Сущность предварительного напряжения железобетонных конструкций Рассмотрим работу

Сущность предварительного напряжения железобетонных конструкций

Рассмотрим работу железобетонной балки

Рассмотрим работу железобетонной балки „σ“ σв<<Rв Сж. Р. σs<<Rs σвt<Rвt

Рассмотрим работу железобетонной балки „σ“ σв<<Rв Сж. Р. σs<<Rs σвt<Rвt Определим напряжение в растянутой арматуре в момент появления трещины. По закону Гука: s=Es·εbtu=2· 105 Мпа х 1, 5· 10 -4=30 МПа

Рассмотрим работу железобетонной балки „σ“ σв<<Rв Сж. Р. σs<<Rs σвt=Rвt

Когда, мы определяем требуемую площадь продольной рабочей арматуры (растянутой) мы исходим из того, что арматура работает в конструкции с полным расчетным сопротивлением — Rs. Определяем превышение Rs над s = 30 МПа s s s

Рассмотрим работу железобетонной балки „σ“ σв ≈ R в Сж. Р. σs≈Rs σвt=Rвt

0, 3≥ Трещины раскрываются не более чем на 0, 3 мм — воздух не затекает, арматура не корродирует.

Если для улучшения качества железобетона как материала применить высокопрочную арматуру (от класса А 600 до Вр 1500), то: s s

Если для улучшения качества железобетона как материала применить высокопрочную арматуру (от класса А 600 до Вр 1500), то s s

0, 3<< Трещины раскрываются более чем на 0, 3 мм — это недопустимо, так как арматура корродирует — трещины становятся зияющими.

Так как существенно увеличить растяжимость бетона практически невозможно, то зоны конструкции, которые при эксплуатации будут растянуты, следует обжать при изготовлении конструкции (до её введения в эксплуатацию), то есть осуществить предварительное напряжение конструкции.

Так как существенно увеличить растяжимость бетона практически невозможно, то зоны конструкции, которые при эксплуатации будут растянуты, следует обжать при изготовлении конструкции (до её введения в эксплуатацию), то есть осуществить предварительное напряжение конструкции. Сжатие Растяжение

Так как существенно увеличить растяжимость бетона практически невозможно, то зоны конструкции, которые при эксплуатации будут растянуты, следует обжать при изготовлении конструкции (до её введения в эксплуатацию), то есть осуществить предварительное напряжение конструкции. + =

При изготовлении При приложени и нагрузки Растяжение Сжатие + Сжатие Суммарнная Сжатие = Растяжение изг+ сж= п. н. к. , т. е. в растянутой зоне напряжения или равны нулю или зона сжата.

Предварительно напряженные конструкции — это такие конструкции, в которых до приложения нагрузки в процессе их изготовления создаются значительные сжимающие напряжения в бетоне за счет растяжения арматуры. Цели предварительного напряжения: 1. Повышение трещиностойкости (сопротивление образованию трещин) конструкции. 2. Повышение жесткости и выносливости. 3. Экономия арматурной стали и бетона по сечению и по массе, благодаря повышению прочности. 4. Снижение массы конструкции в целом.

Предварительное напряжение бетона создается двумя методами: I. Натяжение на упоры А) Механическое При натяжении на упоры в форму закладывают обычную арматуру (сетки, каркасы, закладные детали, монтажные петли). После чего укладывается высокопрочная арматура, один конец которой закрепляется на упоре, а второй — вставляется в натяжное устройство и производится натяжение арматуры. форма домкрат упор Затем осуществляется бетонирование элемента.

Предварительное напряжение бетона создается двумя методами: I. Натяжение на упоры А) Механическое При натяжении на упоры в форму закладывают обычную арматуру (сетки, каркасы, закладные детали, монтажные петли). После чего укладывается высокопрочная арматура, один конец которой закрепляется на упоре, а второй — вставляется в натяжное устройство и производится натяжение арматуры. Затем осуществляется бетонирование элемента.

После того как бетон наберет достаточную прочность (Rвр), производится спуск напряжения с арматуры на бетон.

Б) Электротермическое При электротермическом способе через арматуру пропускают электрический ток, нагревая её до 350 градусов. В нагретом состоянии арматуру укладывают в форму, фиксируя концы шайбами. Арматура Шайба

Б) Электротермическое При электротермическом способе через арматуру пропускают электрический ток, нагревая её до 350 градусов. В нагретом состоянии арматуру укладывают в форму, фиксируя концы шайбами.

Rвр — предаточная прочность бетона, т. е. действительная прочность бетона в момент обжатия. 15 МПа≤ Rвр≥ 0, 5 В Класс бетона σsp— начальное контролируемое напряжение, т. е. то напряжение, которое создается в арматуре при её натяжении. σsp = 0, 9 Rsn — для арматуры класса А 540, А 600, А 800, А 1000 σsp = 0, 8 Rsn — для арматуры класса Вр 1200, Вр 1500, К 1400, К 1500

II. Натяжение на бетон При натяжении на бетон изготавляют железобетонный элемент с обычным армированием, в котором с помощью каналообразователей проделанны каналы домкрат упор (анкер) тройники

После того как бетон набирает достаточную прочность (Rвр) в каналы заводится арматура, один конец которой анкеруется, а второй — заводится в домкрат двойного действия. каналы домкрат упор (анкер) тройники После достижения арматурой нужного напряжения происходит закрепление второго конца.

