RU2150557C1 - Fixture to reinforce stone structure - Google Patents
Fixture to reinforce stone structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2150557C1 RU2150557C1 RU98102599A RU98102599A RU2150557C1 RU 2150557 C1 RU2150557 C1 RU 2150557C1 RU 98102599 A RU98102599 A RU 98102599A RU 98102599 A RU98102599 A RU 98102599A RU 2150557 C1 RU2150557 C1 RU 2150557C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wall
- building
- composite
- elements
- wooden
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и может найти применение для повышения устойчивости конструкций существующего и эксплуатируемого здания или сооружения (далее - здания), с поврежденной каменной кладкой. The invention relates to construction and can be used to increase the stability of structures of an existing and operated building or structure (hereinafter referred to as the building), with damaged masonry.
При эксплуатации здания наблюдаются различные повреждения каменных конструкций стен, снижающие эксплуатационную надежность здания в целом или отдельных его частей. Для обеспечения достаточной прочности, устойчивости здания и возможности его безопасной эксплуатации производят усиление поврежденных конструкций. В эксплуатируемом здании каменные конструкции, имеющие повреждения различной тяжести, вынуждены исправлять без демонтажа несущих конструкций. During the operation of the building, various damage to the stone wall structures is observed, which reduces the operational reliability of the building as a whole or its individual parts. To ensure sufficient strength, stability of the building and the possibility of its safe operation, reinforcement of damaged structures is performed. In an operated building, stone structures having damage of varying severity are forced to repair without dismantling the supporting structures.
Известно устройство усиления каменной стены железобетонной обоймой. Конструкция усиления включает металлическую сетку с продольными стержнями диаметром 6-12 мм и хомутами диаметром 4-10 мм, дополнительные поперечные стержни диаметром 6-12 мм, поперечные связи - шпильки - диаметром 10-12 мм, пропускаемые через кладку, и бетон класса не ниже В 10; толщина бетонной обоймы принята по расчету от 4 до 12 см. Расстояние между связями по длине стены принято до двух толщин стены, но не более 100 см, а по высоте - до 75 см (см. "Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений". М., Стройиздат, 1984, с. 13 - 15, п.п. 2.3 и 2.5, рис. 2) (1). A device for reinforcing a stone wall with a reinforced concrete clip is known. The reinforcement design includes a metal mesh with longitudinal rods with a diameter of 6-12 mm and clamps with a diameter of 4-10 mm, additional transverse rods with a diameter of 6-12 mm, cross ties - studs - with a diameter of 10-12 mm, passed through the masonry, and concrete of a class not
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве применена громоздкая конструкция усиления в виде тяжей железобетонной обоймы со значитленым расходом бетона и арматурной стали, невозможен контроль за степенью разгружения поврежденной каменной кладки от нагрузки, велики сроки восстановления поврежденных стен и значительны затраты на материалы устройства усиления и их транспортировку, частое расположение поперечных связей - шпилек ведет к пробиванию значительного числа отверстий в стене и ее дополнительному ослаблению, высока трудоемкость изготовления железобетонной обоймы, необходимость проведения сварочных работ переводит работы по усилению в особо опасные, локальное усиление участков стен не влияет на повышение поврежденного здания в целом. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the cumbersome reinforcement design in the form of strands of reinforced concrete cage with a significant consumption of concrete and reinforcing steel, it is impossible to control the degree of unloading of the damaged masonry from the load, are large terms of restoration of damaged walls and significant costs for materials of the reinforcement device and their transportation, frequent arrangement of cross-links - the studs lead to the punching of a significant number of holes in the wall and its further weakening, the complexity of manufacturing a reinforced concrete cage is high, the need for welding works translates the reinforcement work into particularly dangerous ones, local reinforcement of wall sections does not affect the increase of the damaged building as a whole.
Известно устройство для укрепления и разгрузки от веса перекрытий или покрытия поврежденных простенков здания деревянными стойками. Конструкция усиления простенка включает деревянные стойку и подкладку под элемент перекрытия, клинья и лежень, установленный на основание. Клинья установлены для более плотного прилегания торцов стойки к лежню и подкладке и для включения стойки в работу (см. "Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений", М. , Стройиздат, 1984, с. 19 - 20, п.п. 2.32 и 2.33, рис. 5) (1). A device for strengthening and unloading from the weight of floors or covering damaged walls of a building with wooden racks is known. The reinforcement structure of the wall includes a wooden pillar and a lining for the floor element, wedges and a bed mounted on the base. Wedges are installed for a more snug fit on the ends of the rack to the bed and the lining and for turning the rack into operation (see "Recommendations for Strengthening Stone Structures of Buildings and Structures", M., Stroyizdat, 1984, pp. 19–20, pp. 2.32 and 2.33, Fig. 5) (1).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве применены деревянные стойки, работающие на сжатие, с большими размерами поперечного сечения вследствие шарнирного закрепления торцов и опасности потери устойчивости ее от нагрузки, невозможен контроль за степенью разгружения поврежденной каменной кладки, конструкции усиления рекомендована в качестве временного крепления на период разборки старой и выполнение новой кладки стены, местное укрепление простенков не обеспечивает устойчивость поврежденных стен и пространственную неизменяемость здания в целом, установка деревянных конструкций усиления с зазором от стен уменьшает рабочее пространство в помещении и повышает пожарную опасность восстановительных работ. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the fact that the known device employs wooden racks working in compression, with large cross-sectional dimensions due to the articulation of the ends and the danger of losing stability from load, it is impossible to control the degree unloading of damaged masonry, reinforcement design is recommended as temporary fastening for the period of disassembly of the old and the implementation of new masonry with shading, local strengthening of the walls does not ensure the stability of damaged walls and the spatial immutability of the building as a whole, the installation of wooden reinforcement structures with a gap from the walls reduces the working space in the room and increases the fire hazard of restoration work.
