Технология производства железобетонных изделий

Определяем требуемую величину удлинения арматуры.

Для этого по табл. 2 и 4 находим

Es = 1,9 ∙ 105, H/мм2; = 800 H/мм2; η1 = 0,65.

Используя фактическое значение = 860 Н/мм2 и табличные величины, по формуле (4) определяем

.

Подсчитываем относительное удлинение арматуры при натяжении εs с учетом того, что контролируемое напряжение = 700 Н/мм2, по формуле (3):

.

Тогда требуемое удлинение арматуры составит

∆lo = εs ∙ l = 0,003889 ∙ 18500 = 72, мм.

При натяжении арматуры отдельными стержнями с контролем и по удлинению, и по усилению натяжения данный расчет достаточен, а необходимые корректировки осуществляются в процессе работ.

При натяжении арматуры с контролем по удлинению и группами стержней обязателен расчет величины эффективного перемещения натяжного устройства (без учета свободного хода), осуществляемый по формуле (1):

l= ∆lo + ∆lф + ∆lc, мм,

сучетом величины продольной деформации стенда (поддона, формы) ∆lф, мм, а также суммарной величины деформации временных концевых анкеров ∆1с, мм, которые определяют по п/п 10, п.4.1 (см. далее).

Например, в рассматриваемом примере применены временные концевые анкеры для стержневой арматуры в виде инвентарных зажимов НИИЖБа. По табл. 14 (см. далее) и из выражения ∆lc = 2S

∆lc = 2 ∙ 4,8 = 9,6 ~ 100 мм.

Величину продольной деформации силовой формы за отсутствием фактических данных принимаем равной: lф = 5 мм.

Тогда величина эффективного перемещения

l = 72 + 10 + 5 = 87, мм.

Определение тягового усилия домкрата для натяжения арматуры РT производят по формуле (6) при установленном усилии натяжения стержня или групп стержней:

271

где Asp - расчетная площадь поперечного сечения одновременно натягиваемой арматуры.

По табл. 3 для стержня диаметром 18 мм расчетная площадь равна 2,54

см2.

Тогда тяговое усилие домкрата для натяжения одного стержня:

Рт = К2 ∙ n ∙ Р т / η,

или

Рт = 1,1 ∙ 1 ∙ 700 ∙ 254/0,95 ~ 206, кН.

Допустим, что в рассматриваемом случае схема армирования железобетонной балки рабочей преднапрягаемой арматурой характеризуется расположением в нижней зоне сечения 9 стержней (по 3 в ряд). При натяжении арматуры группами по 3 стержня наибольшее требуемое тяговое усилие составит

Рт3 = 3 ∙ 206 = 618, кН.

Определение требуемого хода поршня произведем по формуле (7):

S = 0,01 ∙ 18500 = 185, мм.

На основании значений тягового усилия и требуемого хода поршня выбирают (по табл. 5) гидродомкрат для производства работ по натяжению арматуры. В данном примере целесообразно использовать домкрат «СМЖ737», который характеризуется максимальным усилием натяжения в 1000 кН, обеспечивающем возможность 10%-ной перетяжки при натяжении арматуры группами по 3 стержня:

0,94 ∙ 100 > (618 + 0,1 ∙ 618), кН,

и требуемый ход поршня: 320 > 185, мм.

Пример 2. Определить технологические параметры механического натяжения стержней арматуры при изготовлении железобетонных ребристых плит размерами 3 х 12 м в силовых перемещаемых формах с жесткими упорами.

Сталь - класса S1200 (А1200;А-VII) марки 30 ХГС2 диаметром 14 мм; = 900 Н/мм2. Длина натягиваемых стержней – 12460 мм, схема армирования - один стержень на продольное ребро плиты.

Данные контрольных испытаний отсутствуют. Применены анкеры типа «обжатая обойма».

272

По табл. 2 и 4 устанавливаем, что Es = 1,9 ∙ 105, Н/мм2; η1 = 0,6;

= 1200 Н/мм2.

По формулам (4) и (3) определим:

;

.

Требуемое удлинение арматуры будет равно

∆lo = 0,004843 ∙ 12460 = 60,344;

∆lo ~ 61 мм.

При контроле преднапряжения по удлинению стержней эффективное перемещение натяжного устройства определяем по формуле (1) для рассматриваемого случая (с учетом данных п/п 10, п. 4.1 для анкеров «обжатая обойма»):

l = 61 + (2 ∙ 0,002 ∙ 900) + 3 ~ 68 мм.

Требуемое тяговое усилие гидродомкрата

Рт= 1,1 ∙ 1 ∙ 900 ∙ 154/0,95 ~ 161 кН.

