Руководство по напряжению арматуры

5.2.1
Предварительные напряжения арматуры
σ_sp
принимают не более 0,9R_s,n
для
горячекатаной и термомеханически
упрочненной арматуры и не более 0,8
R_s,n
для
холоднодеформированной арматуры и
арматурных канатов.

5.2.2
При расчете предварительно напряженных
конструкций следует учитывать снижение
предварительных напряжений вследствие
потерь предварительного напряжения
до передачи усилий натяжения на бетон
(первые потери) и после передачи усилия
натяжения на бетон (вторые потери).

Первые
потери предварительного напряжения
включают потери от релаксации
предварительных напряжений в арматуре,
потери от температурного перепада при
термической обработке конструкций,
потери от деформации анкеров и деформации
формы (упоров).

Вторые
потери предварительного напряжения
включают потери от усадки и ползучести
бетона.

5.2.3.
Потери
от релаксации напряжений арматуры
Δσ_sp1,
определяют по формулам:

для
арматуры классов А600 — А1000 при способе
натяжения:

механическом
— Δσ_sp1
= 0,lσ_sp
— 2,0;

электротермическом
— Δσ_sp1
= 0,03σ_sp;

для
арматуры классов Вр1200 — Вр1500, К1400, К1500
при способе натяжения:

механическом
—
;

электротермическом
— Δσ_sp1
= 0,5σ_sp.

Здесь
σ_sp
принимается без потерь в МПа.

При
отрицательных значениях Δσ_sp1
принимают Δσ_sp1
= 0.

При
наличии более точных данных о релаксации
арматуры допускается принимать иные
значения потерь от релаксации.

5.2.4
Потери
Δσ_sp2
(МПа) от температурного перепада Δt
(°C),
определяемого как разность температур
натянутой арматуры в зоне нагрева и
устройства, воспринимающего усилия
натяжения при нагреве бетона, принимают
равными:

Δσ_sp2
= 1,25
Δt.

При
отсутствии точных данных по температурному
перепаду допускается принимать

Δt
= 65 °С.

23

5.2.5
Потери
от деформации стальной формы (упоров)
Δσ_sp3
при неодновременном натяжении арматуры
на форму определяют по формуле

,

где
п
—
число стержней (групп стержней),
натягиваемых неодновременно;

Δl
— сближение упоров по линии действия
усилия натяжения арматуры, определяемое
из расчета деформации формы;

l
— расстояние между наружными гранями
упоров.

При
отсутствии данных о конструкции формы
и технологии изготовления допускается
принимать Δσ_sp3
= 30 МПа.

При
электротермическом способе натяжения
арматуры потери от деформации формы
не учитываются.

5.2.6
Потери
от деформации анкеров натяжных устройств
Δσ_sp4
определяют по формуле

,

где
Δl
— обжатие анкеров или смещение стержня
в зажимах анкеров;

l
— расстояние между наружными гранями
упоров.

При
отсутствии данных допускается принимать
Δl
= 2 мм.

При
электротермическом способе натяжения
арматуры потери от деформации анкеров
не учитывают.

5.2.7
Потери
от усадки бетона Δσ_sp5
определяют по формуле

Δσ_sp5
= ε_b,sh
E_s,

где
ε_b,sh
—
деформации усадки бетона, значения
которых можно приближенно принимать
в зависимости от класса бетона равными:

0,0002
— для бетона классов В35 и ниже;

0,00025
— для бетона класса В40;

0,0003
— для бетона классов В45 и выше.

Допускается
потери от усадки бетона определять
более точными методами.

5.2.8
Потери
от ползучести бетона Δσ_sp6
определяют по формуле

,

где
φ_b,cr
— коэффициент
ползучести бетона, определяемый согласно
п. 2.1.2.7;

σ_bpj
— напряжения
в бетоне на уровне центра тяжести
рассматриваемой j-й
группы стержней напрягаемой арматуры;

y_sj
— расстояние между центрами тяжести
сечения рассматриваемой группы стержней
напрягаемой арматуры и приведенного
поперечного сечения элемента;

A_red,
I_red
—
площадь приведенного сечения элемента
и ее момент инерции относительно центра
тяжести приведенного сечения;

μ_spj
—
коэффициент армирования, равный A_spj
/ А, где
А
и
A_spj
— площади
поперечного сечения соответственно
элемента и рассматриваемой группы
стержней напрягаемой арматуры.

