CZ306711B6 - Sedlo pro předpínání nosných prvků - Google Patents

Abstract

Vynález se týká předpínání a současně zvýšení únosnosti nosníků (A) pomocí posuvného sedla (B), které zabezpečuje předpínání a současně zvyšuje únosnost nosníků (A) pomocí soustavy předpínacích lan, v případech, kde není umožněno běžné napínání na koncích zesilovaných nosníků z důvodu nedostatečného přístupu, zpravidla u střešních nebo obvodových plášťů budov, případně jiných nedostatečně přístupných konstrukcí. Sedlo (B) je posuvné, lze pomocí něj nosné prvky předepnout a eliminuje nežádoucí snížení jejich předpínací síly.

Description

Sedlo pro předpínání nosných prvků

Oblast techniky

Vynález se týká předpínání a současně zvýšení únosnosti nosníků pomocí posuvného sedla a soustavy předpínacích lan, v případech, kde není umožněno běžné napínání na koncích zesilovaných nosníků z důvodu nedostatečného přístupu.

Dosavadní stav techniky

Při zesilování nosníků externě vedenými předpínacími lany se tato lana kotví v nadpodporových oblastech do ocelových výrobků přichycených k původní konstrukci zpravidla pomocí trubkových závlačí nebo ocelovou botkou, opírající se o čela nosníků. V místě změny směru lan (oblasti B a C) se osazují další ocelové prvky, zajišťující přenos radiálních účinků od předepnutých lan do zesilovaného nosníku. Tylo předpinací prvky (deviátory, sedla) se přichycují napevno k nosníkům pomocí svorníků, či kotev. Návrh spojovacích prostředků musí zohlednit vliv horizontální složky radiálních účinků od předpětí. Odlišné silové působení z jedné a z druhé strany je dáno zejména ztrátou síly třením v úseku sedla. V důsledku této ztráty tak při napínání z jakékoli strany dochází ke snížení předpinací síly v úseku lan mezi deviátory.

Cílem vynálezu je uplatnit takové konstrukční a technologické řešení dodatečného statického zesílení nosníků předepnutím, které umožní vnesení předpínacích sil do nosníku v těch případech, kdy jsou koncové kotevní oblasti nepřístupné.

Podstata vynálezu

Sedlo pro předpínání nosných prvků, pomocí kterého působí v běžných případech předpinací lano nebo tyče na nosník, je v běžných případech neposuvné a nelze jeho prostřednictvím prvky soustavy napnout. Sedlo podle vynálezu je posuvné, lze pomocí něj nosné prvky předepnout a eliminuje nežádoucí snížení jejich předpinací síly.

Posuvné sedlo podle vynálezu sestává z dvojice vzájemně rovnoběžných bočních plechů kolmých k zemi, spojených u spodní hrany podél celé jejich délky příčným plechem, který dosedá na spodní povrch předpínaného nosného prvku. Ke každému bočnímu plechu je kolmo k jeho vnější stěně uchycen roznášecí plech kotvy, podpíraný podkotevním žebrem a opatřený vnějším táhlem. Uvnitř posuvného sedlaje vložena kluzná výstelka pokrývající vnitřní stěny bočních plechů i vnitřní stěnu příčného plechu. Posuvné sedlo je připevněno k nosníku pomocí svorníku, procházejících skrz drážku vytvořenou v každém bočním plechu nad roznášecím plechem kotvy orientovanou rovnoběžně s podélnou osou bočního plechu. Posuvné sedlo je k zesilovanému nosníku upevněno pomocí vyvrtaných otvorů do zesilovaného nosníku v místě drážky sedla, kterou prochází svorník.

Kluzná výstelka zajišťuje volný pohyb sedla vůči nosníku ve směru podélné osy jeho spodního líce. Velikost ztráty předpinací síly v automaticky dopínaném laně je závislá na velikosti tření v kluzné výstelce, přičemž nevhodně zvolený materiál kluzné výstelky může být jednou z příčin nesouladu mezi teoretickým a skutečným posunem sedla. Vhodným materiálem kluzné výstelky je např. polyethylenová folie nebo jiný termoplast. Celkové silové účinky (zejména normálové síly a radiální síly v místech změny směru vedení lan) se oproti běžné napínací soustavě nemění, jsou shodné. Délka drážek se stanoví podle předem spočítaného protažení kratších napínaných prvků soustavy umístěných mezi posuvné sedlo a bližší konec nosníku. Velikost drážky musí být navržena výpočtem.

