Способ разгружения несущих конструкций эксплуатируемого здания

Способ разгружения несущих конструкций эксплуатируемого здания

Реферат

 

Изобретение относится к строительству, в частности к способу разгружения несущих конструкций зданий при различном расположении нагрузки по этажам. Задачей изобретения является обеспечение безопасного разгружения несущих конструкций зданий от постоянных нагрузок. Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является возможность контролируемого разгружения зданий за счет приложения дифференцируемой нагрузки. Для этого в эксплуатируемом здании устанавливают на каждом этаже, одну под другой, стойки под ригели, опирающиеся на несущую конструкцию. Поэтапное создание напряжений в стойках последовательно, снизу вверх, начиная с первого этажа, причем на первых этапах создание напряжений осуществляют нагрузкой, минимальной из постоянных нагрузок от разгружаемых этажей, а на заключительном этапе - равной остаточной нагрузке от перекрытия максимально нагруженного этажа, причем нагрузку прикладывают к стойкам этажей, лежащих не выше этажа, имеющего максимальную нагрузку от перекрытия. 4 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к способу разгружения несущих конструкций зданий и сооружений с целью их дальнейшей безопасной эксплуатации, и может быть использовано при реконструкции и ремонте последних.

Известны способы разгружения несущих конструкций эксплуатируемых зданий, заключающиеся в установке на всех этажах под ригели дополнительных пристенных колонн (стоек) из прокатной стали в виде уголков [1] Однако указанные способы не обеспечивают разгрузки несущих элементов в процессе эксплуатации здания, а пристенные колонны (стойки) включаются в работу только после разрушения узлов опирания ригелей перекрытия на несущий элемент. Способы разгружения стен не контролируются и не управляются. Таким образом, не обеспечивается безаварийная эксплуатация зданий.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является, выбранный в качестве прототипа, способ разгружения несущих конструкций эксплуатируемого здания, предусматривающий установку на каждом этаже, одну под другой, стоек под ригели, опирающиеся на несущую конструкцию [2] Для создания напряжения используют нагрузку величиной, равной постоянной нагрузке от перекрытия разгружаемого этажа. Напряжение создают в несколько этапов. Количество последних соответствует числу этажей эксплуатируемого здания.

На первом этапе на стойки воздействуют усилием, равным постоянной нагрузке от перекрытия верхнего этажа, а на последующих этапах принимают последовательно усилие, равное постоянной нагрузке от нижерасположенного этажа по отношению к разгруженному этажу. При осуществлении последней операции вся постоянная нагрузка от ригелей и перекрытий, действовавшая на стену, будет перераспределена через стойки разгружения по этажам на усиленный фундамент. Причем на стены первого этажа будет действовать только нагрузка от собственного веса стен вышележащих этажей.

Указанный способ позволяет осуществить безопасное разгружение зданий, перекрытия которых имеют равновеликие постоянные нагрузки, т.е. жилых многоэтажных зданий, а в случае, если постоянные нагрузки от междуэтажных перекрытий значительно различаются, то разгружение этим способом не безопасно, т. к. если прикладывать к стойкам первого этажа усилие, равное нагрузке от вышележащего этажа, которое численно превышает нагрузку на перекрытие первого этажа, то может произойти поломка ригеля, отрыв междуэтажного перекрытия первого этажа, что приведет к частичным разрушениям конструкции. Способ не предусматривает определения точной величины усилия, которое необходимо приложить к разгружающим стойкам каждого этажа здания с различной поэтажной нагрузкой, чтобы полностью разгрузить стены здания от постоянной нагрузки перекрытий и не разрушить при этом конструкцию. Это обуславливает низкую безопасность способа при применении его в зданиях с различной поэтажной нагрузкой.

Задачей изобретения является обеспечение безопасного разгружения несущих конструкций здания от постоянных нагрузок при любом их расположении по этажам.

Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является возможностью контролируемого разгружения за счет приложения дифференцируемой нагрузки.

