) посредством кольцевых разъемников. Анкерные болты (11) можно также заменять более удобными при монтаже талрепами. Шпренгельные связи могут использоваться посекционно, то есть для усиления каждой отдельной секции, однако в случае применения для этой цели тросов, лент и канатов рекомендуются другие варианты усиления, в частности оснащение всей балки только одной сплошной нитью шпренгелей (4), либо двумя, тремя нитями, которые связывают отдельные секции нескольких (от 2 до 6) группировок согласно фрагментов в), г), д), е), ж), см. фиг.2. Из фиг.2 видно, что шпренгельные связи в каждой секции корпуса (6) балки согласно семи комбинациям от а) до ж) могут быть также одинарными и двойными, выполненными горизонтально, наклонно, либо параллельно и под углом друг к другу. Так, например, на фрагменте а) фиг.2 показано усиление первой и второй секций с левой стороны и первой и второй секций с правой стороны балки отдельными гибкими двойными шпренгельными связями, а серединной секции - обычной одинарной. На фрагменте б) показано усиление всех пяти секций одинарными связями; фрагменте в) - одинарной связью крайней левой и крайней правой секций, а трех серединных секций - отдельной тройной связью; фрагменте г) - одинарной связью серединной секции и отдельными двойными связями двух крайних левых и двух крайних правых секций с использованием установленных на верхних торцевых ребрах балки кронштейнов с роликами для шпренгельных лент или со шкивами - для шпренгельных канатов и тросов. На фрагменте г) показано усиление балки с помощью двух отдельных двойных шпренгельных связей и одной одинарной связи аналогично фрагменту а). На фрагментах е) и ж) показано использование для усиления балки двух одинарных шпренгельных связей, выполненных по ломанной линии, одна из которых усиливает (на фрагменте е)) четыре левых секции, а вторая - четыре правых секций, либо (на фрагменте ж)) каждая одинарная ломаная шпренгельная связь служит для усиления всех пяти секций балки. Одновременно каждый из всех семи описанных вариантов шпренгельной системы может представлять собой набор автономных гибких или жестких шпренгельных связей, предназначенных для усиления только одной, то есть каждой из пяти, шести или семи секций рассматриваемой балочной конструкции.

Для того чтобы смонтировать заявляемую балку в соответствии с ее конструктивной схемой и установить на отведенное ей место в перекрытии здания необходимо:

- собрать ее корпус (6) из трех (одной боковой и двух горизонтальных ламелей (1, 5);

- если шпренгели (4) каждой секции состоят из двух элементов, то соединять их следует в единый узел посредством сварки, фитингов или разъемников;

- ввести шпренгели (4) в проходные отверстия (9) стоек (2),

- вставить в участки анкерных болтов (11) компенсирующие шайбы (10) и вкрутить на несколько витков натяжные гайки (8);

- произвести натяжку всех секций, с помощью комплекта шпренгель (4), анкерный болт (11), натяжная гайка (8), начиная от центральной секции и заканчивая консольными выступами (7), поочередно и постепенно ввинчивая натяжные гайки (8) в анкерные болты (11);

- вклеить в корпус (6) балки четвертую ламель (1) и установить готовую балку в отведенное ей место в перекрытии здания.

При использовании одной сплошной нити либо двух или трех сплошных нитей шпренгельных связей с выделением для этого одной или нескольких группировок секций перечисленные выше сборно-монтажные операции сокращаются и упрощаются.

Испытание моделей балок в лабораторных условиях и балок, применяемых в строительстве домов каркасного типа в условиях постоянной эксплуатации, показали, что конструкции балок, изготовленных в соответствии с заявляемым техническим решением, отличаются от своих аналогов большей жесткостью, прочностью и устойчивостью, что обусловливает их высокую работоспособность, надежность и долговечность. Предлагаемый тип балок характеризуется также своей универсальностью, эргономичностью, относительной несложностью и удобством изготовления.

1. Консольная клееная балка перекрытия с усилением, включающая корпус, шпренгель(и), стойки, анкеры, опорные и соединительные детали, отличающаяся тем, что 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.

2. Консольная клееная балка перекрытия с усилением по п.1, отличающаяся тем, что в качестве шпренгелей принимаются не только металлические стержни, но и катанка, и тросы, а также ленты и канаты, выполненные из синтетики, стекло- и металлопластика либо иных видов прочных композиционных материалов, соединение которых с анкерными болтами или талрепами на выходе из стоек-брусков производится встык либо внахлест с использованием сварки, резьбовых фитингов или кольцевых разъемников.

3. Консольная клееная балка перекрытия с усилением по п.1, отличающаяся тем, что в ее конструктивной схеме принимается не менее семи комбинаций наклонного, горизонтального, параллельного и (или) перекрестного расположения шпренгельных связей для каждой секции, причем количество и размеры секций, консолей и самой балки следует выбирать согласно таблице,

Параметры	L_CT, м
	5	6	8	10	12	15
	Варианты
1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
L_б	7	9	11	7	10	12	10	12	14	12	14	16	14	16	18	17	19	21
l₀	1	1	1	2	2	2	2	2	2	2	2	2	3	3	3	3	3	3
l_к	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
n	7	7	7	5	5	5	6	6	6	7	7	7	6	6	6	7	7	7

где L_CT - длина несущей стены здания, параллельной балке, м;
L_б - длина балки, м;
l₀ - длина секции, м;
l_к - длина консоли, м;
n - количество секций.

4. Консольная клееная балка перекрытия с усилением по п.1, отличающаяся тем, что в случае применения в качестве шпренгельных связей тросов, лент и канатов, эти средства могут усиливать балку не только в каждой ее секции, но и группировку по 2…7 секций, связывая их одной, двумя либо тремя сплошными нитями.

Похожие патенты:

Шпренгельная балка // 2512147

Изобретение относится к строительству, в частности к клееным шпренгельным балкам. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости балки.

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. .

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.