Наиболее близким техническим решением к изобретению по совокупности признаков является устройство усиления здания каменной кладки, включающее каркас из парных вертикальных элементов, расположенных с обеих сторон стены здания и связанных между собою болтовыми стяжками, проходящими через сквозные отверстия в стене, поясе жесткости, и ограждающую сетку (см. а.с. СССР N 1838551, E 04 G 23/00. Устройство усиления зданий и сооружений кирпичной или каменной кладки. Опубл. 30.08.93, Бюл. N 32) (2). The closest technical solution to the invention in terms of all the features is a device for reinforcing a masonry building, including a frame of paired vertical elements located on both sides of the building wall and interconnected by bolt couplers passing through holes in the wall, a stiffening belt, and a fencing net ( see USSR AS N 1838551, E 04 G 23/00. Device for reinforcing buildings and structures of brick or masonry. Publish. 30.08.93, Bull. N 32) (2).
Это техническое решение принято за прототип. This technical solution is taken as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве применена громоздкая и сложная конструкция усиления в виде стальных поясов жесткости, выполненных с обеих сторон стены из спаренных прогонов в пазах кирпичной кладки, железобетонных опорных столбов и перемычек, жестко соединенных между собою, при этом устанавливаеме столбы соединены металлическими хомутами, проходящими через стену. Другие причины, снижающие технико-экономические показатели, приведены выше при рассмотрении усиления каменной стены железобетонной обоймой. Известное устройство рекомендовано в основном для увеличения сейсмостойкости сооружения, поэтому для здания, расположенного вне сейсмических районов, усиление им не экономично и не рационально. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted for the prototype include the fact that the known device uses a bulky and complex reinforcement design in the form of steel stiffening belts, made of paired girders on both sides of the wall in the grooves of masonry , reinforced concrete support pillars and lintels, rigidly connected to each other, while installing columns are connected by metal clamps passing through the wall. Other reasons that reduce technical and economic indicators are given above when considering reinforcing a stone wall with a reinforced concrete cage. The known device is recommended mainly to increase the seismic resistance of the structure, therefore, for a building located outside the seismic regions, their amplification is neither economical nor rational.
Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в повышении эксплуатационной надежности здания и экономичности устройства усиления его каменных конструкций. The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the operational reliability of the building and the cost-effectiveness of the device for strengthening its stone structures.
Технический результат - повышение эксплуатационной надежности стен, обеспечение пространственной неизменяемости здания и устойчивости поврежденных каменных конструкций; рациональное и безопасное усиление каменного здания легкими, например, деревянными конструкциями; возможность осуществления контроля за степенью разгружения поврежденной стены; снижение металлоемкости устройства усиления, снижение затрат на приобретение строительных материалов, изготовление и монтаж элементов усиления, сокращение сроков возведения устройства усиления; увеличение показателей экономичности, долговечности и огнестойкости деревянных элементов устройства усиления. The technical result is an increase in the operational reliability of the walls, ensuring the spatial immutability of the building and the stability of damaged stone structures; rational and safe reinforcement of a stone building with light, for example, wooden structures; the ability to control the degree of unloading of the damaged wall; reducing the metal consumption of the amplification device, reducing the cost of acquiring building materials, manufacturing and installation of amplification elements, reducing the time of construction of the amplification device; increase in indicators of profitability, durability and fire resistance of wooden elements of the amplification device.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве усиления каменных конструкций здания, включающем каркас из стержневых вертикальных элементов, соединенных с горизонтальными элементами, расположенными по крайней мере с одной стороны здания и связанных между собой стяжными болтами, проходящими через сквозные отверстия в стене, а также ограждающую стенку, прикрепленную к вертикальным и/или горизонтальным элементам, вертикальные элементы каркаса выполнены в виде составных деревянных стоек с распорным устройством, обеспечивающим заданную степень разгружения стены здания, натяжные болты вертикальных элементов установлены между собою на расстоянии не более предельно допустимой величины, определяемой по расчету, горизонтальные элементы каркаса выполнены из деревянных брусьев или досок и установлены с одной или обеих сторон стены здания, вертикальные и горизонтальные элементы каркаса, защищенного от возгорания, соединены между собой с образованием вертикальной связи и сетки ограждения, расположенной в плоскости стены, горизонтальные связи здания выполнены в виде элементов, прикрепленных с натяжением к стойкам каркаса усиления. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device for reinforcing stone structures of a building, including a frame of rod vertical elements connected to horizontal elements located at least on one side of the building and connected by tie bolts passing through through holes in the wall, as well as the enclosing wall attached to the vertical and / or horizontal elements, the vertical frame elements are made in the form of composite trees struts with a spacer device providing a given degree of unloading of the building wall, the tension bolts of the vertical elements are installed between themselves at a distance of no more than the maximum permissible value determined by calculation, the horizontal frame elements are made of wooden beams or boards and installed on one or both sides of the building wall , vertical and horizontal elements of the frame, protected from fire, are interconnected with the formation of a vertical connection and the fence network located in the plane and walls, horizontal connections of the building are made in the form of elements attached with tension to the racks of the reinforcement cage.
