Технология производства железобетонных изделий

Значения величин ∆lс, ∆lф, Сt, определяются в каждом случае опытным путем исходя из конкретных условий производства.

Допускается при предварительных расчетах принимать величину ∆lс для изделий данной примерно 6 м суммарно на оба анкера:

где m = 0,002 мм3/Н для анкеров типа «обжатая обойма»; m = 0,003 мм3/Н для анкеров типа «высаженная головка».

При применении временных концевых анкеров для стержневой арматуры в виде инвентарных зажимов НИИЖБа значение ∆lс допускается определять в соответствии с данными табл. 14 по формуле

где S - смещение губок зажима относительно его корпуса, мм.

Сближение упоров формы ∆ lф на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры после натяжения всей арматуры должно указываться в рабочих чертежах формы и проверяться опытным путем при натяжении арматуры.

Для предварительных расчетов при длине изделий 6...12 м lф допускается принимать:

1...3 мм - для формы с жесткими упорами;

3...4 мм - для форм с поворотными упорами.

11. Для свободной укладки напрягаемой стержневой и проволочной арматуры в упоры форм, поддонов или стендов величина полного удлинения арматуры ∆ln, должна приниматься равной или меньшей, чем удлинение арматуры в результате нагрева ее до заданной температуры ∆ln которое вычисляется по формуле

где tp - заданная температура нагрева, которую следует, как правило, принимать равной рекомендуемой температуре нагрева (см. табл. 10), °С;

to - температура окружающей среды, °С;

lk - расстояние между токопроводящими контактами (длина нагреваемого участка арматуры), мм;

281

α - коэффициент линейного расширения стали (табл 13). Величина температуры, требуемая для нагрева и натяжения арматуры до заданного напряжения, определяется по формуле

Таблица 14 – Смещение губок зажимов в зависимости от вида арматуры и ее

напряжения

Примечание. При напряжениях, отличающихся от указанных в таблице, значение S определяют линейной интерполяцией.

4.2.Определение длины арматурной заготовки

12.Требуемая длина отрезаемого стержня арматурной стали

где 13 - длина арматурной заготовки, равная расстоянию между опорными поверхностями временных концевых анкеров, мм;

α - длина конца стержня, используемая для установки или образования временного концевого анкера, мм.

282

Для обжатых шайб а > Н + 10 мм, где Н - толщина шайбы после опрессовки. Для высаженных головок а = 2,5d + 10 мм, где d - диаметр арматуры.

Для приваренных коротышей и инвентарных зажимов величина а определяется длиной коротышей или зажимов.

Таблица 15 – Допустимые предельные отклонения фактического удлинения натянутой арматуры от расчетного ∆ lo

Примечания:

1.При промежуточных значениях lу, отличающихся более чем на 0,5 м от указанных, величины предельных Отклонений lη определяются по линейной интерполяции.

2.Приведенные значения предельных отклонений даны с доверительной погрешностью 0,05.

13.Длина арматурной заготовки определяется по формуле

где значения ly, ∆lc, ∆lф, ∆lo, и ly принимаются согласно п/п 10, п. 4.1.

14. Для обеспечения требуемой точности предварительного напряжения арматуры необходимо, чтобы предельное отклонение фактического удлинения натянутой арматуры от расчетного не превышало значений, приведенных в табл. 15.

Эти значения могут быть выдержаны, если установка упоров на формах, поддонах или стендах, а также установка или образование на концах арматурных заготовок временных анкеров производится с применением жестких шаблонов.

283

Допустимое предельное отклонение расстояния между опорными плоскостями временных анкеров арматурной заготовки определяют по табл. 16.

Таблица 16 – Предельное отклонение расстояния между опорами кондукторов и опорными поверхностями анкеров арматурных заготовок

Примечание. При промежуточных значениях величин контролируемых расстояний, отличающихся более чем на 0,5 м от указанных, значения величин предельных отклонений определяются по линейной интерполяции.

15. Нижнее предельное отклонение фактического удлинения натянутой арматуры от расчетного равно допуску Д*, который определяется по формуле

где dy - допуск, установленный на размер l (расстояние между опорными поверхностями упоров форм);

d3 - допуск, установленный на размер l3 (расстояние между опорными поверхностями временных концевых анкеров арматурных заготовок).

