RU2498033C1 - Device to reinforce column and joined elements of building slab - Google Patents
Device to reinforce column and joined elements of building slab Download PDFInfo
- Publication number
- RU2498033C1 RU2498033C1 RU2012109500/03A RU2012109500A RU2498033C1 RU 2498033 C1 RU2498033 C1 RU 2498033C1 RU 2012109500/03 A RU2012109500/03 A RU 2012109500/03A RU 2012109500 A RU2012109500 A RU 2012109500A RU 2498033 C1 RU2498033 C1 RU 2498033C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- cargo
- thrust plate
- screws
- spacer unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при усилении несущих конструкций эксплуатируемых зданий, более конкретно при усилении тяжело поврежденных огнем железобетонных колонн и сочлененных элементов перекрытия в условиях пожара или технологической аварии.The invention relates to construction and can be used to strengthen the supporting structures of operated buildings, more specifically when reinforcing reinforced concrete columns and articulated floor elements that are severely damaged by fire in a fire or technological accident.
К тяжелым термическим повреждениям колонны и сочлененных элементов перекрытия здания относятся отслоение деструктивного бетона на глубину 40-80 мм и более, выпучивание стержней арматуры, появление остаточных термических напряжений растяжения (до 10000 Н/см2) в рабочей арматуре колонны. Повреждения сочлененных элементов перекрытия характеризуются разрушением бетона в поперечном сечении. При тяжелых повреждениях сочлененных элементов перекрытия появляется опасность их разрушения. В ряде случаев целесообразно исправление поврежденной железобетонной колонны и сочлененных элементов перекрытия без их демонтажа, полной или частичной их разгрузки.Severe thermal damage to the column and articulated elements of the building floor include detachment of destructive concrete to a depth of 40-80 mm or more, buckling of reinforcing bars, the appearance of residual thermal tensile stresses (up to 10,000 N / cm 2 ) in the working reinforcement of the column. Damage to articulated floor elements is characterized by the destruction of concrete in cross section. With severe damage to the articulated floor elements, there is a danger of their destruction. In some cases, it is advisable to repair damaged reinforced concrete columns and articulated floor elements without dismantling, their full or partial unloading.
Известно устройство для усиления сжатых элементов (колонн) дополнительными напряженными металлическими профильными элементами / см. Онуфриев Н.М. Усиление железобетонных конструкций промышленных зданий и сооружений. - Л. - М.: Стройиздат, 1965; гл. VIII: Преднапряженные распорки усиления; - С.241-247 / [1].A device is known for reinforcing compressed elements (columns) with additional stressed metal profile elements / see Onufriev N.M. Reinforcement of reinforced concrete structures of industrial buildings and structures. - L. - M .: Stroyizdat, 1965; ch. VIII: Prestressed reinforcement struts; - S.241-247 / [1].
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства усиления, относится то, что в известном устройстве преднапряженные распорки повышают несущую способность только колонны, следовательно, невозможно обеспечить надлежащее усиление поврежденных сочлененных элементов перекрытия; при неточном изготовлении напрягаемых распорок по их длине, в известном устройстве невозможно надежное их включение в совместную работу с усиливаемой колонной, следовательно, снижается точность контроля степени разгружения места сочленения ригеля и колонны; сечение ветвей распорки принимают конструктивно, с большим перерасходом металла на усиление, следовательно, при изготовлении известного устройства возрастают металлоемкость и трудоемкость; в известном устройстве, при применении металла без конструктивной огнезащиты снижается фактическая огнестойкость элементов усиления в частности и колонны в целом.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known amplification device include the fact that, in the known device, prestressed struts increase the bearing capacity of only the columns; therefore, it is impossible to ensure proper reinforcement of the damaged articulated floor elements; with inaccurate manufacture of prestressed struts along their length, in the known device it is impossible to reliably incorporate them into joint work with a reinforced column, therefore, the accuracy of controlling the degree of unloading of the junction of the crossbar and the column is reduced; the cross-section of the strut branches is taken constructively, with a large overspending of the metal for reinforcement, therefore, in the manufacture of the known device, the metal consumption and the complexity are increased; in a known device, when using metal without structural fire protection, the actual fire resistance of the reinforcing elements in particular and the column as a whole is reduced.
Известно устройство для усиления колонны, включающее металлическую обойму, в верхней части которой закреплен натяжной узел, обойма из 4-х прокатных уголков связана попарно соединительными планками в две ветви, в продольном направлении которые обжаты распорным устройством /А.с. SU №607 932, кл. 2 E04G 23/02. Способ усиления колонн. / В.В. Гусельников. Опубл. 25.05.78. Бюл. №19/ [2].A device for reinforcing a column is known, including a metal clip, in the upper part of which a tension unit is fixed, a clip of 4 rolling corners is connected in pairs by connecting strips in two branches, which are crimped in the longitudinal direction by an A.A. SU No. 607 932,
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия, относится то, что в известном устройстве применена громоздкая, металлоемкая обойма из прокатных уголков; эффективность работы известного устройства усиления снижается вследствие того, что грузовой винт натяжного узла имеет шарнирное закрепление с обеих концов, при этом коэффициент приведенной длины грузового винта весьма значителен; опорная площадка под ригель значительно удалена от ветви распорки, следовательно, дополнительно возникает изгибающий момент, действующий на эту ветвь распорки и опорный столик, увеличены общие габариты сечения оголовка усиливаемой колонны; в известном устройстве при использовании металла без конструктивной огнезащиты снижается фактическая огнестойкость элементов усиления в частности и колонны в целом.For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device for strengthening the columns and articulated floor elements, the known device uses a bulky, metal-intensive clip from rolling corners; the efficiency of the known amplification device is reduced due to the fact that the load screw of the tension unit has a hinge at both ends, while the coefficient of the reduced length of the load screw is very significant; the supporting platform for the crossbar is significantly removed from the strut branch, therefore, a bending moment additionally arises, acting on this strut branch and the supporting table, the overall dimensions of the head section of the reinforced column are increased; in the known device, when using metal without structural fire protection, the actual fire resistance of the reinforcing elements in particular and the column as a whole is reduced.