Решение поставленной задачи достигается тем, что способ разгружения несущих конструкций эксплуатируемого здания включает установку на каждом этаже, одну под другой, стоек под ригели, опирающиеся на несущую конструкцию, поэтапное создание напряжений в стойках последовательно, снизу вверх, начиная с первого этажа. В отличие от прототипа на первых этапах создание напряжений осуществляют нагрузкой, минимальной из постоянных нагрузок от разгружаемых этажей, а на заключительном этапе равной остаточной нагрузке от перекрытия максимально нагруженного этажа, причем нагрузку прикладывают к стойкам этажей, лежащих не выше этажа, имеющего максимальную нагрузку от перекрытия.

Поэтапное создание напряжений в стойках, последовательно, снизу вверх, начиная с первого этажа, с применением фиксированной нагрузки, не превышающей нагрузку от минимально нагруженного этажа, позволяет исключить возможность обрушения несущих элементов здания при его разгружении, обеспечить контролируемость процесса разгружения за счет применения дифференцируемой нагрузки, т.к. нагрузка, необходимая для разгружения максимально нагруженных этажей, подается поэтапно, причем нагрузка, подаваемая на каждом этапе, не превышает или равна нагрузке от минимально нагруженного этажа, что контролируется измерительными приборами, т.е. возможность разрушения конструкций, связанная с подачей нагрузки, превышающей допустимую, исключается.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства стоек с распорными устройствами в эксплуатируемом здании, где: несущие стены эксплуатируемого здания 1; плиты междуэтажного перекрытия 2; несущие ригели 3, опирающиеся на металлические консоли 4, заделанные в ребра панелей здания; телескопические металлические стойки 5, представляющие собой две вдвигающиеся друг в друга половины коробчатого или трубчатого сечения с установленными распорными 6 и регистрирующими 7 устройствами. Сечения стоек 5 определяют по действующим нормативным документам и исходя из фактической загруженности перекрытия от постоянной и временной нагрузок в предположении, что заделанная в ребро панели металлическая консоль 4, на которую опирается ригель перекрытия 3, сломана или деформирована вследствие коррозии и что постоянные и временные нагрузки от перекрытий переданы на стойки 5. По расчетным нормативным силам в пределах каждого этажа определяют поэтажные расчетные усилия в стойках, а по расчетным усилиям, по действующим нормативным документам определяют сечение стоек 5; распорное устройство 6 представляет собой механический или гидравлический домкрат, с помощью которого в стойках 5 создается расчетное усилие. В качестве регистрирующего устройства 7 могут быть применены измерительные приборы циферблатного типа (ЦИД 1 1000) или система измерительная тензометрическая СТИ, либо другие, позволяющие измерить физическую величину подаваемой нагрузки. Усиление фундамента 8 существующего здания выполняется индивидуально исходя из условий перераспределения нагрузки.

На фиг. 2 (а, б) изображены схема распределения нагрузки по этажам здания и эпюра нормальных сил от постоянных нагрузок (до разгружения стен) и нагрузка от собственного веса стен по этажам (заштрихованная область) соответсвенно; на фиг. 3 (а, б, в) этапы приложения нагрузок к стойкам разгружаемого здания; на фиг. 4 (а, б) эпюра от собственного веса стены N_c после разгружения и эпюра нормальных сил в стойках от собственного веса перекрытий N_п после разгружения соответственно.

Способ осуществляется следующим образом.

Выполняем разгрузку несущих элементов четырехэтажного промышленного здания с различной поэтажной нагрузкой (фиг. 2а). Усилие от постоянной нагрузки от чердачного перекрытия на стену в точке опирания на нее ригеля составляет 0,5P. Усилие от перекрытия четвертого этажа составляет 2P, а усилия от перекрытий первых двух этажей равны P. Эпюра нормальных сил от постоянных нагрузок до разгружения здания показана на фиг. 2б, здесь же показана нагрузка от собственного веса стен по этажам (заштрихованная область).

