CZ15534U1 - Nosník se zvětšenou únosností - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká oboru stavebnictví, především oblasti oprav a rekonstrukcí stropů ve starých budovách.

Dosavadní stav techniky

Ve starých budovách, při jejich rekonstrukci, je většinou nutné provést opravu stropů, především dřevěných nosníků, jejichž únosnost se v průběhu desítek až stovek let podstatně zmenšuje mnoha vlivy, např. vlhkostí, napadením houbou atd. Často jsou v souvislosti s novým využíváním kladeny při rekonstrukci dodatečně i nové požadavky na zvýšení únosnosti stropů, z čehož přirozeně vyplývá nutnost podstatného zvětšení únosnosti stávajících nosníků.

Uvedené problémy jsou dosud řešeny známými způsoby, např. odstraněním starých stropů a jejich nahrazením novou konstrukcí, nabetonováním nových podlah a zajištěním jejich spolupůsobení se stávajícími nosníky, připojením nových dřevěných nebo ocelových prvků v porušených místech (zhlaví), odstraněním poškozených částí nosníků a jejich náhradou novými částmi, ať už dřevěnými nebo ocelovými.

U betonových a ocelových nosníků je zvýšení únosnosti řešeno buď jejich nahrazením novými nebo jejich zesílením, které se provádí připojováním nových nosných ocelových prvků. Při připojování nových ocelových prvků k nosníku jsou tyto prvky vzhledem k jejich relativně malé tuhosti nedostatečně využity.

Vyššího využití se dosahuje připojováním ocelových lan ve tvaru řetězovky nebo polygonu, případně přímých lan při spodní hraně nosníku. Po jejich ukotvení v obou zhlavích nosníku a po napnutí v kotvách působí lana proti zatížení.

Tyto způsoby zvětšování únosnosti pomocí lan mají řadu nevýhod, zejména obtížnou až nereálnou kontrolu síly v laně, značné ztráty předpětí v důsledku objemových změn nosníku a lana od teploty a dotvarování betonu, od prokluzu lan v kotvě apod.

Jako příklad uvedených nedostatků je řešení podle patentů FR 1544207 a GB 680350, kde je použití omezeno pouze pro ocelové nosníky a přesto jsou ztráty předpětí nekontrovatelné a hodnota předpínací síly je obtížně kontrovatelná. Stejné nedostatky vykazuje řešení podle patentu US 5671572, určené pouze pro betonové nosníky.

Z patentové přihlášky PV 2001-4359 je znám nosník se zvětšenou únosností, složený ze tří prvků s ohybovou tuhostí připojených k nosníku tak, že nad dvěma prvky upevněnými na svých koncích u spodní hrany nosníku je s přesahy třetí prvek, který tvoří v místě přesahů podélné mezery. V místě přesahů jsou v blízkosti konců horního prvku šroubové spoje mezi tímto prvkem a spodními prvky. Šroubovými spoji jsou vyvozeny svěmé síly vytvářející předpětí v soustavě prvků, způsobující v upevňovacích bodech svislé síly vyvolávající v součtu v nosníku ohybové momenty opačného smyslu než momenty od zatížení. Nedostatek tohoto řešení spočívá v tom, že není použitelné pro nosník s nízkou výškou profilu.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky odstraňuje nosník se zvětšenou únosností, k jehož boku je připojena sousta40 va prvků s ohybovou tuhostí spojených svislými šroubovými spoji vyvozujícími svěmé síly vytvářející v soustavě prvků předpětí a způsobující v nosníku ohybové momenty opačného smyslu než momenty od zatížení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že soustava prvků je tvořena prvky se stejným nebo rozdílným profilem a sestává ze dvojice prvků a z jednoho prvku připojených k nosníku ve dvou úrovních, přičemž v první úrovni je připojena dvojice prvků připo-1 CZ 15534 Ul jených na svých koncích k nosníku v upevňovacích bodech a vytvářejících svými konci s prvkem umístěným v druhé úrovni přesahy s podélnou mezerou.

Ve výhodném provedení je soustava tvořena jedním prvkem s větším profilem a dvěma prvky s menším profilem, přičemž prvky s menším profilem vytvářejí uvnitř prvku s větším profilem přesahy s podélnou mezerou mezi svou spodní pásnicí a spodní pásnicí prvku s větším profilem.

V upevňovacích bodech uvnitř prvku s větším profilem jsou upevněny společně oba prvky. Svislé šroubové spoje jsou umístěny u konců prvku s větším profilem.