Известно устройство для усиления железобетонной колонны, включающее металлическую обойму, выполненную из уголков, установленных по граням колонны, снабженную натяжными узлами, каждый из которых состоит из опорных элементов и натяжного винта, при этом металлическая обойма выполнена по высоте составной, а опорные элементы закреплены на стыкуемых концах составных частей обоймы /А.с. SU №916 722, кл. 3 E04G 23/02. Устройство для усиления колонн / М.Д. Бойко. Опубл. 05.04.82. Бюл. №12/ [3].A device is known for reinforcing a reinforced concrete column, comprising a metal cage made of angles mounted along the faces of the column, equipped with tensioning assemblies, each of which consists of support elements and a tension screw, while the metal cage is made integral in height, and the support elements are fixed to mating the ends of the constituent parts of the clip / A.s. SU No. 916 722,
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства усиления колонны, относится то, что в известном устройстве на его изготовление расходуется значительная масса металла, не эффективно используемая для усиления колонны, опорные узлы известного устройства внизу и вверху колонны не имеют жесткого закрепления, составные части ветвей обоймы соединены натяжным винтом, характеризующим их шарнирное примыкание, в известном устройстве расположение натяжных винтов не по центру тяжести поперечного сечения уголка обоймы приводит к возникновению изгибающего момента от распорного усилия, действующего на напрягаемые ветви составных частей обоймы; при использовании металла для известного устройства усиления без конструктивной огнезащиты снижается фактическая огнестойкость элементов усиления и колонны.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known column reinforcement device include the fact that in the known device a significant mass of metal is consumed for its manufacture, which is not used effectively to strengthen the column, the support nodes of the known device at the bottom and at the top of the column do not have rigid fixing , the components of the branches of the cage are connected by a tension screw characterizing their articulated abutment, in the known device, the location of the tension screws is not in the center the severity of the cross-section of the corner of the cage leads to bending moment from the spacer force acting on the tensioned branches of the components of the cage; when using metal for a known amplification device without structural fire protection, the actual fire resistance of the amplification elements and columns is reduced.
Наиболее близким техническим решением к изобретению по совокупности признаков является устройство для усиления колонны, включающее упорный элемент, напрягаемую распорку и натяжной узел; при этом упорный элемент выполнен в виде опорного столика и упорного башмака напрягаемой распорки, остов которой выполнен из двух ветвей, натяжной узел выполнен с применением грузовых винтов и натяжных гаек. При усилении нагруженной колонны, поврежденной с одной стороны, опорный столик и напрягаемая распорка установлены с той же стороны (грани) колонны. При усилении нагруженной колонны, поврежденной с двух или трех граней, опорные столики и напрягаемые распорки установлены с двух противоположных граней. Опорные столики выполнены из отрезков стального уголка или швеллера. Несущие ветви напрягаемой распорки выполнены из угловой стали или стальной трубы прямоугольного или круглого сечения. Каждый грузовой винт размещен в центре тяжести поперечного сечения ветки остова и жестко прикреплен к напрягаемой распорке. После введения напрягаемой распорки в работу нижняя опорная плита распорки и верх опорного столика соединены металлической пластиной или отрезком уголка. Металлические элементы распорного устройства подвержены огневой обработке горелками и покрыты слоем бетона, толщина которого принята в зависимости от требуемого предела огнестойкости колонны /Патент №2 038 581 RU, МПК E04G 23/00 (2006.01) Устройство для усиления колонн и их оголовков. / Н.А. Ильин. Опубл. 20.10.2007. Бюл. №29/ [4] - принято за прототип.The closest technical solution to the invention in terms of features is a device for strengthening the column, comprising a thrust element, a tensioned spacer and a tension unit; wherein the thrust element is made in the form of a supporting table and a thrust shoe of a prestressed spacer, the skeleton of which is made of two branches, the tension unit is made using cargo screws and tension nuts. When reinforcing a loaded column damaged on one side, the support table and the tension strut are installed on the same side (face) of the column. When reinforcing a loaded column damaged from two or three sides, supporting tables and tension struts are installed from two opposite sides. The supporting tables are made of pieces of steel corner or channel. The bearing branches of the prestressed strut are made of angular steel or a steel pipe of rectangular or circular cross section. Each cargo screw is placed at the center of gravity of the cross section of the core branch and is rigidly attached to the prestressed strut. After the prestressing strut has been put into operation, the lower strut support plate and the top of the support table are connected by a metal plate or a corner piece. The metal elements of the spacer device are subjected to firing by burners and coated with a layer of concrete, the thickness of which is adopted depending on the required fire resistance of the column / Patent No. 2 038 581 RU, IPC E04G 23/00 (2006.01) Device for strengthening columns and their heads. / ON. Ilyin. Publ. 10.20.2007. Bull. No. 29 / [4] - taken as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства усиления, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве на его изготовление расходится значительная масса металла, что не эффективно используемая для усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия; упорный столик, расположенный снизу колонны, непосредственно не снижает термонапряжения в стержнях продольной арматуры колонны; при изготовлении арматурных каркасов для устройства усиления колонны поперечная арматура (хомуты и отгибы) сначала нарезается, затем каждый отрезок стержня приваривается к угловым стержням устройства усиления и к ветвям остова напрягаемой распорки; следовательно, велики объемы резки поперечной арматуры плоских каркасов, большое число свариваемых пересечений арматуры с угловыми стержнями устройства усиления, значительны трудоемкость и расходы металла при раскрое поперечной арматуры.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known amplification device adopted for the prototype include the fact that in the known device a significant mass of metal diverges for its manufacture, which is not effectively used to strengthen the columns and articulated floor elements; a persistent table located at the bottom of the column does not directly reduce thermal stresses in the rods of the longitudinal reinforcement of the column; in the manufacture of reinforcing cages for a column reinforcement device, the transverse reinforcement (clamps and bends) is first cut, then each piece of the rod is welded to the corner rods of the reinforcement device and to the branches of the skeleton of the tensioned strut; therefore, the volumes of cutting of the transverse reinforcement of flat frames are large, a large number of welded intersections of the reinforcement with the angular rods of the reinforcement device, the laboriousness and expense of metal when cutting the transverse reinforcement are significant.
Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлена заявленное изобретение, состоит в повышении надежности и безопасности состояния усиливаемой колонны и сочлененных элементов перекрытия, получивших тяжелые термические повреждения, в снижении расхода стали и материальных затрат за счет рационального использования элементов устройства усиления.The invention consists in the following. The problem to which the claimed invention is directed, is to increase the reliability and safety of the state of the reinforced columns and articulated floor elements that have suffered severe thermal damage, in reducing the consumption of steel and material costs due to the rational use of the elements of the amplification device.
Технический результат ~ рациональное и эффективное усиление поврежденной колонны и сочлененных элементов перекрытия, надежное включение в совместную работу напрягаемой распорки с контролем предварительных напряжений в ней, жесткое соединение грузового винта с несущей ветвью распорки, вдвое снижающее коэффициент приведенной длины винта при расчете прочности и устойчивости его как сжатого элемента, упрощение конструкции передачи «грузовой винт - упорная гайка» предлагаемого распорного узла при проектировании и изготовлении его, повышение надежности в работе, снижение расхода металла на изготовление устройства усиления и получение возможности эффективного использования металла при усилении колонны и сочлененных элементов перекрытия, обеспечение огнезащиты металлических элементов устройства усиления; сокращение объема сварочных работ; экономия энергии и стали; возможность механизации арматурных работ и централизованного изготовления элементов распорного узла.EFFECT: rational and effective reinforcement of a damaged column and articulated floor elements, reliable inclusion in the joint work of a tensioned strut with control of prestresses in it, rigid connection of the cargo screw with the supporting branch of the strut, halving the coefficient of the reduced screw length when calculating its strength and stability as a compressed element, simplifying the design of the transmission “cargo screw - thrust nut" of the proposed spacer unit in the design and manufacture of it, improving reliability in work, reducing the consumption of metal for the manufacture of amplification devices and gaining the ability to effectively use metal when reinforcing columns and articulated floor elements, providing fire protection for the metal elements of the amplification device; reduction in welding work; energy and steel savings; the possibility of mechanization of reinforcing work and centralized manufacture of elements of the spacer unit.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия здания, включающем напрягающие стойки стальной обоймы усиливаемой колонны, распорный узел, содержащий опорные столики и грузовые винты, упорные элементы; опорный столик выполнен из отрезка прокатного стального уголка, усилен ребрами жесткости, оборудован отверстиями для установки грузовых винтов; грузовые винты оборудованы натяжными гайками, шайбами и контргайками; остов напрягаемых распорок выполнен из двух пар стальных уголков, соединенных планками, особенностью является то, что распорный узел устройства усиления содержит две стальные гребенки, установленные на опорные столики, которые прикреплены к стойкам стальной обоймы с двух противоположных граней усиливаемой колонны; стальные гребенки включают упорные пластины с прикрепленными к ним наглухо грузовыми винтами; опираясь в упорные пластины, прикрепленные к опорным частям сочлененных элементов перекрытия, грузовыми винтами передается силовая нагрузка на напрягаемые стойки стальной обоймы, включая последние непосредственно в работу усиливаемой колонны.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device for strengthening the columns and articulated elements of the floor of the building, including the tensioning posts of the steel cage of the reinforced columns, a spacer unit containing support tables and cargo screws, thrust elements; the supporting table is made of a section of a rolled steel corner, reinforced with stiffeners, equipped with holes for installing cargo screws; cargo screws are equipped with tension nuts, washers and locknuts; the skeleton of the tensioned struts is made of two pairs of steel corners connected by strips, the feature is that the spacer unit of the amplification device contains two steel combs mounted on supporting tables that are attached to the posts of the steel cage from two opposite faces of the reinforced column; steel combs include thrust plates with cargo screws fixed to them tightly; relying on thrust plates attached to the supporting parts of the articulated floor elements, cargo loads transfer the load to the tensioned racks of the steel cage, including the latter directly in the operation of the reinforced column.