Отличительным признаком изобретения является то, что составная стойка каркаса усиления выполнена из двух деревянных брусьев, бревен или досок, установленных соответственно с внутренней и/или наружной стороны стены здания, соединенных натяжными болтами. Установка брусьев или бревен с двух сторон стены предполагает, как правило, установку щитов ограждения с обеих сторон стены здания. A distinctive feature of the invention is that the composite rack of the reinforcement frame is made of two wooden beams, logs or boards installed respectively on the inner and / or outer side of the building wall, connected by tension bolts. The installation of beams or logs on both sides of the wall involves, as a rule, the installation of guard panels on both sides of the wall of the building.
В случае установки ограждающего щита с одной стороны стены составная стойка каркаса усиления выполнена из конструкционной древесины и металлического накладного пояса, например полосы или швеллера, установленных соответственно с двух сторон стены здания и соединенных болтами. In the case of installing a shield on one side of the wall, the composite rack of the reinforcement frame is made of structural wood and a metal patch belt, for example, a strip or channel, mounted respectively on two sides of the building wall and connected by bolts.
При отсутствии тяжелых повреждений каменной кладки стены стойка каркаса усиления выполнена из бруса, бревна или доски, прикрепленных к стене здания натяжными болтами. In the absence of severe damage to the masonry of the wall, the rack of the reinforcement frame is made of timber, logs or boards attached to the wall of the building with tension bolts.
Число натяжных болтов на одном неразрезном элементе составной стойки принято не менее двух. The number of tension bolts on one continuous element of the composite rack is adopted at least two.
Каркас усиления содержит не менее двух составных стоек, соединенных в плоскости стены горизонтальными элементами - прогонами, щитами ограждения или связями. The reinforcement frame contains at least two composite racks connected in the plane of the wall by horizontal elements - girders, guard shields or ties.
Кроме этого, особенности устройства усиления заключаются в том, что размеры поперечного сечения опертой ветви составной стойки усиления приняты конструктивно или по расчету. В случае принятия размеров поперечного сечения опертой ветви составной стойки по расчету усилие сжатия принято в зависимости от условия полного или частичного разгружения стены здания. Стойки усиления под элементы покрытия или перекрытия здания поставлены в распор. При этом опертая ветвь составной стойки нагружена путем включения в работу распорного приспособления, например пары клиньев. Опорный столик для распорного приспособления предусмотрен на одном из торцов опорной ветви стойки или на любой высоте стойки. In addition, the features of the amplification device consist in the fact that the cross-sectional dimensions of the supported branch of the composite reinforcement rack are taken structurally or by design. If the cross-sectional dimensions of the supported branch of the composite stand are taken into account, the compression force is taken depending on the condition of the full or partial unloading of the building wall. Reinforcement racks for the elements of the coating or floor of the building are placed in the spacer. In this case, the supported branch of the composite rack is loaded by the inclusion of a spacer device, for example, a pair of wedges. A support table for a spacer is provided at one of the ends of the support branch of the rack or at any height of the rack.
При отсутствии нагрузки от веса покрытия на кирпичную стену в каркасе усиления применены составные стойки с ненагруженными ветвями, то есть накладные пояса. In the absence of load from the weight of the coating on the brick wall in the reinforcement cage, composite racks with unloaded branches, that is, patch belts, are used.
При необходимости восприятия только сосредоточенной нагрузки, например, от стропильной балки устройство усиления представлено отдельно стоящей составной стойкой, включаемой в работу опорной ветви распорным приспособлением. If it is necessary to perceive only a concentrated load, for example, from a rafter beam, the reinforcement device is represented by a stand-alone composite rack, included in the work of the supporting branch with a spacer.
Следующие отличия предложенного технического решения заключаются в том, что горизонтальный элемент каркаса усиления представлен в качестве вертикальной связи здания и выполнен в виде деревянного неразрезного прогона или дощатого щита ограждения, установленного в распор к стойкам. The following differences of the proposed technical solution are that the horizontal element of the reinforcement cage is presented as a vertical connection of the building and is made in the form of a wooden continuous girder or plank board fence installed in the strut racks.
Дощатый щит выполнен в качестве распорного элемента вертикальной связи и/или ограждения поврежденной части кирпичной стены. При этом дощатый щит выполнен сплошным или разреженным. The board shield is made as a spacer element of the vertical connection and / or enclosure of the damaged part of the brick wall. In this case, the board shield is made continuous or rarefied.
Расстояния между продольными ребрами разреженного дощатого щита ограждения приняты не более толщины кирпича или камня поврежденной стены, например не более 65 мм при каменной кладке из обыкновенного глиняного кирпича. С целю снижения пожарной опасности дощатого щита зазоры между продольными ребрами заполнены негорючим материалом, например бетоном или раствором. При этом дощатый щит ограждения установлен вплотную к стене здания; при необходимости увеличения несущей способности или тепловой изоляции поврежденной стены здания между стеной и щитом предусмотрен зазор для материала усиления стены или для утеплителя ее. The distances between the longitudinal ribs of the sparse board shield of the fence are taken not more than the thickness of the brick or stone of the damaged wall, for example, not more than 65 mm when masonry is made of ordinary clay brick. In order to reduce the fire hazard of the board, the gaps between the longitudinal ribs are filled with non-combustible material, such as concrete or mortar. In this case, the board shield of the fence is installed close to the wall of the building; if it is necessary to increase the bearing capacity or thermal insulation of the damaged wall of the building, a gap is provided between the wall and the shield for the wall reinforcement material or for its insulation.
