24.Конструирование вертикальных стыков стеновых панелей наружных.

Вертикальные стыки панелей внутренних несущих стен между собой и с наружными стенами воспринимают усилия сдвига, растяжения и сжатия. Аналогично вертикальным стыкам в наружных стенах их проектируют бесшпоночными или шпоночными (бетонными либо железобетонными). Преимущественное распространение получили бетонные шпоночные сопряжения, способствующие повышению жесткости и звукоизоляции стыков. Стальные связи растяжения в стыках панелей внутренних стен проектируют, как правило, сварными. Усилия сжатия воспринимает бетон (раствор) замоноличивания вертикального колодца стыка.

Сборные стеновые элементы резервуаров, силосов и других емкостных сооружений, как правило, соединяются жесткими вертикальными стыками по всей их высоте. Жесткие стыки должны воспринимать такие же усилия, как и стыкуемые плиты или панели. Поэтому они выполняются путем запуска рабочей арматуры внахлестку или сваркой выпусков арматуры. В первом случае образуют бессварные петлевые связи или запускают стыкуемые арматурные сетки на длину анкеровки горизонтальных стержней. Однако более надежным является стык, в котором горизонтальные стержни двух стеновых цементов соединяются сваркой.

   Весьма прочным и жестким является бессварный стык стеновых элементов с дискретным расположением соединительных болтов. Однако такой стык требует больше стали и точного положения закладных деталей. Поэтому более простым является сварной стык. Сварные стыки используются при соединении сборных плит вертикальных диафрагм жесткости каркасных зданий. Когда плиты стыкуются с колоннами, то их закладные детали соединяются между собой при помощи соединительной пластинки. Следует отметить, что петлевые и болтовые стыки сборных элементов обладают большим усталостным сопротивлением, чем сварные стыки.

  На несущую способность стыковых соединений при сдвиге влияют прочность бетона замоноличивания, геометрические размеры шпонок, сопротивление горизонтальной арматуры и способа ее соединения. В стыках монолитных стен могут возникать большие сдвигающие усилия, вызываемые не только внешней нагрузкой, но и температурно-усадочными деформациями бетона.

  Обычный вертикальный стык с горизонтальной арматурой применим при одновременном возведении стыкуемых стен как из различных, так и из одних и тех же бетонных смесей. По конструктивным соображениям во всех случаях следует предусматривать установку горизонтальных арматурных стержней класса A240 диаметром не менее 6 мм.

25. Стадии ндс изгибаемых преднапряженных жбк при натяжении арматуры на упоры.

При натяжении арматуры на упоры или затвердевший бетон должны быть обеспечены установленные в проекте контролируемые значения предварительного напряжения в пределах допускаемых значений отклонений, установленных нормативными документами или специальными требованиями.

Преднапряженный железобетон его сущность и способы создания предварительного напряжения

Иногда образование трещин в конструкциях, в которых недопустимо по условиям эксплуатации (например, в резервуарах; трубах; конструкциях, экспуатирующихся при воздействии агрессивных сред). Чтобы исключить этот недостаток железобетона, применяют предварительно напряженные конструкции. Таким образом, можно избежать появления трещин в бетоне и уменьшить деформации конструкции в стадии эксплуатации.

Рассмотрим краткое определение предварительно напряженного железобетона.

Предварительно напряженной называют такую железобетонную конструкцию, в которой в процессе изготовления которой создают значительные сжимающие напряжения в бетоне той зоны сечения конструкции, которая при эксплуатации испытывает растяжение (рис.2).

Как правило, начальные сжимающие напряжения в бетоне создают с использованием предварительно растягиваемой высокопрочной арматуры.

За счет этого повышается трещиностойкость и жесткость конструкции, а также создаются условия дляприменения высокопрочной арматуры, что приводит к экономии металла и снижению стоимости конструкции.

Удельная стоимость арматуры снижается с увеличением прочности арматуры. Поэтому высокопрочная арматура значительно выгоднее обычной. Однако применять высокопрочную арматуру в конструкциях без преднапряжения не рекомендуется, т. к. при высоких растягивающих напряжениях в арматуре трещины в растянутых зонах бетона будут значительно раскрыты, снижая при этом необходимые эксплуатационныекачества конструкции.

Рис. 2. К сущности преднапряженного железобетона: а - конструкция в стадии обжатия бетона напрягаемой арматурой;

б - в стадии эксплуатации (N - внешняя нагрузка на конструкцию; Р - усилие предварительного обжатия в арматуре):

Преимущества преднапряженного железобетона перед обычным - это, прежде всего, его высокая трещиностойкость; повышенная жесткость конструкции (за счет обратного выгиба, получаемого при обжатии конструкции); лучшее сопротивление динамическим нагрузкам; коррозионная стойкость; долговечность; а также определенный экономический эффект, достигаемый применением высокопрочной арматуры.

В предварительно напряженной балке под нагрузкой (рис. 2) бетон испытывает растягивающие напряжения только после погашения начальных сжимающих напряжений. На примере двух балок видно, что трещины в преднапряженной балке образуются при более высокой нагрузке, но разрушающая нагрузка для обеих балок близка по значению, поскольку предельные напряжения в арматуре и бетоне этих балок одинаковы. Гораздо меньше также и прогиб преднапряженной балки.

При производстве преднапряженных железобетонных конструкций в заводских условиях возможны две принципиальные схемы создания преднапряжения в железобетоне :

преднапряжение с натяжением арматуры на упоры и на бетон.

