РАЗДЕЛ 2
ДВУХЭТАПНОЕ ЛОКАЛЬНОЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ
НАПРЯЖЕНИЕ
2.1 Сущность двухэтапного локального предварительного напряжения
Практика применения локального предварительного напряжения реализована на
различных объектах г.Харькова (мосты, перекрытия зданий и др.), подтвердив его
эффективность и технологичность.
Указанный способ позволяет создавать усилие обжатия более 100 т с помощью
ручного винтового домкрата без затрат электроэнергии, непосредственно на месте
возведения конструкции.
Предварительное обжатие создается не на всей длине конструкции, а только в зоне
действия максимальных изгибающих моментов, в пределах длины паза, в котором
располагается напрягаемая в дальнейшем арматура [55, 115].
Уровень предварительного напряжения сборных изгибаемых элементов существенно
ограничен опасностью образования трещин в будущей сжатой зоне. При применении
традиционных способов предварительного напряжения данная проблема решается
постановкой в будущей сжатой зоне балки дополнительной арматуры, в том числе и
напрягаемой, что приводит к увеличению материальных, финансовых и
энергетических затрат.
Локальное предварительное напряжение, в отличие от традиционных способов
преднапряжения, создаёт, как указывалось ранее, обжатие не по всей длине
конструкции, а только лишь в зоне действия максимальных изгибающих моментов.
Концевые участки напрягаемой арматуры заанкерены в набравшем прочность бетоне
сплошной зоны элемента, т.е. за пределами паза.
Локальное предварительное напряжение использовалось в первую очередь в
монолитных железобетонных конструкциях, где благодаря достаточно большой
собственной массе опасность образования трещин в будущей (в эксплуатации)
сжатой зоне сравнительно мала.
Применение локального обжатия для сборных элементов сопряжено с возможностью
образования трещин от предварительного напряжения в будущей сжатой зоне. В
целях избежания указанного процесса необходимо ограничивать уровень натяжения
арматуры до . Такое ограничение не позволяет эффективно использовать
напрягаемую арматуру.
В настоящей работе для создания сборных локально предварительно напряженных
балок с высоким уровнем обжатия предлагается натяжение арматуры осуществлять в
два этапа. На данный способ получен патент Украины №79885 «Способ производства
локально предварительно напряженных сборных железобетонных элементов»,
зарегистрированный в 2007 г [118].
После бетонирования конструкции с устройством паза для размещения напрягаемой
арматуры, набора бетоном передаточной прочности выполняется первый этап
локального обжатия (рис.2.1) до уровня напряжений . Ограничение уровня обжатия
на первом этапе обусловлено необходимостью предотвращения образования трещин в
будущей сжатой зоне.
Рис.2.1. Схема силовых воздействий на балку на первом
этапе натяжении арматуры
Натяжение арматуры осуществляется ручным винтовым домкратом. Оттянутое
положение фиксируется стальным упором (рис.2.2), высота которого определяется
расчетом.
Рис.2.2. Схема силовых воздействий на балку после первого
этапа натяжения арматуры
После первого этапа предварительного напряжения паз, в котором расположена
напрягаемая арматура, не заполняется бетоном, конструкция транспортируется на
строительную площадку, монтируется в проектное положение и загружается
собственным весом опирающихся на неё элементов перекрытий (рис.2.3).
Рис.2.3. Схема силовых воздействий на балку после ее
нагружения плитами перекрытия
Плиты перекрытий вызывают в балке изгибающий момент, обратный по знаку моменту,
созданному в результате первого этапа натяжения. Напряжения в бетоне верхней
зоны сечения элемента переходят из растягивающих в сжимающие.
Поскольку напряжения в арматуре шпренгеля после первого этапа небольшие – и
бетон верхней зоны сечения балки сжат, на втором этапе напрягаемая арматура
оттягивается до достижения суммарного уровня предварительного напряжения при
помощи ручного винтового домкрата. Для этого домкрат устанавливается рядом с
упором 1 и захватывает арматуру . Далее выполняется второй этап локального
предварительного напряжения железобетонной балки (рис.2.4).
Оттянутое положение фиксируется упором 2, который располагается в середине
длины паза, домкрат снимается.
Рис.2.4. Схема силовых воздействий на балку после завершения
двух этапов локального обжатия
В результате проведения двух этапов локального предварительного напряжения
суммарный его уровень достигнет в зависимости от класса арматуры, как и
регламентируют нормы [103].
Предлагаемая конструкция представляет собой железобетонный изгибаемый элемент
со смешанным армированием. Сечение элемента не постоянное по всей длине, в
приопорных зонах оно сплошное, а в пролетной части – представляет собой
тавровое сечение, что обусловлено наличием паза в конструкции.
В пазе располагается напрягаемая арматура , заанкеренная в сплошных зонах
железобетонной балки [57, 58, 75, 104, 105]. В нижней зоне сечения
устанавливается ненапрягаемая арматура , верхняя зона сечения армируется так же
ненапрягаемой арматурой . Верхние и нижние ненапрягаемые стержни объединяются в
каркас, который устанавливается на всю длину конструкции. Поперечная арматура в
нем подбирается согласно [27, 35, 76, 98, 103]. Площадь продольной арматуры
каркаса должна воспринимать действие максимального изгибающего момента.
В качестве напрягаемой арматуры целесообразно использовать арматуру класса
А600С, а в качестве ненапрягаемой – А500С (рис.2.5). При таком армировании
поперечные стержни могут быть соединены с продольными стержнями при помощи
сварки.
Рис.2.5. Локально предварительно напряженная балка с продольной
арматурой различного класса
Технолог
- Київ+380960830922