В зависимости от тяжести повреждения стены распорные дощатые щиты ограждения установлены с одной или двух ее сторон. Depending on the severity of the damage to the wall, the spacer boards of the fence are installed on one or two of its sides.
Предельно допустимая длина участков опорной ветви составной стойки усиления между стяжными болтами определена зависимостью (1):
где Lмакс - наиобольшая длина участка опорной ветви стойки усиления между болтами, см;
λмакс - предельная гибкость элемента строительной конструкции, принятая по табл. 14, СНИП 11.25-80 "Деревянные конструкции", М., 1983;
Kтр = 0,4 - 1,0 - коэффициент снижения несущей способности каменной кладки в зависимости от степени ее повреждения; см. табл. 1 - 3 "Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений", М., 1984 (1);
M = 0,65 - 2,2 - коэффициент условий закрепления концов участка опорной ветви стойки; п. 4.21, СНИП 11.25-80 "Деревянные конструкции", М., 1983;
I - момент инерции поперечного сечения опертых и неопертых ветвей составной стойки, см4;
A - площадь поперечного сечения опертой ветви составной стойки, см2.The maximum permissible length of the sections of the supporting branch of the composite reinforcement stand between the coupling bolts is determined by the dependence (1):
where L max - the largest length of the section of the supporting branch of the reinforcement rack between the bolts, cm;
λ max - the ultimate flexibility of the building structure element, adopted according to the table. 14, SNIP 11.25-80 "Wooden structures", M., 1983;
K Tr = 0.4 - 1.0 - the coefficient of reduction of the bearing capacity of masonry, depending on the degree of damage; see table 1 - 3 "Recommendations for strengthening the stone structures of buildings and structures", M., 1984 (1);
M = 0.65 - 2.2 - coefficient of conditions for fixing the ends of the section of the support branch of the rack; p. 4.21, SNIP 11.25-80 "Wooden structures", M., 1983;
I is the moment of inertia of the cross section of the supported and non-supported branches of the composite rack, cm 4 ;
A is the cross-sectional area of the supported branch of the composite rack, cm 2 .
С целью определения требуемой высоты подъема клиньев распорного приспособления величина осадки C, см, опертой ветви составной стойки от нагрузки, с заданной степенью, разгружающей кирпичную стену, определена зависимостью (2):
где C - суммарное силовое перемещение, см, составных элементов опертой ветви стойки: нагруженной ветви, подкладки, клиньев;
P - нагрузка на опорную ветвь, кН;
Li - длина сжатого i-го элемента опоры, см;
Ai - площадь сжатия i-го элемента опоры, см2;
Ei - продольный и поперечный модули упругости древесины, МПа;
n - число элементов опоры усиления.In order to determine the required lifting height of the spacer wedges, the amount of draft C, cm, of the supported branch of the composite stand against the load, with a given degree that unloads the brick wall, is determined by the dependence (2):
where C is the total force displacement, cm, of the constituent elements of the supported branch of the rack: the loaded branch, lining, wedges;
P - load on the supporting branch, kN;
L i - the length of the compressed i-th support element, cm;
A i - compression area of the i-th support element, cm 2 ;
E i - longitudinal and transverse elastic moduli of wood, MPa;
n is the number of elements of the gain support.
Осадка опертой ветви заданной величины, C, см, выбрана клиньями распорного приспособления с нанесенными на их лицевой поверхности разметочной линии или рисков. The draft of the supported branch of a given value, C, cm, is selected by the wedges of the spacer with the marking line or risks applied on their front surface.
Разметочные линии представлены на мм-бумаге, наклеенной на установленные клинья и разрезанной по месту стыкования между собою до включения их в работу, то есть расклинивания. Marking lines are presented on mm-paper glued to installed wedges and cut at the place of joining with each other before they are included in the work, that is, wedging.
С целью предупреждения выпадания отдельных кирпичей из участков поврежденной стены и повышения устойчивости здания в конструктивную схему усиления включена ограждающая сетка, выполненная в виде разреженного дощатого щита ограждения. In order to prevent individual bricks from falling out of the damaged wall sections and to increase the stability of the building, a protective mesh made in the form of a rarefied board shield is included in the structural reinforcement circuit.
Дощатый щит изготовлен сборным пролетом, равным расстоянию между кромками стоек каркаса усиления. The board shield is made of a prefabricated span equal to the distance between the edges of the racks of the reinforcement cage.
При установке расклинивающего приспособления к нижнему торцу стойки усиления сквозные отверстия в стене и в несущем брусе опоры для пропуска стяжных болтов выполнены овальными с зазором, при этом величина зазора принята не менее величины осадки напряженной опоры - C, см. When a proppant is installed at the lower end of the reinforcement rack, the through holes in the wall and in the load-bearing beam of the support for passing the coupling bolts are oval with a gap, while the clearance value is taken to be not less than the value of the tension of the tensile support - C, see
В предложенном изобретении пространственная неизменяемость восстановленного здания обеспечена вертикальными и горизонтальными связями. Вертикальная связь представлена в виде жесткого диска, состоящего из стоек каркаса усиления и дощатого щита ограждения, установленного между стойками в распор. Горизонтальная связь выполнена в виде продольных, поперечных и пересекающихся тяжей, установленных в уровне перекрытия или покрытия здания. In the proposed invention, the spatial immutability of the restored building is provided by vertical and horizontal connections. The vertical connection is presented in the form of a hard disk, consisting of racks of the reinforcement cage and a board shield of the fence installed between the racks in the strut. The horizontal connection is made in the form of longitudinal, transverse and intersecting strands installed at the level of the floor or floor of the building.
