§ 3. Способ создания предварительного напряжения в железобетоне с натяжением арматуры на бетон.
Представим схематически процесс изготовления преднапряженной железобетонной конструкции указанным способом в виде отдельных этапов изготовления (см. табл.2.3).
Таблица 2.3.
Схематическое изображение этапа изготовления конструкции |
Описание этапа |
1.
|
Изготовление обычного железобетонного элемента (то есть без преднапряжения), в котором предусмотрены каналы 1 для последующего расположения в них напрягаемой арматуры. |
2.
|
Натяжение напрягаемой арматуры (показан начальный момент натяжения). Здесь: ДДД - домкрат двойного действия, который, упираясь в торец конструкции, осуществляет натяжение арматуры с усилием Р. А - анкер на конце арматуры, который закрепляет ее на конструкции. |
3
|
Конструкция после окончания натяжения напрягаемой арматуры и закрепления ее второго конца на конструкции с помощью анкера. Здесь: 1.bp - эпюра напряжения в бетоне от обжатия напрягаемой арматурой. 2. Пунктиром показано конструкцию до натяжения арматуры и выгиба. Примечание. Как видно из рисунка, напряженное состояние конструкции практически не отличается от такового, приведенного для способа создания преднапряжения в железобетоне с натяжением арматуры на упоры (для сравнения см. п. 3 табл. 2.1). |
4. |
После натяжения арматуры каналы инъецируют жидким цементным раствором для предохранения арматуры от коррозии. |
.
Следует отметить, что способ создания преднапряженной железобетонной конструкции с натяжением арматуры на затвердевший бетон не нашел широкого применения на заводах сборного железобетона.
Его применение целесообразно при изготовлении длинномерных конструкций, транспортировка которых невозможна автотранспортным способом из-за габаритных ограничений поворотов автодорог, а также при производстве железобетонных труб и изготовлении предварительно напряженных железобетонных резервуаров.
§ 4. Способы натяженния напрягаемой арматуры при изготовлении преднапряженных железобетонных конструкций.
Из рассмотренных выше трех способов создания преднапряжения в железобетоне два из них связаны с натяжением напрягаемой арматуры (на упоры либо на затвердевший бетон). Здесь рассмотрим сами способы натяжения арматуры, используемые при изготовлении преднапряженных железобетонных конструкций.
Их три:
- механический, с применением домкратов;
- электротермический;
-электротермо-механический, который представляет собой комбинированное использование механического и электротермического способов.
Натяжение арматуры механическим способом с помощью домкратов двойного действия схематически показано в таблицах 2.1 (п.1) и 2.3 (п. 2), и не требует дополнительных пояснений.
Поэтому здесь ограничимся лишь пояснением принципа натяжения арматуры электротермическим способом. При этом способе процесс осуществляется в несколько этапов, и отображен в табл.2.4.
Таблица 2.4.
Схема производства работ на этапе |
Пояснения работ на этапе |
1
|
Стержень (1) с анкерами (2) на концах подготовлен к пропусканию через него тока на специальном стенде. Первоначальная длина стержня l.
|
2.
|
Через стержень пропускают электрический ток, в результате чего он нагревается; за счет нагрева стержень удлиняется на некоторую величину l. При этом в нем не возникает никаких напряжений, так как температурные деформации его проявляются свободно, им ничто не препятствует на стенде. |
3
2 |
В нагретом состоянии стержень быстро устанавливается в силовую форму (3) (опалубку, в которой будет изготавливаться конструкция), на которой он фиксируется с помощью анкеров (2), заранее предусмотренных на его концах;
|
4
Р
|
После этого стержень начинает остывать и стремится укоротиться как все материалы при остывании. Однако за счет того, что длина его зафиксирована с помощью анкеров на силовой форме, эти деформации не могут проявиться. Стержень, остывая в удлиненном состоянии, становится растянутым, то есть в нем возникают растягивающие напряжения sp , а усилие растяжения стержня P = sp Asp передается на упоры, на которых он закреплен. Таким образом, натяжение стержня осуществляется без непосредственного механического его растяжения. Здесь: Asp - площадь поперечного сечения напрягаемой арматуры.
|
.
.
.