RU172319U1

RU172319U1 - DEVICE FOR STRENGTHENING CONSTRUCTION STRUCTURES

Info

Publication number: RU172319U1
Application number: RU2016151436U
Authority: RU
Inventors: Максим Владимирович Мосин; Иван Михайлович Ивасюк
Original assignee: Максим Владимирович Мосин
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2017-07-04

Abstract

Устройство усиления относится к области строительства и предназначено для увеличения несущей способности сжатых бетонных, железобетонных и каменных конструкций прямоугольного сечения. Устройство для усиления несущих конструкций, представляющее собой металлическую обойму, состоящую из стальных продольных уголков, установленных в кромках усиливаемого сжимаемого элемента несущей конструкции прямоугольного сечения, отличающееся тем, что в качестве поперечных связей используются шпильки круглого сечения, позволяющие выполнять обжатие колонны необходимой контролируемой величины и приваренные одним концом к уголку с определенным шагом, а вторым концом притянуты к соседнему уголку аналогичной конструкции через специальные упоры.The reinforcement device relates to the field of construction and is intended to increase the bearing capacity of compressed concrete, reinforced concrete and stone structures of rectangular cross section. A device for reinforcing load-bearing structures, which is a metal cage, consisting of steel longitudinal angles installed in the edges of a reinforced compressible element of a supporting structure of rectangular cross section, characterized in that circular cross-section studs are used as cross-links, which allow crimping of the column of the required controlled size and welded one end to the corner with a certain step, and the second end are drawn to the adjacent corner of a similar design through a special lnny emphasis.

Description

Полезная модель относится к области строительства и предназначена для усиления несущих бетонных и железобетонных колонн, а также кирпичных простенков и столбов.The utility model relates to the field of construction and is intended to strengthen the bearing concrete and reinforced concrete columns, as well as brick walls and pillars.

Известен ряд устройств усиления колонн путем обжатия их в поперечном направлении. Общим в конструкции устройств усиления является наличие металлических прокатных уголков, установленных вдоль продольных кромок колонн прямоугольного сечения. Уголки стягиваются между собой при помощи вспомогательных устройств и фиксируются поперечными планками. Имеются различные технические решения обжатия колонн. Так в усилении в патенте №2282701 описан способ установки узла усиления в виде накладной сборной из уголков и планок стальной обоймы. Обойма используется для усиления строительной конструкции типа колонны и устанавливается на постели из бетона или раствора. Внутреннюю поверхность уголков предварительно грунтуют установочным раствором, затем на грунтовку наносят покровный раствор постели, помещают уголки на обработанные этим раствором поверхности колонны, производят их обжим домкратом до полного прилегания внутренних поверхностей уголков через раствор к колонне, затем в зазорах между боковыми торцами уголков размещают пластины из негорючего материала, на них накладывают планки обоймы, после чего осуществляют в два этапа приварку планок к уголкам, на первом этапе приваривают две пары сторон планок в холодном состоянии, расположенных по одной из диагоналей колонны, затем планки разогревают до температуры 400-450°C и на втором этапе приваривают две другие пары сторон планок, расположенных по другой диагонали колонны.A number of devices for amplifying columns by compressing them in the transverse direction are known. A common feature in the design of amplification devices is the presence of metal rolling corners installed along the longitudinal edges of rectangular columns. Corners are pulled together by means of auxiliary devices and are fixed by transverse slats. There are various technical solutions for the compression of columns. So in the gain in patent No. 2282701, a method for installing a reinforcement assembly in the form of an overhead team of corners and trims of a steel cage is described. The holder is used to reinforce a column-type building structure and is mounted on a bed of concrete or mortar. The inner surface of the corners is pre-primed with the installation solution, then the coating solution of the bed is applied to the primer, the corners are placed on the surface of the column treated with this solution, they are crimped with a jack until the inner surfaces of the corners completely adhere through the solution to the column, then plates are placed in the gaps between the side ends of the corners non-combustible material, clips of strips are placed on them, after which the strips are welded in two stages to the corners, in the first stage two pairs of one hundred are welded cold strips located on one of the diagonals of the column, then the strips are heated to a temperature of 400-450 ° C and at the second stage two other pairs of sides of the strips located on the other diagonal of the column are welded.

Однако известное устройство имеет несколько недостатков: значительная трудоемкость при производстве обжатия, необходимость в дополнительном оборудовании - домкратах и горелок. Для защиты колонны от нагрева требуется большой расход огнезащитного материала. В построечных условиях не возможно проконтролировать температуру нагрева планок и, следовательно, не возможно проконтролировать величину обжатия.However, the known device has several disadvantages: a significant complexity in the production of compression, the need for additional equipment - jacks and burners. To protect the column from heating requires a large consumption of flame retardant material. Under construction conditions it is not possible to control the heating temperature of the slats and, therefore, it is not possible to control the amount of compression.