284

Рекомендуется применять dy ≈ d3. При соответствующем обосновании разрешается принимать соотношение между dy и d3, отличное от указанного выше, при условии, что сумма их абсолютных величин не должна превышать значений, указанных в табл. 15.

16. В начальный период освоения производства изделия по принятой величине lo производят подготовку и натяжение серии стержней с проверкой величины предварительного натяжения в них после остывания.

Измерения предварительных напряжений рекомендуется производить на нескольких формах при возможно большем числе стержней или прутков проволоки каждой формы.

По результатам измерений корректируют величину lo, изменяя длину арматурных заготовок таким образом, чтобы фактические величины предварительных напряжений не всходили за пределы отклонений, указанных в табл. 11 настоящего приложеия.

В дальнейшем систематический заводской контроль величины натяжения арматуры состоит в проверке соблюдения окончательно принятых размеров ly, ∆lc, ∆lф, ∆lo, и ly и выборочном контроле величины предварительного напряжения.

4.3.Нагрев и натяжение арматуры

17.Нагрев заготовок арматуры производят на специальных установках с целью увеличения их длины на заданную величину, которая позволяет уложить их свободно в упоры форм, поддонов или стендов.

18.Установки для нагрева стержней арматуры рассчитывают в зависимости от размеров стержней (диаметра и длины) и вида стали на одновременный нагрев одного или нескольких стержней. При производстве изделий длиной около 6 м с напрягаемой арматурой диаметром 10...16 мм, как правило, следует нагревать одновременно все стержни изделия.

Для изделий длиной 12 м и более с напрягаемой арматурой диаметром свыше 16 мм обычно нагревают 1 или 2 стержня.

19. Установки располагаются, как правило, вне формы и поддона и состоят из двух контактных опор и одной или нескольких промежуточных опор для предохранения арматуры от провисания; одна опора должна быть подвижной и обеспечивать свободное удлинение нагреваемых стержней без перемещения их в контактах. Контроль теплового удлинения должен осуществляться с погрешностью не более ±1 мм.

Нагрев заготовок высокопрочной проволоки рекомендуется производить вблизи от форм, над формами или изолированно непосредственно в формах. Это позволяет сократить время от окончания нагрева до укладки нагретой заготовки в упоры.

285

20. Нагревательные установки должны обеспечивать плотность прижима токопроводящих контактов к арматуре. Усилие прижима на один контакт должно составлять не менее 1000 Н для стали диаметром 10... 14 мм, не менее 2000 Н для стержней больших диаметров и не менее 500 Н для проволоки диаметром 8 мм. Недостаточно плотный прижим контакта к арматуре может привести к местному перегреву, вредно отражающемуся на ее прочности.

Плотность прижима контакта к арматуре должна обеспечиваться принудительно пневматическими или электромагнитными устройствами, эксцентриками или грузами.

Контакты должны быть раздвижными и состоять из токопроводящей и прижимной губок.

Ширина губок принимается в зависимости от конструкции нагревательной установки, но не менее двух диаметров нагреваемого стержня и пяти диаметров нагреваемой проволоки. Применение контактов без принудительного прижима нагреваемых стержней не допускается.

21.Во избежание перегрева арматуры контроль температуры и ее ограничение являются обязательными. Контроль и ограничение температуры нагрева арматуры рекомендуется осуществлять по ее удлинению. Не допускается одновременный нагрев нескольких стержней разного диаметра при последовательной схеме их включения.

22.Нагрев стержней арматуры рекомендуется осуществлять на возможно большем участке так, чтобы место защемления арматуры в токопроводящих контактах находилось, по возможности, вне габаритов изделий.

Рекомендуется также, где возможно, осуществлять токопровод через торцевые плоскости анкеров. Это исключает возможность поджогов стержней и позволяет нагревать стержни арматуры по всей их длине.

При использовании горячекатанной упрочненной арматуры стали класса S540 (A400в; A-IIIв) и термомеханически упрочненной стали классов S800 (A800;A-V) в таких изделиях, как пустотные панели, плиты покрытий пролетом 6 м, опоры ЛЭП и т.д., допускается при нагреве арматуры оставлять ненагретые концы такой длины, чтобы места защемления стержней в токопроводящих контактах нагревательной установки находились внутри изделия на расстоянии не более чем 30 см от его торцов.

