Способ предварительного напряжениямногопролетной балочной системы

Сфюз Сфветскнх Сецимистических Республик(23) Приоритет Е 04 6 21/00Е 04 С 3/10 Государственный номнтет СССР но аедвм нзобретеннй н открытнй(54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ МНОГОПРОЛЕТНОЙ БАЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ Изобретение относится к строительству и предназначено для предварительного напряжения металлических конструкций промышленных зданий.Известен способ предварительного напряжения составной металлической балки, заключающийся в упругом деФормировании стенки балки вдоль ее оси, Фиксации стенки в деформированном состоянии и жестком прикреплении к ней поясов балки, причем ось,вдоль которой производят упругое деформирование, смещена относительно центральной оси балки в сторону пояса, работающего на сжатие Ц . 15Недостатком способа является не- воэможность обеспечения регулирования предварительного напряжения в процессе эксплуатации, снижения металлоемкости конструкции при повышении не сущей способности.Наиболее близким к предлагаемому является способ предварительного напряжения многопролетной балочной системы, включающий приложение снимаю щей нагрузки к торцам в уровне нижнего пояса балочной системы ниже нейтральной оси 2 .Недостатком этого способа является то, что предварительно напряга еьые балки подвергают сжатию и изгибу за счет внецентренного приложениясжимающей силы, но наряду с напряжениями, обратными по знаку напряжениямот эксплуатационной нагрузки, возникают нежелательные напряжения от сжимающей силы, которые сующруются снапряжениями от эксплуатационной нагрузки, что приводит к дополнительнымзатратам на увеличение поперечногосеченйя .напрягаемой балки, а, следовательно, к увеличению металлоемкостисистемы. Цель изобретения - снижение металлоемкости балочной системы, повышение несущей способности, надежности эксплуатации и обеспечения регулирования предварительного напряжения в процессе монтажа и эксплуатации.Эта цель достигается тем, что в способе предварительного напряжения многопролетной балочной системы путем приложения сжимающей нагрузки к торцам, в уровне нижнего пояса балочной систени ниже нейтральной осн, сжимающую нагрузку прикладывают к каждой балке, а в уровне верхних поясов осуществляют растяжение каждой балки.На Фиг. 1 изображена схема много- пролетной балочной системы на фиг.2- узел 1 на Фиг. 1, "на Фиг, 3 - много- пролетная балочная система, вид сверв.ху, на Фиг. 4 - распорный элемент узла 1 разрез,Способ предварительного напряжения многопролетной балочной системы осуществляют следующим образом. В многопролетной балсной системемежду торцами всех балок устанавливают распорные элементы 1, располагая их в уровне сжимаемого нижнегопояса балки и затяжки 2, располагаемой в уровне растянутого верхнегопояса балки. 15Распорный элемент 1 выполнен в виде двух клиньев 3, грани которыхимеют уклон и двух щек 4, внутренниеграни которых имеют тот же уклон,Клинья 3 соединены болтом 5 с гайкойб. Затяжка 2 представляет собой металлический лист, соединенный с торцамиверхних поясов балок сваркой.При установке распорного элемента 1 сила сжатия Р, возникающая внем, передается на смежные балки вуровне нижних поясов, а ее реакциявоспринимается затяжкой в уровневерхних поясов, т.е, в торцах двухсмежных балок возникает момент предварительного напряжения, равный Мр = 30Р Ь, где Ь - расстояние между затяжкой и рЬспорным элементом (расстояние между поясами балок),При одинаковюс моментах Ивсебалки (кроме крайних) можно привести 35в состояние чистого изгиба,В крайних балках момент Мр приложен только у одного конца балки поэтому балки находятся в состоянии поперечного изгиба. При необходимостиможно изменять величину момента Мкаждой балки от внешних нагрузок.Кроме того, такое расположение распорного элемента и затяжки позволяетпревратить многопролетную балку внеразрезную систему, причем неразрезность системы получается только в одном направлении, так как затяжка работает на растяжение, а распорныйэлемент на стажие. Однако, если изгибающий момент Мр будет больше или ра Овен по величине и противоположен познаку моменту М, возникающему на тойже,опоре от внешних нагрузок в неразрезной системе, то неразрезность балок будет обеспечена в обоих направленвиях.Крутящий момент М при завинчивании гайки 6 вызывает йоявление силыИ в болте 5, а на гранях клиньев 3 -силы требуемого распора Р, ЬОЗависимость между силами М и Р определяется Формулойй = 21 Р 1,где Г - коэффициент затяжки, определяемый экспериментально. б 5 Зависимость между МР и й определяется известной ФормулойМ дгде д - диаметр болта 5 ф1 - коэФфициент закручивания, определяемый экспериментально.Таким образом, величина моментаМ определится формулойМ 2101 сРВеличина момента закручивания мРконтролируется динамометрическимключом так же, как при закручиваниивысокопрочных болтов.Применение смазки для снижениясил трения в наклонных гранях клиньев 3 и щек 4, а также в резьбе болта 5 и гайки 6 снизит величины коэфФициентов Г иПри одновременном определениикоэффициентов 1 и К их можно объединить и пользоваться единымкоэффициентомПредлагаемый способ предварительного напряжения многопролетных подкрановых балок с помощью устройстваобеспечивает:а) зкономию стали за счет выравнивания опорных и пролетных моментовбез добавочной силы сжатия предварительного.напряжения и устройствадля восприятия ее реакции;б) экономию материала и снижениестоимости строительства за счет эффективного применения высокопрочныхсталей на опорных участках балок,благодаря воэможности получения больших величин опорных моментов обеспеченного снижением пролетных моментов;в) контроль величины предварительного напряжения для каждой балки на любой стадии строительства и эксплуатации;г) возможность рихтовки балок вслучае возникновения неравномерныхосадок опор;д) экономию стали в предварительно напряженных металлических балкахна 20 выше, чем в обычных.Формула изобретенияСпособ предварительного напряжения многопролетной балочной системыпутем приложения сжимающей нагрузкик торцам, в уровне нижнего пояса балочной системы ниже нейтральной оси,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения металлоемкости балочной системы, повышения несущейспособности, надежности в эксплуатации и обеспечения регулирования предварительного напряжения в процессемонтажа и эксплуатации, сжимающую на.грузку прикладывают к каждой балке,а в уровне верхних поясов осуществляют растяжение .каждой балки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 547508, кл. Е 04 С .3/10, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 465461, кл. В ОЪ 0 9/04, 1972.815232 Составитель Л. Забегинаикова Техред А.вабинец корректор е. Рошко Редактор Заказ 996/5 4/ Иал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 765 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рау