24

Допускается
потери от ползучести бетона определять
более точными методами.

Напряжения
σ_bpj
определяют
по правилам расчета упругих материалов,
принимая приведенное сечение элемента,
включающее площадь сечения бетона и
площадь сечения всей продольной арматуры
(напрягаемой и ненапрягаемой) с
коэффициентом приведения арматуры к
бетону
.

5.2.9.При
проектировании конструкций полные
суммарные потери Δσ_sp(2)j
для арматуры, расположенной в растянутой
при эксплуатации зоне сечения элемента,
следует принимать не менее 100 МПа.

При
определении усилия предварительного
обжатия бетона Р
с
учетом полных потерь напряжений следует
учитывать сжимающие напряжения в
ненапрягаемой арматуре, численно равные
сумме потерь от усадки и ползучести
бетона на уровне этой арматуры.

5.2.10
Предварительные
напряжения в бетоне σ_bp
при
передаче усилия предварительного
обжатия Р₍₁₎,
определяемого с учетом первых потерь,
не должны превышать: если напряжения
уменьшаются или не изменяются при
действии внешних нагрузок — 0,9R_bp;
если
напряжения увеличиваются при действии
внешних нагрузок — 0,7R_bp.

Напряжения
в бетоне σ_bp
определяют
по формуле

,

где
Р₍₁₎
— усилие предварительного обжатия с
учетом первых потерь;

М
— изгибающий
момент от внешней нагрузки, действующей
в стадии обжатия (собственный вес
элемента);

e_0p
— эксцентриситет усилия Р₍₁₎
относительно центра тяжести приведенного
поперечного сечения элемента;

у
— расстояние от центра тяжести приведенного
сечения до рассматриваемого волокна.

5.2.11.
Длину зоны передачи предварительного
напряжения на бетон для арматуры без
дополнительных анкерующих устройств
определяют по формуле

,

но
не менее 10d_s
и 200 мм, а для арматурных канатов — также
не менее 300 мм.

В
формуле (31):

σ_sp
— предварительное напряжение в напрягаемой
арматуре с учетом первых потерь;

R_bond
— сопротивление
сцепления напрягаемой арматуры с
бетоном, отвечающее передаточной
прочности бетона и определяемое согласно
п.
5.3

A_s,
u_s
—
площадь и периметр стержня арматуры.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Понятие о предварительно напряженных железобетонных конструкциях

Основными достоинствами железобетона являются: высокая проч­ность, огнестойкость, долговечность, простота формообразования. Бетонная балка (рис. ниже), испытывающая при изгибе растяжение ниже нейтральной оси и сжатие выше нее, имеет низкую несущую способность вследствие слабого сопротивления бетона растяжению. При этом прочность бетона в сжатой зоне используется не полностью. В связи с этим неармированный бетон не рекомендуется применять в конструкциях, предназначенных для работы на изгиб или растяжение, так как размеры таких элементов были бы непомерно большими.

Бетонные конструкции применяют преимущественно при их работе на сжатие (стены, фундаменты, подпорные сооружения, ус­той и др.) и только иногда при работе на изгиб при малых растяги­вающих напряжениях, не превышающих предела прочности бето­на при растяжении.

Железобетонные конструкции, усиленные в растянутой зоне арматурой, обладают значительно более высокой несущей способ­ностью. Так, несущая способность железобетонной балки (рис. ниже) с уложенной внизу арматурой в 10-20 раз больше, чем несущая способность бетонной балки таких же размеров. При этом прочность бетона в сжатой зоне балки используется полностью.

Схемы работы элементов под нагрузкой

В качестве арматуры применяют стальные стержни, проволо­ки, прокатные профили, а также стекловолокно, синтетические ма­териалы, деревянные бруски, бамбуковые стволы.