-1 CZ 306711 B6

Oproti klasickému uspořádání přepínací soustavy (napínaná kotevní oblast - přímý úsek - deviátor - přímý úsek - deviátor - přímý úsek - nenapínaná kotevní oblast), kdy se napínací lis osazuje do kotevní oblasti u podpory nosníků, umožňuje předkládané řešení napínat soustavu z oblasti jednoho deviátoru, tedy pomocí posuvného sedla. Tím je umožněno provedení zesílení nosníků dodatečným předepnutím i při nedostupných kotevních oblastech.

Aplikace posuvného sedla na nosník se provede následujícím postupem:

Kluzné sedlo se usadí na spodní povrch zesilovaného nosníku a přichytí se pomocí svorníků, bez utažení matic, předpínací lana se provlečou skrz zámečnické výrobky, na jejich konce se připevní kotevní objímky, kratší lana se přes kotvu napnou na 10 % celkové síly P. Přitom se posuvné sedlo posune do výchozí pozice, kdy se svorníky opírají o konce drážek, orientované směrem ke kotvě. Lano se musí řádně zakotvit, jelikož následně bude již automaticky dopínáno pohybem sedla. Na kotvu se přeloží napínací lis a provede se předepnutí nosníku na požadovanou sílu P. Při navyšování vnášené síly P se současně sleduje pohyb sedla ve směru předpínání a kontroluje se, zda nedošlo k vyčerpání prostoru k pohybu vymezeného drážkami.

Posuvné sedlo pro předpínání nosníků se využívá v případech, kdy nejsou pro vnesení předpětí přístupné koncové oblasti nebo zakotvení. Napínací lis se tak osazuje přímo na kluzné sedlo, které umožní vnesení předpětí. Při samotném napínání lan procházejících z levého koncového zakotvení přes průběžný deviátor a končících v kluzném sedlu v kotvě se vlivem zajištěného posunu ve směru napínání automaticky dopínají i lana z opačné strany, tedy procházející z koncového zakotvení přímo do posuvného sedla a končící v kotvě.

Vynález je dále popsán pomocí příkladu provedení, který však žádným způsobem neomezuje jiná vhodná provedení v rozsahu nároků na ochranu.

Objasnění výkresu

Obr. 1: Celkový pohled na předpínaný vazník s koncovými zakotveními a umístěním posuvných sedel.

Obr. 2a: Boční pohled na posuvné sedlo.

Obr. 2b: Příčný řez A-A posuvným sedlem.

Příklad uskutečnění vynálezu

Experimentální ověření funkčních vlastností posuvného sedla bylo provedeno na železobetonovém střešním vazníku. Jako zkušební vazník byl použit prefabrikát proměnné výšky 1250 mm až 1700 mm na rozpětí 24,0 m. Průřez vazníku byl ve tvaru T, kde stojina proměnné výšky měla šířku 180 mm a pásnice byla konstantního průřezu výšky 300 mm a šířky 380 mm. Tvar vazníku je vyobrazen na obr. č. 1.

Vazník byl osazen předpínací soustavou, sestávající z koncových kotvení D do horní pásnice nad podporami, z neposuvného deviátoru C ve vzdálenosti 2,6 m od podpory a z posuvného sedla B, umístěného na opačné straně vazníku, taktéž 2,6 m od podpory. Z důvodu symetrie byla lana vedena z každého líce ve vzdálenosti 60 mm od stěny stojiny. Jedna dvojice lan procházela z koncového zakotvení D přes neposuvný deviátor C až do posuvného sedla B, kde byla zakotvena. Délka lan mezi kotevními objímkami činila 20,1 m, přičemž přímý úsek mezi koncovým zakotvením D a neposuvným deviátorem C činil 1,65 m, délka lan v zakřivení deviátoru C byla 0,63 m a přímý úsek mezi deviátorem C a posuvným sedlem B činil 17,82 m. Druhá dvojice lan sestávala pouze z jednoho přímého úseku mezi koncovým zakotvením D a posuvným sedlem B a to délky 1,65 m mezi kotvami 6.

-2CZ 306711 B6

Posuvné sedlo B bylo (s ohledem na sklon dílčích úseků lanového polygonu a požadovaný prostor pro osazení napínacího lisu) navrženo délky 950 mm a výšky bočních plechů 300 mm. Posuvné sedlo sestávalo z dvojice vzájemně rovnoběžných bočních plechů JjEolmo k zemi), spojených u spodní hrany podél celé jejich délky příčným plechem 2, který dosedal na spodní povrch zesilovaného vazníku. Ke každému bočnímu plechu 1 byl kolmo k jeho vnější stěně uchycen roznášecí plech 4 kotvy, podpíraný podkotevním žebrem 5 a opatřený vnějším táhlem 7. Uvnitř posuvného sedla B byla vložena kluzná výstelka 9 pokrývající vnitřní stěny bočních plechů 1 i příčného plechu 2 z teflonu. Posuvné sedlo B bylo připevněno k nosníku A pomocí svorníku 8, procházejícího skrz drážku 3 vytvořenou v každém bočním plechu 1 nad roznášecím plechem 4 kotev 6 orientovanou podélnou osou ve směru pohybu sedla B. Posuvné sedlo B bylo k zesilovanému nosníku upevněno pomocí vyvrtaných otvorů do zesilovaného nosníku v místě drážky 3 sedla B, kterou procházel svorník 8 (obr. 2a, 2b).

