Устройство для создания усилия натяжения в затяжках из круглой стали
DEVICE FOR CREATION OF TENSION FORCE IN STRAPS FROM ROUND STEEL

Изобретение относится к области строительства и может быть использована для повышения несущей способности каменных и железобетонных конструкций или целиком зданий при выполнении их усиления за счет обжатия и ограничения поперечных деформаций.
Известно устройство «сжим» (Мальганов А.И, Плевков B.C., Полищук А.И. «Восстановление и усиление строительных конструкций, аварийных и реконструируемых зданий» - Томск: Томский Межотраслевой ЦНТИ, 1990 - С. 188, 191) для стягивания хомутов, в котором стержни пропускаются между U-образной петлей с резьбой на обоих концах, стягивание и фиксация стержней осуществляется двумя гайками и двумя контргайками за счет прижатия их стальной пластиной с отверстиями, через которые пропущены концы U-образной петли.
Недостатком этого устройства является трудоемкий процесс контроля усилия натяжения из-за одновременного закручивания двух гаек и контргаек на требуемую величину затяжки. Данное устройство выглядит громоздким из-за наличия конструктивно необходимых выступающих за пределы затяжных гаек краев пластины.
Известно стягивающее устройство (Мальганов А.И, Плевков B.C., Полищук А.И. «Восстановление и усиление строительных конструкций, аварийных и реконструируемых зданий» - Томск: Томский Межотраслевой ЦНТИ, 1990 - С. 188), применяемое в различных изобретениях (RU 2471943 С2, МПК E04G 23/02, опубл. 10.01.2013 г.) в виде талрепа или полой муфты с внутренней резьбой по обоим концам, в которые торцами вставляются стальные затяжки с заранее нарезанной резьбой, и за счет закручивания талрепа/муфты происходит сближение концов затяжек, их удлинение и, как следствие, натяжение.
Недостатком этого устройства является трудоемкость монтажа, т.к. в этом случае длина каждой отдельной затяжки должна быть заранее определена до начала работ, а на ее конце требуется нарезать резьбу в заводских условиях. Устройство не имеет контргаек, препятствующих его раскручиванию.
Известен способ попарного стягивания стержней-затяжек ручным рычажным приспособлением (Мальганов А.И, Плевков B.C., Полищук А.И. «Восстановление и усиление строительных конструкций, аварийных и реконструируемых зданий» - Томск: Томский Межотраслевой ЦНТИ, 1990 - С. 191), с последующей их фиксацией с помощью постановки шпильки из арматурной стали.
Недостатком этого способа является ненадежный контроль величины задаваемого усилия натяжения и непредсказуемая потеря усилия натяжения при включении шпильки в работу после снятия рычажного приспособления.
Известен способ натяжения стержней-затяжек с помощью завинчивания гаек, расположенных на стальных упорах по концам стержней, применяемый в различных изобретениях (RU 2525089 С1, МПК, E04G 23/02 опубл. 10.08.2014).
Недостатком этого способа является трудоемкий процесс изготовления стальных упоров и самих стержней-затяжек, т.к. в этом случае длина каждой отдельной затяжки должна быть заранее определена до начала работ, а на ее концах требуется нарезать резьбу в заводских условиях.
Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности усиливаемой конструкции, в снижении металлоемкости, трудоемкости, повышении универсальности способов натяжения стальных затяжек при усилении строительных конструкций методом создания всестороннего обжатия, а так же на повышение точности контроля величины усилия в сближаемых стержнях-затяжках.
Для достижения этого технического результата, стягивание стальных стержней-затяжек создается устройством, выполненным в виде загнутого болта, просунутого в стальную трубку с заранее приваренной к ней петлей из стержня аналогичного болту, затягиваемой и фиксируемой в рабочем положении за счет завинчивания гайки и контргайки, расположенных на прямом участке болта и упирающихся через опорную шайбу в торец трубки. Кроме того, диаметры болта, петли, трубки, гаек и самих затяжек могут изменяться в зависимости от требуемой величины создаваемого усилия обжатия.
Отличительными признаками устройства для создания усилия натяжения в стальных стержнях-затяжках являются наличие стальной трубки с приваренной к ней петлей и исключительно простой способ натяжения и фиксации в рабочем положении за счет завинчивания гайки и контргайки, расположенных на прямом участке болта и упирающихся через опорную шайбу в торец трубки.
