Усиление изгибаемых элементов установкой предварительно напряженных разгружающих ферм и кронштейнов

Для усиления изгибаемых элементов многопролетных здании или конструкций (сборных балок покрытия, второстепенных балок монолитных ребристых перекрытии и т.п.) в приопорных зонах могут применяться двухконсольные предварительно напряженные разгружающие кронштейны, устанавливаемые на промежуточных опорах в соответствии с рисунками 19-21.

Рисунок 19 – Усиление сборных балок предварительно напряженными разгружающими кронштейнами:

1 – усиливаемые балки; 2 – уголки нижнего пояса кронштейна; 3 – тяжи кронштейна; 4 – колонна; 5 – прокладка; 6 – натяжные болты; 7 – связи по нижнему поясу; 8 – плиты покрытия; 9 – распределительная прокладка; 10 – опорный лист

При усилении сборных балок покрытия обе ветви кронштейнов представляют собой треугольные фермы. Нижний пояс выполняется из одного уголка, а верхний пояс и решетка могут быть выполнены как из одинарных уголков, так и из круглых арматурных стержней по рисунку 19.

Высота кронштейнов принимается равной высоте надопорной части усиливаемых балок. Длины консольных частей кронштейнов рекомендуется принимать равными 1/4–1/6 пролета усиливаемых балок. При небольшой длине консольных частей можно вообще от­казаться от внутренних элементов решетки.

Частями кронштейна являются ветви кронштейнов, опорные элементы (опорный лист или седлообразные накладки), соединительные элементы в виде отрезков уголков или круглых стержней, упорные устройства, прикрепляемые под низом усиливаемой балки к концам ветвей кронштейна. Эти устройства служат для создания опор усиливаемых балок и могут иметь различную конструкцию в зависимости от способа натяжения кронштейна.

Опорные элементы кронштейна могут быть двух типов. При усилении сборных балок – это вертикальный металлический лист толщиной 20...30 мм и высотой 300…400 мм в пределах высоты балки, привариваемой внизу к распределительной горизонтальной прокладке. Опорный лист вставляется в зазор между сборными балками и передает нагрузку непосредственно на колонну, при этом не обходимо обеспечивать возможность некоторого свободного поворота его, для чего зазор должен превышать толщину листа на 5...10 мм. При усилении второстепенных балок монолитных ребристых перекрытий опорные элементы выполняются в виде седлообразных накладок, устанавливаемых сверху на балки и связанных между собой сваркой в соответствии с рисунком 20.

Конструкция упорного устройства зависит от способа на­тяжения. При натяжении болтами она представляет собой жесткий элемент, пропускаемый под низом усиливаемой балки и закрепляемый на болтах к ветвям кронштейна по рисунку19. Контроль натяжения осуществляется по прогибу концов кронштейна.

При натяжении подвеской оттарированного груза жесткий элемент упорного устройства приваривается к ветвям кронштейна, для чего в нем предусматриваются отверстия или привариваются петли. После натяжения в зазор между низом балки и пластиной упорного устройства плотно укладываются фиксирующие прокладки, а грузы снимаются. Потери напряжения устраняются подвеской груза на 10...15 % большего, чем требуемая разгружающая нагрузка.

Рисунок 20 – Усиление второстепенных балок предварительно напряженными разгружающими кронштейнами:

1 – усиливаемая балка; 2 – уголки нижнего пояса кронштейна; 3 – тяжи кронштейна; 4 – соединительные планки; 5 – прокладка; 6 – подвески; 7 – стык тяжей; 8 – подкладка; 9 – опорные накладки; 10 – отверстия, заделываемые асфальтом; 11 – набетонка

После натяжения домкратами, устанавливаемыми между упорами, подвешенными на концах кронштейнах и низом балки, также укладывают фиксирующие прокладки. Контроль натяжения осуществляют по манометру домкрата. Поскольку эта система является статически определимой, свободно вращающейся на средней опоре, то можно производить натяжение только одного конца кронштейна. Усилие на другом конце в этом случае будет также известно.

Разгружающие кронштейны могут выполняться также в виде сплошных балок из прокатного металла в соответствии с рисунком 21.

В случаях, если усиление вызвано нарушением анкеровки про­дольной рабочей арматуры, вынос опоры или кронштейна от опорного листа балки должен быть не менее 40 диаметров при стержневой арматуре периодического профиля и не менее 80 диаметров при арматуре из высокопрочной проволоки.

Конструкция кронштейнов, устанавливаемых на промежуточных опорах второстепенных балок монолитных ребристых перекрытий (рисунок 20), несколько отличается от конструкции для сборных балок, приведенной на рисунке 19. Она собирается на месте из четырех частей, так как каждая ветвь кронштейна в этом случае состоит из двух отдельных частей. После их установки верхние растянутые пояса необходимо сваривать над опорой с помощью накладок, нижние остаются разрезанными главной балкой. По нижнему поясу устанавливают соединительные планки для устойчивости каждой ветви кронштейна. Закрепление нижнего пояса двухветвевого кронштейна осуществляется посредством специальных подвесок и опорных накладок.

Рисунок 21 – Усиление сборных балок кронштейнами в виде сплошных балок из прокатного металла:

1 – усиливаемые балки; 2 – опора; 3 – двухконсольные металлические балки; 4 – столик выносной опоры; 5 – соединительный стержень

При усилении балок покрытия многопролетных зданий рекомендуется применять одновременно различные конструктивные решения для крайних и средних пролетов. Для крайних пролетов можно применить предварительно напряженный шпренгель, для средних – предварительно напряженные разгружающие кронштейны в соответствии с рисунками 22 или 23.

В указанном на рисунке 23 примере, натяжение шпренгелей и кронштейнов производится закручиванием гаек.

Рисунок 22 – Усиление сборной балки покрытия шарнирно-стержневой цепью:

1 – усиливаемая балка; 2 – шарнирно-стержневая цепь; 3 – анкерное устройство; 4 – натяжной болт; 5 – опорная подкладка; 6 – соединительный опорный швеллер; 7 – ребро жесткости

Рисунок 23 – Усиление сборных балок покрытия:

I – крайних пролетов – шпренгелем; II – средних пролетов – разгружающими кронштейнами; 1 – усиливаемая балка; 2 – опора; 3 – шпренгель; 4 – упоры; 5 – уголок; 6 – соединительная стяжка