Наиболее близким способом, принятым за прототип, является способ с помощью металлической обоймы, содержащей продольные уголки, соединенные между собой поперечными планками с возможностью обжатия, при этом для осуществления усиления продольные уголки устанавливают на колонну на растворе и временно прижимают к колонне струбцинами, а поперечные планки приваривают к продольным уголкам разогретыми до температуры 200-250°C (Мальганов А.И., Плевков B.C., Полищук А.И. Восстановление и усиление ограждающих строительных конструкций зданий и сооружений. Атлас схем и чертежей. Томск. Томский межотраслевой ЦНТИ, 1990, 315 с.).The closest method adopted for the prototype is the method using a metal cage containing longitudinal angles interconnected by transverse bars with the possibility of crimping, while to strengthen the longitudinal corners are mounted on the column on the solution and temporarily pressed against the column with clamps, and the transverse bars welded to the longitudinal corners heated to a temperature of 200-250 ° C (Malganov A.I., Plevkov BC, Polishchuk A.I. Restoration and reinforcement of the building envelope of buildings and built d. Atlas of diagrams and drawings. Tomsk. Tomsk interdisciplinary CSTI, 1990, 315 pp.).

Недостатками данного устройства являются: значительная трудо- и энергоемкость при производстве работ, усилия от сокращения длины разогретых пластин часто недостаточно для качественного обжатия колонн, по результатам усиления нет возможности контролировать величину обжатия, во время нагрева пластин колонна подвергается термическому воздействию, что негативно влияет на свойства материала.The disadvantages of this device are: significant labor and energy consumption during work, efforts from reducing the length of heated plates are often not enough for high-quality compression of columns, according to the results of reinforcement, it is not possible to control the amount of compression, during heating of the plates, the column is subjected to thermal action, which negatively affects the properties material.

Задачей полезной модели является повышение эффективности усиления путем вовлечения его в трехосное напряженное состояние. Внесение конструктивной возможности контроля усиления обжатием за счет возможности натяжения обоймы на различных стадиях усиления.The objective of the utility model is to increase the efficiency of amplification by involving it in a triaxial stress state. The introduction of the constructive ability to control the gain by compression due to the possibility of tensioning the cage at various stages of amplification.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для усиления несущих конструкций, представляющее собой металлическую обойму, состоящую из стальных продольных уголков, установленных в кромках усиливаемого сжимаемого элемента несущей конструкции прямоугольного сечения, отличающееся тем, что в качестве поперечных связей используются шпильки круглого сечения, позволяющие выполнять обжатие колонны необходимой контролируемой величины и приваренные одним концом к уголку с определенным шагом, а вторым концом притянуты к соседнему уголку аналогичной конструкции через специальные упоры.The specified technical result is achieved in that the device for reinforcing the supporting structures, which is a metal cage, consisting of steel longitudinal angles installed in the edges of the reinforced compressible element of the supporting structure of rectangular cross section, characterized in that the cross-sectional studs are used to allow performing compression of the column of the required controlled size and welded at one end to the corner with a certain step, and the second end drawn to to the next corner of a similar design through special stops.

В отличие от прототипа и аналогов вместо планок из листа используется шпилька одним концом приваренная к перу уголка и имеющая резьбу на втором конце для выполнения затяжки обоймы.In contrast to the prototype and analogues, instead of strips of sheet, a stud is used with one end welded to the corner pen and having a thread on the second end to tighten the clip.

Данное конструктивное отличие от известных устройств усиления позволяет выполнять контролируемое обжатие необходимой величины. Величина обжатия обоймы регулируется затяжкой шпилек динамометрическим ключом. Благодаря резьбовой конструкции натяжения в отличие от аналогов и прототипа имеется возможность повторной подтяжки обоймы без изменения ее конструкции. Возможность дополнительной подтяжки позволяет выбрать дополнительный зазор, возникший после твердения раствора и его усадки, а также позволяет обжимать усиливаемую конструкцию поэтапно с неограниченным количеством ступеней нагрузки. Технология установки обоймы не требует нагрева элементов и использования сварочных работ на строительной площадке, что ускоряет процесс усиления и уменьшает трудозатраты по усилению конструкций, а также исключает негативные факторы термического воздействия на элементы колонны и устройства усиления.This structural difference from the known amplification devices allows for controlled compression of the required size. The amount of crimping the clip is regulated by tightening the studs with a torque wrench. Due to the threaded design of the tension, unlike analogues and the prototype, it is possible to re-tighten the clip without changing its design. The possibility of additional tightening allows you to choose an additional gap that arose after hardening of the solution and its shrinkage, and also allows you to compress the reinforced structure in stages with an unlimited number of load levels. The technology of installing the clip does not require heating of the elements and the use of welding work at the construction site, which accelerates the reinforcement process and reduces the labor required to strengthen the structures, and also eliminates the negative factors of thermal effects on the elements of the column and the amplification device.