Следующими особенностями устройства являются: стальная гребенка распорного узла выполнена в виде сварного таврового соединения грузовых винтов непосредственно с нижней поверхностью упорной пластины; стальная гребенка распорного узла выполнена в виде сварного таврового соединения грузовых винтов с упорной пластиной и выпуском анкеров через раззенкованные отверстия; стальная гребенка распорного узла выполнена в виде крепежного болтового соединения грузовых винтов, оборудованных буртиком, с упорной пластиной и выпуском анкеров через отверстия в упорной пластине; грузовой винт выполнен в виде короткого отрезка стального стержня, оборудованного с одного конца ходовой резьбой, натяжными гайками, шайбами и контргайкой; грузовой винт выполнен в виде отрезка стального стержня, оборудованного с одного конца ходовой резьбой, натяжными гайками, шайбами и контргайкой; с другого конца оборудован буртиком, крепежной резьбой, гайкой и шайбой; грузовой винт выполнен в виде отрезка стального стержня, включающего в себя длину анкера, оборудованного с одного конца ходовой резьбой, натяжными гайками, шайбами и контргайками, с другого конца оборудован анкером; при изготовлении сварного таврового соединения грузового винта с упорной пластиной распорного узла предусмотрена дуговая сварка под флюсом; при изготовлении сварного таврового соединения грузового винта с упорной пластиной распорного узла предусмотрена контактная сварка сопротивлением и непрерывным оплавлением; при изготовлении сварного таврового соединения грузового винта с упорной пластиной распорного узла предусмотрена дуговая сварка в раззенкованное отверстие; упорная пластина распорного узла изготовлена из отрезка рифленой полосовой стали; упорная пластина распорного узла прикреплена непосредственно к бетону нижней грани элемента перекрытия, утопляя в сок пластичного цементно - песчаного раствора с выжиманием; упорная пластина распорного узла прикреплена к элементу перекрытия путем установки анкеров грузовых винтов в пазы глубиной 60 мм, высверленные в бетоне нижней грани элемента перекрытия; упорная пластина распорного узла прикреплена к обнаженной нижней арматуре железобетонного элемента перекрытия путем контактной рельефно - точечной (две точки) сварки; высота сварного шва, соединяющего элементы устройства усиления, принята по расчету на срез и изгиб, но не менее 6 мм; диаметр грузовых винтов и их число определено расчетом на прочность и устойчивость в зависимости от величины усилия разгружения железобетонной колонны; для предупреждения ослабевания натяжных гаек под нагрузкой произведено стопорение их относительно грузовых винтов контактной точечной сваркой. На чертежах представлено:The following features of the device are: the steel comb of the spacer unit is made in the form of a welded T-joint of the cargo screws directly with the lower surface of the thrust plate; the steel comb of the spacer unit is made in the form of a welded T-joint of the cargo screws with a thrust plate and the release of anchors through the countersink holes; the steel comb of the spacer unit is made in the form of a fastening bolt connection of cargo screws equipped with a shoulder with a thrust plate and the release of anchors through holes in the thrust plate; the cargo screw is made in the form of a short length of a steel rod, equipped at one end with a running thread, tension nuts, washers and a lock nut; the cargo screw is made in the form of a segment of a steel rod equipped at one end with a running thread, tension nuts, washers and a lock nut; from the other end it is equipped with a shoulder, fixing thread, nut and washer; the cargo screw is made in the form of a segment of a steel rod, including the length of the anchor, equipped at one end with a threaded thread, tension nuts, washers and locknuts, at the other end is equipped with an anchor; in the manufacture of a welded T-joint of the cargo screw with the thrust plate of the spacer unit, submerged arc welding is provided; in the manufacture of a welded T-joint of the cargo screw with the thrust plate of the spacer unit, resistance welding and continuous fusion are provided; in the manufacture of a welded T-joint of the cargo screw with the thrust plate of the spacer unit, arc welding into the countersink hole is provided; the thrust plate of the spacer unit is made of a piece of corrugated strip steel; the thrust plate of the spacer unit is attached directly to the concrete of the lower face of the floor element, drowning into the juice of a plastic cement - sand mortar with squeezing; the stop plate of the spacer unit is attached to the floor element by installing cargo screw anchors in grooves 60 mm deep, drilled in the concrete of the lower face of the floor element; the stop plate of the spacer unit is attached to the exposed bottom reinforcement of the reinforced concrete floor element by contact relief - spot (two points) welding; the height of the weld that connects the elements of the reinforcement device is adopted for shear and bending, but not less than 6 mm; the diameter of the cargo screws and their number is determined by strength and stability, depending on the magnitude of the unloading force of the reinforced concrete columns; to prevent loosening of the tension nuts under load, they were locked relative to the cargo screws by spot welding. The drawings show:
на фиг.1 изображено сопряжение ригеля перекрытия с усиливаемой колонной; распорный узел, включающий опорные столики, упорные пластины, грузовые винты с анкерами и крепежными деталями резьбового соединения (сечение А-А);figure 1 shows the pairing of the crossbar with reinforced column; an expansion unit, including support tables, thrust plates, cargo screws with anchors and fasteners for a threaded connection (section AA);
