33.Принципы и технологические способы создания преднапряжения в арматуре.

Предварительно напряженными называют такие ж/б конструкции, в которых до приложения нагрузок в процессе изготовления искусственно создаются значительные сжимающие напряжения в бетоне путем натяжения высокопрочной арматуры. Начальные сжимающие напряжения создаются в тех зонах бетона, которые впоследствии под воздействием нагрузок испытывают напряжение. При этом повышается трещиностойкость конструкции, и создаются условия для применения высокопрочной арматуры, что приводит к экономии металла и снижению стоимости конструкции.

Сущность предварительно напряженного ж/б в экономическом эффекте, достигаемом благодаря применению высокопрочной арматуры. Кроме того, высокая трещиностойкость предварительно напряженного ж/б повышает его жесткость, сопротивление динамическим нагрузкам, коррозионную стойкость, долговечность. Цели применения:

- уменьшить расход арматурной стали засчёт применения высокопрочной арматуры

- увеличить жёсткость конструкций (уменьшить перемещение при равных нагрузках)

- повысить трещиностойкость конструкции

= 800…1100 МПа (напряжения)

=1 мм и более ширина раскрытия трещин

E_s- предварительное напряжение= 2* МПа

Методы создания предварительного напряжения

В произ-ве предварительно напряженных элементов возможны два способа создания предварительного напряжения арматуры:

натяжение на упоры и натяжение на бетон.

• При натяжении на упоры до бетонирования элемента арматуру заводят в форму, один конец ее закрепляют в упоре, другой натягивают домкратом или другим приспособлением до заданного контролируемого напряжения (рис. 1.27, а).

Рис. Схемы предварительного напряжения

а — натяжение на упоры — принципиальная схема; б — готовый элемент; в — натяжение на упоры при непрерывном армировании; г — натяжение на бетон — принципиальная схема; д — готовый элемент; 1— форма; 2—арматура; 3 — упор; 4 — домкрат; 5 — затвердевший бетон; 6 — поддон; 7 — штыри поддона; 8 — трубки; 9 — зажим; 10 — канал; 11 —анкер; 12—инъецированный кана

После приобретения бетоном необходимой кубиковой прочности перед обжатием Rbp арматуру отпускают с упоров. Используется для конструкций малых и средних размеров (пролёты 6-12 мм плиты. балки).

• Арматура при восстановлении упругих деформаций в условиях сцепления с бетоном обжимает окружающий бетон (рис.1.27,б).

• При так называемом непрерывном армировании форму укладывают на поддон, снабженный штырями, арматурную проволоку специальной навивочной машиной навивают на трубки, надетые на штыри поддона, с заданной величиной напряжения, и конец ее закрепляют плашечным зажимом (рис. 1.27, в). После того как бетон наберет необходимую прочность, изделие с трубками снимают со штырей поддона, при этом арматура обжимает бетон.

• При натяжении на бетон сначала изготовляют бетонный или слабоармированный элемент (рис.1.27 г), затем при достижении бетоном прочности Rbp создают в нем предварительное сжимающее напряжение.

• Напрягаемую арматуру заводят в каналы или в пазы, оставляемые при бетонировании элемента, и натягивают на бетон (рис. 1.27, д). При этом способе напряжения в арматуре контролируются после окончания обжатия бетона. Каналы, превышающие диаметр арматуры на 5—15 мм. создают в бетоне укладкой извлекаемых пустотообразователей (стальных спиралей, резиновых шлангов и т. п.) или оставляемых гофрированных стальных трубок и др. Сцепление арматуры с бетоном создается после обжатия инъецированием — нагнетанием в каналы цементного теста или раствора под давлением. Инъецирование производится через заложенные при изготовлении элемента тройники — отводы. Если напрягаемая арматура располагается с внешней стороны элемента (кольцевая арматура трубопроводов, резервуаров и т. п.), то навивка ее с одновременным обжатием бетона производится специальными навивочными машинами. В этом случае на поверхность элемента после натяжения арматуры наносят торкретированием (под давлением) защитный слой бетона.

Натяжение на упоры как более индустриальное является основным способом в заводском производстве. Натяжение на бетон применяется главным образом для крупноразмерных конструкций и при соединении их на монтаже.

Технологические способы предварительного напряжения арматуры на упоры.

- механический (различные домкраты)

- электротермическим способом. Стержни с высаженными головками разогревают электрическим током до 300— 350°С, заводят в форму и закрепляют на концах в упорах форм. Арматура при восстановлении начальной длины в процессе остывания натягивается на упоры.

- электротермомеханическим

- с помощью напрягающих цементов

Параметры предварительного напряжения, назначаемые при проектировании

1)Передаточная прочность бетона R_bp - прочность на сжатие в момент обжатия бетона (Например R_bp ≥11 МПа)

2)предварительное натяжение в арматуре

(0,3 R_s,ser+P)≤ ≤ (R_s,ser+P)

R_s,ser - расчётное сопротивление арматуры на растяжение для предельных состояний 2 группы, соотв. нормативному сопротивлению.

Р – Допустимое отклонениепо СНиПу и зависит от технологического способа