Конструкции армируют не только при их работе на растяжение и изгиб, но и на сжатие (рис. выше). Поскольку сталь имеет высокое сопротивление растяжению и сжатию, включение ее в сжатые эле­менты значительно повышает их несущую способность. Совмест­ная работа таких различных по свойствам материалов, как бетон и сталь, обеспечивается следующими факторами:

1. сцеплением арматуры с бетоном, возникающим при твердении бетонной смеси; благодаря сцеплению оба материала деформи­руются совместно;
2. близкими по значению коэффициентами линейных температур­ных деформаций (для бетона 7·10 -6 -10·10 -6 1/град, для стали 12·10 -6 1/град), что исключает появление начальных напряже­ний в материалах и проскальзывание арматуры в бетоне при изменениях температуры до 100 °С;
3. надежной защитой стали, заключенной в плотный бетон, от кор­розии, непосредственного действия огня и механических по­вреждений.

Особенностью железобетонных конструкций является возмож­ность образования трещин в растянутой зоне при действии внешних нагрузок. Раскрытие этих трещин во многих конструкциях в стадии эксплуатации невелико (0,1-0,4 мм) и не вызывает коррозии арма­туры или нарушения нормальной работы конструкции. Однако име­ются конструкции и сооружения, в которых по эксплуатационным условиям образование трещин недопустимо (например, напорные трубопроводы, лотки, резервуары и т. п.) или ширина раскрытия должна быть уменьшена. В этом случае те зоны элемента, в кото­рых под действием эксплуатационных нагрузок появляются растя­гивающие усилия, заранее (до приложения внешних нагрузок) под­вергают интенсивному обжатию путем предварительного натяже­ния арматуры. Такие конструкции называют предварительно напряженными. Предварительное обжатие конструкций выполня­ют в основном двумя способами: натяжением арматуры на упоры (до бетонирования) и на бетон (после бетонирования).

В первом случае перед бетонированием конструкции арматуру натягивают и закрепляют на упорах или торцах формы (рис. ниже). Затем бетонируют элемент. После приобретения бетоном необхо­димой прочности для восприятия сил предварительного обжатия (передаточная прочность) арматуру освобождают от упоров и она, стремясь укоротиться, сжимает бетон. Передача усилия на бетон происходит благодаря сцеплению между арматурой и бетоном, а также посредством специальных анкерных устройств, находящих­ся в бетоне конструкции, если сцепления недостаточно.

Во втором случае сначала изготовляют бетонный или слабоармированный элемент с каналами или пазами (рис. ниже). При дос­тижении бетоном требуемой передаточной прочности в каналы (пазы) заводят арматуру, натягивают ее с упором натяжного при­способления на торец элемента и заанкериваюг. Таким образом, бетон оказывается обжатым. Для создания сцепления арматуры с бетоном в каналы инъектируют цементный или цементно-песчаный раствор. Если напрягаемая арматура располагается на наружной поверхности элемента (кольцевая арматура трубопроводов, резер­вуаров и т. п.), то навивка ее с одновременным обжатием бетона производится специальными навивочными машинами. После натя­жения арматуры на поверхность элемента наносят торкретирова­нием защитный слой бетона. Натяжение арматуры может произво­диться механическим, электротермическим, комбинированным и физико-химическим способами.

Способы создания предварительного напряжения

а — натяжение на упоры; б — натяжение на бетон; I — натяжение арматуры и бетонирование элемента; II, IV — готовый элемент; III — элемент во время натяжения арматуры; 1 — упор; 2 — домкрат; 3 — анкер

При механическом способе арматуру натяг ивают гидравличес­кими или винтовыми домкратами, намоточными машинами и дру­гими механизмами. При электротермическом способе арматуру нагревают электрическим током до 300-350 °С, заводят в форму и закрепляют на упорах. В процессе остывания арматура укорачива­ется и получает предварительные растягивающие напряжения. Ком­бинированный способ натяжения сочетает электротермический и механический способы натяжения арматуры, осуществляемые од­новременно. При физико-химическом способе натяжение арматуры достигается в результате расширения бетона, приготовленного на специальном напрягающем цементе (НЦ), в процессе его гидро­термической обработки.

Арматура, заложенная в бетоне, препятствует увеличению его объема и растягивается, а в бетоне возникают сжимающие напря­жения. Натяжение арматуры на упоры производится механическим, электротермическим или комбинированным способами, а на бе­тон — только механическим способом.