на фиг.2 - вид сбоку (сечение Б-Б);figure 2 is a side view (section BB);
на фиг.3 - вид сверху (сечение В-В), где приняты следующие обозначения:figure 3 is a top view (section bb), where the following notation:
1 - усиливаемая колонна; 2 - ригель перекрытия; 3 - угловая стойка стальной обоймы; 4 - грузовой винт; 5 - упорная пластина; 6 - натяжная гайка (с шайбой); 7 - контргайка (с шайбой); 8 - анкер стальной гребенки; 10 - опорный столик; 11 - отверстия сквозные для грузовых винтов; 13 - ребро жесткости; 15 - фланговый сварной шов; 17 - планка стальной обоймы; 18 - слой огнезащитного покрытия (пунктир);1 - reinforced column; 2 - crossbar; 3 - an angular rack of a steel holder; 4 - cargo screw; 5 - thrust plate; 6 - a tension nut (with a washer); 7 - a lock-nut (with a washer); 8 - steel comb anchor; 10 - supporting table; 11 - through holes for cargo screws; 13 - stiffener; 15 - flank weld; 17 - strap steel cage; 18 - layer of fire retardant coating (dotted line);
на фиг.4 изображена стальная гребенка, включающая упорную пластину с раззенкованными отверстиями, грузовые винты с анкерами и крепежными деталями резьбового соединения с опорным столиком распорного узла (сечение Г-Г);figure 4 shows a steel comb, including a thrust plate with countersink holes, cargo screws with anchors and fasteners of a threaded connection with the support table of the spacer unit (section G-D);
на фиг.5 - вид сбоку (сечение Д-Д), где приняты следующие обозначения:figure 5 is a side view (section DD), where the following notation:
(поз.1-8; 10-12; 15, 17 и 18 приведены под фиг.1-3): 9 - буртик грузового винта; 12 - сварка в раззенкованные отверстия; 14 - соединительная планка или уголок (пунктир); 16 - строительный раствор (с выжиманием); 20 - пазы в бетоне для анкеров (глубиной 60 мм); 22 - контактная рельефно-точечная (две точки) сварка (тип Н-2 ГОСТ 19292);(pos. 1-8; 10-12; 15, 17 and 18 are given under Figs. 1-3): 9 - a collar of a cargo screw; 12 - welding into countersink holes; 14 - a connecting level or corner (dotted line); 16 - mortar (with squeezing); 20 - grooves in concrete for anchors (60 mm deep); 22 - contact relief point (two points) welding (type N-2 GOST 19292);
на фиг.6 изображен эскиз стальной гребенки с анкерами при тавровом соединении упорной пластины с грузовыми винтами путем дуговой сварки в раззенкованные отверстия;figure 6 shows a sketch of a steel comb with anchors at the T-joint connection of the thrust plate with cargo screws by arc welding into countersink holes;
на фиг.7 изображено раззенкованное отверстие в упорной пластине;figure 7 shows the countersink hole in the thrust plate;
на фиг.8 изображен эскиз стальной гребенки при тавровом соединении упорной пластины с грузовыми винтами путем дуговой сварки под флюсом (соединение типа Т1 по ГОСТ 19292): 4 - грузовой винт; 5 - упорная пластина; 8 - анкер стальной гребенки; 11 - отверстия сквозные для грузовых винтов; 12 - сварка в раззенкованные отверстия; 19 - сварное тавровое соединение (типа Т1 по ГОСТ 19292);on Fig depicts a sketch of a steel comb with the T-joint of the thrust plate with cargo screws by submerged arc welding (connection type T1 according to GOST 19292): 4 - cargo screw; 5 - thrust plate; 8 - steel comb anchor; 11 - through holes for cargo screws; 12 - welding into countersink holes; 19 - welded T-joint (type T1 according to GOST 19292);
на фиг.9 изображено соединение упорной пластины и обнаженной от бетона продольной арматуры ригеля перекрытия путем контактной рельефно-точечной (две точки) сварки (тип Н-2 ГОСТ 19292), где приняты следующие обозначения: 1 - усиливаемая колонна; 2 - ригель перекрытия; 3 - угловая стойка стальной обоймы; 4 - грузовой винт; 5 - упорная пластина; 6 - натяжная гайка (с шайбой); 7- контгайка (с шайбой); 10 - опорный столик; 13 - ребро жесткости; 14 - соединительная планка или уголок (пунктир); 15 - фланговый сварной шов; 19 - сварное тавровое соединение (типа Т1 по ГОСТ 19292); 21 - продольная арматура ригеля перекрытия; 22 - контактная рельефно-точечная (две точки) сварка (тип Н-2 ГОСТ 19292);figure 9 shows the connection of the thrust plate and the longitudinal reinforcement of the floor beam exposed to concrete by contact relief spot welding (two points) welding (type N-2 GOST 19292), where the following designations are adopted: 1 - reinforced column; 2 - crossbar; 3 - an angular rack of a steel holder; 4 - cargo screw; 5 - thrust plate; 6 - a tension nut (with a washer); 7- lock nut (with washer); 10 - supporting table; 13 - stiffener; 14 - a connecting level or corner (dotted line); 15 - flank weld; 19 - welded T-joint (type T1 according to GOST 19292); 21 - longitudinal reinforcement of the crossbar; 22 - contact relief point (two points) welding (type N-2 GOST 19292);
на фиг.10 изображен опорный уголок распорного узла в трех проекциях, где показано: 10 - опорный столик; 11 - отверстия сквозные для грузовых винтов; 13 - ребро жесткости; В - ширина большой полки; b - ширина малой полки; δ - толщина полки; 1,5·dmax≥K≤300 мм; dmax - диаметр отверстия максимальный; z=D+3·δ; здесь D - диаметр натяжной гайки грузового винта; е - расстояние от обушка до ближайшей риски; l0 - длина опорного столика.figure 10 shows the reference corner of the spacer unit in three projections, where it is shown: 10 - supporting table; 11 - through holes for cargo screws; 13 - stiffener; B is the width of the large shelf; b is the width of the small shelf; δ is the thickness of the shelf; 1,5 · d max ≥K≤300 mm; d max - maximum hole diameter; z = D + 3 δ; here D is the diameter of the tension nut of the cargo screw; e is the distance from the pick to the nearest risks; l 0 - the length of the supporting table.
