RU2059778C1

RU2059778C1 - Method for reinforcing wooden structure

Info

Publication number: RU2059778C1
Application number: RU92012615A
Authority: RU
Inventors: А.А. Харитонов; Т.Е. Иосифова; М.П. Акулова; А.Н. Нечаев
Original assignee: Акулова Маргарита Павловна
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: civil engineering, reinforced wooden enclosing structures. SUBSTANCE: method for reinforcing construction wooden structure includes originating horizontal slots and openings in existing construction members like log, laying down binding reinforcing members in the logs, stressing latter and sealing slots with polymeric ribbon. Surface of the log subject to reinforcing is milled to form plane surface. Reinforcing member in the form of a beam is fixed to the surface. Horizontal axes of the log and beam are coincided. Axes of openings and slots in the log and beam are placed on coinciding horizontal axes with openings in the log and beam originated trough a pitch of 2 to 4 log thickness values. EFFECT: effecting reinforcement. 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для увеличения жесткости, улучшения эксплуатационных и архитектурных характеристик существующих ограждающих строительных конструкций. Данный способ может быть применен для усиления ограждающих плоскостных строительных конструкций, из элементов балочного типа, и в частности использован для усиления ограждающих деревянных конструкций памятников старины, древних культовых сооружений из бревенчатых срубов. The invention relates to construction and can be used to increase rigidity, improve operational and architectural characteristics of existing building envelopes. This method can be applied to strengthen the enclosing planar building structures, from the elements of the beam type, and in particular is used to strengthen the enclosing wooden structures of ancient monuments, ancient religious buildings from log cabins.

При реконструкции зданий и сооружений нередко приходится вводить в ограждающую строительную конструкцию единичные элементы усиления, или систему из них. Например, пояса жесткости для стен, а также устройство поясов под диафрагмы жесткости здания а при реконструкции перекрытий, под опорные части. When reconstructing buildings and structures, it is often necessary to introduce single reinforcement elements, or a system of them, into the building envelope. For example, stiffeners for walls, as well as the device of belts for the stiffness diaphragms of the building and for the reconstruction of floors, under the supporting parts.

В кирпичных и бетонных стенах этот вопрос имеет традиционное решение: пояса жесткости устраивают здесь за счет анкеровки их в существующую стену с помощью закладной арматуры. In brick and concrete walls, this issue has a traditional solution: stiffeners are arranged here by anchoring them into an existing wall using embedded reinforcement.

Необходимость увеличения жесткости бревенчатых стен, по высоте, встречается в исторических и православных культовых сооружениях, имеющих большую кубатуру, и при устройстве здесь поясов жесткости обычно используют металлические крепежные элементы. В то время как совместная работа в конструкции соединений: дерево-металл не обеспечивает необходимой эксплуатационной и конструктивной прочности, к тому же подобные конструктивные решения не эстетичны [1]
Наиболее близким техническим решением является способ усиления строительной деревянной конструкции, в котором усиление производят конструкционным намоточным материалом: непрерывной системой из различных волокнистых материалов (ленты, каната и других) или непрерывными высокопрочными нитями, или жгутом. Производят путем сквозной непрерывной обвязки элементов стены, например бревенчатого сруба, через просверленные в стене отверстия, в данном случае в горизонтальных стыках бревен, и по вертикальным разметочным канавкам глубиной, равной диаметру намоточного элемента.The need to increase the rigidity of the log walls, in height, occurs in historical and Orthodox religious buildings that have a large cubic capacity, and when fixing stiffeners here, metal fasteners are usually used. While joint work in the construction of joints: wood-metal does not provide the necessary operational and structural strength, moreover, such structural solutions are not aesthetic [1]
The closest technical solution is a method of reinforcing a wooden building structure, in which reinforcement is produced by a structural winding material: a continuous system of various fibrous materials (tape, rope and others) or continuous high-strength threads or a bundle. They are made by continuous strapping of wall elements, for example a log house, through holes drilled in the wall, in this case, in the horizontal joints of the logs, and along vertical marking grooves with a depth equal to the diameter of the winding element.

