PL170323B1

PL170323B1 - S tropnica PL

Info

Publication number: PL170323B1
Application number: PL93297938A
Authority: PL
Inventors: Frans R P Pienaar; Peter J Cook
Original assignee: Hl And H Timber Products Propr
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1996-11-29
Also published as: ZA931433B; CA2090947A1; CA2090947C; US5427476A; PL297938A1

Abstract

1. Stropnica zawierajaca wspornik stropnicowy, znamienna tym, ze na wspo- rniku strop-nicowym ma oparta plyte (10), która zawiera wzdluzne belki (14), ulozone równolegle wzgledem siebie i polaczone ze soba, oraz zamocowany na ich górnej powie- rzchni, pokryw ajacy je, plaski element wzmacniajacy (32), a na elemencie wzmac- niajacym (32) jest umieszczony rozszerzalny pojemnik rozporowy (44). F i g . 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest stropnica stosowana zwłaszcza w górnictwie do podtrzymywania stropu tunelu.

Znane są drewniane stropnice zapewniające podparcie stropu przodków w kopalniach. Konwencjonalne stropnice zawierają wspornik stropnicowy, którego długość jest dopasowana do wysokości przodka. Pomiędzy stropem a wspornikiem wbijane są za pomocą młotka w ustalone położenie drewniane kliny, które zapewniają odpowiednie ustawienie wspornika oraz zapewniają wywołanie dużego wstępnego obciążenia stropnicy.

170 323

Dostarczenie działającej osiowo, siły obciążenia wstępnego podczas montażu stropnicy jest konieczne, gdyż dzięki temu stropnica może od razu przejąć obciążenia robocze od stropu __ I yl ra ct /4« n1< n.łn » ·» » + d fr d dpct t rt c > >», A ·»· n dr-τ 1^-1«··-» v .

W Ulldl ę UMdUdUid suupu nau ap^ccnl. j&uiian ana ννδίφριιν^νυυυκμυιηα óapuwihuua ριιχ^ mIuj jest znacznie mniejsza niż to konieczne. Stanowi to wadę znanej stropnicy.

Stropnica, według wynalazku, zawierająca wspornik stropnicowy, charakteryzuje się tym, ze na wsporniku stropnicowym ma opartą płytę, która zawiera wzdłużne belki, ułożone równolegle względem siebie i połączone ze sobą oraz zamocowany na ich górnej powierzchni, pokrywający je płaski element wzmacniający, a na elemencie wzmacniającym jest umieszczony rozszerzalny pojemnik rozporowy.

Korzystnie element wzmacniający ma postać arkusza z blachy stalowej.

Korzystnie przeciwległe końcowe części elementu wzmacniającego są zagięte do góry, a pomiędzy nimi jest umieszczony pojemnik rozporowy.

Korzystnie płyta wzmacniająca jest zamocowana do belek wzdłużnych za pomocą gwoździ.

Korzystnie belki wzdłużne są oddzielone od siebie co najmniej jednym drewnianym klockiem, którego włókna są ułożone pionowo.

Korzystnie dwie sąsiadujące ze sobą belki wzdłużne są oddzielone jednym klockiem, przy czym połączenie to ma kształt litery H.

Korzystnie w dolnej części płyty jest usytuowany zespół centrujący.

Korzystnie zespół centrujący stanowi otwór dopasowany do kołka zamocowanego na wsporniku stropnicowym.

Korzystnie do płyty jest zamocowany poprzecznie element kotwiący z blachy stalowej, który otacza co najmniej jeden klocek i jest zamocowany do belek wzdłużnych po przeciwległych stronach co najmniej jednego klocka.

Korzystnie element kotwiący w przekroju poprzecznym ma kształt ceowy.

Korzystnie element kotwiący w pizekroju poprzecznym ma kształt prostokąta otwartego od strony jednego dłuższego boku, z prostokątnym zagłębieniem do wewnątrz od strony drugiego dłuższego boku i zagiętych pod kątem prostym do wewnątrz końcach krótszych boków.

Korzystnie w elemencie wzmacniającym jest ukształtowany otwór połączony z otworem wlotowym pojemnika rozporowego.