Основное достоинство предварительно напряженных конструк­ций — высокая трещиностойкость. При загружении предварительно напряженного элемента внешней нагрузкой в бетоне растянутой зоны погашаются предварительно созданные сжимающие напряжения и только после этого возникают растягивающие напряжения. Чем выше прочность бетона и стали, тем большее предварительное обжатие можно создать в элементе.

Применение высокопрочных материалов позволяет сократить рас­ход арматуры на 30-70% по сравнению с ненапрягаемым железобето­ном. Расход бетона и масса конструкции при этом также снижаются. Кроме того, высокая трещиностойкость предварительно напряженных конструкций повышает их жесткость, водонепроницаемость, морозо­стойкость, сопротивление динамическим нагрузкам, долговечность.

К недостаткам предварительно напряженного железобетона следует отнести то, что процесс составляет значительную трудоем­кость изготовления конструкций. Помимо этого создается необхо­димость в использовании специального оборудования и рабочих высокой квалификации.

Напряженно-деформированные состояния предварительно на­пряженных элементов после образования трещин в бетоне растяну­той зоны сходны с элементами без предварительного напряжения.

Источник

Предварительное напряжение стержневой и канатной арматуры в железобетонных конструкциях

Принципиальные схемы систем преднапряжения стержневой арматуры и арматурных канатов «на бетон».

О ТЕХНОЛОГИИ

Преднапряженный бетон – строительный материал способный выдержать высокие нагрузки на прогиб. Достигаются эти уникальные свойства путем натяжения части или всех задействованных в работе арматурных канатов во время изготовления железобетонной конструкции.

Существует два основных способа создания предварительного напряжения.

Первый способ называется «на упоры»: напрягаемая арматура натягивается и фиксируется на специальной несущей раме, имеющей большую жесткость. После бетонирования и набора бетоном необходимой прочности происходит обрезка или расклинка натянутой арматуры. Этот способ характерен для изготовления сборных железобетонных элементов на ЖБИ заводах, с которых транспортируется на строительную площадку.

Компания «ПСК-Строитель» использует второй, более современных способ, применяемый в монолитном строительстве, который называется «на бетон». При таком способе существенно экономятся расходы на транспортировку, так как железобетонная конструкция формируется на строительной площадке, на объект доставляются только материалы и элементы систем. В качестве основных напрягаемых элементов мы предлагаем использовать канатную и/или стержневую арматуру.

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ ПРЕДНАПРЯЖЕНИЯ арматурных канатов

Элементы системы преднапряжения стержневой арматуры SAS

Элементы системы преднапряжения стержневой арматуры DYWIDAG

• Гладкая высокопрочная арматура DYWIDAG
• Высокопрочная арматура винтового профиля DYWIDAG
• Соединительная муфта DYWIDAG
• Глухой анкер для системы без сцепления с бетоном DYWIDAG
• Тяжной анкер для системы без сцепления с бетоном DYWIDAG
• Глухой анкер для системы со сцеплением с бетоном DYWIDAG
• Тяжной анкер для системы со сцеплением с бетоном DYWIDAG

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДНАПРЯЖЕНИЯ В МОНОЛИТНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

• Создание пролетов более 8 метров
• Сокращение толщины перекрытия и/или балки
• Увеличение чистой высоты помещения
• Снижение прогибов
• Снижение нагрузок от собственного веса на вертикальные конструкции и фундаменты
• Повышение трещиностойкости
• Увеличение прочности и срока эксплуатации
• Снижение расхода материалов
• Снижение стоимости конструкции

УСЛУГИ

Обеспечиваем полный комплекс услуг по устройству преднапряжения в построечных условиях.

Источник

Преднапряженная арматура в бетоне: особенности производства и применения

Традиционные железобетонные элементы иногда заменяются в строительстве более прочными аналогами, тоже выполненными из железобетона, но предварительно напряжёнными. Результатом становится улучшение характеристик и расширение функциональности материала. Благодаря особой технологии производства, преднапряженная арматура в бетоне лучше защищает материал от деформаций, дольше служит и может применяться для конструкций большого размера.