Обвязка непрерывна по всей площади усиления. По завершении обвязки и пропитки ее элементов полимерным связующим и натяжением концов обвязки и заанкериванием их скобами или гвоздями в тело материала усиливаемой конструкции выдерживают для отверждения полимерного связующего. По истечении срока отверждения образуются высокопрочная монолитная система, усиливаемый элемент усиления, состояния из предварительно напряженной непрерывной связанной волокнистой системы, замоноличенной в тело усиливаемой конструкции. Указанный способ усиления плоскостной строительной конструкции сквозной непрерывной обвязкой ее конструкционным намоточным материалом и омоноличиванием обвязки в полимерном связующем предназначен для усиления ограждающей строительной конструкции в пределах ее площади, ограниченной конструктивными опорами (например углами бревенчатых срубов, диафрагмой перекрытия и т.д.) или достаточно прочными элементами существующей ограждающей строительной конструкции [2]
Сущность изобретения заключается в обеспечении совместной работы бревенчатой стены с проектируемыми элементами, вводимыми для увеличения ее жесткости, одновременно в экономии материалов, применяемых для усиления и улучшения внешнего вида реконструируемого сооружения.The strapping is continuous throughout the gain area. Upon completion of strapping and impregnation of its elements with a polymer binder and tensioning the ends of the strapping and anchoring them with brackets or nails into the body of the material of the reinforced structure, they are held to cure the polymer binder. After the curing period has elapsed, a high-strength monolithic system is formed, a reinforced reinforcing element, states from a prestressed continuous bonded fibrous system monolithic in the body of the reinforced structure. The specified method of reinforcing a planar building structure through continuous strapping with its structural winding material and monolithic strapping in a polymer binder is intended to reinforce the building envelope within its area, limited by structural supports (for example, log cabin corners, ceiling diaphragm, etc.) or sufficiently strong elements of the existing building envelope [2]
The essence of the invention is to ensure the joint operation of the log wall with designed elements introduced to increase its rigidity, while also saving materials used to enhance and improve the appearance of the reconstructed structure.

Способ усиления строительной констpукции включает укрепление между собой строительных элементов существующей ограждающей конструкции путем сквозной непрерывной обвязки их конструкционным намоточным материалом: непрерывной системой из различных волокнистых материалов, ленты, каната и др. или непрерывными высокопрочными нитями, или жгутом, присоединяют к существующей ограждающей конструкции дополнительные элементы усилия (типа бруса) для совместной работы в ограждающей конструкции. A method of reinforcing a building structure involves reinforcing the building elements of an existing building envelope with each other by continuous strapping them with structural winding material: a continuous system of various fibrous materials, tape, rope, etc. or continuous high-strength threads, or a bundle, additional elements are attached to the existing building structure efforts (such as a beam) for collaboration in a building envelope.

Изобретение отличается тем, что для повышения жесткости строительную конструкцию снабжают дополнительным элементом усиления в виде бруса, который располагают на фрезерованной, плоской поверхности элемента существующей строительной конструкции с совмещением их горизонтальных осей, а оси отверстий и пазов брусчатого элемента усиления бревна существующей строительной конструкции размещают на совпадающих горизонтальных осях, причем отверстия в элементе усиления и элементе существующей строительной конструкции выполняют с шагом от 2 до 5 толщины элемента существующей строительной конструкции. The invention is characterized in that in order to increase the rigidity, the building structure is provided with an additional reinforcing element in the form of a beam, which is placed on the milled, flat surface of an element of an existing building structure with the alignment of their horizontal axes, and the axes of the holes and grooves of the block-shaped reinforcing element of a beam of an existing building structure are placed on the matching horizontal axes, and the holes in the reinforcing element and the element of the existing building structure are performed in increments of 2 thickness of the element 5 existing building structure.

