МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В БЕТОНЕ И В АРМАТУРЕ

Существует два метода создания предварительного обжатия бетона (рис. 9.2): натяжение арматуры на упоры и натяжение арматуры на бетон (забетонированную конструкцию).

Методы создания предварительного обжатия бетона

Рис. 9.2. Методы создания предварительного обжатия бетона:

а, б) натяжение арматуры на упоры; в, г) натяжение арматуры на бетон; 1 — арматура; 2 — упор; 3 — анкер; 4 — канал; 5 — готовый элемент

Натяжение на упоры. Изготовление конструкции производится с натяжением арматуры до бетонирования и временной передачей сил натяжения на упоры стенда или силовой формы. Арматуру укладывают в форму, натягивают до заданного напряжения osp и закрепляют в упорах формы анкерами. Затем бетонируют форму; после достижения бетоном передаточной прочности Rbp ~ 0,8Rb арматуру освобождают с упоров. Стремясь вернуться в первоначальное состояние, арматура обжимает бетон элемента, так как имеет с ним надежное сцепление.

Натяжение на бетон. Изготовление конструкции ведется с натяжением арматуры после затвердения бетона и передачей сил напряжения на бетон конструкции. При бетонировании элементов в форме в них оставляют каналы или наружные пазы для размещения напрягаемой арматуры; диаметр отверстий предусматривается на 5—15 мм больше диаметра арматуры. После набора бетоном передаточной прочности Rbp арматуру пропускают через каналы, натягивают до заданного напряжения asp и закрепляют на торцах железобетонного элемента анкерами. В процессе натяжения арматуры происходит обжатие бетона. Для обеспечения надежного сцепления арматуры с бетоном каналы обязательно заполняют раствором под давлением.

Натяжение арматуры на упоры является более целесообразным для заводских условий изготовления железобетонных конструкций и изделий. Натяжение арматуры на бетон более трудоемкое и применяется в тех случаях, когда затруднено или не может быть осуществлено натяжение арматуры на упоры (при изготовлении монолитных конструкций или при строительстве уникальных сооружений). Например, для обеспечения трещиностойкости конического ствола Останкинской телебашни произведено натяжение на бетон высокопрочной арматуры, состоящей из 149 канатов.

Методы создания предварительных напряжений в бетоне влияют на конструктивные решения железобетонных элементов, анкеровку арматуры, на расчеты в стадии обжатия, на определение потерь предварительных напряжений в напрягаемой арматуре.

Применяется несколько способов натяжения арматуры: механическое натяжение, осуществляется с помощью домкратов, винтовых, гидравлических и других машин;

электротермическое — арматуру нагревают до 300—350 °С, в результате она удлиняется. Нагретые стержни укладывают в форму и закрепляют на упорах. При остывании упоры препятствуют укорочению арматуры, за счет этого в ней возникают растягивающие напряжения osp. После укладки бетона и набора им передаточной прочности Rbp арматуру освобождают с упоров, при этом происходит обжатие бетона;

электротермомеханическое — представляет собой сочетание двух первых способов натяжения.

К достоинствам электротермического способа натяжения относятся:

  • ? простота и возможность его применения на любом заводе и предприятии;
  • ? оборудование в 5—10 раз дешевле, а трудоемкость в 2—3 раза ниже, чем при механическом способе.

Недостатки электротермического способа натяжения арматуры:

  • ? точность натяжения гораздо ниже, чем при механическом способе;
  • ? применяется главным образом для натяжения горячекатаной стальной арматуры, так как для достижения в высокопрочной проволоке достаточно высоких напряжений требуется значительное повышение температуры нагрева, которое приводит к ухудшению механических характеристик напрягаемой арматуры;
  • ? большая энергоемкость электротермического способа натяжения (требуются мощные трансформаторы).

Для создания предварительного обжатия в конструкциях целесообразно применять бетоны, приготавливаемые на специальных напрягающих цементах (НЦ). Бетон на таком цементе при твердении увеличивается в объеме и вследствие сцепления с арматурой растягивает ее. Так как арматура препятствует свободному расширению бетона, в нем возникают сжимающие напряжения. Такие конструкции называют самонапряженными.

Применение напрягающего цемента позволяет отказаться от приспособлений для натяжения арматуры. Если напрягаемую арматуру располагать в элементе в двух направлениях, то создается двухосное предварительное напряжение.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >