Способ предварительного напряжения эксплуатируемого металлического ригеля

(53)5 Е 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 2 нститут ГО НАГО МЕое на ческо- льном АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОПРЯЖЕНИЯ ЗКСГЛУАТИРУЕМОТАЛЛИЧЕСКОГО РИГЕЛЯ(57) Использование: предварительпряжение эксплуатируемого металго ригеляСущность: при предвари Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве способа предварительного напряжения эксплуатируемых металлических ригелей при усилении строительных конструкций,Известен способ предварительного напряжения балки, включающий прикрепление к балке, шарнирно закрепленной между жесткими упорами, сьемного жесткого рычага и установку распорного устройства, при помощи которого осуществляет изгиб с образованием эазора, после чего фиксируют напряжение балки путем установки в зазор стальной пластинки,Недостатками указанного способа являются ненадежность в процессе регулирования усилий под эксплуатационной нагрузкой, и необеспечение повышения ненапряжении эксплуатируемого металлического ригеля определяют зону нулевых изгибающих моментов. На верхней и нижней полках смежных частей ригеля устанавливают жесткие рычаги с распорными устройствами. На пересечении зоны нулевых изгибающих моментов с нейтральной осью в стенке ригеля выполняют отверстие для установки шарнирного пальца. С двух сторон стенки ригеля монтируют сьемные накладки с последующим закреплением их высокопрочными болтами. После этого разрезают стенку ригеля и его полки. Напрягают ригель путем взаимного поворота смежных частей, после чего снимают сьемнце накладки с шарнирным пальцем, жест- щ кие рычаги с распорными устройствами и закрепляют напряжение в ригеле с помощью несьемных накладок, 10 ил. С: 4 сущей способности балки, а также ослаблебд ние приопорного сечения балки в зоне больших изгибающих моментов, возникающих от эксплуатационной нагрузки.Наиболее близким к изобретению явля- О ется способ, включающий установку и закрепление на верхней и нижней полках смежных частей ригеля жестких рычагов с а распорнцми устройствами; напряжение путем взаимного поворота смежных,частей и закрепление ригеля при помощи несьемных накладок.Однако известный способ не обеспечивает надежности ригеля в процессе усиления под эксплуатационной нагрузкой потому, что установку и закрепление жестких рычагов выполняют не в зоне нулевых изгибающих моментов. кроме того. не даетвозможности повороту смежных частей эксплуатируемого ригеля. что не позволяет добиться повышения несущей способности.Целью изобретения является обеспечение надежности ригеля в процессе регулирования усилий под эксплуатационной нагрузкой и повышение его несущей способности,. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему установку и закрепление на верхней и нижней полках смежных частей ригеля жестких рычагов с рэспорным устройством, напряжение путем взаимного поворота смежных частей и закрепление ригеля при помощи несъемных накладок, определяют зону нулевых изгибающих моментов для установки в ней рычагов, после чего нз пересечении этой зоны с нейтральной осью в стенке ригеля выполняют отверстие для установки шарнирного пальца, на который с двух сторон стенки ригеля монтируют две съемные накладки с последующим закреплением их высоко- прочными болтами, после этого разрезают стенку ригеля и его полки. а после напряжения ригеля снимают сьемные накладки с шарнирным пальцем и жесткие рычаги с рэспорными устройствами,Применение жестких рычагов и распорных устройств для предварительного напряжения известно, однако благодаря их конкретному расположению предлагаемый способ обладает существенными отличиями, позволяющими получить новый положительный эффект, выраженный в надежности обеспечения несущей способности эксплуатируемого металлического ригеля в процессе регулирования усилий.