Обвязка непрерывна по всей площади ограждающей конструкции, подлежащей усилению, т. е. по всей длине элемента строительной конструкции и дополнительного, брусчатого элемента усиления. По завершении обвязки и пропитки ее полимерным связующим и натяжением концов обвязки и заанкериванием их скобами в тело материала конструкции сквозные отверстия замазывают до уплотнения эпоксидной мастикой. The strapping is continuous over the entire area of the enclosing structure to be strengthened, i.e., over the entire length of the building structure element and the additional, block-shaped reinforcement element. Upon completion of the strapping and its impregnation with a polymeric binder and tensioning of the strand ends and anchoring them with brackets in the body of the construction material, the through holes are coated with epoxy mastic until they are sealed.

По истечении срока отверждения полимерного связующего образуется высокопрочная монолитная система, состоящая из обвязки, предварительно напряженной непрерывно связанной волокнистой системы, замоноличенной в тело элемента основной строительной конструкции и примыкающего к нему дополнительного брусчатого элемента усиления. At the end of the curing period of the polymer binder, a high-strength monolithic system is formed, consisting of a strapping, a prestressed continuously bonded fibrous system, monolithic in the body of the element of the main building structure and an additional block-shaped reinforcing element adjacent to it.

Принятый интервал шага сквозной обвязки от 2 до 5 толщины элемента существующей строительной конструкции выбран оптимальным исходя из конструктивных соображений и расчета и зависит от диаметра и материала применяемоого для обвязки каната, а также материала и толщины существующей строительной конструкции. The accepted step interval of the through strapping from 2 to 5 of the thickness of the element of the existing building structure is chosen optimal on the basis of design considerations and calculation and depends on the diameter and material used for strapping the rope, as well as the material and thickness of the existing building structure.

На фиг. 1 показана стена, план; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.3. In FIG. 1 shows a wall plan; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; figure 4 section BB in figure 3.

Способ усиления реализуется, например, на стене бревенчатого сруба. На определенной высоте стены бревенчатого сруба изнутри здания фрезеруют выступающую поверхность бревна существующей стены для образования плоской поверхности. Фрезеруют по всей длине стены, от угла до угла сруба. Ширина фрезерованной дорожки составляет 3/4 диаметра бревна стены, что равно наибольшей стороне примыкающего элемента дополнительной конструкции усиления, т.е. стороне примыкания брусчатого элемента усиления к фрезерованной поверхности бревна, (здесь в примере диаметр бревен стены принят условно 20 см, ширина бруса равна 2/4 диаметра и составляет 10 см). The reinforcement method is implemented, for example, on the wall of a log house. At a certain height, the walls of the log house from inside the building mill the protruding surface of the logs of the existing wall to form a flat surface. Milled along the entire length of the wall, from corner to corner of the log house. The width of the milled track is 3/4 of the diameter of the wall log, which is equal to the largest side of the adjacent element of the additional reinforcement structure, i.e. the side of the adjoining paired reinforcement element to the milled surface of the log (here, in the example, the diameter of the wall logs is conventionally assumed to be 20 cm, the beam width is 2/4 of the diameter and 10 cm).

При этом брус усиления может быть составным по длине, однако иметь плотный без зазора торцевой стык. В данном брусе заранее с шагом 700 мм просверливают отверстия диаметром 18 мм. Отверстия располагают по центру горизонтальной оси бруса, размеченной по его наибольшей стороне. Этот брус с дросверленными отверстиями используют как шаблон для разметки отверстий на бревенчатом элементе стены и по его фрезерованной поверхности. In this case, the reinforcement bar can be composite in length, but have a tight butt joint without a gap. In this beam, holes with a diameter of 18 mm are drilled in advance with a pitch of 700 mm. The holes are located in the center of the horizontal axis of the beam, marked on its largest side. This beam with drilled holes is used as a template for marking holes on a log element of the wall and on its milled surface.