Под каждым ригелем 3 (фиг. 1 и 2а), по возможности ближе к месту его опирания на металлическую консоль 4, заделанную в ребро панели 1, устанавливаем одну под другой стойки 5 (на расчетном расстоянии от стены), которые через плиты 2 и ригели перекрытий 3 опираются на усиленный фундамент 8. В стойках 5 посредством распорных устройств 6 последовательно, начиная с первого этажа до последнего, создают распорное напряжение. На первом этапе (фиг. 3а) на них воздействуют усилием, равным постоянной нагрузке от минимально нагруженного перекрытия, т. е. от чердачного, равного 0,5P, что позволяет исключить разрушение несущих элементов конструкции. Нагрузка от чердачного перекрытия на несущую стену здания будет передана через стойки 5 (фиг. 1) на усиленный фундамент 8. Затем на втором этапе к разгружающим стойкам 5 прикладывают усилие, равное минимальной из постоянных нагрузок от разгружаемых оставшихся трех этажей (фиг. 3б), т.е. силу P, при этом с несущих стен здания снимается часть нагрузки, равная загружению минимально нагруженного этажа P, а само усилие передается через стойки 5 (фиг. 1) на усиленный фундамент 8. Таким образом, после второго этапа разгружения с максимально нагруженного перекрытия третьего этажа будет снята часть нагрузки, равная загружению от минимально нагруженного этажа, и передана на усиленный фундамент 8 через стойки разгружения 5 (фиг. 1). Оставшаяся часть нагрузки максимально нагруженного третьего этажа в нашем случае становится равной нагрузкам от перекрытий первых двух этажей (фиг. 3б). (В случае невыполнения этого требования, т. е. превышения нагрузки от максимально нагруженного перекрытия над нагрузками от перекрытий первых двух этажей, этап 2 повторяется). Контроль за перераспределением нагрузки осуществляется при помощи регистрирующих измерительных приборов 7, установленных на стойках 5 разгружения (фиг. 1). На заключительном этапе (фиг. 3в) к стойкам разгружения прикладывают нагрузку, равную остаточной нагрузке от перекрытия максимально нагруженного этажа. Напряжение создается в несколько этапов, количество которых равно числу загруженных этажей, на первом этапе на стойки воздействуют усилием, равным оставшейся постоянной нагрузке от перекрытия верхнего нагруженного этажа, а на последующих этапах прилагают последовательно усилие, равное постоянной нагрузке от ниже расположенного этажа по отношению к разгружаемому этажу. При завершении этой операции вся постоянная нагрузка от ригилей 3 (фиг. 1) и перекрытий 2, действовавшая на стену 1, будет передана через стойки 5 на усиленный фундамент 8 (фиг. 4а, б), причем вся постоянная нагрузка от перекрытий и ригелей, действовавшая на несущую стену здания до разгружения, будет передана на стойки разгружения 5, опирающиеся на усиленный фундамент (фиг. 4б). На несущую стену будет действовать нагрузка лишь от собственного веса ограждающих панелей (фиг. 4а). При этом процесс перераспределения нагрузки будет фиксироваться измерительными приборами 7, установленными на стойках разгружения 5 (фиг. 1).

Возможность контролируемого разгружения за счет приложения дифференцируемой нагрузки позволяет исключить разрушение конструкций, связанное с подачей на стойки нагрузки, превышающей максимально допустимую, и обеспечить безопасное разгружение несущих конструкций здания от постоянных нагрузок при различном их расположении по этажам.

Формула изобретения

Способ разгружения несущих конструкций эксплуатируемого здания, включающий установку на каждом этаже одну под другой стоек под ригели, опирающиеся на несущую конструкцию, поэтапное создание напряжений в стойках последовательно снизу вверх, начиная с первого этажа, отличающийся тем, что на первых этапах создания напряжений осуществляют нагрузкой, минимальной из постоянных нагрузок от разгружаемых этажей, а на заключительном этапе равной остаточной нагрузке от перекрытия максимально нагруженного этажа, причем нагрузку прикладывают к стойкам этажей, лежащих не выше этажа, имеющего максимальную нагрузку от перекрытия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4