Korzystnie płyta wystaje na boki względem górnego końca wspornika stropnicowego, do którego jest przymocowana.

Korzystnie górny koniec wspornika stropnicowego jest umieszczony pod co najmniej częścią jednego klocka i częścią belek wzdłużnych.

Zaletą stropnicy według wynalazku jest to, że zapewnia przenoszenie dość znacznej osiowej siły i stanowi stosunkowo mocne podparcie stropu zwłaszcza kopalnianego.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia stropnicę w widoku perspektywicznym według wynalazku, fig. 2 - stropnicę w widoku z góry, fig. 3 - stropnicę w widoku od dołu, fig. 4 - przekrój poprzeczny stropnicy wzdłuż linii 4-4 z fig. 2, fig. 5 - przekrój poprzeczny elementu kotwiącego z blachy stalowej, fig. 6 - przekrój poprzeczny elementu kotwiącego z blachy stalowej innego typu, fig. 7 - przekrój poprzeczny kolejnego przykładu elementu kotwiącego z blachy stalowej, fig. 8 - zastosowanie stropnicy według wynalazku, w widoku z boku.

Figura 1 przedstawia stropnicę zawierającą płytę 10 opartą na wsporniku stropnicowym 12 znanego typu korzystnie typu rurowego lub innego.

Od spodu płyta 10 zawiera wzdłużne belki 14 ułożone równolegle względem siebie i połączone ze sobą. Na górnej powierzchni wzdłużnych belek 14 jest umieszczony płaski element wzmacniający 32. Belki 14 są korzystnie drewniane i mają przekrój poprzeczny w kształcie prostokąta. Pomiędzy wzdłużnymi belkami 14 są umieszczone dwa usytuowane obok siebie prostopadłościenne, drewniane klocki 18, które utrzymują belki wzdłużne 14 w pewnej odległości od siebie. Belki wzdłużne 14 i klocki 18 są ułożone tak, że w widoku od dołu tworzą połączenie w kształcie litery H i mają włókna ułożone w kierunku wzdłużnym, podczas gdy włókna w klockach 18 są ustawione pionowo, to znaczy leżą w płaszczyźnie papieru na fig. 2 i 3.

170 323

Do płyty 10 jest przymocowany element kotwiący 20 z blachy stalowej, którego profil w przekroju poprzecznym ma kształt prostokąta otwartego od strony jednego dłuższego boku, z prostokątnym zagłębieniem do wewnątiz od strony drugiego dłuższego boku i zagiętych pod kątem prostym do wewnątrz końcach krótszych boków. Element kotwiący 20 jest wykonany korzystnie z blachy o grubości 0,8 mm. Jak to przedstawiono na fig. 5, klocki 18, z których tylko jeden jest widoczny, osadzone są wewnątrz elementu kotwiącego 20 i są przymocowane do niego za pomocą gwoździ 22 wbitych poprzecznie przez blachę stalową w klocki 18.

Element kotwiący 20 jest umieszczony pomiędzy dwoma belkami wzdłużnymi 14, przy czym boczne ściany 24 elementu 20 otaczają boczne ściany belek wzdłużnych 14 jak to przedstawiono na fig. 4. Taśma 26 z blachy stalowej jest umieszczona pod klockami 18 i jest zamocowana do belek wzdłużnych 14 /fig. 3/. Nałożone części taśmy 26 są przebite gwoździami 28, które przechodzą przez odpowiednie części kotwiącego elementu 20 i wchodzą w belkę wzdłużną 14. W dolnej części płyty 10 jest usytuowany zespół centrujący, który stanowi otwór 30, dopasowany do kołka 40 zamocowanego na wsporniku stropnicowym 12. Na górnej powierzchni belek wzdłużnych 14 i klocków 18 jest zamocowany element wzmacniający 32, który ma postać arkusza z blachy stalowej korzystnie o grubości 0,8 mm, który jest przymocowany ściśle do belek wzdłużnych 14 i klocków 18 za pomocą gwoździ 34. Gwoździe 34a są umieszczone na krawędziach elementu wzmacniającego 32 z blachy stalowej i przechodzą również przez końce kotwiącego elementu 20 /fig. 1 i 2/. Szerokość elementu wzmacniającego 32 z blachy stalowej odpowiada ściśle szerokości belek wzdłużnych 14 połączonych z klockami 18, a jego długość jest nieco większa od długości płyty 10. Przeciwległe końcowe części 36 elementu wzmacniającego 32 są zagięte do góry.

