Vynález 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 úpravu 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 i dodatečně nové požadavky na zvětšení 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 ohybové 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 změn 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 nekontrolovatelné a hodnota předpínací síly je obtížně kontrolovatelná. Stejné nedostatky vykazuje řešení podle patentu US 5671572, určené pouze pro betonové nosníky.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje nosník se zvětšenou únosností podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k nosníku je z boku rovnoběžně s jeho podélnou osou upevněna soustava prvků s ohybovou tuhostí, tvořená dvěma prvky umístěnými od konců nosníku, a jedním prvkem umístěným s přesahy souměrně nad jejich roztečí, přičemž upevnění všech prvků k nosníku je provedeno u jejich konců v upevňovacích bodech.V oblasti podélné mezery mezi dvěma prvky umístěnými od konců nosníku a prvkem nad jejich roztečí je u vnitřních konců spodních prvků svislými šroubovými spoji vyvozena svěrná síla pro vytvoření svislých sil v upevňovacích bodech prvků pro vytvoření předpětí v soustavě prvků, způsobujících v součtu v nosníku ohybové momenty opačného smyslu než momenty od zatížení.

Ve výhodném provedení mohou být v podélné mezeře mezi prvky umístěnými od konců nosníku a prvkem umístěným nad jejich roztečí u jeho konců vloženy klíny, čímž se zvětšuje předpětí v soustavě prvků.

Zvětšení únosnosti nosníku je dosaženo tím, že svislými šroubovými spoji a klíny jsou do soustavy prvků zavedeny trvalé vnější síly, které se v upevňovacích bodech projeví jako svislé síly pro vytváření předpětí v soustavě prvků, způsobující v nosníku ohybové momenty opačného smyslu než momenty od zatížení nosníku.

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

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže objasněn na výkresech, kde na obr. 1 je schematický pohled na nosník se spojitým zatížením s vyznačením sil působících na nosník, na obr. 2 je příčný řez B-B z obr. 1 a na obr. 3 je příčný řez A-A z obr 1.

Příklad provedení vynálezu

V příkladu je uveden nosník se zvětšenou únosností podle vynálezu. Nosník 1 je tvořen dřevěným stropním trámem se spojitým zatížením. K nosníku 1 je z boku v upevňovacích bodech 3 připojena soustava prvků 2 s ohybovou tuhostí, tvořená válcovanými profily U. Soustava prvků 2 je tvořena prvkem 2.1, umístěným s přesahy nad roztečí dvou prvků 2.2, umístěných od konců nosníku 1 podél jeho spodní hrany. Upevnění prvků 2,1 a 2.2 k nosníku 1 je provedeno na jejich koncích průběžnými šrouby 6 s podložkou 7 a matkou 8. V místech přesahů je mezi prvky 2Λ. a 2.2 vytvořena podélná mezera, která je u konců prvku 2.1 cíleně zvětšena vloženými klíny 12. U konců prvků 2.2 uvnitř přesahů jsou svislé šroubové spoje 13 vytvořené šroubem 9 , matkou 10 a šikmými podložkami 11. Šroubovými spoji 13 mezi prvky 2.1 a 2.2 je vyvozena požadovaná svěmá síla pro vytvoření svislých sil 4, 5 v upevňovacích bodech 3 pro vytvoření předpětí v soustavě prvků 2, a způsobujících v součtu v nosníku 1 ohybové momenty opačného smyslu než momenty od zatížení.

Průmyslová využitelnost

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