3.Предварительное напряжение арматуры
3.1.Преимущества предварительно напряженных ЖБК.
3.2.Способы армирования предварительно напряженных ЖБК.
3.3.Потери предварительного напряжения.
Принцип предварительного напряжения арматуры
создание в растянутой зоне бетона сжимающих усилий (напряжений) за счет предварительного натяжения арматуры
Характер поведения железобетонного элемента под нагрузкой
а) без предварительного напряжения
б) с предварительным напряжением железобетонной конструкции
3.1. Преимущества предварительно напряженных ЖБК
1). Большая жесткость конструкции и меньший вес.
2). Большая долговечность в результате повышенной трещиностойкости. 3). При тех же нагрузках снижается расход арматурной стали до 40 %.
3.2.Способы армирования ПН ЖБК
3.2.1.В зависимости от времени натяжения арматуры
Натяжение арматуры до бетонирования изделия
а) натяжение арматуры на упоры формы
б) бетонирование изделия
в) передача натяжения арматуры на бетон (за счет обрезки анкеров арматуры)
Натяжение арматуры после бетонирования и твердения бетона
а) изготовление изделия с каналами
б) натяжение арматуры внутри каналов конструкции
в) заполнение канала Ц:П раствором (инъецирование)
Напряжение арматуры во время твердения бетона
Основано на расширении цемента не в первый период твердения, а при наборе бетоном прочности 10 – 20 МПа.
В этот период арматура имеет достаточное сцепление с бетоном, обжимает его и обеспечивает эффект самонапряжения
3.2.2.Способ образования преднапряженного арматурного каркаса
Имеет существенное значение в организации технологического процесса, так как от этого зависит выбор основного оборудования и натяжных устройств
Линейное напряженное армирование
Осуществляется одиночными проволоками и стержнями необходимой длины, а также группами стержней и проволок, соединенных в определенном порядке
Непрерывное напряженное армирование
Заключается в том, что арматурный каркас получают наматыванием непрерывной проволочной нити с необходимой силой натяжения
3.2.3. Способ напряжения арматуры
Механическое натяжение арматуры
Осуществляется натяжными машинами и гидродомкратами, а также различными винтовыми и рычажными устройствами
Электротермическое натяжение арматуры
Основано на использовании линейного расширения арматуры при ее нагреве электрическим током. Концы удлиняющейся арматуры закрепляют в захватах (упорах), которые препятствуют сжатию арматуры при охлаждении. Таким образом в арматуре возникают растягивающие напряжения.
Lз – длина заготовки;
Lt – длина стержня после нагрева;
Lу – расстояние между упорами формы;L – удлинение стержня при нагреве
Электромеханическое натяжение арматуры
Применяется при непрерывном армировании намоточными машинами
Сущность способа
проволока натягивается грузом или тормозным устройством на 30 –50 % заданного напряжения, одновременно в процессе намотки нагревается электрическим током
Проволока, намотанная в горячем состоянии на штыри или упоры стендов с неполным натяжением, при остывании напрягается до заданного значения
Химическое натяжение арматуры
Осуществляется за счет использования расширяющегося цемента
При расширении бетона в процессе твердения происходит удлинение связанной с ним арматуры. Этот способ применяется при изготовлении напорных труб, резервуаров, покрытий дорог, аэродромов и т. д.
3.3. Потери предварительного напряжения
1). Потери напряжения от релаксации арматуры.
2). Потери напряжения от разности температур t натянутой арматуры и устройства воспринимающего усилия натяжения при ТВО бетона.
3). Потери напряжения от деформаций анкеров, расположенных у натяжных устройств. 4). Потери напряжений от трения арматуры о канал или поверхность бетона.
5). Потери напряжений от деформации стальной формы при натяжении арматуры на упоры формы.
6). Потери от быстронатекающей ползучести бетона.
7). Потери от усадки бетона.