Положение сечения с фактическим нулевым изгибающим моментом в элементах эксплуатируемой строительной конструкции, в том числе, в ригеле меняется в зависимости от изменения величин и положения внешней нагрузки, температурного режима, полученных за период эксплуатации деФормаций и др. Однако, используя при расчетах ряд возможных комбинаций фактических и планируемых внешних факторов.воздействующих нэ строительную конструкцию - рамную систему и применяя ЭВМ можно с необходимой точностью опреде- лить наиболее вероятные изменения расположения на ригеле сечения с нулевым моментом, В этом случае получим зону ма лых изгибающих моментов. При выбоое места регулирования момента по длине ригеля в зоне малых изгибающих моментов распорныеустройства и рычаги должны будут воспринимать практически только вводимый момент предварительного напряжения, что поэволяет выполнять их не слишком мощными и мате риал оемкими.Вначале определяют зону нулевых изгибающих моментов для установки в ней ры чзгов, после чего на пересечении этой зоныс нейтральной осью в стенке ригеля выполняют отверстие для установки шарнирного пальца, на который с двух сторон стенки ригеля монтируют две съемные накладки с 10 последующим закреплением их высокопрочными болтами, после этого разрезают стенку ригеля и его полки, а после напряжения ригеля снимают съемные накладки с шарнирным пальцем и жесткие рычаги с 15 распорными устройствами.Нэ фиг,1 изображен ригель с сечениемА-А в зоне нулевых изгибающих моментов; на фиг,2 - верхняя и нижняя полки ригеля; на фиг,3 - отверстие в стенке ригеля; на 20 фиг;4 - шарнирный палец; на фиг,5 - резверхней и нижней полок; на фиг,6 - смежные части ригеля с углом р в зоне верхней полки; на фиг, 7 - то же, в зоне нижней полки; на фиг,8 - положение смежных чэс-, 25 тей ригеля после регулирования усилий: нафиг,9 - соединение сваркой накладок со средней частью стенки; на фиг.10 - схема снятия рэспорных устройств и съемных жестких рычагов.30 В ригеле 1 определяют сечения А-А(фиг.1) в зоне нулевых изгибающих моментов. в которых в дальнейшем выполняют рез 2 и изменяют величину изгибающего момента. Закрепляют к верхней 3 и нижней 4 пол кам ригеля 1 (фиг.2) по обе стороны сеченияА-А сьемные жесткие рычаги 5, снабженные распорными устройствами 6, Отверстия 7 в стенке 8 ригеля 1 образует в месте пересечения его нейтральной оси 9 с сечением А-А 40 (фиг.3) с последующим выполнением вертикальных прорезей 10 по обе стороны отверстия 7 на величину в, соответствующую размеру устанавливаемых в дальнейшем съемных накладок 11. В отверстие 7 уста навливают шарнирный палец 12, одеваютна концы пальца 12 съемные накладки 11; (фиг,4), снабженные отверстиями 13, по две накладки с каждой стороны стенки 8 ригеля 1, сверлят отверстия 13 в стенке 8 и закреп ляют накладки 11 на стенке 8 с двух сторонот сечения А-А высокопрочными болтами 14, Осуществляют производство реза 2 верхней 3 и нижней 4 полок и окончание фигурного реза 2 стенки 8 ригеля 1, Зазор 55 Л должен быть достаточным для осуществления в дальнейшем взаимного поворота,Увеличивают угол р между смежнымичастями ригеля 1 в зоне верхней полки 3 ригеля 1(фиг,б) с помощью жестких сьемныхрычагов 5 и распорных устройств 6 для слу- порными устройствами 6. После чего произчая увеличения пролетного и уменьшения водят сверление отверстия 7 в стенке 8 риопорного изгибающего моментов. а также геля 1 в месте пересечения его нейтральной угла р между смежными частями ригеля 1 в оси 9 с сечением А-А с последующим выпол-. зоне нижней полки 4 ригеля 1 (фиг.7) с по нением вертикальных прорезей 10 по обе мощью сьемных жестких рычагов 5 и рас- стороны отверстия 7 на величину