Требуемый ход поршня по формуле (7)

S ~ 0,01 ∙ 12460 = 124,6 ~ 125, мм.

Полученным расчетным данным удовлетворяют характеристики гидродомкрата «СМЖ-738», включая и вариант одновременного натяжения обоих стержней:

(0,94 ∙ 630) кН > (2 ∙ 1,1 ∙ 161) кН;

320, мм >125, мм.

Пример 3. Определить технологические параметры механического натяжения арматуры при изготовлении плит пустотного настила на длинном стенде. Схема армирования включает: нижний пояс – 5 канатов типа К – 7 диаметром 15 мм; верхний пояс – высокопрочная проволока (5 шт.) Вр-II диаметром 5 мм. Длина натягиваемой арматуры – 122000 мм.

Величина контролируемого натяжения для канатов нижнего пояса соответствует = 880 Н/мм2, а проволоки верхнего пояса = 1000 Н/мм2.

273

По результатам контрольных испытаний арматуры определено, что для канатов = 1730 Н/мм2, для проволоки = 1700 Н/мм2. В обоих

случаях определить не могли. На этом основании расчет следует вести по данным табл. 4.

Кроме того, поскольку по формуле (3) меньше, чем , а именно:

для канатов

880 < 0,6 ∙ 1500;

для проволоки

1000 < 0,7 ∙ 1460,

то расчет ведется без учета неупругих деформаций стали.

Определим относительное удлинение арматуры при натяжении:

для канатов

εs = 880 / 1,8 ∙ 105 = 0,004889;

для проволоки

εs = 1000 / 2,0 ∙ 105 = 0,005.

Требуемое удлинение арматуры:

канатов:

∆lo = 0,004889 ∙ 122000 = 596 мм;

проволоки:

∆1о = 0,005 ∙ 122000 = 610 мм.

Определим величину эффективного перемещения натяжного устройства при групповом способе натяжения канатной и проволочной арматуры.

Для натяжения обоих видов арматуры применены временные концевые анкеры в виде инвентарных зажимов НИИЖБа. По табл. 14 и формуле ∆lс = 2S:

для канатов:

∆lc = 2 ∙ 4,8 = 9,6 ~ 10 мм;

для проволоки:

∆lc = 2 ∙ 3 = 6 мм.

274

Деформации упоров стенда ∆lф за отсутствием фактических данных примем равными в обоих случаях: ∆lф = 5 мм.

Эффективное перемещение натяжного устройства составит по формуле

(1):

для канатов

l = 596 + 10 + 5 = 611 мм;

для проволоки

l = 610 + 6 + 5 = 621 мм.

Определим необходимое тяговое усилие машины для группового натяжения арматуры по формуле (6) и значению As (табл. 3):

для канатов

Рт = 1,1 ∙ 5 ∙ 880 ∙ 139 / 0,95 = 708 кН;

для проволоки

Рт= 1,1 ∙ 5 - 1000 19,6 / 0,95 = 113 кН.

1. Расчетным параметрам натяжения арматуры соответствует (табл. 5) гидродомкрат СМЖ-84А (Рт = 1000 кН; l = 1120 мм).

275

4.Натяжение арматуры электротермическим способом

4.1.Общие требования

1.Сущность электротермического способа натяжения арматуры заключается в том, что арматурные заготовки, нагретые электрическим током до требуемого удлинения, фиксируются в таком состоянии в жестких упорах, которые препятствуют укорочению арматуры при остывании. Благодаря этому в арматуре возникают заданные напряжения.

Нагрев арматурных заготовок производится электрическим током большой плотности. Арматурные заготовки, предназначенные для натяжения их на упоры форм, поддонов, коротких стендов, снабжаются по концам временными анкерами, расстояние между опорными плоскостями которых на заданную величину меньше расстояния между наружными гранями упоров. Удлинение заготовок при электроразогреве должно обеспечивать свободную укладку их в нагретом состоянии в упоры.

2.Натяжение стержневой и проволочной арматуры электротермическим способом может производиться на формах, поддонах и т.п., а ее нагрев - вне формы или на месте натяжения. Рекомендуется осуществлять нагрев арматуры вне формы.

3.Изготовление предварительно напряженных многопустотных панелей и плит перекрытий сплошного сечения рекомендуется осуществлять с заготовкой и натяжением электротермическим способом стержневой арматурной стали класса S800 (A800; A-V).

4.При электротермическом способе натяжения во избежание снижения условного предела текучести и временного сопротивления нагреваемой арматуры температура нагрева не должна превышать величин, указанных в табл. 10.

Время нагрева в пределах 0,5... 10 мин не оказывает существенного влияния на свойства как горячекатанной, так и термически упрочненной стержневой арматурной стали. Однако с целью повышения производительности труда и уменьшения расхода электроэнергии рекомендуется принимать время нагрева 1...3 мин.