V dalším výhodném provedení mají všechny prvky stejný profil, přičemž jeden prvek je umístěn pod roztečí dvou prvků a jeho připojení k nosníku je provedeno v upevňovacích bodech umístě10 ných pod upevňovacími body dvou prvků a svislé šroubové spoje jsou na koncích spodního prvku.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je blíže objasněno na výkresech, kde na obr. 1 je schematický pohled na nosník s prvky s rozdílnými profily, se spojitým zatížením a s vyznačením sil působících na nosník a na obr. 2 je schematický pohled na nosník s jedním prvkem ve spodní úrovni.

Příklady provedení technického řešení

Příklad 1

V příkladu je uveden nosník se zvětšenou únosností podle technického řešení, složený z nosníku I s připojenou soustavou 2 prvků vytvořenou z prvku 2.1 s větším profilem a ze dvou prvků 2.2 s menším profilem. Prvky 2.1 a 2.2 jsou tvořeny válcovanými profily U. Prvky 2.2 jsou umístěny souměrně od konců nosníku i a svými konci vytvářejí uvnitř prvku 2.1 přesahy s podélnou mezerou mezi svou spodní pásnicí a spodní pásnicí prvku 2.1. Prvky 2.2 jsou k nosníku I upevněny na svých koncích v upevňovacích bodech 3. V upevňovacích bodech 3 uvnitř prvku 2.1 jsou k nosníku 1 upevněny současně prvky 2.1 i 22. V oblasti podélné mezery u konců prvku 2,1 jsou svislými šroubovými spoji 4 vyvozeny svěmé síly 6 mezi prvky 2.1 a 22, vytvářející předpětí v soustavě 2 prvků a vyvolávající svislé síly 5, způsobující v součtu v nosníku 1 ohybové momenty opačného smyslu než momenty od zatížení. Připojení prvků 2.1, 22 v upevňovacích bodech 3 je provedeno průběžnými šrouby 7 s matkami 8 a podložkami 9. Šroubový spoj 4 je tvořen šroubem 10, matkou 11 a šikmou podložkou 12.

Upevnění soustavy 2 prvků k nosníku i zajišťuje v upevňovacích bodech 3 shodný posuv soustavy 2 prvků a nosníku I ve svislém směru.

Příklad 2

V příkladu je uveden nosník I z příkladu 1, pouze s tím rozdílem, že profily prvků jsou stejné a prvek 2,1 je umístěn pod prvky 22 a je k nosníku I upevněn v upevňovacích bodech 3, umístě35 ných pod upevňovacími body 3 na koncích prvků 22 a šroubové spoje 4 jsou umístěny na koncích prvku 2.1.

Průmyslová využitelnost

Nosník se zvětšenou únosností podle technického řešení je využitelný při opravách a rekonstrukcích stropů.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Nosník se zvětšenou únosností, k jehož boku je připojena soustava prvků s ohybovou tuhostí spojených svislými šroubovými spoji pro vyvození svěmých sil a pro vytvoření svislých sil v upevňovacích bodech, způsobujících v nosníku ohybové momenty opačného smyslu než mo5 menty od zatížení, vyznačený tím, že soustava (2) prvků, tvořených stejným nebo rozdílným profilem, sestává z dvou prvků (2.2) a jednoho prvku (2.1) upevněných k nosníku (1) ve dvou úrovních, přičemž prvky (2.2) připojené na svých koncích k nosníku (1) v upevňovacích bodech (3), vytvářejí svými konci s prvkem (2.1) přesahy s podélnou mezerou.
2. 2. Nosník podle nároku 1, vyznačený tím, že prvky (2.2) s menším profilem jsou z ío části umístěny uvnitř prvku (2.1) s větším profilem, přičemž prvky (2.2) vytvářejí svými konci uvnitř prvku (2.1) přesahy s podélnou mezerou mezi svou spodní pásnicí a spodní pásnicí prvku (2.1), přičemž prvek (2.1) i prvky (2.2) jsou připojeny společně k nosníku (1) v upevňovacích bodech (3) uvnitř prvku (2,1) a svislé šroubové spoje (4) jsou umístěny u konců prvku (2.1).
3. 3. Nosník podle nároku 1, vyznačený tím, že prvky (2.1), (2.2) mají stejný profil,

   15 přičemž prvek (2.1) je umístěn pod prvky (2.2) a jeho připojení k nosníku (1) je provedeno v upevňovacích bodech (3) umístěných pod upevňovacími body (3) prvků (2.2) a svislé šroubové spoje jsou umístěny na koncích prvku (2.1).