Сталезалізобетонна конструкція підсилення

Реферат: Сталезалізобетонна конструкція підсилення сталевих балок із дефектами чи пошкодженнями у вигляді однобічних вирізів у полицях при відновленні експлуатаційних властивостей (технічного стану). Гнучкими анкерами забезпечується сумісна робота бетону підсилення та сталевої балки без зміни її габаритних розмірів при одночасному якісному підвищенні жорсткості і несучої здатності такого конструктивного елемента. UA 67776 U (54) СТАЛЕЗАЛІЗОБЕТОННА КОНСТРУКЦІЯ ПІДСИЛЕННЯ UA 67776 U UA 67776 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі будівництва, зокрема до несучих горизонтальних елементів каркаса будівлі (балок). Пропонується сталезалізобетонна конструкція підсилення сталевих балок, що знаходяться в експлуатації та мають суцільну поверхневу корозію, а також дефекти чи пошкодження у вигляді однобічних вирізів у поличці. Запропонована конструкція може бути використана при виконанні комплексу заходів із відновлення експлуатаційних властивостей (технічного стану) несучих сталевих балок, що мають дефекти та пошкодження, при капітальному ремонті або реконструкції промислових і цивільних будівель. Як відомо, наявність у сталевих балках суцільної поверхневої корозії, а також дефектів або експлуатаційних пошкоджень у вигляді вирізів у полицях приводить до зменшення фактичної площі перерізу нетто та відповідного зниження несучої здатності, що згідно з діючими нормативними документами враховується при виконанні перевірочних розрахунків та встановленні категорії технічного стану таких конструктивних елементів. Аналогом корисної моделі є конструкція підсилення сталевих балок з обетонуванням відкритих порожнин [1]. Але на відміну від корисної моделі конструкція цього аналога не дозволяє забезпечити надійну сумісну роботу сталі та бетону внаслідок відсутності додаткових спеціальних конструктивних заходів. До іншого аналога корисної моделі можна віднести згинальні несучі конструкції двотаврів з порожнинами, заповненими бетоном [2], армованих звареними арматурними каркасами з поздовжньою арматурою періодичного профілю й П-подібними хомутами, привареними до стінки двотавра. Проте цей аналог належить до нового будівництва, а не до капітального ремонту чи підсилення будівельних конструкцій з дефектами та пошкодженнями, наявність яких призводить до виникнення в пошкоджених перерізах складних видів деформацій. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити ефективну та надійну конструкцію підсилення сталевих балок, що знаходяться в експлуатації та мають дефекти чи пошкодження у вигляді однобічних вирізів у полиці (полицях) та суцільну поверхневу корозію перерізу. Наявність таких типів дефектів (пошкоджень) у сталевих балках (зокрема двотаврових) приводить до виникнення в пошкоджених перерізах складних видів деформацій: косого згину з обмеженим крученням. Це зумовлено зміною геометричних характеристик (зміщення центра згину, повороту головних осей), послаблених вирізами перерізів та набуттям розглядуваними прокатними профілями характерних ознак тонкостінних стрижнів через втрати площі перерізу (зменшення товщини стінки та полиць) внаслідок суцільної поверхневої корозії металу. Суть конструкції корисної моделі полягає в застосуванні як матеріалу підсилення бетону, яким заповнюються відкриті порожнини сталевої балки, що в утвореній таким чином сталезалізобетонній конструкції підсилення слугує жорсткою арматурою. Для забезпечення надійної сумісної роботи бетону та жорсткої арматури (включення в сумісну роботу "нового" бетону з існуючою сталевою конструкцією) застосовуються спеціальні анкеруючі пристрої, наприклад, у вигляді поперечних хомутів (гнучкої арматури, виготовленої з арматурних стрижнів), які приварюються до верхнього та нижнього поясів сталевої балки. Застосування корисної моделі при відновленні експлуатаційних властивостей (технічного стану) сталевих балок, що знаходяться в