Горизонтальные элементы каркаса - прогоны и/или щиты ограждения - установлены к стене здания с зазором, образованным путем их накладки на стойки каркаса усиления. The horizontal elements of the frame - girders and / or shields of the fence - are mounted to the wall of the building with a gap formed by laying them on the racks of the reinforcement frame.
Для увеличения несущей способности и сокращения расхода древесины горизонтальные элементы каркаса изготовлены из неразрезных досок или брусков, установлены вплотную к стене здания и прижаты к ней стойками каркаса усиления с помощью натяжных болтов. To increase the bearing capacity and reduce wood consumption, the horizontal frame elements are made of continuous boards or bars, are mounted close to the wall of the building and are pressed to it by the reinforcing frame posts using tension bolts.
С целью предупреждения загнивания торцовых частей опорной ветви составной стойки усиления последние снабжены торцовыми пластинками из металла и гидроизоляцией. In order to prevent decay of the end parts of the supporting branch of the composite reinforcement posts, the latter are equipped with metal end plates and waterproofing.
С целью снижения показателей пожарной опасности восстанавливаемых конструкций здания элементы каркаса усиления, то есть стойки, клинья, прогоны и дощатые щиты покрыты огнезащитным материалом, например штукатуркой по дранке. In order to reduce the fire hazard indicators of the reconstructed building structures, elements of the reinforcement cage, that is, racks, wedges, girders and wooden boards, are coated with fire-retardant material, for example, shingles.
С целью ограничения распространения огня по пустотам конструкции усиления пространство между прогонами разреженного дощатого каркаса усиления заполнено легким негорючим материалом, например керамзитобетоном или минеральной ватой, обернутой полиэтиленовой пленкой. In order to limit the spread of fire through the voids of the reinforcement structure, the space between the girders of the sparse plank reinforcement cage is filled with light non-combustible material, for example expanded clay concrete or mineral wool wrapped in plastic wrap.
С целью уменьшения доли периметра поперечного сечения деревянного бруса - прогона - обогревающегося в условиях огневого воздействия, прогоны разреженного распорного щита каркаса усиления изготовлены в виде брусков или досок, установленных кромкой в сторону обогреваемой поверхности конструкции усиления в условиях пожара. In order to reduce the proportion of the perimeter of the cross-section of a wooden beam - a run - heated under conditions of fire, the runs of a rarefied spacer shield of the reinforcement frame are made in the form of bars or boards installed by the edge towards the heated surface of the reinforcement structure in fire conditions.
Для снижения трудозатрат на устройство огнезащиты деревянных элементов рамы усиления на боковую открытую поверхность деревянных элементов каркаса усиления нанесены крупноразмерные листы огнезащитной облицовки, например гипсокартонные листы. To reduce labor costs on the fire protection device of the wooden elements of the reinforcement frame, large-sized sheets of fire-retardant cladding, for example, drywall sheets, are applied to the lateral open surface of the wooden elements of the reinforcement cage.
Следовательно, использование предлагаемого устройства усиления каменных конструкций здания обеспечивает:
- повышение эксплуатационной надежности, то есть несущей способности, огнестойкости и долговечности поврежденных конструкций здания;
- пространственную неизменяемость восстановленного здания и устойчивость поврежденных конструкций стен;
- рациональное и безопасное усиление каменных конструкций стен вследствие применения составных предварительно нагруженных стоек рамы усиления и получения комплексной каменно-деревянной конструкции, использования деревянной дранки вместо металлической сетки для закрепления огнезащитного материала на элементах усиления, применения стяжных болтов по высоте стоек усиления с шагом, предельно допустимым из условия устойчивости сжатых элементов, осуществления контроля за величиной нагружения стоек усиления;
- многофункциональность элементов усиления, включающее увеличение несущей способности каменных конструкций; обеспечение пространственной жесткости поврежденного здания; возможность устройства многослойной конструкции стены, повышающей ее теплоизоляционные свойства; предупреждение выпадания отдельных камней из поврежденной кладки установкой защитного щита - жесткого диска рамы усиления;
- снижение металлоемкости и массы элементов усиления вследствие замены арматурной стали и тяжелого бетона на древесину; снижение трудоемкости работ по усилению каменных конструкций в условиях строительной площадки; снижение сроков восстановления здания и затрат на материалы, монтаж элементов усиления и транспорт; увелечение показателей долговечности и огнестойкости элементов усиления путем конструктивной защиты древесины от гниения и возгорания.Therefore, the use of the proposed device for strengthening the stone structures of the building provides:
- improving operational reliability, that is, bearing capacity, fire resistance and durability of damaged building structures;
- spatial immutability of the restored building and the stability of damaged wall structures;
- rational and safe reinforcement of stone wall structures due to the use of composite pre-loaded racks of the reinforcement frame and the production of a complex stone-wooden structure, the use of wooden shingles instead of a metal mesh to fix fire-retardant material to the reinforcing elements, the use of tension bolts along the height of the reinforcement racks with a step maximum permissible from the condition of stability of the compressed elements, monitoring the magnitude of the loading of the reinforcement racks;
- multifunctionality of reinforcing elements, including an increase in the bearing capacity of stone structures; ensuring spatial rigidity of the damaged building; the possibility of a multilayer wall structure that increases its thermal insulation properties; prevention of the loss of individual stones from the damaged masonry by installing a protective shield - a hard drive of the reinforcement frame;
- reduction of metal consumption and mass of reinforcing elements due to the replacement of reinforcing steel and heavy concrete with wood; reducing the complexity of work to strengthen stone structures in a building site; reduction of building restoration time and materials costs, installation of reinforcing elements and transportation; increase in indicators of durability and fire resistance of reinforcing elements by constructive protection of wood from decay and fire.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию по новизне. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, made it possible to establish a set of essential distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed device set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of novelty.