Повторный нагрев стержней арматуры не рекомендуется, но в случае необходимости может быть допущен только после полного ее остывания, до температуры, не превышающей рекомендуемую (см. табл. 10.).

23. Нагрев термомеханически упрочненной арматуры класса S1200 (A1200; A-VII) допускается производить на установках по одному или по несколько стержней одного диаметра одновременно при условии обязательного

286

контроля величины удлинения каждого стержня в отдельности. Для этого рекомендуется оснастить установки механизмами принудительной подтяжки каждого стержня или подвижной контактной группы пневмоцилиндром, грузом, пружиной и т.п. для повышения точности контроля удлинения в процессе нагрева.

24. Для выбора типов, количества и схемы соединения преобразователей тока для электронагрева арматуры необходимо определить требуемую силу тока, напряжение и мощность.

Количество и схему соединения трансформаторов следует подбирать из условия обеспечения требуемой силы тока и напряжения. Мощность, получаемая по расчету, должна быть всегда меньше полезной номинальной мощности трансформаторов.

25. Для нагрева арматуры рекомендуется применять сварочные трансформаторы и трансформаторы для элекгронагрева бетона. Сварочные трансформаторы могут применяться как по одному, так и по два при параллельном или последовательном соединении в зависимости от требуемой силы тока и напряжения.

Примеры расчета

Пример 1. Определить технологические параметры электротермического натяжения арматуры при изготовлении преднапряженных плит пустотного настила размерами 1,5 х 6,0 м на поддонах с частичной немедленной распалубкой. Расчетная длина изделия lu = 5960 мм.

Напрягаемая арматура - сталь класса S800 (A800; А-V) диаметром 14 мм, величина предварительного напряжения = 530 Н/мм2, временные концевые анкеры - в виде высаженных головок.

Паспортные характеристики поддона: расстояние между упорами ly = 6300 мм; продольная деформация поддона lф = 2 мм - соответствуют фактическим данным поверок бортоснастки (при несоответствии применяются фактические данные).

Определяем требуемое удлинение арматуры, длину арматурной заготовки и необходимую длину стержня.

Допустимое предельное отклонение расстояния между опорными плоскостями временных анкеров арматурной заготовки 13 находим по табл. 16, как для контроля по шаблону при длине заготовки до 6,5 м. Оно равно +3; - 0 мм.

Расчетное удлинение арматуры определяем по формуле (13), предварительно установив, что коэффициент К = 1,05 (по табл. 12 при > 500 Н/мм2), а предельное отклонение от заданного напряжения составляет: р = 87 Н/мм2

287

(по табл. 11, интерполяцией для lu ~ 6,0 м); модуль упругости стали Es = 1,9 ∙ 105 Н/мм2 (табл. 2, п. 1.2).

.

Определим длину заготовки l3, равную расстоянию между опорными поверхностями временных концевых анкеров по формуле (21):

l3 = ly - ∆lo - ∆lф - ∆lc

где ∆lc - величина деформации временных концевых анкеров.

В данном примере используются анкеры типа высаженных головок. По п/п. 10, п. 4.1:

∆lc = 2 m ∙P(σsp) = 2 ∙ 0,003 ∙ 530 ~ 3 мм.

Требуемая длина заготовки

l3 = 6300 - 21 - 2 - 3=6274 мм.

Длина отрезаемого стержня (п/п 12, (п.4.1)) арматурной стали

l0 = l3 + 2 а, мм,

где а = 2,5d +10 мм в случае «высаженных головок»;

а - диаметр стержня,

а = 2,5 ∙ 14 + 10 = 45 мм.

Тогда

lo = 6274 + 2 ∙ 45 = 6364 мм.

Проверка.

Допустим, что расстояние между токопроводящими контактами установки для нагрева стержней равно: lк = 5900 мм. По табл. 10 рекомендуемая температура нагрева для стали класса S800 (A800; А-V) составляет: tp = 400 °С. Удлинение арматуры при нагреве (п/п 11 , п.4.1) определим по формуле

где to - температура окружающей среды (примем to = 20 °С);

α - коэффициент линейного расширения стали (по табл. 13 α= 13,5 ∙ 10-6).

С учетом этих данных

∆lt = (400 - 20) ∙ 5900 ∙ 13,5 ∙ 10-6 = 30,3 мм.