Горизонтальные канавки по горизонтальной оси, от отверстия до отверстия, с одной стороны бруса пропиливают глубиной, равной диаметру каната, применяемого для обвязки, аналогично пропиливают такие же канавки по примыкаемому бревну стены, с нефрезерованной стороны. После чего полученные сквозные отверстия и пропилы обеспыливают, продувают воздухом и просушивают в струе горячего воздуха, затем промазывают жидким составом из эпоксидного связующего. Horizontal grooves along the horizontal axis, from hole to hole, on one side of the beam are sawn with a depth equal to the diameter of the rope used for strapping, similarly grooves of the same grooves along an adjacent wall log from the non-milled side. After that, the obtained through holes and cuts are dedusted, blown with air and dried in a stream of hot air, then they are coated with a liquid composition of an epoxy binder.

Дополнительный брусчатый элемент усиления располагают по фрезерованной поверхности бревенчатого элемента стены таким образом, чтобы их горизонтальные оси оказались совмещенными, а брусчатый элемент усиления примыкали к фрезерованной стороне бревенчатого элемента стены. Применяемая древесина должна иметь влажность не более 17%
Обвязка состоит из горизонтального элемента каната диаметром 14 мм непрерывного на всей протяженности стены сруба до опорных узловых элементов, в данном случае до внутренних углов сруба. Перед началом обвязки первый ее конец фиксируют в стене сруба металлической скобой. По завершении процесса обвязки, до натяжения и заанкеривания второго конца обвязки, производят пропитку элементов обвязки (при помощи инъектора) заливочным компаундом на основе эпоксидного связующего К=153.An additional block-shaped reinforcing element is positioned on the milled surface of the log wall element so that their horizontal axes are aligned and the block-shaped reinforcing element is adjacent to the milled side of the log wall element. The wood used must have a moisture content of not more than 17%
The strapping consists of a horizontal rope element with a diameter of 14 mm continuous over the entire length of the log wall to the supporting nodal elements, in this case, to the internal corners of the log house. Before starting the strapping, its first end is fixed in the log wall with a metal bracket. Upon completion of the strapping process, before tensioning and anchoring the second end of the strapping, the strapping elements are impregnated (using an injector) with a casting compound based on an epoxy binder K = 153.

Затем элементы обвязки натягивают на поверхность бревенчатого элемента стены и дополнительного бруса, а второй конец обвязки фиксируют металлической скобой в стене сруба, пропитывают эпоксидным связующим и заклеивают накладкой из стеклоткани. Полученная обвязка расположена заподлицо с поверхностью существующего элемента стены бревенчатой стены и элемента усиления, (бруса). По завершении работ обвязку просушивают в течение 24 ч. Then the strapping elements are pulled onto the surface of the log wall element and the additional beam, and the second end of the strapping is fixed with a metal bracket in the log wall, impregnated with an epoxy binder and sealed with a glass cloth overlay. The resulting strapping is flush with the surface of the existing wall element of the log wall and the reinforcement element (timber). At the end of the work, the harness is dried for 24 hours.

Эффективность указанного способа увеличения жесткости ограждающей строительной конструкции бревенчатой стены путем присоединения обвязкой дополнительных конструктивных элементов к существующим и увеличения площади их сечения заключается в том, что применение данного способа позволяет получить одновременно конструктивное усиление и упрочнение материала усиливаемой конструкции, обеспечивающее их совместную работу под нагрузкой. The effectiveness of this method of increasing the rigidity of the building envelope of a log wall by attaching additional structural elements to the existing ones and increasing their cross-sectional area consists in the fact that the application of this method allows to obtain both structural reinforcement and hardening of the material of the reinforced structure, ensuring their joint operation under load.

Claims

METHOD FOR STRENGTHENING THE CONSTRUCTION WOODEN STRUCTURE, including making horizontal grooves and holes in existing building elements such as logs, laying in them continuous reinforcing elements in the form of strapping, tensioning the latter and filling the grooves with polymeric mastic, characterized in that the surface of the reinforced log is milled until a flat surface is formed, to which the reinforcing element is fixed in the form of a bar, the horizontal axes of the log and the bar are combined, and the axes of the holes and grooves in the log and the bar are placed on the joint lev els horizontal axes, wherein the openings in the beam and beams operate in increments of 2 to 5 bar thicknesses.