КОНСТРУКЦИЯ УСИЛЕНИЯ СЖАТО-ИЗОГНУТОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА

Полезная модель относится к строительству, в частности к конструкции усиления сжатых или сжато-изогнутых металлических элементов, находящихся в составе эксплуатируемых зданий или сооружений. Полезная модель может быть использована для усиления строительных конструкций: колонн, стоек, элементов ферм и стержневых пространственных конструкций без применения сварки.
Наиболее близким аналогом к полезной модели является конструкция усиления сжато-изогнутого металлического элемента, включающая усиливаемый элемент с искривленной осью, расположенный внутри составной обоймы, заполненной связующим материалом (SU 1054531, 15.11.1983).
Недостатком известного решения является пониженная несущая способность из-за выполнения обоймы съемной и сложность ее центрирования относительно первоначальной оси усиливаемого элемента.
Технический результат полезной модели - повышение устойчивости высоконагруженных металлических элементов без их предварительной разгрузки.
Полезная модель поясняется чертежами, где: на фиг.1. изображена конструкция усиления сжато-изогнутого металлического элемента; на фиг.2. - сечения 1-1 и 2-2 на фиг.1; на фиг.3. - сечение 3-3 на фиг.1.
Усиливаемый сжатый или сжато-изогнутый металлический элемент (1) с искривленной или прямолинейной осью, являющийся частью строительной конструкции (2), располагается внутри составной обоймы (3), заполненной связующим материалом (4). Части обоймы соединены в стыках (5). Обойма выполнена несъемной, с сечением, симметричным относительно главных центральных осей, с внутренним размером d, превышающим размер сечения усиливаемого элемента h в направлении его наибольшего искривления на удвоенное максимальное значение стрелки искривления f, т.е.
d≥h+2f.
Ось обоймы (6) совпадает с осью, проходящей через центры тяжести опорных сечений усиливаемого элемента (7).
Полезная модель может быть эффективно использована для усиления сжато-изогнутых, внецентренно и центрально-сжатых элементов.
Примером реализации полезной модели может служить усиление стальных колонн каркаса здания многоэтажной этажерки. Необходимость усиления связана с тем, что фундаменты здания получили значительные неравномерные осадки, а в колоннах каркаса возникли дополнительные изгибающие моменты и продольные силы. При высоком уровне напряжений приварка к колоннам усиливающих элементов без предварительной разгрузки колонн невозможна. Чтобы исключить предварительную разгрузку, усиление колонн осуществляется следующим образом. Производят определение направления наибольшего искривления и измерение максимального значения стрелки искривления f усиливаемого элемента (1). Изготовляют обойму (3) так, чтобы ее внутренний размер d превышал размер сечения усиливаемого элемента h в направлении наибольшего искривления на удвоенное максимальное значение стрелки искривления. Превышение размера обоймы размера сечения усиливаемого элемента на удвоенное значение стрелки искривления позволяет разместить обойму центрально относительно первоначальной оси усиливаемого элемента. Далее выполняют установку обоймы (3), для чего скрепляют части обоймы в стыках (5), совмещая ось обоймы (6) с центрами тяжести опорных сечений усиливаемого элемента (7). Стыки (5), а также нижний торец обоймы герметизируют так, чтобы предотвратить вытекание связующего материала (4) при заполнении обоймы. Обойма заполняется связующим материалом сверху вниз или снизу вверх. В качестве связующего материала могут быть использованы: бетонные смеси, асфальтовые смеси, полимеррастворы, вспенивающиеся материалы и т.д. Для придания связующему материалу особых свойств (безусадочность, самоуплотняемость, напрягаемость, водонепроницаемость и т.д.) при его приготовлении могут использоваться специальные добавки.
Предложенная полезная модель может быть широко использована, когда применение сварки при усилении конструкций невозможно из-за высокого уровня напряжений в усиливаемом элементе, значительных коррозионных повреждениях или плохой свариваемости усиливаемого элемента.