Устройство для усиления стержневой конструкции

)5 Е 04 6 23/00 Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Кировский политехнический институт(56) Валь В.Н, и др. Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зда- .ний при их реконструкции, М.; Стройиздат,1987, с,162, рис. 6.14.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСИЛЕНИЯ СТЕРЖНЕВОЙ КОНСТРУКЦИИ(57) Изобретение относится к строительству, в частности к строительным металличе 1716055 А ским конструкциям покрытий промышленных и гражданских зданий при их реконструкции, ремонте, восстановлении и усилении. Целью изобретения является повышение надежности усиления и снижение материалоемкости путем повышения несущей способности одновременно нескольких стержневых элементов. Устройство для усиления стержневых элементов покрытия включает усиливающий элемент, выполненный в виде мембраны 2, окантованной жесткими стержнями 3, и прикрепленный посредством. соединительных элементов 6 к усиливаемому стержню 1. 4 ил,Изобретение относится к строительст- деталями усиливающие элементы, приклеву, а именно к строительным металлическим енные к узлам стержневой конструкции, приконструкциям промышленных и.граждан- этом каждый усиливающий элемент выполских зданий, для осуществления их реконст- нен в виде мембраны с замкнутым контурукции, ремонта, восстановления или 5 ром, размещенной между усиливающимиусиления, элементами,Усиление отдельных стержней несущей Плоскость дополнительного усиливаконструкции под нагрузкой, а также подвес- ющего элемента - мембраны - имеетных крановых путеймогут быть вызваны предварительное натяжение, котороеобесусловиями в связи с заменой существующей 10 печивается эа счет притягивания этой мемкровли и ограждающих конструкций покры- браны к узлам стержневой решеткития на болеетяжелыеэлементы;установкой усиливаемой конструкции с помощью болдополнительных прогонов, с их неузловым тов или других натяжных устройств. В больдействием на несущую конструкцию; пере- шинстве стержневых конструкций (плоскихстановкой опорных узлов подвесных кранов 15 и пространственных) решетка образует треили заменой самих кранов на большую гру- угольные замкнутые контуры. В этом случаезоподъемность или в связи с повреждением мембраны делаются треугольной формы сформы и сечений самих стержней в процес- вогнутыми боковыми сторонами и жесткимисе эксплуатации здания. стержнями вдоль кромок, Треугольная форИзвестноустройстводляусилениясжа ма мембраны наиболее полно закрываеттых.стержней с помощью полос, стержней, плоскости треугольных контуров, образопрофилей, развивающих прочность и жест- ванных основными стержнями несущейкость стержня в целом. Прочность и жест- конструкции. Как следствие, кромки мембкость усиливаемых стержней возрастает эа раны находятся на минимальном расстоясчетувеличения площади поперечного се нии от усиливаемых стержней, Длиныченияи увеличения момента инерции се- связевых элементов, соединяющих мембра-чения. ну с усиливаемым стержнем при этом полВыполнение данного устройства для учаются минимальными. В углахусиления возможно при полной или частич- треугольной мембраны кромочные стержниной разгрузке. Недостатком его является 30 соединяются на сверке(или болтах) с натяжповышенный расход материала. ным стержнем, через который мембранаБолее эффективным устройством для притягивается к узлу основных стержней сусиления является конструкция, включаю- помощью гайки или другого натяжного устщая дополнительные элементы решетки. ройства.Эти дополнительные элементы - стержни. 35 Необходимость кромочных стержнейпозволяют уменьшить расчетную длину мембраны вызвана двумя условиями: защисжатых поясных стержней и стержней ре- та от механического повреждения тонколишетки. стовой кромки и более равномернаяНесущая способность при таком усиле- передача усилий натяжения на плоскостьнии увеличивается за счет повышения жес мембраны.ткости усиливаемых сжатых стержней. При Вогнутое очертание боковых сторонэтом повышение жесткости происходит мембраны позволяет более равномернотолько в плоскости стержневой решетки. распределять усилие преднапряженияНедостатками такой конструкции усиления вдоль ее боковых сторон. Кроме того, увелиявляются значительное увеличение трудо чивается жесткость подкрепляющего Осноемкости в связи с необходимостью изготов- вания для усиливаемого стержня,ления новых узлов стержневой решетки и Предлагаемая конструкция усиленияповышенная материалоемкость конструк- может быть использована для повышенияции усиления при большой длине и большом жесткости сжатых стержней также и из плоколичестве дополнительных стержней, так 50 скости стержневой решетки. Для этого плокак сечения этих стержней должны опреде- скость мембраны располагается под углом кляться с учетом требования жесткости и ус- плоскости решетки с усиливаемым стержтойчивости, нем, Кроме того, требуется, чтобы мембранаЦелью изобретения является повыше- была расположена между усийиваемыми иние надежности и снижение материалоем другими стержнями, расположенными в одкости. ной плоскости.