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the condition of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result.
Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию изобретательского уровня. The described invention is not based on a change in quantitative features, the presentation of such features in relationship or a change in its appearance. Therefore, the claimed invention meets the condition of inventive step.
На фиг. 1 изображен фасад торцовой стены одноэтажного кирпичного здания с проемами и расположением на нем деревянных стоек, прогонов и щитов ограждения устройства усиления. In FIG. 1 shows the facade of the end wall of a single-story brick building with openings and the location on it of wooden racks, girders and shields of the fencing of the reinforcement device.
На фиг. 2 - продольный разрез фрагмента стены здания, вид изнутни помещения, с расположением на нем деревянных стоек, распорного устройства и щитов ограждения. In FIG. 2 is a longitudinal section through a fragment of a building wall, a view from the inside of the room, with wooden racks, a spacer and fencing shields on it.
На фиг. 3 - 7 показаны планы участков стены кирпичного здания с установленными составными стойками, щитами ограждения и досками зашивки. In FIG. 3 - 7 show plans for sections of the wall of a brick building with installed composite racks, fencing shields and sewing boards.
На фиг. 8 - 10 - стена кирпичного здания в разрезе с элементами устройства разгружения их от веса покрытия. In FIG. 8 - 10 - wall of a brick building in section with elements of a device for unloading them from the weight of the coating.
На фиг. 11 - 15 показаны в двух проекциях виды дощатогвоздевых щитов ограждения усиливаемой стены. In FIG. 11 - 15 show in two projections views of the board-nail shields of the reinforced wall fence.
На фиг. 16 показаны в трех проекциях теплоизоляционный навесной щит ограждения повышенной огнестойкости. In FIG. 16 shows in three projections a heat-insulating hinged shield of a high fire resistance fence.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного выше технического результата. Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result.
Конструктивная схема каркаса усиления кирпичной стены 1 без ее разгружения содержит вертикальные элементы - составные деревянные стойки 2, горизонтальные элементы - деревянные брусья или доски 3, и защитно-ограждающие элементы 4. Вертикальные и горизонтальные элементы 2 и 3 каркаса соединены между собой крепежными болтами 5 с натяжными гайками и шайбами (см. фиг. 1). The structural diagram of the reinforcement frame of the
Схема каркаса усиления кирпичной стены 1 с разгружением ее от строительной конструкции 6 содержит составные деревянные стойки 2 с распорным устройством 7 (с. фиг. 2). В качестве подкладки под несущие элементы покрытия используют деревянный прогон 8. Этот прогон выполнен неразрезным и является горизонтальным элементом каркаса усиления. При необходимости разгружения участка стены 1 от одной балки 6 покрытия подкладку под нее принимают в виде отрезка бруса или доски 28. Фахверковые стойки 9 применяют при уменьшении длины сборных распорных щитов ограждения 4, при использовании неразрезных досок облицовки 11 стены 1 или установке навесного щита 10 на простенке. The scheme of the reinforcement frame of the
Для усиления кирпичной стены 1 и предупреждения выпадания кирпичей из поврежденной кладки установлены сборные распорные дощатые щиты ограждения 4, навесные щиты 10 или доски зашивки 11. Доски зашивки применены неразрезными и уложены впритык к каменной кладке или зазором для утеплителя (см. фиг. 3 и 4). To strengthen the
При условии примыкания стены 1 здания к колонке 12 из кирпича, бетона или металла и восприятии щитами ограждения 4 ветровой нагрузки деревянные стойки 2 каркаса усиления прикреплены к ним крепежными приспособлениями, например болтами 5 и хомутами 13 (см. фиг. 6 и 7). Provided that the
Составная стойка 2 состоит из опертой ветви 14, установленной на гидроизоляционной слой 15 и фундамент 16, и ненагруженной ветви 17 (см. фиг. 8).
