Навигация:
ГлавнаяВсе категории → zh1

Железобетон предварительно напряженный


Железобетон предварительно напряженный

Железобетон предварительно напряженный — разновидность железобетона, в к-ром предварительно в процессе изготовления или возведения искусственно создаются напряже-ния сжатия в бетоне всего сечения конструкции или ее части при растяжении всей или части арматуры.

Ж.п.н. применяют для снижения расхода стали путем эффективного использования арматуры повыш. и высокой прочности, увеличения сопротивления сечений элементов конструкций образованию трещин, обеспечения раскрытия трещин в заданных пределах, повышения жесткости и уменьшения деформаций конструкций, повышения выносливости конструкций, подвергаемых воздействию многократного нагружения, и снижения их массы за счет применения бетонов высокой прочности.

Развитию Ж.п.н. и достижению им соврем, уровня предшествовал комплекс многолетних исследоват. и опытных работ, проводившихся в ряде стран мира. В 1886 П.Джексон (США) получил патент на конструкцию сводчатых ж.-бет. перекрытий, при изготовлении к-рых арматурные стержни натягивались на опалубку до укладки бет. смеси и отпускались после приобретения бетоном требуемой прочности. В 1888 В.Деринг (Германия) предложил способ натяжения арматуры плит до приложения нагрузки. Эти и последующие предложения в начале XX в. не нашли применения, т.к. небольшая величина натяжения арматуры не позволяла выявить положит, влияние предварит, напряжения.

Практич. применение Ж.п.н. получил в конце 20-х — начале 30-х гг. текущего столетия. В 1929 была опубликована работа Э.Фрейсине (Франция), к-рый применил арматуру повыш. прочности с увеличением ее натяжения и исследовал проявление усадки и ползучести бетона на предварительно напряж. ж.бет. В нашей стране результаты первых исследований в этой обл., провед. в Закавказском ин-те сооружений проф. В.В.Михайловым, были опубликованы в 1933, что положило начало систематич. исследованиям Ж.п.н.

Работы по развитию П.н.ж., по выработке основ его проектирования и практич. освоения пром. произ-ва были развернуты в Германии, СССР и Франции незадолго до 2-й мировой войны. В начале 1950-х гг. в нашей стране и США началось изготовление и применение сборных крупноразмерных предварительно напряж. балочных и плитных конструкций. В наст, время объемы и номенклатура предварительно напряж. конструкций, а также области их применения получили широкое развитие в мировой практике.

Одной из особенностей Ж.п.н. является изменение во времени напряж. состояния бетона и арматуры. В процессе изготовления и эксплуатации конструкций за счет усадки, ползучести бетона и ряда др. факторов происходят потери части напряжений сжатия в бетоне. Поэтому предварит, напряжение арматуры должно быть достаточно высоким, чтобы перекрыть эти потери, но величина натяжения арматуры, реализуемая при изготовлении П.н.ж., не должна превосходить значений нормативных сопротивлений арматуры.

Предварительно напряж. конструкции, как и обычные ж.-бет., могут быть сборными, сборно-монолитными или монолитными. Для изготовления сборных предварительно напряж. конструкций применяют тяжелые, мелкозернистые и легкие бетоны классов не ниже В15—В30 в зависимости от вида и класса напрягаемой арматуры, ее диаметра и наличия анкеров (при высокопрочной гладкой проволоке). Эффективно использование высокопрочных бетонов, что позволяет снизить массу конструкций за счет уменьшения объема бетона, а при равных размерах сечений дополнительно сократить расход стали. В сборно-монолитных конструкциях из бетона высокой прочности выполняют лишь армирующие элементы (в виде предварительно напряж. брусков, балок, плит и т.п.), а монолитный бетон принимают меньшей прочности. В монолитных предварительно напряж. конструкциях обычно принимают бетон классов В15— ВЗО.

Сортамент напрягаемой арматуры для Ж.п.н. отличается широким диапазоном расчетных сопротивлений — от 450 МПа (сталь класса АШв) до 1250 МПа (проволока класса В-И) и соответственно значений предварит, напряжений, к-рые могут быть переданы арматурным стержням и элементам.