Поставленная цель достигается тем, что Очертание стержневого каркаса, в котоустройство для усиления стержневой конст- ром расположена мембрана, может бытьрукции содержит усиливаемые элементы и различным (треугольным, четырехугольнымприсоединенные к ним соединительными и др,). Главное условие к этому каркасу -один или несколько стержней являются усиливаемыми мембраной. Например, для покрытий с плоскими стропильными фермамиэтот стержневой каркас может быть образован стержнем фермы, усиливаемым из плОскости стропильной фермы: прогономпокрытия; распоркой системы связей понижним поясам или дополнительными стержнями в этой же плоскости,Расстояние между связями принимается таковым, что в расчете можно рассматривать подкрепление мембранойусиливаемого стержня как сплошное упру-.гое основание, Величина жесткости основания зависит от предварительного 15натяжения и толщины мембраны.Учитывая повышенную деформативность вогнутых окантующих стержней и плоскости мембраны при Я-образном изгибе,критическая сила подкрепляемого (усиливаемого) стержня определяется второй формой дефоромирования изогнутой осицентрально-сжатого стержня. При этом, .снекоторым запасом прочности, можно счи-,тать устойчивость усиляемого стержня по 25второй критической силе без учета работыупругогооснования. Анализ напряженнадеформированного состояния усиливаемихосновных несущих стержней покрытияпредлагаемым устройством для усиления ЗОпоказывает, что возможно увеличение несущей способности центрально-сжатых стержней на 40 - 50 О при материалоемкостиустройства для усиления, составляющего10 - 15% от основных несущих стержней. 35Предлагаемое устройство для усиленияплоских пространственных стержней несущих элементов может быть использованодля усиления подвесных крановых путей ввертикальной и горизонтальной плоскостях. 40В этом случае замкнутые стержневые конту-,ры образуются аналогично устройству уси.,ления стержней из плоскости стропильныхферм. В состав стержневого каркаса входятосновные стержни ферм (например, стойки 45из решетки ферм), сами кран-балки, прогоны, дополнительные стержни, 8 плоскостиэтих замкнутых контуров включаются тонколистовыв мембраны, которые одними изсвоих боковых сторон с помощью свяэевых 50элементов подкрепляют подвесную балку впролете между ее опорамиНа фиг,1 схематически изображено уст=ройство для усиления опорного раскоса вплоскости стропильной фермы; на фиг.2 - 55узел 1 на фиг.1; йа фиг.З - разрез А - А нафиг.2; на фиг.4 - примеры устройств для усиления стержня из плоскости фермы иусиления подвесной кран-балки,На фиг.1 изображен пример исполне- .ния конструкции усиления плоской металлической фермы покрытия. Предполагаем, чтоопорный восходящий раскос 1 требует усиления жесткости в плоскости фермы. В контур, образованный крайней панельюнижнего пояса.и двумя смежными раскосами, включается тонколистовая треугольнаямембрана 2, Это мембрана имеет вогнутыебоковые стороны 3 с жесткими стержнями посвоим кромкам. В данном примере жесткимстержнем вдоль кромки является круглыйстержень, обернутый листом мембраны, Ихскрепление производится клеесварным соединением или просто контактной сваркой,В углах треугольной мембраны на стыкестержней закреплены натяжные стержни 4с резьбой. Через эти натяжные стержни спомощью гаек 5 мембрана получает предварительное натяжение путем притягиваниямембраны к узлам стержневой конструкции. Жесткость усиливаемого стержня 1повышается за счет соединения его связями 6 с предварительно напряженной мембраной 2.На фиг.4 показаны конструкции усиления этого же опорного раскоса, что и нафиг.1, из плоскости фермы и усиления подвесной кран-балки.. Здесь позицией 1 обозначен опорный,усиливаемый раскос, 2 - мембрана, 3 - стержни вдоль кромок мембраны, 4 - натяжныестержни 6 - связи, соединяющие усиляемый элемент с мембраной, 7 - прогон покрытия, 8 - подвесная кран-балка, 9 -дополнительные стержни.Применение предлагаемого устройствапозволяет увеличить несущую способностьосновных элементов конструкции в два -три раза, снизить материалоемкость устрой.ства на 15 - 40% и снизить трудоемкостьмонтажных работ при установке этого устройства в два - три раза.Ф о р мул а из о бр ете н и яУстройство для усиления стержневойконструкции, включающее усиливаемыеэлементы и присоединенные к ним соединительными деталями усиливающие элементы, приклеенные к узлам стержневойконструкции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности и сниженияматериалоемкости, каждый усиливающийэлемент выполнен в виде мембраны с замкнутым контуром, размещенной между усиливаемыми элементами,1716055 Ц 3 ог Составитель М, ЖанТехред М.Моргента в Редактор Э, Слига орректо арош Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 590 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская нэб 4/5