Подвійна шпренгельна затяжка для підсилення залізобетонної балки

Реферат: UA 97990 U UA 97990 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до будівництва, а саме до пристроїв для збільшення міцності та тріщиностійкості залізобетонних згинальних пролітних конструкцій. Відома конструкція підсилення, що складається із двогілкової шпренгельної затяжки, обпертої в місцях перегину на шарнірні опори з жорстких циліндрів на підкладках, та закріплену кінцями у верхній частині торців балки, яка включається в роботу шляхом напруження стержнів, наприклад стягуванням горизонтальних гілок, між опорами, під нижньою граню балки за допомогою стяжного болта [1]. Недоліком такого типу конструкції є те, що від натягу затяжки в місці її кріплення до торців згинального елемента виникають горизонтальні складові реакції опори, які викликають додаткові пари сил на кінцях балки, що додатково завантажують конструкцію згинальним моментом, який обтискає верхні стиснуті фіброві волокна та розтягує нижні - розтягнуті. Також, для влаштування кріплення кінців затяжки у верхній частині торців, необхідно пробивати бетонне тіло плит перекриття чи покриття, що спираються на балку. Найбільш близьким технічним рішенням до запропонованого є пристрій для підсилення залізобетонної балки, що включає попередньо напружену двогілкову шпренгельну затяжку, закріплену на торцях балки у верхній її частині та обперту в місцях перегину на рухомі вздовж осі балки шарнірні опори з упорним циліндром і опорною підкладкою. Кожна гілка такої конструкції виконана з додатковими тяжами, закріпленими в місцях перегину затяжки. Додаткові тяжі також перегинаються і в місцях перегину обпираються на нижню грань балки через нерухомі шарнірні опори. Кінці додаткових тяжів також кріпляться до торців балки, дещо нижче нейтральної осі [2]. Недоліками найближчого аналога є створення горизонтальної складової зусилля від натягу затяжки у верхній частині торця балки, що викликає на кінцях згинального елемента пари сил, які додатково завантажують його згинальним моментом. Зусилля від додаткових тяжів, що кріпляться нижче нейтральної осі до торця, створюють розвантажувальну пару сил, але вона не може повністю компенсувати завантажувальні моменти на опорах. Крім того, для кріплення похилих гілок у верхній частині торця - необхідно мати вільний доступ до верхньої грані згинального елемента, тобто, при наявності панелей покриття чи перекриття їх необхідно частково пробивати, що призупиняє експлуатацію приміщення та вище розміщеного поверху. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення несучої здатності та тріщиностійкості залізобетонних балок, зменшення їх прогинів, а також зниження трудомісткості при монтажі конструкції підсилення та поліпшення умов її встановлення без зупинки експлуатації будівлі чи споруди. Поставлена задача вирішується тим, що конструкція підсилення включає дві попередньо напружені двогілкові шпренгельні затяжки, розміщені на різних рівнях, які обперті в місцях перегину на шарнірні опори з жорстких циліндрів та опорних підкладок під ними; кінці затяжок прикріплені до жорстких коромисел, які з'єднані з торцями балки в нижній їх частині шарнірними нерухомими опорами, з жорстких циліндрів на опорних підкладках. Корисна модель пояснюється кресленням, де зображена залізобетонна однопролітна вільно обперта балка, з подвійною шпренгельною затяжкою. 1 - залізобетонна однопролітна вільно обперта балка; 2 - верхня шпренгельна затяжка; 3 - нижня шпренгельна затяжка; 4 - шарнірні опори верхньої шпренгельної затяжки; 5 - високі шарнірні опори нижньої шпренгельної затяжки; 6 - жорсткі коромисла; 7 - шарнірні опори жорстких коромисел; 8 - стяжний пристрій верхньої шпренгельної затяжки; 9 - стяжний пристрій нижньої шпренгельної затяжки. Залізобетонна однопролітна балка 1 підсилюється встановленням подвійної шпренгельної затяжки симетрично з кожного боку вздовж неї, яка складається з верхньої шпренгельної затяжки 2, яка кріпиться кінцями до верхньої грані жорсткого коромисла 6 та обпирається в місцях перегину на шарнірні опори 4 з жорстких циліндрів та підкладок, та нижньої шпренгельної затяжки 3, котра кінцями кріпиться до нижньої частини жорсткого коромисла 6 та обпирається в місцях перегину на високі шарнірні опори 5. Жорсткі коромисла 6 кріпляться до шарнірних нерухомих опор 7 на торцях нижче нейтральної лінії балки 1. Верхні шпренгельні затяжки 2 стягуються будь-яким натяжним пристроєм 8. Стяжним пристроєм 9 стягуються нижні шпренгельні затяжки 3, котрі розміщуються нижче верхніх 2на 5-10 см, що забезпечує можливість натягування та не створює тертя між ними. 1 UA 97990 U 5 10 15 20 При встановленні конструкції підсилення гілки затяжки натягуються, викликаючи зусилля від натягу, що діють на балкову конструкцію та змінюють її статичну схему роботи. Вертикальні сили направлені вгору, що виникають в місцях перегину стержнів, збільшують несучу здатність елемента по похилих перерізах, зменшуючи значення поперечної сили, а також викликають згинальні моменти в нормальних перерізах балки, які протидіють згинальним моментам від зовнішнього навантаження. Крім того, горизонтальна складова, прикладена в місці кріплення жорсткого коромисла нижче нейтральної лінії, від дії натягу затяжки, створює на опорах балки пари сил, згинальні моменти яких розтягують верхні стиснуті фіброві волокна, та стискають нижні - розтягнуті. Оскільки кріплення затяжки на торцях виконується в нижній їх частині, то з'являється можливість монтування конструкції підсилення без порушення цілісності покриття обпертого на балку. Використання запропонованої конструкції підсилення залізобетонних балок дозволить підвищити їх несучу здатність по нормальних перерізах на дію згинальних моментів від зовнішнього навантаження в 2-4 рази, та по похилих перерізах на дію поперечної сили в 2-3,5 разу, підвищить загальну тріщиностійкість конструкції та зменшить її прогини, а також обмежить необхідність руйнування плит перекриття чи покриття, що спираються на балку. Джерела інформації: 1. Онуфриев Н.М. Усиление железобетонных конструкций зданий и сооружений / Николай Михайлович Онуфриев. - Л.: Стройиздат, 1965. - С. 134, 135. 2. Пат. 1170097 СССР, МПК Е 04 G 23/02 Устройство для усиления железобетонной балки / Волгоградский инженерно-строительный институт; патентовладелец Буш И.Ф., Гарагаш Б.А.,. 3705278; заявл. 24.02.1984; опубл. 30.07.1985, Бюл. № 28. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Подвійна шпренгельна затяжка для підсилення залізобетонної балки, що включає попередньо напружену двогілкову шпренгельну затяжку, закріплену на торцях балки у верхній її частині та обперту в місцях перегину на рухомі вздовж осі балки шарнірні опори з упорним циліндром та опорною підкладкою, і кожна гілка такої конструкції виконана з додатковими тяжами, закріпленими в місцях перегину, яка відрізняється тим, що включає дві попередньо напружені двогілкові шпренгельні затяжки, розміщені на різних рівнях, які обперті в місцях перегину на шарнірні опори з жорстких циліндрів та опорних підкладок під ними; кінці затяжок прикріплені до жорстких коромисел, які з'єднані з торцями балки в нижній їх частині шарнірними нерухомими опорами, з жорстких циліндрів на опорних підкладках. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2