експлуатації, дозволяє якісно підвищити їх несучу здатність, деформативність та вогнестійкість, а також за рахунок забезпечення сумісної роботи сталі та бетону зменшити вплив наявних дефектів та пошкоджень на характер напруженодеформованого стану таких конструктивних елементів, а саме: - запобігти виникненню в пошкоджених перерізах сталевої балки деформацій обмеженого кручення, розвиток яких призводить до виникнення додаткової групи нормальних і дотичних напружень та суттєвого зниження несучої здатності елемента; - збільшити площу та жорсткість перерізу, зменшити вплив косого згину через зменшення кута прикладання зовнішнього навантаження внаслідок зміни геометричних характеристик перерізу (повороту головних осей). Конструктивне забезпечення надійної сумісної роботи бетону підсилення та сталевої балки, що підсилюється, дозволяє в утвореному при підсиленні елементі отримати нові якісні ознаки, які притаманні сталезалізобетонним конструкціям: підвищення несучої здатності комплексного перерізу (конструкції) порівняно з сумарною несучою здатністю сталевого прокату та бетону за умови їх окремої роботи. Порівняно з підсиленням шляхом приварювання додаткової пластини до поличок двотавра у місці вирізу, корисна модель має наступні переваги: - мінімальні витрати матеріалу; - можливість виконання ремонтних робіт безпосередньо на будівельному об'єкті без повного розвантаження існуючої конструкції перекриття; - підвищення місцевої стійкості стінок і поличок сталевої балки; 1 UA 67776 U 5 10 15 20 25 - підвищення вогнестійкості сталевої балки; - підвищення корозійної стійкості внутрішніх частин сталевої балки; - збільшення несучої здатності та жорсткості без зміни габаритних розмірів поперечного перерізу. На фіг. 1 зображено сталезалізобетонну конструкцію підсилення сталевої двотаврової балки 1 з однобічним послабленням у вигляді вирізу в полиці 2. Підсилення виконується шляхом заповнення бетоном 3 відкритих бокових порожнин 4 двотавра. Забезпечення сумісної роботи бетону підсилення 3 з існуючою сталевою балкою 1 здійснюється за допомогою С-подібних сталевих анкерів 5, 6, що приварюються горизонтальними зварними швами до внутрішніх сторін поличок та стінки двотавра 1. На фіг. 2 показаний поздовжній переріз сталезалізобетонної конструкції підсилення. На фіг. 3 зображено вид зверху на двотаврову балку підсилення 1 із однобічним вирізом 2 у верхній поличці. На фіг. 4 та фіг. 5 показані поперечні розрізи 1-1 і 2-2 утвореної сталезалізобетонної балки підсилення. Зовнішні частини двотавру, що залишилися відкритими після підсилення, захищаються відповідно до вимог СНиП 2.03.11-85. Катет зварних швів анкерних засобів до сталевої балки повинен бути не менше ніж 4 мм і не більше від товщини полички двотавра підсилення. Крок встановлення анкерних засобів 5 визначають із умов забезпечення сумісної роботи двотавра та бетону. Клас бетону підсилення повинен бути не нижче від В15. Джерела інформації: 1. Мальганов А.И. Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий: атлас схем и чертежей / А.И. Мальганов, B.C. Плевков, А.И. Полищук. - Томск: Том. ун-т, 1990. - 456 с. 2. Стороженко Л.І. Несучі конструкції зі сталевих двотаврів із бічними порожнинами, заповненими бетоном / Л.І. Стороженко, С.В. Яхін // Наук.-техн. зб. "Комунальне господарство міст. Серія: технічні науки". - Харків: ХДАМГ, 2001. - Вип. 33. – С. 59-62. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Сталезалізобетонна конструкція підсилення сталевих балок із дефектами чи пошкодженнями у вигляді однобічних вирізів у полицях при відновленні експлуатаційних властивостей (технічного стану), яка відрізняється тим, що гнучкими анкерами забезпечується сумісна робота бетону підсилення та сталевої балки без зміни її габаритних розмірів при одночасному якісному підвищенні жорсткості і несучої здатності такого конструктивного елемента. 2 UA 67776 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3