УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСИЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Область техники
Предлагаемая полезная модель относится к строительству, а именно к устройствам и способам усиления строительных конструкций при ремонте, восстановлении или реконструкции зданий при нанесении бетонной смеси на композитные сетки и арматуры под давлением.
Уровень техники
Из уровня техники известны новые поколения армирующих материалов, выполненные из композитов на основе углеродного, и/или базальтового, и/или органического, и/или полиэфирного, и/или параарамидного, и/или метаарамидного, и/или полиакрилонитирильного волокна, и/или стекловолокна, и эпоксидного связующего, и/или латексного связующего, и/или эластомеров, и/или полиэфирного связующего, и/или винилэфирного связующего, и/или связующего на основе полиуретана, и/или связующего на основе термопластов, и/или связующего на основе эластомеров. Преимуществами подобных материалов по отношению к традиционным металлическим материалам являются прочность при растяжении, низкий вес, коррозионная стойкость, теплоизолирующие свойства, срок службы. При этом, серьезным недостатком является высокая технологичность при возведении композитных строительных элементов, подвергаемым нагрузкам, требующие применения специальных крепежных элементов, позволяющих производить закрепления указанных элементов на строительной конструкции.
Также, из уровня техники известны устройства для нанесения под давлением бетонной смеси, относящейся к набрызг-бетону или торкретбетону, на восстанавливаемую строительную конструкцию, при этом, в случае нанесения покрытия толщиной до 30 мм с использованием мелких наполнителей до 5 мм принято понимать торкретбетон, в случае же возведения грузонесущий конструкций толщиной до 150 мм и более с использованием наполнителя крупностью до 25 мм принято понимать набрызг-бетон. Известные устройства для нанесения бетонной смеси применяются, например, в патентах на изобретения РФ №2558544 от 10.08.2015 года МПК E21D 11/10 и №2449099 от 27.04.2012 года МПК E04F 21/12, кроме того известные бетонные смеси для нанесения под давлением применяются, например, в патентах на изобретения РФ №2525565 от 20.08.2014 года МПК С04В 28/04 и №2365554 от 27.08.2009 года МПК С04В 28/04. Так, попадая на восстанавливаемую конструкцию бетонная смесь заполняет имеющиеся трещины и неровности, и застывая образует монолитную структуру.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является способ восстановления несущих строительных конструкций, известный из в патентах на изобретения РФ №2484218 от 10.06.2013 года МПК E04G 23/02 включающий устройство на поверхностном слое строительных конструкций дополнительных элементов, в частности, установку на предварительно подготовленную поверхность армирующих сеток и иных армирующих элементов, из металлических или композитных материалов, с помощью сварки (электро, газо) или вязки к существующим или устанавливаемым на строительную конструкцию стержням, с последующим нанесением на них набрызг-бетона или торкретбетона с помощью давления. При этом, во время нанесения бетонной смеси на строительную конструкцию под давлением, струя смеси рассекается на по меньшей мере две струи встречая на своем пути армирующую сетку или арматуру, в результате область за сеткой или арматурой оказывается свободной от смеси, далее в процессе работ происходит смещение струи относительно описываемого места нанесения, и струя встречает аналогичную часть сетки или арматуры, в результате чего, происходит повторное деление струи, вместе с тем, чтобы нанести бетонную смесь на не охваченное ранее место необходимо чтобы раздвоенная струя достала до неохваченного места, при этом, важными показателями являются: толщина сетки или арматуры, расстояние между ячейками сетки или арматуры, а также расстояние от армирующей сетки или арматуры до поверхности строительной конструкции, первый показатель выбирают исходя из требуемых расчетных нагрузок, обычно от 2 мм до 50 мм, второй показатель выбирают при производстве сеток или плетения арматуры исходя из требуемых расчетных нагрузок, обычно от 10 мм до 50 мм, третий показатель выбирают при монтаже сеток или арматуры исходя из предыдущих двух, с тем чтобы струя смеси укрывала непокрытые смесью места под сеткой или решеткой. Кроме того, чтобы избавится от появления пустот возможно установка сетки на более большем расстоянии, нежели возможно, в этом случае струя бетонной смеси смыкается под сеткой или арматурой в процессе нанесения, но расход смеси значительно увеличивается. Таким образом, при установки сетки или арматуры согласно ближайшему аналогу, необходимо выдерживать определенной расстояние до строительной конструкции, например, с помощью линейки или лазерного уровня, а также следить за тем чтобы указанные элементы не смещались относительно строительной конструкции при нанесении бетонной смеси. Преимуществами способа восстановления указанного в ближайшем аналоге являются: предотвращение дальнейшего разрушения строительной конструкции, увеличение ее несущей способности; тогда как недостатками являются: необходимость контроля расстояния от армирующей сетки или арматуры до поверхности строительной конструкции во время их установки, возможность смещения сетки или арматуры относительно поверхности строительной конструкции во время нанесения бетонной смеси, избыточное нанесение бетонной смеси, появление пустот за армирующей сеткой при нанесении ее под давлением, трудоемкость возведения, в ввиду необходимости крепежа сетки или арматуры к соединительным элементам, недостаточность прочности конструкции, ввиду наличия пустот за армирующей сеткой при нанесении бетонной смеси.