Различают предварительно напряж. конструкции с натяжением арматуры на упоры стенда, формы, поддона, матрицы и т.п. до бетонирования с передачей усилия на бетон конструкций после достижения им необходимой прочности и конструкции или сооружения, в к-рых натяжение арматуры производят с упором непосредственно на затвердевший бетон. При этом натягиваемую арматуру располагают в каналах, пронизывающих конструкцию, или во внешн. пазах; для обеспечения сцепления арматуры с бетоном в каналы нагнетают цементный р-р или антикорроз. покрытие (для конструкций, работающих без сцепления с бетоном).

Натяжение осуществляют в основном гидродомкратами или с помощью электронагрева арматуры. Перспективен механи-зиров. способ — электротермомеханич. непрерывное натяжение арматуры на поворотных столах и намоточными машинами. Находят применение также ж.-бет. конструкции самонапряж. и предсамо-напряж. (см. Железобетон самонапряженный, Железобетон предсамонапряженный).

Предварительно напряж. конструкции могут быть одно-, двух- и трехосно-напряженными. Наибольшее распространение получили одноосно-напряженные, применяемые в элементах, работающих на осевое растяжение, изгибаемых балочных и плитных конструкциях. В этом случае предварит, напряжению подвергают только продольную арматуру. Двухосное напряжение используют в конструкциях, изгибаемых в двух направлениях: плитах, опертых по контуру, стенках резервуаров и силосов, напорных трубах, а также в конструкциях, воспринимающих большие поперечные силы: подкрановых балках, пролетных строениях мостов и т.п. В этом случае осуществляют предварит, напряжение продольной и поперечной арматуры или напрягаемую продольную арматуру размещают по кривой или ломаной линии. Реже применяют трехосное напряжение, напр., при возведении высотных сооружений, корпусов атомных реакторов, станин прессов и прокатных станов.

Ж.п.н. в нашей стране получил наибольшее распространение в произ-ве массовых изделий заводского изготовления для жилых, обществ., пром. зданий и инж. сооружений, как правило, в виде типовых решений. На предварительно напряж. конструкции приходится 20—25% общего объема сборного ж.бет. При этом осн. объем составляют плоскостные и стержневые конструкции, в т.ч. плиты и панели покрытий и перекрытий (многопустотные, сплошные, ребристые длиной 6—12 м, а также на пролет 18м), ригели, стропильные и подстропильные балки, фермы пролетом 24 м, сваи, дорожные плиты, опоры ЛЭП, шпалы, напорные трубы, силосы, резервуары и т.п.

Монолитные предварительно напряж. конструкции применяют в огранич. объеме преимущественно в спец. сооружениях гидротехнич. стр-ва (плотины, шлюзы) , сооружениях АЭС, машиностроении (станины прессов, прокатные станы) и др. Они нашли использование в таких выдающихся сооружениях, как телевиз. башня в Останкино (Москва), статуя Матери Родины (Волгоград).

В произ-ве сборного Ж.п.н. развитыми странами мира (Западная Европа, США, Канада, Япония) осн. объем составляют ребристые (тавровые) плиты на пролет 12—24 м, многопустотные плиты, конструкции инж. сооружений. Значительно шире применяют монолитные Ж.п.н. в обычных зданиях и сооруженьях, а также в спец. сооружениях с высокой эксплуа-тац. ответственностью. Напр., в высотных зданиях с монолитным каркасом и ядром жесткости, пространств, покрытиях, большепролетных мостах, протяженных транспортных тоннелях, морских нефтедобывающих платформах и т.п. Для их предварит, напряжения чаще используют пучковую или канатную арматуру без сцепления с бетоном. Примером эффективного применения Ж.п.н. может служить административно-обществ. здание "Большая Арка" (Париж) высотой более 100 м.

Многолетний опыт стр-ва показал, что Ж.п.н. особенно эффективен в крупногабаритных сооружениях при значит, силовых, темп-рных и агрессивных воздействиях. Совершенствование Ж.п.н. базируется на использовании высокопрочных бетонов классов В60—В80, проволочной арматуры с врем, сопротивлением 1500— 2000 МПа и стержневой до 1000— 1300 МПа. Получают дальнейшее развитие конструктивные формы и технологич. решения на основе использования предварит, напряжения, особенно применительно к монолитному и сборно-монолитному ж.бет. Предварит, напряжению будут подвергаться не отд. элементы, а конструктивные системы в целом. При этом наибольший эффект может быть получен в неразрезных стержневых и плитно-стержневых системах.



Похожие статьи:
Журнал "Бетон и железобетон"

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → zh1

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум