Тема 2.6 Особливості проектування попередньо напружених конструкцій

План

1. Суть попередньо напруженого залізобетону.

2.Способи створення попереднього напруження.

3.Матеріали для попередньо напружених конструкцій 4. Розрахунок міцності попередньо напружених вигнутих елементів прямокутного профілю по нормальних перерізах.

5.Зчеплення напруженої арматури з бетоном і її анкерування. 6.Конструювання попередньо напружених елементів. 7.Величина попереднього напруження арматури.

8.Втрати попереднього напруження.

9.Визначення напружень в бетоні і арматурі при обтискуванні бетону.

1 . Суть попередньо напруженого залізобетону.

Попередньо напруженими залізобетонними конструкціями називають конструкції, в яких в процесі виготовлення, штучно створюють обтискування бетону за рахунок натягання арматури.

Попереднє напруження застосовують в елементах, де виникають розтягувальні напруження, позацентрове стискання , вигин. Попереднє напруження найбільш раціональне для таких конструкцій – напірні залізобетонні труби, стінки резервуарів, розтягнуті елементи ферм, плити, балки.

Переваги попередньо напружених конструкцій:

• висока тріщиностійкість

• економія бетону та арматури

• зменшення ваги конструкції

Недоліки попередньо напруженого залізобетону:

• трудомісткість виготовлення конструкцій;

• потреба в спеціальному обладнанні для натягування арматури;

• необхідність високої кваліфікації робітників.

2. Способи створення попереднього напруження.

Попереднє напруження в конструкціях створюють двома способами: шляхом попереднього натягання арматури на упори і натягання її на бетон.

Натягання на упори застосовують в конструкціях з малими і середніми прольотами в заводських умовах. Арматуру встановлюють у форму до бетонування і після її натягання до заданого напруження закріплюють на упорах(рис 1,а)., потім конструкцію бетонують. Коли бетон досягає необхідної передаточної міцності, арматуру знімають з упорів. Намагаючись повернутися в попереднє положення, арматура обтискує бетон, бо зчеплення бетону з арматурою досягнуто в процесі його твердіння.

Натягання на бетон застосовують рідко, переважно при великих прольотах, виготовляючи бетонний або мало армований елемент, в якому влаштовують канал для розміщення напруженої арматури (рис 1,б), канали, що мають розміри на 5…15мм більше від діаметра арматури, роблять, укладаючи при бетонування сталеві тонкостінні трубки, які залишають у конструкції, або за допомогою каналоутворювачів, які виймають із незатверділого бетону. Потім арматуру натягують до заданого напруження і закріплюють анкерами. В процесі натягання арматури бетон обтискується. Після цього канали під тиском заповнюють цементно-піщаним розчином.

Натягання арматури може виконуватись механічним, електротермічним, електротермомеханічним способами.

Останнім часом попереднє напруження створюють, застосовуючи бетони на спеціальних напружувальних цементах. Бетон на такому цементі при твердінні збільшується в об’ємі і внаслідок зчеплення з арматурою розтягує її. Оскільки арматура перешкоджає вільному розширенню бетону, то в ньому виникають стискувальні напруження. Такі конструкції називають самонапруженими.

Рисунок 1- Способи створення попереднього напруження. а – натягання на упори, б- натягання на бетон:1- форма, 2-арматура, 3-упор, 4-домкрат, 5-анкер, 6-канал.