Особенности изготовления

Прочность бетона повышают с помощью арматуры, которая может быть ненапрягаемой и напрягаемой. Однако первый вариант представляет собой пассивное армирование бетона, не защищающие конструкции от изгибающих и особенно динамических нагрузок. Обеспечить более эффективную защиту позволяет растягивание арматурной стали в железобетонном изделии и её избавление от натяжения в процессе застывания бетонного раствора. Сжимаясь, арматура влияет на железобетон, увеличивая предел его растяжимости, благодаря суммированию двух деформаций – предсжатия и растяжения.

Существует 3 способа натяжения арматуры.

1. Механический – напряжение арматуры с помощью винтовых или гидравлических домкратов.
2. Электротермический – применяется электроток, с его помощью стальные пруты разогреваются и удлиняются.
3. Электротермомеханический – это одновременное применение механического и электротермического способа.

Требования к арматуре

В роли преднапряженной необходимо использовать классы арматуры с высокой прочностью и незначительной текучестью. С учётом небольших потерь преднапряжения при изготовлении железобетонных конструкций значение этого показателя устанавливается выше. Распространённые виды арматуры – холоднодеформированная и горячекатаная упрочнённая, арматурная проволока, сварные каркасы и канаты. Профиль арматурных элементов может быть периодическим и гладким. Какую арматуру использовать для армирования, зависит от того какую роль она играет в железобетонной конструкции.

1. Напряженная арматура. Располагается в продольном направлении. Применяют горячекатаную и термомеханически упрочнённую арматуру класса А800, А600 и А1000 периодического профиля, холоднодеформированную сталь класса Вр1200 до Вр1500, а так же канатную К1400, К1500 (К-7, К-19).
2. Ненапрягаемая. Она укладывается поперек продольной. Используют арматуру класса А500С, В500С, А1 (А240), А400, А300 и арматурную проволоку Вр-1.

Напрягаемая арматура должна быть в виде цельных стержней.

Рекомендации по бетону

Для создания предварительно напряженных конструкций применяются бетоны с такими характеристиками:

• плотность в пределах 2200–2500 кг/куб. м;
• класс прочности на осевое растяжение – не меньше 0,8;
• уровень прочности – не меньше 250–260 кг/кв. см (класс B20);
• марка водонепроницаемости – W2 и выше;
• морозостойкость – не ниже F50.

Какой класс бетона использовать зависит от класса напрягаемой арматуры. При отсутствии необходимых данных о бетоне, его класс можно определить спустя 28 дней после его заливки.

Преимущества и недостатки материала

Причинами использования предварительно напряжённого железобетона могут стать такие преимущества армированных конструкций:

• высокий уровень защиты материала от образования трещин и коррозии – важный параметр для сооружений, постоянно находящихся в контакте с водой;
• уменьшение сечения и веса железобетона в пределах 30%;
• снижение расхода стальной арматуры на 40%;
• повышение сопротивления динамическим нагрузкам;
• увеличение огнестойкости построек;
• повышение эксплуатационного срока конструкций – особенно, при использовании сборно-монолитных блоков.

Кроме плюсов, у конструкций с применением предварительного напряжения есть и несколько серьёзных минусов. В том числе – сложность контроля армирования готовых элементов, трудоёмкий процесс изготовления и необходимость привлечения квалифицированных мастеров. Вес конструкций увеличивается по сравнению с железобетоном, изготовленным по традиционной технологии, но этот недостаток устраняется использованием пустотных конструкций и лёгких заполнителей.

Применение в строительстве

Предварительно напряжённый железобетон применяют в разных сферах строительства, изготавливая из него такие объекты:

• высотные башни, в том числе телевизионные;
• перекрытия с большим пролётом производственных и жилых зданий;
• резервуары для очистных сооружений;
• гидротехнические сооружения, в том числе, плотины, каналы и шлюзы;
• мосты с широкими пролётами;
• колонны и столбы электропередач;
• корпуса атомных реакторов и ограждения атомных электростанций.

