Предварительно - напряженными называются такие ж/б элементы, в которых предварительно, т.е. в процессе изготовления, искусственно создаются в соответствие с расчетом начальные напряжения растяжения в рабочей арматуре и обжатия бетона. Обжатие бетона в предварительно - напряженной конструкции на заданную величину Gвр осуществляется предварительно натянутой арматурой, стремящейся после отпуска натяжных приспособлений возвратиться в первоначальное состояние.
При этом за счет сил трения арматура удерживается в бетоне, а при недостаточном сцепление арматуры с бетоном применяется специальная искусственная анкеровка торцов арматуры в бетоне.
«а»- заготовка арматуры.
«б»- вытяжка арматуры.
«в»- отпуск натяжных устройств.
«г»- упругое обжатие бетона.
1- Арматура первоначальной длинны ls.
2- Дополнительный анкер на концах арматуры (при необходимости)
3- Заданное расчетом относительное удлинение арматуры Esp
4- Сила P, обусловливающая заданное относительное удлинение арматуры.
5- Бетон - прочность которого в момент отпуска натяжения составляет =70% Rвp
6- Арматура, стремящиеся занять первоначальное положение, после отпуска натяжных устройств.
7- Длина арматуры после обжатия бетона Eв
Напряженное состояние при предварительном напряжении арматуры бетон сжат, а арматура растянута
Целью предварительного напряжения являются обжатие бетона в тех зонах конструкции, где под нагрузкой будет возникать растяжение.
Растяжение арматуры являются лишь средством для обжатия бетона.
Возникающие при работе под нагрузкой растягивающие напряжения только погашают предварительное обжатие бетона, а потому образование трещин значительно отдаляется. Рассмотрим эпюры напряжений в предварительно- напряженных конструкциях:
1. Эпюра напряжения при предварительном обжатии.
2. Эпюра напряжений от нагрузки.
3-4. Суммарные эпюры напряжений.
Мы видим, что эксплуатационные нагрузки, вызывающие в какой - либо зоне бетона растягивающие напряжения, будут складываться с предварительно созданными сжимающими напряжениями.
Бетон начинает работать на растяжение только после полного погашения предварительного обжатия, но к этому времени к элементу уже приложена вся эксплуатационная нагрузка, поэтому трещиностойкость конструкции с предварительным напряжением арматуры значительно выше трещиностойкости той же конструкции без предварительного напряжения.
ПРЕИМУЩЕСТВА:
1. В предварительно напряженных конструкциях предоставляется возможность использования высокоэкономичной стержневой арматуры повышенной прочности и высокопрочной арматуры. Предварительное обжатие растянутых зон бетона значительно отдаляет момент образования
трещин в растянутых зонах элементов, ограничивает ширину их раскрытия и повышает жесткость элементов.
2. Предварительно напряженные конструкции часто оказываются экономичными для зданий с такими пролетами, нагрузками и условиями работы, при которых применение ж/б конструкций без предварительного напряжения технически невозможно или вызывает чрезмерно большой перерасход бетона и стали для обеспечения требуемой жесткости и несущей способности конструкций.
3.Предварительное напряжение конструкций позволяет расширить использование сборных и сборно-монолитных конструкций стального сечения, в которых бетон повышенной прочности применяется только в заранее изготовленных предварительно напряженных элементах, а основная часть конструкций выполняется из тяжелого или легкого бетона, не подвергаемого предварительного напряжению.
4.Повышается выносливость конструкций при работе на воздействие многократно повторяющихся нагрузок.
5.Повышается металлоемкость конструкций - это объясняется тем, что благодаря применению более прочных и легких материалов сечения предварительно напряженных конструкций оказываются меньшими по сравнению с ж/б конструкциями без предварительного напряжения, а следовательно, более гибкими и легкими.
НЕДОСТАТКИ.
1.Предварительно напрягаемые конструкции характеризуются повышенной трудоемкостью проектирования и изготовления. Они требуют большей тщательности в расчете и конструировании, при изготовлении.
Например, в торцах предварительно напрягаемых конструкций при сосредоточенном приложении усилий обжатия могут возникнуть продольные трещины, существенно снижающие их несущую способность. Если не учитывать специфики особенности создания предварительного напряжения, то условия работы нагрузкой всей конструкции или отдельных ее частей могут ухудшаться.
Большие усилия передаваемые напрягаемой арматурой на бетон конструкции в момент отпуска натяжных устройств, могут привести в самому разрушению ее в процессе обжатия или местному повреждению, к проскальзыванию напрягаемой арматуры вследствие нарушения ее сцепления с бетоном. Поэтому нормы требуют проверять прочность предварительно напряженных конструкций в стадии обжатия, при хранения, монтаже.
Предварительно напряженные конструкции требует усложнения и повышения металлоемкости опалубки, трудоемкости армирования, увеличения расхода металла на закладные детали и арматуры.
2.Предварительно напряженные конструкции несгораемы, но их огнестойкость ниже огнестойкость ж/б конструкций без предварительного напряжения. Это связано с тем, что критические температуры, до которых возможно безопасное нагревание предварительно напрягаемой арматуры, ниже по сравнению с ненапрягаемой арматурой.
3. Предварительно напрягаемые конструкции отличаются недостаточной коррозийной стойкостью. Коррозийные поражения резко снижают несущую способность и пластичные свойства высокопрочной арматуры, вызывают растрескивание термически - упрочненной арматуры, что вызывает хрупкое разрушение предварительно напряженных конструкций. Чтобы увеличить коррозийную стойкость, необходимо применять плотные и водонепроницаемые бетоны на специальных сульфатостойких цементах, защиту поверхности полимерными материалами, штукатуркой, оклеенной или обмазочной изоляцией; увеличение защитного слоя бетона до 25 мм.
Что бы оставить комментарий войдите
Комментарии (0)