1. Общие сведения
Поиск эффективных способов увеличения сопротивления конструкций из бетона действию растягивающих усилий привел к созданию предварительного напряжения*.
Подвергнуть предварительному напряжению какую-либо конструкцию, это значит вызвать в ней искусственным путем до приложения внешних нагрузок или одновременно с ними некоторые постоянные напряжения. При этом созданные искусственным путем начальные напряжения в сочетании с напряжениями, вызванными внешними нагрузками, должны во всех точках конструкции оставаться в пределах тех напряжений, которые материал может выдерживать неограниченно долго.
2. Классификация предварительно напряженных конструкций
Большое разнообразие технологических подходов к реализации идеи предварительного напряжения конструкций можно разделить на три группы:
предварительное напряжение при помощи стальной арматуры, устанавливаемой в конструкцию (см. рис. 1а);
Рис. 1. Предварительное напряжение конструкций при обжатии рабочей арматурой (а) или реакциями внешнего ограничения – жесткими упорами(б)1 – напрягаемая арматура; 2 – домкраты; 3 – жесткий упор; 4 – конструкция, подвергаемая предварительному напряжению.
предварительное напряжение в результате действия горизонтальной реакции, создаваемой домкратами, установленными между жесткими опорами и напрягаемой конструкцией, либо расширением бетона, из которого она выполнена (рис. 1б);
предварительное напряжение при использовании специальных технологических приемов, отличающихся от осевого натяжения арматурных стержней способами, относящимися к первой группе.
Наибольшее распространение в строительной практике имеют конструкции, в которых предварительное напряжение создают посредством натяжения рабочей арматуры, располагаемой, как правило, в растянутой зоне сечения. Предварительно напряженные конструкции могут быть классифицированы по следующим признакам:
по принципу действия напряженного армирования: а) одноосно предварительно напряженные; б) двухосно предварительно напряженные; в) объемно предварительно напряженные конструкции;
по методу изготовления: а) с натяжением на упоры; б) с натяжением арматуры на бетон; в) самонапряженные; г) сборно-монолитные (с обетонированными предварительно напряженными сборными элементами).
степень предварительного напряжения:а)полное предварительное напряжение, если при действии эксплуатационной нагрузки напряжения в бетоне наиболее растянутых волокон сечения ct (как правило, на уровне напрягаемой арматуры) значений, говорят равны нулю; б) если растягивающие напряжения в бетоне ct не превышают допустимых значений, говорят об ограниченном предварительном напряжении; в) если величина растягивающих напряжений не ограничивается и растянутая напрягаемая арматура установлена исходя из уровня ограничения недопустимого чрезмерного раскрытия трещин, в этом случае принято говорить о частичном предварительном напряжении.