Время нагрева высокопрочной проволоки влияет на механические характеристики этой стали. При длительном нагреве механические характеристики понижаются более, чем при кратковременном. Поэтому время нагрева проволочной арматуры не должно превышать величин, указанных в табл. 10.

Температура нагрева должна контролироваться по удлинению стали.

Допускается также для контроля температуры использовать термопары, термокарандаши и другие приборы, обеспечивающие измерение температу-

276

ры с максимальной ошибкой не более ± 20 °С и не препятствующие осуществлению технологических операций по нагреву и натяжению арматуры.

Таблица 10 – Рекомендуемые и максимально допустимые температуры и время электронагрева арматурной стали

Примечание. При необходимости увеличения предварительного напряжения электротермическим способом стали классов S800 до 800 Н/мм2, S1200 – до1000 Н/мм2 можно повышать максимально допустимые температуры электронагрева стали этих классов до 500°С при автоматизированной технологии натяжения и контроля температуры нагрева.

5. При натяжении стержневой арматуры классов и марок, указанных в п. 1.2, электротермическим способом величина + р не должна

6. Величины и р необходимо указывать на рабочих чертежах изделий.

При применении стержней и проволочной арматуры на рабочих чертежах изделий должна быть указана также учтенная в расчете температура нагрева этой арматуры при натяжении.

277

Таблица 11 – Допустимые отклонения предварительного напряжения от заданного

Примечания:

1.При изготовлении нескольких изделий, расположенных в одну

линию с арматурой, проходящей через все эти изделия, величина lu принимается равной суммарной длине изделий в линии.

2.При промежуточных значениях lu величина р определяется по линейной интерполяции.

7.В арматуре, которая натягивается на упоры электротермическим способом, не учитываются потери предварительного напряжения от деформации концевых анкеров и форм, так как они должны быть учтены при определении длины арматурной заготовки и величины полного удлинения арматуры.

8.Отклонение предварительного напряжения арматуры изделия от заданного учитывается только величиной коэффициента точности натяжения

γsp.

Если неблагоприятным фактором является снижение предварительного напряжения арматуры по сравнению с заданной величиной (расчет

жесткости, трещиностойкости и ширины раскрытия трещин зоны, в которой расположена данная напряженная арматура, и т. д.), то значение γsp вычисляется по формуле

где - не более 0,9;

n - количество стержней арматуры в элементе конструкции (в ребре плиты, поясе фермы и т. п.)

Если неблагоприятным фактором является превышение предварительного напряжения арматуры по сравнению с заданной величиной (расчет прочности при действии сил обжатия зоны сечения, в которой расположена дан-

278

ная напряженная арматура, расчет трещиностойкости противоположной по высоте сечения зоны и т.п.), то значение γsp вычисляется по формуле

где - не менее 1,1. При вычислении γsp принимается верхнее предельное отклонение р (см. табл. 11).

9. Величина предварительного напряжения при электротермическом способе натяжения достигается путем обеспечения заданного удлинения арматуры ∆lo, величина которого определяется по формуле

где Es - начальный модуль упругости (см. прим. к табл. 2, п. 1.2), Н/мм2;

1y - расстояние между наружными гранями упоров на форме, поддоне или стенде, мм;

К - коэффициент, учитывающий упругопластические свойства стали и определяемый согласно данным табл. 12;

р - предельно допустимое отклонение величины предварительного напряжения арматуры от заданного, принимается по табл. 11, Н/мм2.

10. Величина полного удлинения арматуры при ее электронагреве определяется по формуле

где ∆lc - величина смещения губок инвентарных зажимов относительно корпуса, деформации шайб под высаженными головками, смятие высаженных головок, опрессованных шайб и т.п., мм;

∆lф - продольная деформация формы, поддона или стенда, мм;

Ct - дополнительное удлинение, обеспечивающее свободную укладку арматурного стержня в упоры с учетом остывания при переносе, принимаемое не менее 0,5 мм на 1 м длины арматуры, мм;

279

∆lн - остаточная деформация, возникающая вследствие нагрева высокопрочной проволоки, определяемая по формуле

где ly - расстояние между наружными гранями упоров на формах, поддонах и инвентарных стендах, мм;

tp - заданная температура нагрева, °С.

Таблица 12 – Значения коэффициента К

Примечание Промежуточные значения К принимаются по линейной интерполяции.

Таблица 13 – Коэффициенты линейного расширения стержней и проволочной арматуры

При tp, равной или меньшей 300°С, ∆lн = 0. Для стержней арматуры всех классов и марок, указанных в п. 1 (2) настоящего примечания, lн = 0.

280