НАКЛАДКА ДЛЯ РЕМОНТА БАЛКИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ

Полезная модель относится к области ремонта и восстановления работоспособности металлоконструкций подкрановых балок различного, преимущественно, коробчатого сечения, для усиления участка балки, ослабленного дефектами (сварочными швами, трещинами, вмятинами и т.д.), и демпфирования колебаний балки в целом.
Известна накладка для ремонта балки металлоконструкции (патент RU №147876), состоящая из двух вертикальных косынок трапецеидальной формы и нижнего гнутого листа, края которого представляют крепежные площадки с отверстиями под электрозаклепки, а средняя часть имеет боковой контур в виде соединенных боковых сторон и малого основания трапеции.
Недостатками данной полезной модели являются малое снижение амплитуды и недостаточное уменьшение времени затухания колебаний балки, которые обеспечиваются только за счет увеличения массы и момента сопротивления балки, а также недостаточная прочностная надежность накладки для ремонта балки металлоконструкции вследствие использования только одного нижнего гнутого листа, в котором возможны дефекты металла, приводящие к разрушению нижнего гнутого листа в процессе эксплуатации балки, усиленной накладкой для ремонта балки металлоконструкции.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей накладки для ремонта балки металлоконструкции за счет использования накладки для ремонта балки металлоконструкции в качестве демпфера вибраций, а также в увеличении прочностной надежности балки, усиленной накладкой для ремонта балки металлоконструкции, за счет снижения уровня дефектности накладки для ремонта балки металлоконструкции путем увеличения числа гнутых листов.
На фигуре 1 представлена накладка для ремонта балки металлоконструкции, на фигуре 2 изображена накладка для ремонта балки металлоконструкции, установленная на балку, на фигуре 3 показаны зазоры между гнутыми листами.
Накладка для ремонта балки металлоконструкции состоит из нижнего гнутого листа 1, средних гнутых листов 2 и верхнего гнутого листа 3. Все листы изогнуты в виде части трапеции с отогнутыми краями, которые образуют находящиеся в одной плоскости две крепежные площадки 4 для соединения гнутых листов 1, 2, 3 между собой и крепления к ремонтируемой балке. В крепежных площадках 4 в шахматном порядке расположены подготовленные отверстия 5 под электрозаклепки, с помощью которых накладка для ремонта балки металлоконструкции крепится к нижнему поясу 6 ремонтируемой балки. К верхнему гнутому листу 3 по контуру прилегания, на расстоянии друг от друга, равном ширине нижнего пояса 6 ремонтируемой балки приварены две вертикальные косынки 7, трапецеидальная форма которых соответствует боковому профилю верхнего гнутого листа 3. Между средними частями всех гнутых листов, включая нижний гнутый лист 1, средние гнутые листы 2 и верхний гнутый лист 3, установлены резиновые пластины 8.
Суммарная толщина гнутых листов 1, 2, 3 должна быть не меньше толщины нижнего пояса 6 ремонтируемой балки. Количество гнутых листов 1, 2, 3 n определяется по формуле: n=S/α (где S - толщина нижнего пояса 6 ремонтируемой балки, мм; α - толщина гнутого листа, мм). Полученное значение n округляется до целого числа в большую сторону. Толщину гнутого листа α накладки для ремонта балки металлоконструкции необходимо определять из условия жесткости гнутого листа.
Ширина накладки для ремонта балки металлоконструкции b равна ширине нижнего пояса 6 ремонтируемой балки. Высота накладки для ремонта балки металлоконструкции h определяется из расчета того, чтобы момент сопротивления сечения балки, усиленной накладкой, увеличился в 1,4…1,6 раза по сравнению с моментом сопротивления сечения балки до прикрепления накладки. Такая величина высоты накладки для ремонта балки металлоконструкции определена известным конструктивным коэффициентом безопасности для сварных конструкций. Для обеспечения необходимой жесткости высоту вертикальных косынок 7 принимают равной h/3. Толщину вертикальных косынок 7 принимают равной толщине листа вертикального пояса 9 ремонтируемой балки.
Диаметр отверстий 5 под электрозаклепки выбирают в соответствии с известными нормативными документами, регулирующими размеры отверстий для точечных сварных соединений, например, действующий ГОСТ 14776-79. Количество электрозаклепок i на одной крепежной площадке 4 определяется из формулы:
где F - растягивающая сила в нижнем поясе 6 ремонтируемой балки, Н;
d - диаметр отверстия 5 под электрозаклепку, м;
[τ] - допускаемое напряжение для электрозаклепки на срез, Па.
Полученный результат округляется до целого числа в большую сторону.
1
Длина крепежной площадки 4 нижнего гнутого листа 1 l выбирается из условия необходимости расположения на ней в шахматном порядке отверстий 5 под электрозаклепки с расстояниями между их центрами 100…200 мм.
2
Общая длина накладки для ремонта балки металлоконструкции L выбирается в зависимости от длины дефектного участка l ремонтируемой балки и рассчитывается по формуле:
Зазор между средними частями гнутых листов 1, 2, 3 определяется по формуле:
Для обеспечения предварительно напряженного состояния резиновых пластин 8 (ГОСТ 7338-90*), сумма значений фактических толщин резиновых пластин 8, расположенных между двумя средними частями соседних гнутых листов, должна быть равна 1,02с…1,03с.
Все гнутые листы 1, 2, 3 жестко скреплены друг с другом, например, с помощью шпилечных соединений (шпильки приваривают к верхним листам).
Монтаж накладки для ремонта балки металлоконструкции осуществляется следующим образом.
Накладку для ремонта балки металлоконструкции приподнимают с помощью домкратов до тех пор, пока вертикальные косынки 7 не коснутся нижнего пояса 6 ремонтируемой балки. Выполняют два продольных стыковых сварных шва 10, соединяющих вертикальные косынки 7 с нижним поясом 6 ремонтируемой балки, таким образом, чтобы вертикальные косынки 7 являлись продолжением вертикального пояса 9 ремонтируемой балки. После этого производят прижатие крепежных площадок 4 к нижнему поясу 6 ремонтируемой балки, через подготовленные отверстия 5 осуществляют установку электрозаклепок, соединяющих крепежные площадки 4 с нижним поясом 6 ремонтируемой балки.
В процессе эксплуатации балки, усиленной накладкой для ремонта балки металлоконструкции, деформированные резиновые пластины 8 будут способствовать диссипации энергии вертикальных колебаний балки.
Таким образом, заявляемая полезная модель накладки для ремонта балки металлоконструкции, по сравнению с прототипом, позволяет расширить функциональные возможности накладки для ремонта балки металлоконструкции за счет использования накладки для ремонта балки металлоконструкции в качестве демпфера вибраций, а также увеличить прочностную надежность балки, усиленной накладкой для ремонта балки металлоконструкции, за счет снижения уровня дефектности накладки для ремонта балки металлоконструкции путем увеличения числа гнутых листов.