Na sedle B se zhotovily roznášecí plechy 4 kotev v takových vzdálenostech, aby nedošlo ke kolizi mezi osazeným lisem na jedné kotvě 6 a samotnou kotvou 6 navazujícího lana, přičemž tato podmínka platila pro umístění lisu na každou kotvu 6. Důležitým parametrem byl možný volný posun sedla B ve vodorovném směru podélné osy vazníku. Zhotovené drážky 3 pro umístění svorníků 8 umožňovali posun 40 mm. Napínací práce probíhaly následujícím postupem: Lana délky 1,65 m (mezi posuvným sedlem B a koncovým zakotvením D s osazením lisu na kotvu 6) se předběžně napnula. Napínací síla činila 20 kN/lano (10%). Sedlo B se posunulo do extrémní polohy směrem k bližší podpoře. Tím bylo zajištěno, že při samotném vnášení plné přepínací síly (200 kN) bude k dispozici možný volný posun celých 40 mm. Předběžný výpočet maximálního protažení krátkých lan, rozložený do vodorovného směru, stanovil minimální požadovanou kluznou délku 12 mm. Rezerva byla ponechána z důvodu počáteční nelineární závislosti mezi napínací silou a protažením a dále možného otlačení v kotvení koncových úponů. Poté se osadil lis na dlouhá lana (vedená z koncového zakotvení D) přes deviátor C do posuvného sedla B a proběhlo vlastní napnutí na požadovanou sílu P. Během vnášení předpínací síly se sledoval posun sedla B ve směru napínání. Celkový posun dosahoval až 20 mm. Při zpětném vynesení závislosti síly P na protažení lana a proložení lineární křivkou, dosahoval posun, během kterého se skutečně zvyšovala síla v krátkých lánech, teoreticky stanovených hodnot (± 1,0 mm). Vlastní hodnota velikosti předpínací síly v dlouhých lánech (na kterých byl osazen lis) byla kontrolována na tlakoměru hydraulického okruhu a současně se odečítalo protažení lana. Po ukončení napínání se provedla vizuální kontrola, zda nemohlo dojít k zamezení pohybu sedla vlivem opření se o svorník 8, procházející drážkami 3 v bočních plechách 1. Před vlastním napínáním byly na vazníku osazeny tenzometry a stanoveny body, kde se sledovala změna průhybu vazníku pomocí geodetického měření. Měření a jejich vyhodnocení potvrdila funkčnost posuvného sedla dle vynálezu.

Průmyslová využitelnost

Posuvné sedlo podle vynálezu zabezpečuje předpínání a současně zvyšuje únosnost nosníků pomocí soustavy předpínacích lan, v případech, kde není umožněno běžné napínání na koncích zesilovaných nosníků z důvodu nedostatečného přístupu, zpravidla u střešních nebo obvodových plášťů budov, případně jiných nedostatečně přístupných konstrukcí.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Sedlo pro předpínání nosných prvků spolu s předpínacím lanem nebo tyčemi, vyznačující se tím, že sedlo (B) je posuvné a sestává z dvojice vzájemně rovnoběžných bočních plechů (1) kolmých k zemi, spojených u spodní hrany podél celé jejich délky příčným plechem (2), dosedajícím na spodní povrch předpínaného nosného prvku, kde ke každému bočnímu plechu (1) je kolmo k jeho vnější stěně uchycen roznášecí plech (4) kotvy, podpíraný podkotevním žebrem (5) a opatřený vnějším táhlem (7), přičemž dovnitř posuvného sedla (B) je vložena kluzná výstelka (9) pokrývající vnitřní stěny bočních plechů (1) i vnitřní stěnu příčného plechu (2) a posuvné sedlo (B) je opatřeno alespoň jednou drážkou (3) vytvořenou v každém bočním plechu (1) sedla (B) nad roznášecím plechem (4) kotvy orientovanou rovnoběžně s podélnou osou bočního plechu (1), kde každou drážkou (3) prochází svorník (8), upevňující posuvné sedlo k zesilovanému nosnému prvku.
2. 2. Sedlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že kluzná výstelka (9) je vyrobena z polyethylenové fólie nebo jiného termoplastu.