в, соответпорных устройств 6 для случая уменьшения ствующую размеру съемных накладок 11. В пролетного и увеличения опорного момен- . отверстие 7 устанавливают шарнирный патов. лец 12, монтируют на его конце съемныеФиксируют полученное взаимное поло накладки 11, заранее снабженные отверстижение смежных частей ригеля 1 фиг.8) по- ями 13, по две накладки с каждой стороны сле регулирования усилий в нем путем стенки 8 ригеля 1, сверлят отверстия 13 в поочередного соединения сваркой накла- стенке 8 и закрепляют накладки 11 на стендок 15-18 с верхней 3, нижней 4 полками и ке 8 с двух сторон от сечения А-А высоко- стенкой 8 ригеля 1 в плоскости реза 2, по 15 прочными болтами 14. Отверстия 13 в обе стороны шарнирного пальца 12 и сьем- накладках 11 и стенке 8 ригеля 1 должны ных накладок 11, Накладки 17 и 18 выполне- быть выполнены в шахматном порядке, Паны различных размеров, чтобы при слечегопроиэводятсверлениеотверстий 13 соединении их с обеих сторон стенки 8 ри- . в стенке 8 ригеля 1 и соединение сьемных геля 1 сварные швы не совпадали в одной 20 накладок 11 высокопрочными болтами 14.плоскости, Накладки 11, соединенные со стенкой 8 риПроиэводят снятие съемных накладок геля 1 высокопрочными болтами, обеспечи и шарнирного пальца 12 и соединение вают совместно с шарнирным пальцем 12 сваркой накладок 19 и 20 со средней частью равнопрочность ригеля 1 в месте реза 2, Они стенки 8 ригеля 1 в плоскости реза 2 на 25 также после выполнения реза 2 в сечении месте снятия съемных накладок 11 и шар- А - А обеспечивают надежное восприятие нирного пальца 12 (фиг.9), Накладки 19 и 20 нормальных и перерезывающих сил и дают имеют различные размеры точно так же, кэк возможность поворота смежных плоскостей и накладки 17 и 18, чтобы на ослаблять се- реза 2. Затем с помощью распорных устчение ригеля 1 в процессе сварки, выполняя 30 ройств 6 фиксируют положение сьема жестсварные швы в не одной плоскости стенки 8 ких рычагов 5 с тем, чтобы включить их в собеихсторон. Снимаютрэспорныеустрой- совместную статическую работуригеля 1 ства 6 и сьемные жесткие рычаги 5 (фиг.10), после производства реза 2. После чего, приСпособ осуществляют следующим об- меняя газовую резку или другим способом, разом, 35 выполняют реэ 2 верхней 3 и нижней 4 поОпределяют в элементе строительной лок и окончание реза 2 стенки 8 ригеля 1, конструкции - ригеле 1 поперечное сечениеПри этом в месте реза 2 и шарнирного паль- .А-А в зоне нулевых изгибающих моментов, . ца 12 со сьемными накладками 11 обрэзова- В этом сечении в дальнейшем выполняют лись три связи, две из которых надежно рез 2 и изменяют величину изгибающего. 40 воспринимэютнсрмальнуюиперереэываюмомента, Сбор нагрузок на строительную щую силы, приходящиеся на шарнирный паконструкцию, в составе которой работает лец 12, съемные накладки 11 и стенку 8 ригель, для расчета должен соответстовать ригеля 1, а третья связь должна воспринять не только фактическим, но и планируемым изгибающий момент, в случае если он всевеличинам и их месторасположению. Рас таки в сечении появится, и выполнена в виде чет строительной конструкции выполняют распорных устройств 6 и съемных жестких любым из известных методов. Строят эпю- рычагов 5.ры изгибающих моментов, перерезываю- Передначалом регулированияусилийв. щих и нормальных сил для ряда возможныхригеле 1 по показаниям манометров, кото- комбинаций фактических и планируемых 50 рыми снабжены распорные устройства 6 - нагрузок и на основании их анализа опреде- домкраты, устанавливаютфктический знак ляют наиболее приемлемое сечение А-А в и величину изгибающего момента; который зоне нулевых изгибающих моментов на ри- все-таки может появиться в теоретически геле, нулевой точке эпюры изгибающих моменПосле чего, по обе стороны сечения А-А 55 тов.