Строительные конструкции

Раздел: Учебники

Как уже отмечалось в главе XVIII, предварительно-напряженными! железобетонными конструкциями называются конструкции,;в которых в процессе их изготовления искусственно создано напряженное состояние: бетон сжат, а арматура растянута. Цель предварительного напряжения — обжать бетон в тех зонах конструкции, где под нагрузкой будет возникать растяжение^ Натяжение арматуры, как это будет разъяснено ниже, является лишь средством для обжатия бетона.

Для уяснения сущности предварительного напряжения вспомним, что/в бетоне растянутой зоны обычных железобетонных элементов происходит раннее образование трещин. Напряжения в арматуре к моменту образования трещин (стадия 1а) невелики]: о^^ЗОО кгс/см2.

При таком увеличении напряжений в арматуре ширина раскрытия трещин незначительна и в обычных конструкциях вполне приемлема, 'так как не нарушает их эксплуатационных качеств поскольку величина , обусловленная предельной растяжимостью бетона, по-прежнему составит «300 кгс/см . [При таком большом росте напряжений в арматуре элемент в эксплуатационной стадии будет иметь сильно раскрытые трещины (зияющие) и поэтому лишится необходимых эксплуатационных качеств (жесткости, долговечности и т. д.). Следовательно, применять высокопрочную арматуру для армирования обычных железобетонных элементов нельзя, Между тем применение высокопрочной арматуры экономически выгодно, так ка:-. требуемое ее количество уменьшается пропорционально увеличению прочности1, а стоимость2 возрастает незначительно.

С увеличением прочности арматуры снижается ее удельная стоимость, и следовательно, возрастает экономическая эффективность.

В предварительно-напряженных элементах- бетон растянутой зоны обжат. Возникающие при приложении нагрузки растягивающие напряжения уменьшают предварительно созданные сжимающие напряжения в бетоне.. Бетон начинает работать на растяжение только после полного погашения предварительного обжатия, но к это- < му времени к элементу уже приложена вся (или почти вся) эксплуатационная нагрузка. Таким образом, благодаря предварительному напряжению конструкции отдаляется момент образования в ней трещин (повышается трещиностойкость).

Предварительно-напряженные конструкции при действии эксплуатационных нагрузок не имеют трещин в бетоне растянутой зоны или (если это допускается) имеют трещины малого раскрытия, поэтому в предварительно-напряженных конструкциях высокопрочная арматура может быть эффективно использована. Благодаря отсутствию трещин , в конструкции жесткость и долговеч

ность ее повышаются (это в ряде случаев позволяет уменьшить размеры сечения и массу конструкции), а в конструкциях, в которых размер бетонного сечения опре- ределяется трещиностойкостью (стенки резервуаров, труб и т.'д.), значительно экономится бетон.