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.
Пример конкретного выполнения. Железобетонная колонна первого этажа жилого дома (торговый зал) высотой Н=3,8 м, выполненная в виде сплошного квадратного сечения В×С=400×400 мм, оборудована стальной обоймой; бетон тяжелый класса В 30, продольная арматура из стали класса А 400 (A-III), - 8⌀22 мм; глубина заложения арматуры а=40 мм, толщина защитного слоя и=30 мм; толщина деструктивного слоя бетона δд=(35÷45)мм; тяжелые термические повреждения бетона обнаружены на участке длиной 2,6 м от оголовка на четырех обогревавшихся в условиях пожара гранях колонны; термические напряжения растяжения порядка (9000±1000) Н/см2 имеют угловые стержни продольной арматуры колонны.An example of a specific implementation. The reinforced concrete column of the first floor of a residential building (trading floor) with a height of H = 3.8 m, made in the form of a solid square section B × C = 400 × 400 mm, is equipped with a steel cage; heavy concrete of class B 30, longitudinal reinforcement made of steel of class A 400 (A-III), - 8⌀22 mm; the depth of the reinforcement a = 40 mm, the thickness of the protective layer and = 30 mm; the thickness of the destructive layer of concrete δ d = (35 ÷ 45) mm; severe thermal damage to concrete was found on a 2.6 m long section from the head on four sides of the column heated in a fire; thermal tensile stresses of the order of (9000 ± 1000) N / cm 2 have angular rods of the longitudinal reinforcement of the column.
Устройство усиления содержит четыре угловых стойки стальной обоймы - 3, две упорные пластины - 5, два опорных столика - 10, две стальные гребенки с грузовыми винтами - 4. Опорные столики - 10 выполнены из отрезков уголка размерами h×b×s=125×80×8 мм, длиной l=B-2·u=400-2·30=340 мм. В упорной пластине - 5 и опорном столике 10 для пропуска концов грузовых винтов диаметром d=20 мм высверлены сквозные отверстия диаметром do=21 мм или вырезаны овальные пазы шириной bo=do=21 мм и длиной eo=b+0,5·d-e=75+0,5·20-45=40 мм.The reinforcement device contains four corner posts of a steel cage - 3, two thrust plates - 5, two support tables - 10, two steel combs with cargo screws - 4. Support tables - 10 are made of angle sections with dimensions h × b × s = 125 × 80 × 8 mm, length l = B-2 · u = 400-2 · 30 = 340 mm. In the thrust plate - 5 and the supporting table 10 for passing the ends of the cargo screws with a diameter of d = 20 mm, through holes are drilled with a diameter of d o = 21 mm or oval grooves are cut with a width of b o = d o = 21 mm and a length of e o = b + 0, 5 · de = 75 + 0.5 · 20-45 = 40 mm.
Угловые стойки стальной обоймы - 3 выполнены из равнополочного уголка прокатного профиля размером b×b×s=125×125×10 мм и имеют соединительные планки размером l×b×s=400×100×10 мм.The angular racks of the steel cage - 3 are made of an equal-angle corner of the rolling profile of size b × b × s = 125 × 125 × 10 mm and have connecting strips of size l × b × s = 400 × 100 × 10 mm.
Стальной гребень распорного узла выполнены в виде сварного таврового соединения - 19 грузовых винтов - 4 непосредственно с нижней поверхностью упорной пластины - 5, сверху упорная пластина - 5 сочленена с нижней продольной арматурой - 21 ригеля перекрытия путем контактной рельефно - точечной (две точки) сваркой - 22.The steel ridge of the spacer unit is made in the form of a welded T-joint - 19 cargo screws - 4 directly with the bottom surface of the thrust plate - 5, from above the thrust plate - 5 is articulated with the bottom longitudinal reinforcement - 21 crossbars using contact relief - spot (two points) welding - 22.
Грузовой винт - 4 распорного узла изготовлен из круглой стали, диаметр винта d=20 мм, длина винта 200 мм, длина нарезки метрической резьбы М20 на одном конце винта b1=150 мм; каждый грузовой винт - 4 натяжного узла оборудован двумя натяжными гайками - 6 высотой m=30 мм, диаметром резьбы М20 и шестигранной контргайкой - 7 высотой m=16 мм и двумя пружинными шайбами (для винта d1=20,5 мм) толщиной s=4 мм.Cargo screw - 4 spacer units made of round steel, screw diameter d = 20 mm, screw length 200 mm, thread length metric thread M20 at one end of the screw b 1 = 150 mm; each cargo screw - 4 of the tension unit is equipped with two tension nuts - 6 with a height of m = 30 mm, a thread diameter M20 and a hexagonal locknut - 7 with a height of m = 16 mm and two spring washers (for a screw d 1 = 20.5 mm) with a thickness of s = 4 mm.
Введение в работу деталей устройства усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия произведено следующим образом.Introduction to the work of the details of the device amplification columns and articulated elements of the overlap made as follows.