Достоинством использования композитов при армировании сеткой или арматурой поверхностного слоя строительной конструкции является значительная прочность при растяжении, позволяющая выдерживать требуемую нагрузку без значительного увеличения массы конструкции. При этом, используемые способы крепления сетки или арматуры к строительной конструкции не позволяют производить крепление с необходимыми требованиями к расстоянию от армирующей сетки или арматуры до поверхности строительной конструкции с одновременной производительностью указанного процесса.
Раскрытие полезной модели
Технический результат настоящей полезной модели заключается в создании устройства для усиления строительных конструкций внешним армированием, предотвращающего смещение армирующего элемента относительно проектного положения при нанесение строительной смеси под давлением, с одновременным предотвращением избыточного ее нанесения, снижением или исключением полностью появления пустот в строительной смеси за армирующей сеткой при нанесение ее под давлением, а также обеспечивающего увеличение скорости монтажа строительных конструкций, и увеличении прочности конструкции.
Указанный технический результат достигается с помощью устройства для усиления строительных конструкций, включающего армирующую сетку, крепление для армирующей сетки, бетонную смесь, согласно заявленному решению крепление для армирующей сетки позволяет выполнять закрепление сетки на заданном расстоянии от поверхности строительной конструкции, в качестве которого используют дюбель-гвоздь и фиксирующую скобу, а армирующая сетка выполнена из композитного материала на основе волокна и связующего.
При этом, бетонная смесь может быть нанесена под давлением, и может относится к набрызг-бетону и/или торкретбетону.
Помимо этого, вылет дюбеля из строительной конструкции может регулировать заданное расстояние.
Кроме того, дюбель-гвоздь и/или фиксирующая скоба могут выполнены из металла или полимера.
Также, дюбель-гвоздь и/или фиксирующая скоба могут быть выполнены из композита на основе волокна и связующего.
При этом, в качестве волокна может быть использовано углеродное, и/или базальтовое, и/или органическое, и/или полиэфирное, и/или параарамидное, и/или метаарамидное, и/или полиакрилонитирильное волокно, и/или стекловолокно, а в качестве связующего может быть использовано латексное связующее, или эпоксидное связующее, или полиэфирное связующее, или винилэфирное связующее, или связующее на основе полиуретана, и/или связующее на основе термопластов, и/или связующее на основе эластомеров.
В отличие от ближайшего аналога в устройстве для усиления строительных конструкций имеются элементы для крепления композитной сетки или арматуры, позволяющие производить крепления указанных элементов на заданном расстоянии от поверхности строительной конструкции, при этом, за счет исключения сложных и трудоемких монтажных операций, таких как сварка или вязка, увеличивается скорость монтажа, без снижения прочностных характеристик, ввиду отсутствия пустот за сеткой и арматурой.
Краткое описание чертежей
Сущность заявленной полезной модели и возможность ее практической реализации поясняется приведенными ниже фигурами и описанием.
На фигуре 1 показан общий вид устройства для усиления строительных конструкций.
На фигуре 2 показан разрез крепления.
Осуществление полезной модели
Предлагаемое техническое решение полезной модели поясняется конкретным исполнением предложенного устройства для усиления строительных конструкций, однако, приведенный пример не являются единственно возможным, но наглядно демонстрируют возможность достижения данной
совокупностью существенных признаков заявленного технического результата.
Так, устройство для усиления строительных конструкций, подробно рассмотренное на фигурах 1, 2 включает композитную сетку 1, гвозди 2 и дюбели 3, фиксирующие скобы 4, имеющие отверстия для гвоздей 2, указанная композитная стека 1 находится на расстояние L от поверхности строительной конструкции 5.
Устройство для усиления строительных конструкций, рассмотренное на фигурах 1, 2, имеет следующий порядок монтажа: в поверхности строительной конструкции 5 делаются отверстия заданной глубины, в которые вставляются дюбели 3, при этом, свободные от контакта со строительной конструкцией 5 части дюбелей 3 задают необходимое расстояние от композитной сетки 1 до поверхности строительной конструкции 5, затем на стержни композитной сетки 1 устанавливают фиксирующих скобы 4, в отверстия которых вставляются гвозди 2, после чего, композитную сетку 1 устанавливают на поверхность строительной конструкции 5 используя соединение дюбель-гвоздь.
Благодаря тому, что глубину отверстий можно легко регулировать используя, например, перфоратор с выставленной с помощью упора максимальной глубиной сверления, достигается высокая скорость монтажа, при котором в заданную глубину отверстия вставляются дюбели, в которые, также с высокой скоростью устанавливаются гвозди, при этом, монтаж не требует измерение расстояния от композитной сетки 1 до поверхности строительной конструкции 5, что облегчает установку конструкции.
Также, благодаря тому, что композитная сетка 1 имеет повышенные прочностные характеристики нежели металлическая сетка того же сечения, достигается возможность использовать сетку меньшего сечения, что при нанесении бетонной смеси, относящейся к набрызг-бетону или торкретбетону, под давлением на поверхность строительной конструкции 5, обеспечивает более лучшую ее укрываемость, поскольку смесь на своем пути встречает сетку меньшего сечения.
Помимо этого, как уже отмечалось выше, использование композитной сетки 1, имеющей значительно меньший вес нежели сетки из металла, также облегчает установку конструкции.
Реализация полезной модели возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических процессов и материалов.
Проведенные патентные исследования показали, что совокупность существенных признаков полезной модели не известна из уровня техники.