Приварка стягивающей петли к стальной трубке обеспечивает надежную фиксацию стягиваемых прутков и полностью исключает поворот устройства в рабочем положении. Простота установки и изготовления устройства уменьшает трудоемкость работ при усилении строительных конструкций методом всестороннего обжатия.
Благодаря наличию этих признаков создаются условия для ускорения и упрощения монтажа элементов усиления, т.к. скорость сборки и простота натяжения стальных затяжек существенно возрастает, а расход стали существенно падает. Кроме того устройство, обладает простой конструкцией, не массивно, не портит внешний вид усиливаемых сооружений, отвечает требованиям действующих норм и, при необходимости, легко демонтируется.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:
На фиг.1 - устройство для создания усилия натяжения в стальных затяжках;
на фиг.2 - схема усиления каменной или железобетонной конструкции небольшого поперечного сечения с помощью монтажа стальных затяжек и создания ими усилия обжатия;
на фиг.3 - схема усиления большой строительной конструкции или здания с помощью монтажа стальных затяжек и создания ими усилия обжатия;
на фиг.4 - разрез А-А фиг.2, 3.
Устройство (фиг.1, 2, 3, 4) для создания сил натяжения 12 в стальных стержнях-затяжках 10 включает загнутый болт 1 с резьбой 2 на прямом участке, стальную трубку 3 с петлей 4 на сварке 8, опорную шайбу 5, зажимную гайку 6 и контргайку 7. Стальные стержни-затяжки 10 располагаются между петлей 4 и загнутой частью болта 1. При закручивании зажимной гайки 6, петля 4 и загиб болта 1 сближаются, стягивая стальные затяжки 10, из-за чего в них возникают силы натяжения 12. Контргайка 7 служит для фиксации зажимной гайки 6 после создания требуемого усилия натяжения 12 в стальных затяжках 10.
Создание обжатия 13 в усиливаемой конструкции 9, или в здании целиком, осуществляется следующим образом.
На усиливаемый конструктивный элемент 9 монтируются стальные упоры 11 с закрепленными на них двумя рядами параллельных друг другу стальными затяжками 10. Устройство для создания усилия натяжения устанавливается таким образом, что бы стальные затяжки 10 оказались между петлей 4 и загнутой частью болта 1. При затягивании зажимной гайки 6, петля 4 и загиб болта 1 сближаются, сближая и одновременно растягивая стальные затяжки 10, из-за чего в них возникают силы натяжения 12. Силы натяжения 12 передаются через стальные упоры 11 на усиливаемую каменную или железобетонную конструкцию 9, повышая тем самым ее несущую способность за счет усилия обжатия 13 и ограничения поперечных деформаций. После создания необходимого усилия натяжения 12 в стальных затяжках 10, положение зажимной гайки 6 фиксируется контргайкой 7, препятствующей ее раскручиванию. Сила поперечного стягивания стержней устройством определяется по моменту закручивания гайки 6, а сила натяжения 12 стержней 10 вычисляется по закону Гука через относительные деформации и модуль упругости стали.
Простота устройства и доступность монтажа обеспечивают быстрое и точное выполнение мероприятия по созданию обжатия 13 в усиливаемой строительной конструкции 9.
Болт 1, петля 4 и трубка 3 могут иметь различные диаметры и длину. Их выбор определяется расчетом в зависимости от требуемого усилия натяжения 12, диаметром и расстоянием между стальными затяжками 10. Применение стальной трубки 3 исключает поворот устройства в монтажном положении и увеличивает надежность натяжения. Для изготовления натяжного устройства в заводских условиях или и на строительной площадке, могут использоваться обрезки (отходы) как арматурной, так и прокатной стали, а так же обрезки (отходы) стальной трубы, что уменьшает трудоемкость и металлоемкость элементов изделия. Нарезка и приварка параллельных рядов стальных затяжек 10 на упоры 11 легко осуществляется по месту в построечных условиях.
Данное предлагаемое решение является универсальным и подходит для всех типов каменных и железобетонных конструкций, когда их требуется усилить методом всестороннего обжатия с использованием стальных затяжек.
Таким образом, предлагаемое устройство для создания усилия натяжения в стальных затяжках, позволяет увеличить надежность стальных элементов усиления, снизить их металлоемкость и трудоемкость и является универсальным решением вне зависимости от типа конструкции, и количества применяемых затяжек.