Технология создания предварительного напряжения в конструкциях
Предварительное 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 с натяжением на упоры напрягаемую арматуру до бетонирования заводят в форму, один конец стержня закрепляют на неподвижном упоре, а другой натягивают с применением, например, домкрата или другого устройства до получения величины заданного начального контролируемого напряжения sp0,max (рис. 19.4). После достижения бетоном конструкции требуемой прочности, которую принято называть передаточной прочностью, осуществляют плавный отпуск напрягаемой арматуры с упоров. Восстанавливая упругие деформации при обеспеченном сцеплении с бетоном, арматура обжимает конструкцию (рис. 19.4в). Таким образом, после завершения предварительного напряжения в конструкции действуют взаимно уравновешенные усилия: растяжения в арматуре и сжатия бетоне.
1 – напрягаемая арматура; 2 – упоры; 3 – технологические анкера;
4 – железобетонный элемент
Рис. 19.4. Последовательности технологических операций при предварительном напряжении арматуры на упоры
При натяжении арматуры на бетон, предварительно изготавливают слабо 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. 19.5).
1 – напрягаемая арматура; 2 –гидравлический домкрат двойного действия;
3 – анкер; 4 – бетонный элемент; 5 – канал или паз
Рис. 19.5. Последовательность технологических операций при предварительном напряжении арматуры на бетон
Различают следующие способы предварительного напряжения:
1) Механический способ. Сущность его заключается в том, что необходимое относительное удлинение арматуры получают вытяжкой арматурного элемента натяжными механизмами домкраты, системой блоков, рычагов и оттяжек и т.д.
2) Электротермический способ, заключающийся в том, что необходимое относительное удлинение напрягаемой арматуры получают электрическим нагревом арматуры с последующей фиксацией ее на упорах 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 за счет энергии расширения напрягающего бетона в процессе твердения.
В массовом строительстве при изготовлении сборных элементов наиболее распространен электротермический способ предварительного напряжения конструкций