При отсутствии защитных щитов ограждения 4 нагруженная ветвь составной стойки выполнена в виде металлической полосы 18 (см. фиг. 9). При упрощенном варианте вместо металлической полосы 18 установлена подкладка 19 из металлла или древесины под шайбу натяжного болта (см фиг. 10). In the absence of protective shields of the fence 4, the loaded branch of the composite rack is made in the form of a metal strip 18 (see Fig. 9). In a simplified version, instead of a
Распорное приспособление выполнено в виде спаренных клиньев. До включения клиньев в работу определена величина осадки (С, мм) опертой ветви 14 деревянной стойки и нанесена разметочная линия 20 на поверхность пары клиньев 7. Положение клиньев до введения и после введения их в работу приведено соответственно на фиг. 11 и 12. The spacer device is made in the form of twin wedges. Before turning on the wedges, the amount of precipitation (C, mm) of the supported
Конструкция сборного дощатого щита 4 ограждения представляет каркас из досок или брусков - поперечные 21 и продольные 22 ребра - с фанерными, асбестоцементными или гипсокартонными полками 23 толщиной 6 - 10 мм (см. фиг. 13). The design of the prefabricated board shield 4 of the fence is a frame made of boards or bars — transverse 21 and longitudinal 22 ribs — with plywood, asbestos-cement or
Дощато-гвоздевой щит 4 выполнен из тонких досок 24 сплошного или разреженного типа (см. фиг. 14 и 15), однослойным с раскосами 25 или двойным перекрестным, состоящим из разреженного рабочего настила 26 и косого защитного настила 27 из тонких досок (см. фиг. 16 и 17). The board-nail board 4 is made of
Повышение огнестойкости деревянных щитов 4 получено за счет расположения брусков и досок 21 и 22 кромкою к поверхности стены, заполнения пустот легким негорючим утеплителем 29 и нанесением огнезащитного материала 30, например штукатурки по дранке (см. фиг. 18). The increase in fire resistance of wooden shields 4 was obtained due to the location of the bars and
Сборку деревянных элементов усиления кирпичной стены здания в исполнении для длительного использования производят так:
- при необходимости укрепления и разгрузки от массы покрытия небольшого участка поврежденной стены: сначала назначают конструктивную схему, материал и размеры сечения элементов составной стойки 2, определяют места отверстий в стенке 1 и элементах стойки 2 для крепежных болтов 5, снабжают опорные участки с гидроизоляцией 15 на фундаменте 16, прикрепляют элементы стойки 2 к кирпичной стене 1, устанавливают отрезок бруса - подкладку 28 под разгружаемую опору строительной конструкции 6 и распорное устройство, например клинья 7, с последующей их подбивкой на высоту С, мм;
- при необходимости укрепления и разгрузки кирпичной стены от веса элементов покрытия всего или части здания: сначала с шагом ригелей покрытия прикрепляют к стене 1 элементы двух и более составных стоек 2, помещая торцы опертой ветви 14 на гидроизоляцию 15 и фундамент 16, затем устанавливают неразрезной прогон - подкладку 8 под строительные балки, ставят и вводят в работу распорное устройство, например клинья 7; по необходимости между несущими стойками 2 помещают фахверковые стойки 9, затем к стойкам 2 и 9 прикрепляют деревянные брусья-прогоны создавая жесткий каркас усиления, а ячейки каркаса усиления заполняют дощатыми щитами 4; укрепление кирпичной стены 1 неразрезными досками зашивки 11 исключает применение прогонов 3.The assembly of wooden elements for reinforcing the brick wall of the building, performed for long-term use, is carried out as follows:
- if it is necessary to strengthen and unload from the coating mass of a small portion of the damaged wall: first designate the design, material and cross-sectional dimensions of the elements of the
- if it is necessary to strengthen and unload the brick wall from the weight of the coating elements of the whole or part of the building: first, with the step of the coating crossbars, the elements of two or more
Применение предлагаемых конструктивных мер позволяет провести комплексную защиту деревянных элементов усиления от увлажнения, биоразрушения и возгорания. Вследствие этого временные крепления из древесины переводятся в разряд длительного их использования. The application of the proposed design measures allows comprehensive protection of wooden reinforcing elements from moisture, biodegradation and fire. As a result, temporary fasteners made of wood are transferred to the category of their prolonged use.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий;
а) средство, воплощающее завленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в строительной промышленности, а именно к устройству усиления каменных конструкций здания;
б) для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств;
в) предложенное устройство применено при усилении поврежденной несущей наружной кирпичной стены облегченной кладки части одноэтажного производственного здания размером в плане 9х81 м, шаг стропильных железобетонных балок 6 м.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed device;
a) the tool embodying the wound device in its implementation, is intended for use in the construction industry, namely the device for strengthening the stone structures of the building;
b) for the claimed device in the form as described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means described in the application is confirmed;
c) the proposed device was used to strengthen the damaged load-bearing outer brick wall of lightweight masonry of a part of a one-story industrial building with a plan size of 9x81 m, the pitch of rafter reinforced concrete beams of 6 m.
Источники информации:
1. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений. - М. , Стройиздат, 1984, 36 с (п.п. 2.3 и 2.5, рис. 2, с. 13 - 15, п.п. 2.32 и 2.33, рис. 5, с. 19 - 20).Sources of information:
1. Recommendations for strengthening the stone structures of buildings and structures. - M., Stroyizdat, 1984, 36 s (pp. 2.3 and 2.5, Fig. 2, p. 13 - 15, pp. 2.32 and 2.33, Fig. 5, p. 19 - 20).