При натяжении на упоры арматуру заводят в форму до бетонирования элемента, один конец ее закрепляют на упоре, другой натягивают домкратом или иным приспособлением до контролируемого напряжения. Затем изделие бетонируется, пропаривается и после приобретения бетоном необходимой кубиковой прочности для восприятия обжатия REp арматуру отпускают с упоров. Арматура, стремясь укоротиться в пределах упругих деформаций, при наличии сцепления с бетоном увлекает его за собой и обжимает его (рис. 3-а).

При натяжении арматуры на бетон(рис. З-б) сначала изготавливают бетонный или слабоармированный элемент, затем по достижении бетоном прочности REp создают в нем предварительное сжимающее напряжение. Это осуществляется следующим образом: напрягаемую арматуру заводят в каналы или пазы, оставляемые при бетонировании элемента, и натягивают с помощью домкрата, упираясь прямо в торец изделия.

При этом обжатие бетона происходит уже в процессе натяжения арматуры. При этом способе напряжения в арматуре контролируют после окончания обжатия бетона. Каналы в бетоне, превышающие диаметр арматуры на (5у15)мм создают укладкой извлекаемых впоследствии пустотообразователей (стальных спиралей, резиновых трубок и т.д.). Сцепление арматуры с бетоном достигается за счет того, что после обжатия инъецируют (нагнетают в каналы цементное тесто или раствора под давлением через заложенные при изготовлении элемента тройники - отводы).

Если напрягаемую арматуру располагают с внешней стороны элемента (кольцевая арматура трубопроводов, резервуаров и т.п.), то навивку ее с одновременным обжатием бетона выполняют специальными навивочными машинами. В этом случае на поверхность элемента после натяжения арматуры наносят торкретированием защитный слой бетона.

Натяжение на упоры является более индустриальным способом в заводском производстве. Натяжение на бетон применяется главным образом для крупноразмерных конструкций, создаваемых непосредственно на месте их возведения.

Натяжение арматуры на упоры можно осуществлять не только с помощью домкрата, но и электротермическим способом. Для этого стержни с высаженными головками разогревают электротоком до 300 - 350оС, заводят в форму и закрепляют в упорах форм. При восстановлении начальной длины в процессе остывания арматура оказывается растянутой.

Арматуру можно также натягивать электротермомеханическим способом (представляет собой комбинацию первых двух способов).

27,30 Вертикальные стыки панелей внутренних несущих стен между собой и с наружными стенами воспринимают усилия сдвига, растяжения и сжатия. Аналогично вертикальным стыкам в наружных стенах их проектируют бесшпоночными или шпоночными (бетонными либо железобетонными). Преимущественное распространение получили бетонные шпоночные сопряжения, способствующие повышению жесткости и звукоизоляции стыков. Стальные связи растяжения в стыках панелей внутренних стен проектируют, как правило, сварными. Усилия сжатия воспринимает бетон (раствор) замоноличивания вертикального колодца стыка.

Сборные стеновые элементы резервуаров, силосов и других емкостных сооружений, как правило, соединяются жесткими вертикальными стыками по всей их высоте. Жесткие стыки должны воспринимать такие же усилия, как и стыкуемые плиты или панели. Поэтому они выполняются путем запуска рабочей арматуры внахлестку или сваркой выпусков арматуры. В первом случае образуют бессварные петлевые связи или запускают стыкуемые арматурные сетки на длину анкеровки горизонтальных стержней. Однако более надежным является стык, в котором горизонтальные стержни двух стеновых ацементов соединяются сваркой.

  Для резервуаров применим непроницаемый стык. Стыковое сопряжение кольцевых элементов сборных силосов и резервуаров небольшого диаметра целесообразно выполнять при помощи соединительных болтов. Если при монтаже и эксплуатации плоских элементов нежелательно возникновение изгибающих моментов в стыке, то линейные шарниры могут быть выполнены при помощи сталеполимерных связей. В данном случае стальная арматура покрывается термофотостабилизированным полиэтиленом, поэтому она обладает повышенной пластичностью и является защищенной от коррозии.

Вертикальные стыки сборных стеновых элементов, соединенных жестко (а, б в, г, д, ё) и шарнирно {ж) по всей высоте: 1 – сборный элемент; 2 – бетон омоноличивания; 3 – соединительный болт; 4 – полиэтиленовая оболочка стального стержня.

  Поверхности стыкуемых элементов могут быть гладкими или иметь шпоночные углубления для восприятия сдвигающих усилий. Жесткость стыков зависит от качества бетона омоноличивания. Желательно его изготовлять на напрягаюшем цементе. С целью обеспечения водонепроницаемости рекомендуется конструкция стыка.

  Весьма прочным и жестким является бессварный стык стеновых элементов с дискретным расположением соединительных болтов. Однако такой стык требует больше стали и точного положения закладных деталей. Поэтому более простым является сварной стык. Сварные стыки используются при соединении сборных плит вертикальных диафрагм жесткости каркасных зданий. Когда плиты стыкуются с колоннами, то их закладные детали соединяются между собой при помощи соединительной пластинки. Следует отметить, что петлевые и болтовые стыки сборных элементов обладают большим усталостным сопротивлением, чем сварные стыки.

  На несущую способность стыковых соединений при сдвиге влияют прочность бетона замоноличивания, геометрические размеры шпонок, сопротивление горизонтальной арматуры и способа ее соединения. В стыках монолитных стен могут возникать большие сдвигающие усилия, вызываемые не только внешней нагрузкой, но и температурно-усадочными деформациями бетона.

  Обычный вертикальный стык с горизонтальной арматурой применим при одновременном возведении стыкуемых стен как из различных, так и из одних и тех же бетонных смесей. По конструктивным соображениям во всех случаях следует предусматривать установку горизонтальных арматурных стержней класса A240 диаметром не менее 6 мм.