Из этого же материала изготавливают подпорные стены и ограждающие панели. Подходит он и при необходимости усиления фундаментов зданий и лестничных маршей, построек и помещений, расположенных в сейсмоопасных и взрывоопасных районах. А для дополнительного повышения прочности каркасов зданий и тоннелей пользуются сборно-монолитными конструкциями, собранными из отдельных железобетонных элементов.

Изделия из преднапряжённого железобетона характеризуются большим количеством плюсов, что позволяет широко применять их в строительстве. А недостатки в основном связаны с недостаточным качеством изготовления, и могут компенсироваться ответственным отношением к производству. Чтобы избежать проблем и получить не только повышенную прочность, но и длительный срок эксплуатации, стоит доверять создание таких железобетонных конструкций профессионалам.

Источник

Библиографическое описание:

Кохно, В. О. Предварительное напряжение арматуры. Методы создания предварительного напряжения в железобетонных конструкциях / В. О. Кохно. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 3 (398). — С. 18-21. — URL: https://moluch.ru/archive/398/88120/ (дата обращения: 19.05.2023).

Увеличение трещиностойкости и повышение эксплуатационных качеств железобетонных изделий, посредством применения технологии предварительного напряжения различными методами.

Ключевые слова:



предварительное напряжение, конструкция, натяжение арматуры, бетон, напрягаемая арматура, канатная арматура, раскрытие трещин, напряженно-деформированное состояние, образование трещин

Бетон — анизотропный материал, данное его свойство выражается в высокой прочности при сжатии и низкой при растяжении. Армирование бетона позволяет восполнить этот недостаток, однако не устраняет его полностью. Проектная прочность бетона на растяжение существенно меньше, чем на сжатие, она варьируется в пределах от 1/20 его нагрузочной способности у бетона до набора марочной прочности и до 1/8 после ее набора. Основная опасность недостаточной прочности на растяжение состоит в подверженности к образованию трещин, из-за чего возникает потребность в увеличении трещиностойкости материала.

Трещиностойкостью железобетонной конструкции называют ее сопротивление образованию трещин в стадии I напряженно-деформированного состояния или сопротивление раскрытию трещин в стадии II напряженно-деформированного состояния [1]. Трещины в бетоне являются концентраторами напряжений и могут значительно повлиять на срок службы изделия. Большое раскрытие трещин опасно с точки зрения коррозии арматуры, а попавшая в трещины вода при замерзании воды в зимнее время увеличивает дефект и ведет к отслаиванию прилегающего бетона и еще большему обнажению арматуры. Периодический профиль применяемой арматуры позволяет снизить раскрытие трещин, однако проблему это полностью не устраняет.

Следующим шагом в решении вопроса повышения трещиностойкости было применение бетонов повышенной прочности марок таких как 400–600 и выше, а также высококачественных арматурных сталей, со временным сопротивлением до 20 тыс. кгс/см2 и более. Экономически это оправдано, поскольку отношение стоимости к прочности высокопрочных материалов, применяемых для железобетона, значительно ниже, чем для материалов менее прочных.

Одним из наиболее эффективных способов увеличения трещиностойкости железобетонных конструкций является их предварительное напряжение (до приложения основных нагрузок). Его производят так, чтобы происходило предварительное обжатие тех зон бетона, в которых при основных нагрузках ожидаются растягивающие напряжения.

Предварительно напряженный железобетон не является особым видом материала. Идентичный по составу железобетону без предварительного напряжения, он, тем не менее, обладает дополнительными качествами, которые могут быть эффективно использованы, увеличивая срок эффективной эксплуатации конструкций.

Следует отметить: в прямом смысле, предварительное напряжение мало влияет на величину разрушающей нагрузки. Однако, ввиду улучшения качества железобетона, предварительное напряжение позволяет эффективно использовать высокопрочные материалы, экономить сталь, способствует снижению общего веса конструкций. То есть косвенно увеличивает сопротивляемость многократно повторяющимся динамическим воздействиям. Снижение общего веса так же уменьшает нагрузки на вертикальные конструкции и фундаменты

Кроме вышеперечисленных преимуществ, применяя предварительное напряжение в монолитных конструкциях возможно так же создание больших пролетов, в том числе свыше 12 метров. Ввиду возможности сокращения толщины перекрытия или балки, чистая высота помещения может быть выше.