2. А.с. СССР N 1838551, МКИ 5, E 04 G 23/00. Устройство усиления зданий и сооружений кирпичной или каменной кладки. Жуков А.П., Горюнов Г.В., Макулин И.С. и др. Опубл. 30.08.93, Бюл. N 32. 2. A.S. USSR N 1838551,
Claims (37)
где Lмакс - наибольшая длина участка опорной ветви стойки усиления между болтами, см;
λмакс - предельная гибкость элемента деревянной конструкции (табл. 14, СНиП, 11.25-80);
Kтр = 0,3 - 1 - коэффициент снижения несущей способности каменной кладки в зависимости от степени ее повреждения (табл. 1 - 3 Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений, М., 1984);
М = 0,65 - 2,2 - коэффициент условия закрепления концов участка опорной ветви (п. 4.21 СНиП 11.25-80 "Деревянные конструкции");
J - момент инерции поперечного сечения опертых и неопертых ветвей составной стойки, см4;
А - площадь поперечного сечения опертой ветви составной стойки, см2.21. The device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the maximum allowable length of the sections of the supporting branch of the composite rack between the coupling bolts is determined by the dependence
where L max is the longest length of the section of the support branch of the reinforcement post between the bolts, cm;
λ max - the ultimate flexibility of an element of a wooden structure (tab. 14, SNiP, 11.25-80);
K Tr = 0.3 - 1 - the coefficient of reduction of the bearing capacity of masonry, depending on the degree of damage (Table 1 - 3 Recommendations for strengthening the stone structures of buildings and structures, M., 1984);
M = 0.65 - 2.2 is the coefficient of the condition for fixing the ends of the section of the supporting branch (Clause 4.21 of SNiP 11.25-80 "Wooden structures");
J is the moment of inertia of the cross section of the supported and non-supported branches of the composite strut, cm 4 ;
And - the cross-sectional area of the supported branch of the composite racks, cm 2 .
где С - суммарное силовое перемещение элементов опертой ветви стойки, см;
Р - нагрузка на опертую ветвь стойки, кН;
Li - длина сжатого i-го элемента опоры, см;
Ai - площадь сжатия i-го элемента опоры, см2;
Ei - продольный и поперечный модули упругости древесины, мПа;
n - число элементов опоры усиления.22. The device according to p. 1, characterized in that the precipitation of the supported branch of the composite racks from the load, with a given degree, unloading the wall, is determined by the dependence
where C is the total force displacement of the elements of the supported branch of the rack, cm;
P is the load on the supported branch of the rack, kN;
L i - the length of the compressed i-th support element, cm;
A i - compression area of the i-th support element, cm 2 ;
E i - longitudinal and transverse elastic moduli of wood, MPa;
n is the number of elements of the gain support.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98102599A RU2150557C1 (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Fixture to reinforce stone structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98102599A RU2150557C1 (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Fixture to reinforce stone structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98102599A RU98102599A (en) | 1999-12-10 |
| RU2150557C1 true RU2150557C1 (en) | 2000-06-10 |
Family
ID=20202251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98102599A RU2150557C1 (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Fixture to reinforce stone structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2150557C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606478C1 (en) * | 2015-09-10 | 2017-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of replacing stone column of building |
| RU2607124C1 (en) * | 2015-09-10 | 2017-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Device for replacement of stone column of building |
-
1998
- 1998-02-16 RU RU98102599A patent/RU2150557C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений. - М.: Стройиздат, 1984, с.19-20, пп.2.32, 2.33, р.5. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606478C1 (en) * | 2015-09-10 | 2017-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of replacing stone column of building |
| RU2607124C1 (en) * | 2015-09-10 | 2017-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Device for replacement of stone column of building |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7690167B2 (en) | Structural support framing assembly | |
| AU2022100084A4 (en) | Building Panel | |
| AU2019100397A4 (en) | Panel for a building structure, a building system and a building structure having the building panel | |
| CN101400865A (en) | Unitized post tension block system for masonry structures | |
| EP3047078B1 (en) | A construction system of wooden load-bearing structures for buildings and a structure thus obtained | |
| US20170121958A1 (en) | Construction Method to Reinforce Masonry Walls with Wood | |
| Tampone et al. | State-of-the-art technology on conservation of ancient roofs with timber structure | |
| US5390455A (en) | System for protecting wood frame buildings from seismic and wind forces | |
| JP2023514035A (en) | MODULAR COMPOSITE ACTION PANEL AND STRUCTURAL SYSTEM USING THE SAME | |
| RU2150557C1 (en) | Fixture to reinforce stone structure | |
| CN1683725B (en) | Building construction systems and methods | |
| RU2196868C2 (en) | Process of reinforcement of stone structures of building | |
| Hamburger et al. | The Whittier Narrows, California earthquake of October 1, 1987—Performance of tilt-up buildings | |
| Faine et al. | A pilot study examining the strength, compressibility and serviceability of rendered straw bale walls for two storey load bearing construction | |
| RU2233367C1 (en) | Set for house building | |
| RU98102599A (en) | STONE STRUCTURE STRENGTH DEVICE | |
| RU2000105938A (en) | METHOD FOR STRENGTHENING STONE CONSTRUCTIONS OF BUILDING | |
| GB2471336A (en) | Straw bale and steel building construction | |
| RU200790U1 (en) | Overlap | |
| WO2016019441A1 (en) | A wall panel and method of fixing a panel to a concrete pad | |
| PL245074B1 (en) | Roof truss | |
| BE1021247B1 (en) | INSULATION WALL FOR CONSTRUCTIONS | |
| Griffiths | The racking resistance of timber frame walls assessed by experimental and analytical techniques | |
| RU1499U1 (en) | BALCONY | |
| AU2008100775A4 (en) | Method of building construction |