Połączenie elementu kotwiącego 20, metalowej taśmy 26 i elementu wzmacniającego 32 oraz gwoździ mocujących 28, 34, 34A zapewnia mocną, zwartą konstrukcję stropnicy, która jest użytkowana w normalnych warunkach bez zachowywania specjalnej ostrożności i nie ulegając zniszczeniu.

W praktyce belki wzdłużne 14 mają wymiary 100 mm x 100 mm x 75 mm, a wymiary klocków 18 wynoszą f^0mmx 120mmx 100 mm. Przy takich wymiarach masa płyty 10 wynosi około 15 kg i może więc być łatwo przenoszona przez jednego pracownika kopalni. Jakkolwiek nie zostało to pokazane na rysunkach, płyta 10 jest wyposażona w uchwyt dla ułatwienia jej przenoszenia.

Podczas użytkowania wspornik stropnicowy 12 jest najpierw przycinany do przybliżonej długości z uwzględnieniem grubości płyty 10 tak, aby mieścił się między stropem i spągiem w wyrobisku. Następnie gwóźdź 40 lub inny kołek /fig. 1/ wbija się przy pomocy młotka centralnie w górny koniec wspornika stropnicowego 12 tak, że część gwoździa 40 wystaje. Przy wsporniku stropnicowym 12 uniesionym nieznacznie ponad płaszczyznę poziomą spągu gwóźdź 40 jest umieszczony w otworze ustalającym 30. Następnie na górnej powierzchni płyty 10, tzn. element wzmacniający 32 z blachy stalowej umieszczany jest prostopadłościenny napełnialny pojemnik rozporowy 44 na zaprawę znanego typu /przedstawiony na fig. 8/. Pojemnik rozporowy 44 jest usytuowany tak, że mieści się pomiędzy przeciwległymi końcowymi częściami 36 elementu wzmacniającego 32, a jego otwór wlotowy jest ułożony w jednej linii z otworem 42 ukształtowanym w elemencie wzmacniającym 32. Wspornik stropnicowy 12 i płyta 10 są następnie przechylane do położenia pionowego tak, aby doprowadzić wspornik 12 do pionowego położenia, z górną powierzchnią płyty 10 ułożonej w poziomej płaszczyźnie i górną powierzchnią nienapełnionego pojemnika rozporowego 44 położoną tuz pod stropem. Następnie pojemnik 44 napełniany jest utwardzalną zaprawą, znanego typu. Pompa stosowana do tego celu jest również pompą powszechnie stosowaną. Pojemnik rozporowy 44 zwiększa swoją objętość w miarę napełniania i styka się ze stropem. Pojemnik 44 napełniany jest do momentu uzyskania ciśnienia około 4· 10⁵ Pa wytwarzającego osiowe obciążenie ściskające wspornika stropnicowego 12 rzędu około 10 t. Pompa jest wówczas odłączona, a utrzymanie wytworzonego ciśnienia zapewnia zawór zwrotny w dyszy pojemnika 44. Na fig. 8 przedstawiono położenie wspornika 12 płyty 10 i pojemnika 44 po zamocowaniu.

Gwóźdź 40 i otwór ustalający 30 centrują płytę 10 podczas mocowania jej na górnym końcu wspornika 12. W nawiązaniu do fig. 3, linią 46 oznaczony jest obwód wspornika

170 323 stropnicowego 12 i należy zwrócić uwagę, że średnica wspornika stropnicowego 12 jest nieco większa od odpowiadającego jej wymiaru poprzecznego klocków 18. Średnica wspornika 12nie powinna być zbyt duża w porównaniu z poprzecznymi wymiarami klockow 18 tak, aby belki wzdłużne 14 i wspornik 12 zbytnio na siebie nie zachodziły. Zbyt duża zakładka mogłaby w praktyce doprowadzić do zmiażdżenia i szybkiego uszkodzenia belek wzdłużnych 14.

