КОНСТРУКЦИЯ УСИЛЕНИЯ НЕСУЩЕГО СТРОИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА, РАБОТАЮЩЕГО НА ИЗГИБ

Полезная модель относится к строительству, в частности к конструкциям усиления несущих строительных элементов, работающих на изгиб (железобетонных балок, ригелей).
Известно устройство для усиления балок, включающее шпренгель, состоящий из натяжной ветви, отогнутых ветвей, закрепленных на верхний грани балки, и промежуточных опор, выполненных в виде поворотных элементов, шарнирно-неподвижно соединенных с усиливаемой балкой, а отогнутые ветви расположены перпендикулярно к продольной оси балки и соединены с поворотными элементами с эксцентриситетом относительно оси шарнира (см. авт. свид. СССР№1174547, МПК E04G 23/00).
Известно также устройство для усиления изгибаемых конструкций, включающее шарнирно соединенные между собой наклонные и поперечные цилиндрические стержни с образованием обжимающих хомутов, верхние и нижние упорные пластины, расположенные между поперечными стержнями и соответственно верхними и нижними гранями конструкции, при этом хомуты соединены с торцом конструкции, а между собой со стороны растянутой грани последней - тяжом. Наклонные стержни хомутов попарно соединены между собой шарнирами по длине, а нижние поперечные стержни у опор соединены посредством стержневых элементов с нижней частью торца конструкции, при этом на нижних упорных пластинах смонтированы кронштейны для соединения с тяжом (см. авт. свид. СССР №1689668, МПК E04G 23/02).
Наиболее существенными недостатками описанных выше устройств является их сложность, а также наличие узлов, содержащих подвижные элементы (шарниры, муфты натяжения), которым необходимо проводить регулярное техническое обслуживание. Указанные недостатки способствуют снижению надежности этих устройств.
За прототип выбрана конструкция усиления железобетонной балки, включающая армирующий элемент, смонтированный на нижней грани балки, и элементы его крепления. Армирующий элемент выполнен в виде металлического листа, который конгруэнтен нижней грани балки и приклеен к ней. Элементы крепления выполнены в
виде двух гибких напряженных тяжей, расположенных на боковых поверхностях балки в растянутой зоне у ее нижней грани, и нижних и верхних напрягаемых вертикальных анкеров, расположенных поочередно на боковых поверхностях балки. Нижние анкеры верхними концами закреплены на гибких напряженных тягах, а нижними концами закреплены на нижней грани металлического листа, верхние анкеры верхними концами закреплены на верхней грани балки, а нижними концами закреплены на гибких напряженных тяжах. При этом нижние и верхние напрягаемые вертикальные анкеры в опорных зонах балки установлены с меньшим шагом, чем в пролете (см. авт. свид. СССР №1481359, МПК E04G 23/02).
Выбранная за прототип конструкция значительно проще, чем описанные выше аналоги. Тем не менее прототип имеет ряд недостатков. Наиболее существенным из них является высокая трудоемкость приклеивания металлического листа по всей нижней грани балки. При этом чем длиннее балки, тем выше трудоемкость. Не менее трудоемким процессом является контроль качества клеевого соединения листа по всей грани балки.
Еще одним существенным недостатком прототипа является то, что его конструкция не исключает в дальнейшем проскальзывания балки вместе с приклеенным металлическим листом относительно уголков, которые размещены поперек нижней и верхней граней балки, и с которыми связаны посредством болтовых соединений вертикальные напрягаемые анкеры. Указанное проскальзывание может привести к сверхнормативному прогибу.
Техническая задача полезной модели состояла в разработке простой в изготовлении, монтаже и работе конструкции, обеспечивающей эффективное усиление несущих строительных элементов, работающих на изгиб.