Величину полного требуемого удлинения арматуры для обеспечения

где Сt - дополнительное удлинение, учитывающее остывание стержня при переносе и равное

Сt = 0,5 ∙ 10-3 ∙ l3, = 0,5 ∙ 10-3 ∙ 6274 ≈ 3 мм.

Тогда

∆lп = 21 + 3 + 2 + 3 = 29 мм.

Поскольку ∆lt, больше, чем ∆lп, условие свободной укладки стержней в упоры обеспечено.

Пример 2. Требуется определить технологические параметры электротермического натяжения арматуры при изготовлении преднапряженных ребристых плит размерами 3x12 м.

Расчетная дойна изделия lu = 11980 мм.

Напрягаемая арматура - сталь класса S800 (A800; А-V) марки 23 2Г2Т диаметром 20 мм; = 700 Н/мм2; временные концевые анкеры - типа «обжатая обойма».

Паспортные характеристики форм: расстояние между упорами ly = 12380 м, продольная деформация форм ∆lф = 3 мм.

Определяем требуемое удлинение арматуры, длину арматурной заготовки и необходимую длину стержня.

Допустимое предельное отклонение расстояния между опорными плоскостями временных анкеров арматурной заготовки l3 по табл. 16 составит:

+5; - 0 мм.

Расчетное удлинение арматуры ∆lо по формуле (12) при К = 1,1 (табл.

12); p = 63 Н/мм2 (табл. 11): Es = 1,9 ∙ 105 Н/мм2 (прил. к табл. 2) равно

∆l0 =

Расстояние между опорными поверхностями временных анкеров l3 по формуле (21) (с учетом того, что в случае опресованных шайб по табл. 15 ∆lс

= 2∙0,002∙700 = 2,8 ≈ 3 мм) равно

l3 = 12380 - 54 - 3 - 3 = 12320 мм.

Длина отрезаемого стержня арматурной стали (п/п 12, п.4.2):

lо = l3 +2а,

при а > Н + 10 мм для обжатых шайб, где Н - толщина шайбы после опрессовки.

Пусть Н = 15 мм, тогда а > 25 мм; примем а = 30 мм.

lо = 12320 + 2 ∙ 30 = 12380 мм.

289

Проверка.

Принимаем расстояние между токопроводящими контактами lк = 12 м.

Рекомендуемая температура нагрева для стали класса S800 (A800; А-V) (табл. 10) составляет 400 °С, максимально допустимая – 450 °С.

Удлинение арматуры при нагреве (п/п 11, п. 4.1) составит при α = 13,8 ∙

10-6 (табл. 13)

∆lс = (400 - 20) ∙ 12000 ∙ 13,8 ∙ 10-6 = 63 мм.

Величину полного требуемого удлинения арматуры ∆lп для обеспечения свободной укладки на упоры определяем с учетом остывания при переносе

Ct = 0,5 ∙ 10-3 ∙ l3 = 0,5 ∙ 10-3 ∙ 12320 ≈ 6 мм.

Тогда

∆lп = 54 + 3+ 3 + 6 = 66 мм.

Поскольку ∆lt < ∆lп, требуемое удлинение арматуры для свободной укладки ее в форму расчетом при tp = 400 °С не достигается. Необходимо увеличить температуру нагрева до значения не ниже

(25)

при ∆lt > ∆lп, т.е. ∆lt > 66 мм.

Принимаем ∆lt = 70 мм. Для этого значения удлинения арматуры требуется нагрев до температуры

,

что ниже максимально допустимой (450 °С) и обеспечивает условие свободной укладки стержней в упоры формы.

5. Электротермомеханический способ натяжения проволочной арматуры при непрерывном армировании

1.Метод непрерывного армирования представляет собой технологический процесс изготовления преднапряженного арматурного каркаса железобетонного изделия из семипроволочного каната диаметром 6 мм или проволоки диаметром 3...5 мм.

2.При этом методе применяются агрегаты, с помощью которых непосредственно из бухты арматурного каната или проволоки навивается арматура на упоры формы, стенда и по периметру металлических, бетонных или железобетонных сердечников.

Принцип действия арматурно-намоточного агрегата следующий. Сматываемая с бухты гибкая арматурная нить проходит последовательно через подтормаживающее устройство, механизм подачи, натяжную станцию, рас-

290