Wstępne obciążenie wspornika 12 wraz z płytą 10 podczas umieszczania pod stropem zapewnia natychmiastowe jego użycie jako podpory. W związku z tym nie trzeba czekać, aż strop zbliży się do spągu, zaś wspornik 12 zacznie być w jakiś istotny sposób obciążany. Ponieważ z upływem czasu następuje osiadanie przodka, wspornik 12 ugina się osiowo poprzez skrócenie długości, lecz ciągle podtrzymuje przykładane obciążenie.

Górna część płyty 10 pod wpływem osiowego obciążenia jest poddawana działaniu znacznych gnących sił rozciągających. Natomiast dolna część jest poddawana działaniu odpowiednio silnych ściskających sił rozciągających. Zbyt duże siły gnące mogłyby doprowadzić do zniszczenia płyty 10. Jednak działaniu sił rozciągających stawia skutecznie opór element wzmacniający 32 z blachy stalowej, która, będąc ściśle połączoną z belkami wzdłużnymi 14, tworzy złożoną konstrukcję płyty 10 ze stali i drewna.

Siłom ściskającym w dolnej części płyty 10 podobnie stawia do pewnego stopnia opór kotwiący element 20, a metalowa taśma 26 łączy ze sobą nawzajem belki wzdłużne 14 i przeciwstawia się jakiemukolwiek odsunięciu się ich od siebie pod działaniem obciążenia ściskającego.

Równoległość włókien drewna, właściwość klocków 18, tj. ustawienie w kierunku działania obciążenia, również spełnia ważną rolę przy obciążaniu. Należy zwrócić uwagę, że klocki 18 są wytrzymalsze na ściskanie niż belki wzdłużne 14 ze względu na ustawienie ich włókien. Pod obciążeniem podczas wstępnych testów zauważono, że klocki 18 są istotnie przemieszczane do góry względem belek wzdłużnych 14 i odkształcają element wzmacniający 32 z blachy stalowej w okolicy jego środka. Odkształcenie to jest oznaczone numerem 50 na fig. 7.

W efekcie klocki 18 oddziaływują na napełniony pojemnik 44 i dążą do przemieszczania na boki zaprawy umieszczonej w pojemniku. Po dłuższym czasie trwania obciążenia strop w końcu zetknie się bezpośrednio z klockami 18 za pośrednictwem pojemnika 44 elementu wzmacniającego 32 a wspornik 12 przejmie bezpośrednie obciążenie stropem. Końcowe części 36 elementu wzmacniającego 32 spełniają ważną funkcję. Ponieważ końce pojemnika 44 z zaprawą są umieszczone pod końcowymi częściami 36, pojemnik 44 nie może przemieszczać się na boki w dowolnym kierunku względem płyty 10 i w związku z tym zachowuje swoje środkowe położenie względem płyty 10 i wspornika stropnicowego 12.

Oczywistym jest, że zamiennie zamiast gwoździ lub kołków na końcu wspornika stropnicowego 12 i odpowiadającego mu otworu w płycie można zastosować inne rozmaite sposoby centrowania. W dolnej części płyty 10 korzystnie można zamocować pierścień lub inną konstrukcję, w którym osadzany byłby podczas mocowania koniec wspornika 12. Pozwoliłoby to zaoszczędzić pracownikowi konieczności wbijania gwoździa w końcową część wspornika po przycięciu wspornika stropnicowego 12 do odpowiedniej długości.

Figura 6 przedstawia inny kształt przekroju poprzecznego elementu kotwiącego. Kotwiący element 60 ma przekrój poprzeczny o kształcie zbliżonym do elementu 20 lecz bez boków 62, które przylegają do boków belki wzdłużnej. Kotwiący element 20 jest korzystniejszy ponieważ boki 62 zapewniają większą wytrzymałość płyty 10 na zginanie.