В процессе технического осмотра колонны и сочлененных элементов перекрытия, отбивая слесарным молотком деструктивный слой бетона (tb≥550°С), устанавливаются участки усиливаемой колонны - 1 с тяжелыми повреждениями и остаточными после пожара термическими напряжениями в продольной арматуре (ts≥500°С). Предварительно в механической мастерской изготовляются: упорные пластины - 5, опорные столики - 10, грузовые винты - 4 натяжного узла, натяжные гайки - 6, контргайки - 7 и пружинные шайбы, ребра жесткости - 13, соединительные планки - 14, угловые стойки стальной обоймы - 3, устройства усиления.During the technical inspection of the column and articulated floor elements, beat off with a metal hammer a destructive concrete layer (t b ≥550 ° С), sections of the reinforced column - 1 with severe damage and residual thermal stresses in the longitudinal reinforcement after the fire (t s ≥500 ° С) are established ) Preliminary, the following are manufactured in a machine shop: thrust plates - 5, support tables - 10, cargo screws - 4 tension units, tension nuts - 6, lock nuts - 7 and spring washers, stiffeners - 13, connecting bars - 14, angled posts of steel cage - 3, amplification devices.
Сначала к паре угловых стоек стальной обоймы - 3 усиливаемой колонны - 1 прикрепляют опорный столик - 10 с помощью флангового сварного шва - 15. Затем укомплектовывают грузовые винты - 4 натяжного узла натяжными гайками - 6, контргайками - 7, пружинными шайбами и устанавливают по месту грузовые винты - 4 натяжного узла в распорный узел. Одновременным заворачиванием тарировочным ключом натяжных гаек - 6 грузовых винтов - 4 натяжного узла с заданным (контролируемым) усилием, - разгружают продольную арматуру от термических напряжений, увеличивая при этом несущую способность усиливаемой колонны -1.First, to the pair of corner posts of the steel cage - 3 reinforced columns - 1, attach the supporting table - 10 using the flank weld - 15. Then load the screws - 4 tension units with tension nuts - 6, locknuts - 7, spring washers and install the cargo in place screws - 4 tension units in the spacer unit. At the same time, with a calibration wrench tightening the tension nuts - 6 cargo screws - 4 tension nodes with a given (controlled) force - unload the longitudinal reinforcement from thermal stresses, while increasing the bearing capacity of the reinforced column -1.
После введения угловых стоек стальной обоймы - 3 в работу, упорные пластины - 5 и опорные столики - 10 соединяют наглухо отрезками уголка или соединительными планками - 14 с помощью контактной рельефно -точеной сварки - 22. Металлические элементы устройства усиления имеют слой огнезащитного покрытия - 18 - слой легкого бетона, толщина которого определяется по теплотехническому расчету.After the angular racks of the steel cage - 3 are put into operation, the thrust plates - 5 and the supporting tables - 10 are tightly connected with the corner pieces or connecting strips - 14 by contact relief-welded welding - 22. The metal elements of the reinforcement device have a layer of fire-retardant coating - 18 - a layer of light concrete, the thickness of which is determined by the heat engineering calculation.
Использованием предложенного устройства усиления колонны и сочлененных элементов перекрытия устраняют тяжелые повреждения без демонтажа или предварительной разгрузки несущей конструкции, наиболее полно используя остаточную прочность материалов при дальнейшей ее эксплуатации. Предложенное устройство позволяет рационально и эффективно произвести усиление тяжело поврежденной железобетонной колонны за счет надежного включения в совместную работу напрягаемой распорки с контролем предварительных напряжений.Using the proposed device reinforcing columns and articulated floor elements eliminate severe damage without dismantling or preliminary unloading of the supporting structure, making full use of the residual strength of the materials during its further operation. The proposed device allows the rational and effective reinforcement of heavily damaged reinforced concrete columns due to the reliable inclusion in the joint work of a tensioned spacer with control of prestresses.
Жесткое соединение грузового винта с несущей ветвью распорки вдвое снижает коэффициент приведенной длины винта при расчете прочности и устойчивости его как сжатого элемента. Предложенное устройство упрощает конструкции передачи «грузовой винт - упорная гайка» распорного узла при проектировании и изготовлении его, повышая надежность в работе, выигрыш в силе и обеспечивая бесшумное, медленное и плавное перемещение напрягаемой распорки с большой точностью.A rigid connection of the cargo screw with the supporting branch of the spacer halves the coefficient of the reduced length of the screw when calculating the strength and stability of it as a compressed element. The proposed device simplifies the design of the transmission “cargo screw - thrust nut" of the spacer unit when designing and manufacturing it, increasing the reliability, gain in strength and providing silent, slow and smooth movement of the tensioned struts with great accuracy.
Предложенное устройство позволяет повысить степень контроля разгружения усиливаемой колонны напряженными распорками, снизить в 2-3 раза расход металла на его изготовление и обеспечить требуемую огнезащиту металлических элементов устройства усиления.The proposed device allows to increase the degree of control of the unloading of the reinforced column by tension struts, to reduce by 2-3 times the metal consumption for its manufacture and to provide the required fire protection of the metal elements of the amplification device.
Предложенное устройство применено в строительной промышленности при усилении колонн и здания. Колонна с тяжелыми термическими повреждениями верхней части находилась на границе между ограниченно работоспособным и аварийным состоянием. Материал элементов устройства усиления - сталь марки Ст.3 кл. 2-1. Расчетная нагрузка на колонну 3005 кН (310 тс).The proposed device is used in the construction industry for strengthening columns and buildings. The column with severe thermal damage to the upper part was located at the border between the partially operational and emergency state. The material of the elements of the amplification device is steel grade St.3 class. 2-1. The design load on the column is 3005 kN (310 tf).
Работы по усилению железобетонной колонны и сочлененных элементов перекрытия здания были проведены в жилом доме со встроенным торговым залом (г.Самара, 2011 г.).Reinforcement of reinforced concrete columns and articulated floor elements of the building were carried out in a residential building with an integrated trading floor (Samara, 2011).