производят установку и закрепление однимПосле чего выполняют регулирование из известных способов, например болтовым величии внутренних усилий в ригеле 1 путем соединением к верхней 3 и нижней 4 полке его.изгиба следующимобраэом. С помощью ригеля 1 по обе стороны сечения Р-Р сьем- воздействия распорных устройств-домкраных жестких рычагов 5, снабженных рас- тов 6 изменяют расстояниеи 1 междурычагами 5- увеличивая его или уменьшая. Это в свою очередь приводит к повороту на угол у) вокруг шарнирного пальца 12 смежных частей ригеля в соответствующей (верхней или нижней) части стенки 8 ригеля 1, При этом достигается таким образом оптимальная величина и знак изгибающего момента.Величина и знак изгибающего момента контролируются манометрами домкратов 6. Кроме показаний манометров, можно одновременно следить за величинами угла о взаимного поворота смежных частей риге-. ля и зазора между кромками верхней 3 и нижней 4 полок ригеля 1. Сопоставляя и анализируя величины углов поворота, зазора и показаний манометров, можно надежно проверить величину достигнутых регулируемых оптимальных внутренних усилий в ригеле 1, Теоретические значения оптимальных внутренний усилий при их перераспределении или преднапряжении эксплуатируемых элементов рамных систем можно определить по известной методике,После достижения в ригеле 1 заданной оптимальной величины регулируемого изгибающего момента к верхней 3 или нижней 4 полкам и верхней и нижней частям стенки 8 по обе стороны от съемных накладок 11 приваривают постоянные накладки 15-18, Накладки 17 и 18, привариваемые к стенке 8 ригеля 1, выполнены различных размеров таким образом, чтобы при сварке их с обеих сто. рон стенки 8 ригеля 1 сварные швы не совпада.ли в одной плоскости, чтобы не ослаблять сечение ригеля 1 в процессе сварки и уменьшить влияние сварочных температурно-усадочных напряжений. После этого снимают все временные и сьемные приспособления: распорные устройства 6, рычаги 5. накладки 11, шарнирный палец 12 и при необходимости заваривают накладками 19 и 20 среднюю часть стенки 8 ригеля 1,Таким образом, эффективность регулирования усилий в раме степень повышения5 несущей способности рамы, величина снижения расходов стали на усиление рамы) зависит прежде всего от величины усилия,которым выполняют изгиб ригеля 1 распорными устройствами - домкратами 6, а также10 от места преднапряжения рамы в сечениизоны малых изгибающих моментов наригеле 1, так как зто сечение ригеля 1 недонапряжено (работает с запасом); и имеетсявоэможность регулировать усилия в раме15 под полной эксплуатационной нагрузкой,Формула изобретения Способ предварительного напряженияэксплуатируемого металлического ригеля, 20 включающий установку и закрепление наверхней и нижней полках смежных частей ригеля хлестких рычагов с распорными устройствами, напряжение путем взаимного поворота смежных частей и закрепление ри геля при помощи несьемных накладок, отл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения его надежности в процессе регулирования под эксплуатационной нагрузкой, повышения несущей способности, в ригеле опреде ляют зону нулевых изгибающих моментовдля установки в ней рычагов, после чего на пересечении, этой зоны с нейтральной осью в стенке ригеля выполняют отверстие для установки шарнирного пальца, на который с 35 двух сторон стенки ригеля монтируют двесъемные накладки с последующим закреплением их высокопрочными болтами, после этого разрезают стенку ригеля и его полки, а после напряжения ригеля снимают сьем ные накладки с шарнирным пальцем и жесткие рычаги с распорными устройствами,.Ро Реда Заказ 4383 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж; Раушская наб., 4 Ю НТ СС одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101