Сущность полезной модели заключается в том, что в конструкции усиления несущего строительного элемента, работающего на изгиб, содержащей смонтированный на его нижней грани армирующий элемент и элементы крепления, армирующий элемент выполнен в виде двух уголков, размещенных вдоль всей нижней грани несущего строительного элемента, и дискретно установленных пластин, которые приклеены к указанной нижней грани и жестко соединены с горизонтальными полками уголков, а элементы крепления смонтированы в зонах размещения пластин, при этом каждый элемент крепления выполнен в виде швеллера или уголка, установленного поперек верхней грани несущего
строительного элемента, и напрягаемых вертикальных анкеров, одни концы которых связаны с возможностью регулировки натяжения с указанным швеллером или уголком, а противоположные концы жестко связаны с уголками армирующего элемента.
Кроме того конструкция снабжена дополнительным армирующим элементом, который выполнен в виде двух уголков, размещенных вдоль всей верхней грани несущего строительного элемента, и дискретно установленных пластин, которые приклеены к указанной верхней грани и жестко соединены с горизонтальными полками уголков, при этом наружные поверхности горизонтальных полок уголков взаимодействуют с швеллерами или уголками элементов крепления.
Предлагаемая конструкция усиления несущего строительного элемента, работающего на изгиб, проста в изготовлении, монтаже и обеспечивает эффективное усиление, несущих строительных конструкций, работающих на изгиб (железобетонных балок, ригелей).
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид конструкции усиления несущего строительного элемента, работающего на изгиб, в частности, железобетонной балки с частичным разрезом (условно показаны только концевые части балки); на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.
Конструкция усиления несущего строительного элемента, работающего на изгиб, например, балки содержит армирующий элемент, смонтированный не ее нижней грани 1. Армирующий элемент включает два уголка 2, 3, размещенные по всей длине нижней грани 1, и дискретно установленные пластины 4, которые приклеены к нижней грани 1 и жестко соединены с горизонтальными полками уголков 2, 3. Если пластины 4 выполнены из металла, то они привариваются к горизонтальным полкам уголков 2, 3, как показано на фиг.2. Если пластины 4 выполнены из пластмассы или стеклоткани, то к горизонтальным полкам уголков 2, 3 они приклеиваются.
Количество пластин 4 и места их установки зависят от длины балки, ее технического состояния, величины и характера нагрузки на балку и определяются расчетом. Площадь каждой пластины 4 и ее материал выбираются в зависимости от используемого клеевого состава и его прочности, прочности бетона балки и ее технического состояния, а также от величины и характера нагрузки на балку.
В зонах размещения пластин 4 смонтированы элементы крепления, каждый из которых выполнен в виде швеллера или уголка 5, установленного поперек верхней грани 6 балки, и напрягаемых вертикальных анкеров 7, 8. Верхние концы анкеров 7, 8 связаны с швеллером или уголком 5 с возможностью регулировки натяжения, например, посредством резьбовых соединении 9, а нижние концы жестко связаны (приварены) с уголками 2, 3 армирующего элемента.
Описанное техническое решение эффективно для усиления несущих строительных элементов, работающих на изгиб (балок, ригелей), при реконструкции, надстройке зданий, сооружений и увеличении нагрузки на указанные строительные элементы. При этом в этих строительных элементах не выявлены дефекты, дополнительно их ослабляющие (трещины, коррозия арматуры и т.д.). В случаях, когда такие дефекты присутствуют, а также, когда класс бетона не соответствует увеличивающимся после реконструкции нагрузкам, несущая строительная конструкция, работающая на изгиб, в частности, балка снабжается дополнительным армирующим элементом, который смонтирован на верхней грани 6. Дополнительный армирующий элемент включает два уголка 10, 11, размещенные по всей длине верхней грани 6, и дискретно установленные пластины 12, которые приклеены к верхней грани 6 и жестко соединены с горизонтальными полками уголков 10, 11. При этом наружные поверхности горизонтальных полок уголков 10, 11 взаимодействуют с швеллерами или уголками 5 элементов крепления.