Источники информацииInformation sources
1. Онуфриев Н.М. Усиление железобетонных конструкций промышленных зданий и сооружений. - Л. - М.: Стройиздат, 1965 (гл. VIII: Преднапряженные распорки усиления. - С.241-247).1. Onufriev N.M. Reinforcement of reinforced concrete structures of industrial buildings and structures. - L. - M.: Stroyizdat, 1965 (Ch. VIII: Prestressed reinforcement struts. - S.241-247).
2. А.с. SU 607 932, кл. 2 E04G 23/02. Способ усиления колонн./ В.В.Гусельников. Опубл. 25.05.78. Бюл. №19.2. A.S. SU 607 932,
3. А.с. SU 916 722, кл. 3 E04G 23/02. Устройство для усиления колонн. / М.Д.Бойко. Опубл. 05.04.82. Бюл. №12.3. A.S. SU 916 722,
4. Патент 2038581 RU, МПК E04G 23/00. Устройство для усиления колонн и их оголовков. / Н.А.Ильин. Опубл. 20.10.2007. Бюл. №294. Patent 2038581 RU, IPC E04G 23/00. A device for strengthening columns and their heads. / N.A. Ilyin. Publ. 10.20.2007. Bull. Number 29
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109500/03A RU2498033C1 (en) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Device to reinforce column and joined elements of building slab |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012109500/03A RU2498033C1 (en) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Device to reinforce column and joined elements of building slab |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012109500A RU2012109500A (en) | 2013-09-20 |
| RU2498033C1 true RU2498033C1 (en) | 2013-11-10 |
Family
ID=49182936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012109500/03A RU2498033C1 (en) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Device to reinforce column and joined elements of building slab |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2498033C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU607932A1 (en) * | 1977-02-07 | 1978-05-25 | Guselnikov Vladislav V | Method of strengthening columns |
| US6354047B1 (en) * | 1998-10-21 | 2002-03-12 | Oiles Corporation | Columnar structure with earthquake resistance imparted thereto and method of reinforcing the earthquake resistance of a columnar structure |
| RU2308581C2 (en) * | 2005-10-03 | 2007-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Column and column head reinforcing device |
| RU82731U1 (en) * | 2008-11-26 | 2009-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | DEVICE FOR REINFORCING REINFORCED CONCRETE PANELS OF overlapping |
-
2012
- 2012-03-13 RU RU2012109500/03A patent/RU2498033C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU607932A1 (en) * | 1977-02-07 | 1978-05-25 | Guselnikov Vladislav V | Method of strengthening columns |
| US6354047B1 (en) * | 1998-10-21 | 2002-03-12 | Oiles Corporation | Columnar structure with earthquake resistance imparted thereto and method of reinforcing the earthquake resistance of a columnar structure |
| RU2308581C2 (en) * | 2005-10-03 | 2007-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Column and column head reinforcing device |
| RU82731U1 (en) * | 2008-11-26 | 2009-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | DEVICE FOR REINFORCING REINFORCED CONCRETE PANELS OF overlapping |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012109500A (en) | 2013-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brockenbrough et al. | Structural steel designer's handbook | |
| CN109113189B (en) | Self-resetting circular steel tube concrete frame beam column joint with web plate provided with energy dissipation piece | |
| KR100882464B1 (en) | Deck plate with support member | |
| US8621797B2 (en) | Steel structure including pre-stressing brackets for improving load-carrying capacity and serviceability | |
| CN108755954B (en) | Unilateral prestressing force full assembled is from restoring to throne steel frame node | |
| JP2021032078A (en) | Replaceable high energy dissipative prefabricated prestressed shear wall with built-in steel braces | |
| RU122681U1 (en) | DEVICE FOR STRENGTHENING THE COLUMN AND THE COMBINED ELEMENTS OF THE OVERLOAD OF THE BUILDING | |
| RU2308581C2 (en) | Column and column head reinforcing device | |
| RU2498033C1 (en) | Device to reinforce column and joined elements of building slab | |
| RU82731U1 (en) | DEVICE FOR REINFORCING REINFORCED CONCRETE PANELS OF overlapping | |
| KR100888231B1 (en) | Beam, structure, parking structure having the beam, method of manufacturing the beam and method of manufacturing structure without column | |
| CN117344877A (en) | Wall structure with removable power consumption filling wallboard | |
| CN102251666B (en) | Overhanging type discharging platform | |
| RU2498034C1 (en) | Method to reinforce column and joined elements of building slab | |
| RU2388882C1 (en) | Device for reinforcing reinforced-concrete floor panels | |
| RU117956U1 (en) | DEVICE FOR STRENGTHENING THE COLUMN AND MOUNTED PANELS OF THE WALL | |
| KR101825580B1 (en) | Steel and precast concrete hybrid beam | |
| Chybiński et al. | Aluminium members in composite structures–a review | |
| CN212153714U (en) | Large-span support span-center cooperative prestress box-shaped continuous steel beam column structure | |
| CN213806076U (en) | Novel construction safety composite board | |
| RU2308585C2 (en) | Method for reinforced column and reinforced column head recovery | |
| RU2486323C1 (en) | Method to reinforce pillar and suspended wall panels | |
| CN212154130U (en) | Construction supporting device for steel frame structure cast-in-place concrete floor | |
| CN113216386A (en) | Full-assembly steel-concrete combined frame-support building structure system | |
| CZ17113U1 (en) | Beam of increased load-bearing capacity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150314 |