|
|
Предварительное обжатие
конструкций выполняют в основном двумя способами: натяжением арматуры на
упоры (до бетонирования) и на бетон (после бетонирования и затвердения
бетона). Наибольшее распространение получил способ натяжения арматуры на
упоры, потому что он в большинстве случаев оказывается более экономичным при
массовом заводском производстве. Этот способ применяют в конструкциях малых и
средних размеров, изготовляемых в заводских условиях. Арматуру укладывают в
форму, натягивают до заданного напряжения и закрепляют на упорах стенда (
4.1, а). После бетонирования и приобретения бетоном передаточной прочности,
назначаемой не менее 11 МПа и не менее 50% принятого класса бетона, арматура
освобождается от связи с упорами и, стремясь возвратиться к первоначальному
состоянию, обжимает бетон ( 4.1, б, в). При этом арматура теряет часть
предварительного напряжения. Передаточная про
чность равна кубиковой прочности в момент обжатия бетона.
Натяжение на бетон применяют главным образом для
большепролетных конструкций (ферм, мостов и т. п.). В этом случае вначале
изготовляют бетонный или слабоармированный элемент, в теле которого оставляют
каналы или пазы для укладки напрягаемой арматуры. Каналы, превышающие диаметр
арматуры на 5...15 мм, создаются в бетоне с помощью укладки извлекаемых
пустотообразователей (стальные спирали, резиновые шланги) или оставляемых
гофрированных трубок. После приобретения бетоном передаточной прочности кьр в
каналы пропускают рабочую арматуру, натягивают ее до заданного напряжения и
закрепляют на торцах конструкции с помощью анкеров ( 4.1, г). В процессе
натяжения происходит обжатие бетона. Каналы заполняются цементным или
цементно-песчаным раствором под давлением для защиты арматуры от коррозии и
для связи с бетоном за счет сцепления. Арматуру можно располагать и с внешней
стороны элемента (кольцевая арматура трубопроводов, резервуаров). После
натяжения арматуры поверх ее наносят слой бетона.
Натяжение арматуры на упоры производят механическим,
электротермическим или электротермомеханическим способом, а натяжение
арматуры на бетон, как правило,— механическим способом.
Для натяжения механическим способом применяют
гидравлические и винтовые домкраты, намоточные машины. Сущность
электротермического натяжения арматуры заключается в том, что арматуру,
снабженную по концам ограничителями, разогревают, пропуская электрический
ток, до температуры 310...350 °С, в результате чего она удлиняется. Нагретые
стержни укладывают в форму таким образом, чтобы ограничители оказались
заведенными за упоры формы. При остывании упоры препятствуют укорочению
стержней, благодаря чему в стержнях возникают заданные растягивающие
напряжения. После укладки бетона и приобретения им в процессе твердения
достаточной прочности арматуру отпускают с упоров и вследствие ее укорочения
происходит обжатие бетона конструкции.
Электротермомеханический способ натяжения представляет
собой сочетание электротермического и механического способов, осуществляемых
одновременно.
В последние годы для создания предварительного напряжения
в конструкциях начинают успешно применять бетоны, изготовляемые на
специальных напрягающих цементах. Бетон на таком цементе при твердении
увеличивается в объеме и вследствие сцепления с арматурой растягивает ее. Так
как арматура препятствует свободному расширению бетона, в нем возникают
сжимающие напряжения. Такие конструкции называют самонапряженными. Применение
напрягающего цемента позволяет отказаться ог приспособлений для натяжения
арматуры.
Устройство анкеров на торцах элемента всегда необходимо
при натяжении арматуры на бетон. Типы анкеров весьма разнообразны и
выбираются исходя из производственных возможностей, вида арматуры и
арматурных изделий. Для стержневой арматуры используют анкеры с обжатыми
шайбами, приваренными коротышами, высаженными головками ( 4.3, б, в), анкеры
в виде гаек, навинчиваемых на нарезной конец стержня ( 4.3, г), и др.
Наиболее рациональными являются анкеры в виде наконечников с обжатыми
шайбами, так как при их применении отсутствуют горячие процессы, и
прочностные свойства арматуры вблизи анкеров не снижаются за счет ее отжига.
Для предотвращения продольных трещин, раскола и нарушения
сцепления арматуры с бетоном при ее отпуске приопорные участки элемента
усиливаются путем увеличения их поперечного сечения, устройства поперечной и
косвенной арматуры, охватывающей все продольные стержни.
|