Для того, чтобы между напрягаемой арматурой и бетоном элемента появлялось сцепление через специальные отверстия (тройники) в каналы под давлением вводится раствор. каналы домкрат упор (анкер) тройники

Для того, чтобы между напрягаемой арматурой и бетоном элемента появлялось сцепление через специальные отверстия (тройники) в каналы под давлением вводится раствор.

Для предварительного напряжения конструкций применяют высокопрочную арматуру классов: • Горячекатанная: А 600, А 800, А 1000 • Холоднодеформированная: Вр 1200, Вр 1300, Вр 1400, Вр 1500 • Упрочненную вытяжкой: А 540 Подбор класса бетона для предварительного напряжения конструкции — смотри таблицу№ 2 стр 26 : Характеристика напрягаемой арматуры Арматура классов: А 540 -А 800 А 1000 Арматура классов: Вр1200, Вр1300, Вр1400, Вр1500, К 1400, К 1500 Класс бетона не ниже: В 20 В 30

Потери предварительного напряжения: С течением времени, происходит укорочение предварительно напряженной конструкции (от усадки, ползучести и других причин) Минимальные потери предварительного напряжения: Δ σsp= 100 МПа L 1

Потери предварительного напряжения: С течением времени, происходит укорочение предварительно напряженной конструкции (от усадки, ползучести и других причин) Минимальные потери предварительного напряжения: Δ σsp= 100 МПа L 2<L 1

Схема армирования плиты ПК 4, 5 -58. 12.

Пример № 1 Подобрать диаметр и количество продольной предварительно напряженной арматуры, если , подобрать класс бетона и определить величины: § sp §Rbp Для плиты изображенной на чертеже. 1) Принят тяжелый бетон В 20 (таб. 2 стр. УП) 2) Rbp — ? Схема армирования: С-2 15 Мпа ≤ Rbp ≥ 0, 5∙В = 0, 5∙ 20 = 10 МПа Принято Rbp = 15 МПа (max) 3) Продольная рабочая арматура Принято: 4Ø 12 А 800 4) sp— ? (напряжение создаваемое в арматуре) Принято: sp =700 МПа>240 Мпа 4Ø 12 А 800

Пример № 2 Подобрать диаметр и количество профилей продольной предварительно напряженной арматуры, , назначить: класс бетона, sp, Rbp Для плиты изображенной на чертеже. 1) Принят тяжелый бетон В 30 (таб. 2 стр. УП) 2) Rbp — ? 15 Мпа ≤ Rbp ≥ 0, 5∙В = 0, 5∙ 30 = 15 МПа Принято Rbp = 15 МПа 3) Продольная рабочая арматура Схема армирования: С 2 Принято: 12Ø 8 Вр1200 4) sp — ? (напряжение создаваемое в арматуре) 12Ø 8 Вр1200 Принято: sp =900 МПа

Схема армирования ребристой плиты

Примеры. Назначить класс бетона, подобрать диаметр и количество предварительно напряженной арматуры для плит, изображенных на чертеже. I) Плита с обычным армированием. Принято: 4Ø 18 А 400 К-1 85 мм 1485 мм На «Q» см К. З. «Сварные каркасы. » Рекомендуемый бетон: В 15 или В 20 380 400 мм 5ØВ 500 40 2(к-1) 20 С-1 20 тр 2Ø 18 А 400 На “M”

II) Плита с предварительным напряжением Класс бетона — ? sp и Rbp — ? С -1 2(к-1) на “Q” 400 мм 85 мм 1485 мм 2Ø 25 А 600 1) Принят тяжелый бетон В 20 (таб. 2 стр. УП) 2) Rbp — ? 15 Мпа ≤ Rbp ≥ 0, 5∙В = 0, 5∙ 20 = 10 МПа Принято Rbp = 15 МПа 3) Принято: 2Ø 25 А 600 4) sp— ? Принято: sp =500 МПа Потери предварительного напряжения

III) Плита с предварительным напряжением Класс бетона — ? sp и Rbp — ? С -1 2(к-1) на “Q” 400 мм 85 мм 1485 мм 1) Принят тяжелый бетон В 20 (таб. 2 стр. УП) 2) Rbp — ? 15 Мпа ≤ Rbp ≥ 0, 5∙В = 0, 5∙ 20 = 10 МПа Принято Rbp = 15 МПа 3) Принято: 20Ø 5 Вр1400 4) sp— ? Принято: sp =1200 МПа 20Ø 5 Вр1400