Предлагаемый способ конструкции усиления поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция усиления колонны. Устройство усиления представляет собой прокатные металлические уголки 1, установленные в продольных углах колонны прямоугольного сечения 2 через слой выравнивающего раствора. Уголки 1 стягиваются шпильками 3. На фиг. 3 отображено крепление металлических шпилек 3 к уголкам 1. Каждая шпилька 3 с одного конца приварена к уголку 1, с другого конца натягивается затяжкой гаек на упор 4. На фиг. 2 представлена сборочная единица конструкции усиления, поставляемая на строительную площадку. В цеху возможно выполнения заготовок, представляющих собой одиночный уголок 1 мерной длины. К одному перу уголка 1 с наружной стороны приварены упоры 4, к противоположному перу уголка приварены шпильки 3. На свободном конце шпилек 3 предварительно нарезается резьба.The proposed method of amplification design is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a column reinforcement design. The amplification device is a rolled metal corners 1 installed in the longitudinal corners of a column of rectangular cross section 2 through a layer of leveling mortar. Corners 1 are pulled together by pins 3. In FIG. 3, the fastening of metal studs 3 to the corners 1 is shown. Each stud 3 is welded to the corner 1 from one end, and the nuts are tightened to the stop 4 from the other end. FIG. 2 shows an assembly unit of a reinforcement structure delivered to a construction site. In the workshop it is possible to make blanks, which are a single corner of 1 measured length. Stops 4 are welded to one feather of the corner 1 from the outside, and studs 3 are welded to the opposite feather of the corner. At the free end of the studs 3, the thread is pre-cut.

Принцип работы устройства описан ниже. Затяжку шпилек выполняют в два этапа. Во время первой затяжки шпилек обойма притягивается к свежему раствору, нанесенному на продольные кромки усиливаемой колонны. После затвердевания раствора выполняется затяжка шпилек до проектного усилия, затяжка производится равномерно по всей длине обоймы, а усилие контролируется динамометрическим ключом. По окончании всех работ по натяжке конструкции возможно выполнение окраски противопожарными составами или оштукатуривание металлической конструкции усиления.The principle of operation of the device is described below. Tightening the studs is performed in two stages. During the first tightening of the studs, the ferrule is attracted to a fresh solution applied to the longitudinal edges of the reinforced column. After the solution has hardened, the studs are tightened to the design effort, the tightening is evenly performed along the entire length of the cage, and the force is controlled by a torque wrench. At the end of all work on the tension of the structure, it is possible to paint with fire fighting compounds or plastering the metal reinforcement structure.

Колонна, испытывающая объемное напряженное состояние при обжатии обоймой, имеет большую несущую способность на воздействие вертикальной осевой нагрузки в отличие от аналогичной колонны, не подверженной обжатию. Данный технический результат объясняется тем, что истинной характеристикой прочности являются эквивалентные напряжения в теле колонны, которые, в свою очередь, при возникновении поперечного сжатия снижают свое значение. Эквивалентные напряжения, согласно теории Друккера-Прагера определяются по формуле:A column experiencing a volumetric stress state during compression by a ferrule has a large bearing capacity under the influence of vertical axial load, in contrast to a similar column that is not subject to compression. This technical result is due to the fact that the true strength characteristic is equivalent stresses in the body of the column, which, in turn, when transverse compression occurs reduce their value. Equivalent stresses, according to the Drucker-Prager theory, are determined by the formula:

σ_Э - эквивалентное напряжение при растяжении.σ _E - equivalent tensile stress.

Среднее напряжение:Medium Voltage:

Интенсивность напряжений:Stress intensity:

Rt, Rc - предельные напряжения растяжения и сжатия;Rt, Rc - ultimate tensile and compression stresses;

Использование поперечных планок в виде металлических шпилек 2 позволяет обжимать колонну с достаточной для получения эффекта усилия. Использование динамометрического ключа при закручивании гаек позволяет контролировать величину обжатия, а следовательно, и эффект от усиления. Данная конструкция обоймы не требует дополнительных энергозатратных работ по нагреву планок, а также дополнительных материалов для защиты элементов колонны от термического воздействия; при усилении колонн не требуется сварочных работ. Совокупность этих факторов дает положительный экономический эффект и снижает трудозатраты на строительной площадке.The use of transverse slats in the form of metal studs 2 allows you to compress the column with sufficient force to obtain the effect. Using a torque wrench to tighten the nuts allows you to control the amount of compression, and therefore the effect of the gain. This design of the cage does not require additional energy-consuming work on heating the slats, as well as additional materials to protect the elements of the column from thermal effects; when reinforcing the columns, welding is not required. The combination of these factors gives a positive economic effect and reduces labor costs at the construction site.

Claims

A device for reinforcing load-bearing structures, which is a metal cage, consisting of steel longitudinal angles installed in the edges of a reinforced compressible element of a supporting structure of rectangular cross section, characterized in that circular cross-section studs are used as cross-links, which allow crimping of the column of the required controlled size and welded one end to the corner with a certain step, and the second end are drawn to the adjacent corner of a similar design through a special lnny emphasis.