Способы создания предварительного напряжения. Классы бетона, напрягаемой арматуры и ее размещение в элементах, анкеровка. Потери предварительного напряжения в арматуре.

Как было показано ранее предварительно напряжение конструкции с использованием арматурных элементов может быть выполнено, главным образом, тремя основными методами:

1) при предварительном напряжении арматуры на упоры;

2) при натяжении арматуры на затвердевший бетон;

3) посредством физико-химического натяжения (самонапряжения) при связанном расширении специальных (напрягающих) бетонов.

При выполнении предварительного напряжения конструкции по первому методу (с натяжением на упоры) технологические операции выполняют в следующей последовательности.

Напрягаемую арматуру до бетонирования заводят в форму или упоры стенда, один конец стержня закрепляют на неподвижном упоре, а другой натягивают с применением, например, домкрата или другого устройства до получения величины заданного начального контролируемого напряжения s_p0,max (рис. 2). Величину напряжения в арматуре оценивают по достигнутому удлинению в процессе ее натяжения. Напрягаемый стержень фиксируют при помощи технологических анкеров и выполняют бетонирование конструкции. После достижения бетоном конструкции требуемой прочности, которую принято называть передаточной прочностью, осуществляют плавный отпуск напрягаемой арматуры с упоров. Арматура, которая до этого была натянута и удерживалась при помощи технологических захватов на упорах, стремится возвратиться в начальное (ненапряженное) состояние. Восстанавливая упругие деформации при обеспеченном сцеплении с бетоном, арматура обжимает конструкцию (рис. 2в). Таким образом, после завершения предварительного напряжения в конструкции действуют взаимно уравновешенные усилия: растяжения в арматуре и сжатия бетоне.

При натяжении арматуры на бетон, предварительно изготавливают армированный либо бетонный элемент, а затем, после достижения бетоном передаточной прочности, выполняют его обжатие. В этом случае напрягаемую арматуру заводят в каналы или пазы, оставляемые при бетонировании элемента, и натяжение осуществляют на бетон при помощи специальных домкратов двойного действия (рис. 3). Диаметр канала или паза в бетоне должен превышать диаметр арматура на 5..15 мм. Сцепление арматуры с бетоном создают при последующем инъецировании каналов. Однако инъецирование каналов может не выполняться. В этом случае мы имеем предварительно напряженные конструкции без сцепления арматуры с бетоном.

В зависимости от технологических особенностей натяжения арматурных элементов (стержней, канатов) различают следующие способы натяжения арматуры:

1) Механический способ. Сущность его заключается в том, что необходимое относительное удлинение арматуры (e_sp,0 = D/l₀), соответствующее заданному контролируемому напряжению в ней s_p0,max, получают вытяжкой арматурного элемента натяжными механизмами (гидравлические и винтовые домкраты, грузовые устройства с системой блоков, рычагов и оттяжек, лебедки с полиспастами и динамометрами, динамометрические ключи, разнообразные намоточные машины – при непрерывном армировании) посредством технологических (для временного закрепления арматуры в натяжныхмеханизмах) или комбинированных (конструктивных и технологических) зажимов.

2) Электротермический способ, заключающийся в том, что необходимое относительное удлинение напрягаемой арматуры e_sp,01, соответствующее начальному контролируемому напряжению s_p0,max, получают электрическим нагревом арматуры до соответствующей температуры (но не более критической) с последующей фиксацией ее на упорах заданной длины, соответствующей требуемому удлинению для создания напряжения после ее остывания.

3) Комбинированный (или электротермомеханический) способ, представляющий собой совокупность электротермического и механического способов натяжения арматуры.

4) Физико-химический способ, позволяющий осуществлять натяжение арматуры, располагаемой в конструкции и имеющей обеспеченное сцепление с бетоном, за счет энергии расширения напрягающего бетона в процессе твердения (рис. 4).

В массовом строительстве при изготовлении сборных элементов по поточно-агрегатной технологии наиболее распространен электротермический способ предварительного напряжения конструкций. Вместе с тем, как по экономическим, так и техническим показателям данный способ предварительного напряжения является наименее эффективным и должен уступить место механическому натяжению арматуры.

3. Задача. Проверить прочность ж/б балки прямоугольного сечения с размерами b = 30 см, h = 45 см, с = 1,5 см. Бетон класса С25/30, Растянутая рабочая арматура 3 Ø 20мм S500. Действующий изгибающий момент М_sd = 165 кНм

Экзаменационный билет № 22

Классификация железобетонных перекрытий по конструктивной схеме и конструктивным признакам.

Многопустотные плиты перекрытий. Схема армирования, номенклатура.

3. Задача. Проверить прочность балки прямоугольного сечении с размерами b=200мм, h=600мм, с=50мм. Бетон класса С¹²/₁₅. Растянутая арматура класса S400 (2 18) Изгибающий момент M_sd =140кН·м.

Экзаменационный билет № 23

Ребристые плиты покрытий. Схема армирования, номенклатура. И второй вместе