Figura 7 ilustruje jeszcze inny kształt przekroju poprzecznego elementu kotwiącego. W tym przypadku kotwiący element 70 ma kształt ceownika z zagiętymi krawędziami 72. Podstawa ceownika jest usytuowana poniżej klocków 18 - mocowanie jest uzyskane przy pomocy pionowo wprowadzanych gwoździ, które wbijane są przez krawędzie 72 belki wzdłużnej 14. Nie istnieje żadne bezpośrednie mocowanie do klocków 18. W przypadku takiego typu elementu kotwiącego można pominąć stosowaną wraz z opisanymi wcześniej elementami kotwiącymi taśmę 26.

Stropnica według wynalazku wytrzymuje bezpiecznie przyłożone obciążenie. Podczas wstępnych prób na prasie hydraulicznej płyta 10 według wynalazku wytrzymała bez zniszczenia obciążenie ściskające 701.

170 323

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Stropnica zawierająca wspornik stropnicowy, znamienna tym, że na wsporniku stropnicowym ma opartą płytę (10), która zawiera wzdłużne belki (14), ułożone równolegle względem siebie i połączone ze sobą, oraz zamocowany na ich górnej powierzchni, pokrywający je, płaski element wzmacniający (32), a na elemencie wzmacniającym (32) jest umieszczony rozszerzalny pojemnik rozporowy (44).
2. Stropnica według zastrz. 1, znamienna tym, że element wzmacniający (32) ma postać arkusza z blachy stalowej.
3. Stropnica według zastrz. 1, znamienna tym, że przeciwległe końcowe części (36) elementu wzmacniającego (32) są zagięte do góry, a pomiędzy nimi jest umieszczony pojemnik rozporowy (44).
4. Stropnica według zastrz. 2, znamienna tym, że płyta wzmacniająca (32) jest zamocowana do belek wzdłużnych (14) za pomocą gwoździ.
5. Stropnica według zastrz. 1, znamienna tym, ze belki wzdłużne (14) są oddzielone od siebie co najmniej jednym drewnianym klockiem (18), którego włókna są ułożone pionowo.
6. Stropnica według zastrz. 5, znamienna tym, że dwie sąsiadujące ze sobą belki wzdłużne (14) są oddzielone jednym klockiem (18), przy czym połączenie to ma kształt litery H.
7. Stropnica według zastrz. 1, znamienna tym, że w dolnej części płyty (10) jest usytuowany zespół centrujący.
8. Stropnica według zastrz. 7, znamienna tym, że zespół centrujący stanowi otwór (30) dopasowany do kołka (40) zamocowanego na wsporniku stropnicowym (12).
9. Stropnica według zastrz. 7, znamienna tym, że do płyty (10) jest zamocowany poprzecznie element kotwiący (20, 60, 70) z blachy stalowej, który otacza co najmniej jeden klocek (18) i jest zamocowany do belek wzdłużnych (14) po przeciwległych stronach co najmniej jednego klocka (18).
10. Stropnica według zastrz. 9, znamienna tym, że element kotwiący (70) w przekroju poprzecznym ma kształt ceowy.
11. Stropnica według zastrz. 9, znamienna tym, że element kotwiący (20) w przekroju poprzecznym ma kształt prostokąta otwartego od strony jednego dłuższego boku, z prostokątnym zagłębieniem do wewnątrz od strony drugiego dłuższego boku i zagiętych pod kątem prostym do wewnątrz końcach krótszych boków.
12. Stropnica według zastrz. 4, znamienna tym, że w elemencie wzmacniającym (32) jest ukształtowany otwór (42) połączony z otworem wlotowym pojemnika rozporowego (44).
13. Stropnica według zastrz. 9, znamienna tym, że płyta (10) wystaje na boki względem górnego końca wspornika stropnicowego (12), do którego jest przymocowana.
14. Stropnica według zastrz. 13, znamienna tym, że górny koniec wspornika stropnicowego (12) jest umieszczony pod co najmniej częścią jednego klocka (18) i częścią belek wzdłużnych (14).