Предварительное напряжение железобетонных элементов производят посредством натяжения арматуры и передачи ее реактивного давления на бетон с целью его обжатия. Различают два метода достижения предварительного напряжения: со сцеплением с бетоном и без него (рис. 2). Выбор метода создания предварительных напряжений в бетоне влияет на конструктивные решения железобетонных элементов, анкеровку арматуры, на расчеты в стадии обжатия, на определение потерь предварительных напряжений в напрягаемой арматуре. Далее мы рассмотрим каждый из них в отдельности.

Технология предварительного напряжения без сцепления с бетоном (рис. 1) состоит в армировании бетонных конструкций стальными арматурными канатами, покрытыми непрерывной полимерной оболочкой с прослойкой из специального антикоррозийного состава.

Рис. 1. Схема преднапряжения канатной арматуры без сцепления с бетоном

Раскладка арматуры представляет собой следующее: в пролетной части канатная арматура изгибается вниз, а над опорами вверх, иными словами, раскладка выполняется строго по эпюре момента в поперечных и продольных направлениях. Передача усилий от каната на бетон происходит через анкерные устройства, установленные на торцах конструкции. Анкеры разделяют на глухие и тяжные. Глухой анкер нужен для фиксации конца каната на торце конструкции (рис. 2), а тяжной анкер закрепляет канат после напряжения (рис. 3).

Рис. 2. Глухой анкер для систем без сцепления с бетоном

Рис. 3. Тяжной анкер для систем без сцепления с бетоном

Натяжение каждого каната можно производить отдельно от остальных, поэтому используются однопрядевые легкие. После натяжения в затвердевшем бетоне высокопрочный арматурный трос остается в полимерной оболочке. Она изолирует стальной канат от влияния бетона при его натяжении. Смазка каната приводит к минимальному коэффициенту трения каната об оболочку, а значит к наименьшим потерям от трения. При двойной антикоррозионной защите с оболочкой и смазкой, канат защищен от воздействия электрических токов и солей в течение всего эксплуатационного срока. Конструктивная схема системы без сцепления с бетоном имеет малые размеры, а значит, может применяться для тонких конструкций, обеспечивая максимальные эксцентриситеты напрягаемой арматуры в бетоне, обжатие и разгружающие моменты. Далее рассмотрим второй вариант преднапряжения.

При предварительном напряжении со сцеплением с бетоном основная задача в том, чтобы создать в готовой железобетонной конструкции усилия сжатия за счет натяжения стальных канатов, на концах которых располагаются анкерные устройства, обеспечивающие передачу усилия на бетон (рис. 4). Оболочка у канатов в данном методе отсутствует.

Рис. 4. Схема преднапряжения канатной арматуры со сцеплением с бетоном

Основное отличие системы преднапряжения со сцеплением напрягаемой арматуры с бетоном в том, что каналообразователь, после натяжения канатов, находящихся в нем, заполняется безусадочным цементным раствором. Каналообразователь обеспечивает в дальнейшем защиту и передачу усилия с канатов на бетон конструкции по всей длине каната. Как правило, используются каналообразователи овального или круглого сечения. Они входят в состав системы преднапряжения. Диаметр рассчитывается в соответствии с количеством канатов, их число может быть от 1 до 31. Нередко преднапряжение со сцеплением с бетоном используется совместно с обогревом бетона, что делает его значительно прочнее и уменьшает время строительных работ. Преднапряжение арматуры со сцеплением с бетоном, имеет большие размеры конструкции, чем описанная выше система без сцепления с бетоном. Такие системы целесообразнее применять при строительстве крупных объектов или с высоким классом ответственности, таких как АЭС, ГРЭС и других.

Литература:

1. Литвинов Р. Г. Трещиностойкость железобетонных элементов при изгибе// Бетон и железобетон. 1992.

2. СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции.

3. Технология предварительного напряжения железобетонных конструкций в построечных условиях / С. Н. Леонович, И. И. Передков, А. И. Сидорова. — Минск: БНТУ, 2018.

4. Методическое пособие «Конструкции железобетонные монолитные с напрягаемой арматурой без сцепления с бетоном», — М.: НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, 2017.