Напряженный бетон: Напряженный бетон — это… Что такое Напряженный бетон?

Напряженный бетон — компания «ЮгМехТранс»

Напряжённый бетон набирает все большую популярность среди строительных материалов. Создается он путем соединения арматуры и бетона, которое входит в строительные элементы высокой прочности. Отличие такого железобетона от обычного — это высокий уровень сопротивления изгибающим искажениям. Кроме того, напряженный бетон меньше трескается, позволяет одним сечением покрывать большие территории.

Производство железобетона с напряженной арматурой возникло из-за того, что гражданское и промышленное строительства идут вперед, возникают потребности в создании чего-то более нового, прочного. Суть данной разработки состоит в том, что при изготовление железобетонного элемента, металлическая арматура растягивается. Благодаря этому сокращению бетонный элемент становится жестким, не дает балкам и перекрытиям провисать.

Существует несколько главных вариантов натяжения арматуры:

• Электротермический — производится благодаря электротоку, который увеличивает температуру проволоки, растягивая до нужного размера.
• Механический — производится с использованием домкратов.
• Электротермомеханический — совмещает в себе два вышеперечисленных варианта.

Чаще всего, предварительно напряженный бетон создают так, чтобы в процессе использования на него не действовало растягивающее напряжение.

Для того, чтобы создавать напряженный бетон, необходимо обладать специальными материалами и оборудованием.  Станки для производства плит имеют гидравлические упоры, которые растягивают арматуру. Данный способ передать напряжение получил название “механический”.

Электрический ток, который проходит через арматуру, поднимает температуру проводников до 300-400 градусов. Нагретый каркас, который максимально натянут, остывая, производит нужное напряжение стержней, которое затем переходит в бетонный монолит после конца формования.

Чтобы приготовить железобетон хорошего качества должны быть выполнены следующие пункты:

• Арматура для натяжения должна быть выполнена из проволоки высокой прочности. Кроме того, она должна обладать определенными характеристиками,чтобы участвовать в данном процессе. Арматура обязана не поддаваться высокому напряжению растяжения, то есть не вытягиваться.
• Высокое сопротивление механическим нагрузкам бетона. Это обеспечивается твердыми минералами, прочным цементом и пластификаторами.
• Хорошее вибрирование и увеличение плотности состава бетона вокруг напряженной проволоки увеличивает прочность железобетонной конструкции.

Применение расширяющих цементов, которые могут сделать больше кристаллическую решетку, создает новое направление производству элементов из напряженного бетона. “Самонапряжение” железобетона делает больше все здание более устойчивым к провисанию, сдвигам.
Передать напряжение от натянутой проволоки можно даже после того, как бетон уложен в форму. Металлические стержни при этом натягиваются внутри специальных желобов. Для этого, когда плиты формируются, в них монтируются трубы из пластика нужного размера. После того, как бетон становится нужной прочности, проволоку натягивают механически и электротермически. Если изолировать металлические элементы от влажного бетона, то арматура будет эксплуатироваться большее количество времени.

Звоните +7 (863) 296-39-51 и наши менеджеры ответят на все Ваши вопросы.

Напряженный бетон — Всё о бетоне

Напряженный бетон – это современный набирающий популярность строительный материал.

Напряженный значительно лучше сопротивляется значительным напряжениям.

Он позволяет преодолеть один из основных недостатков обычного – неспособность сопротивления значительным напряжениям. Конструкции из данного материала имеют ряд преимуществ перед конструкциями из обычного:

• обладают меньшим прогибом;
• имеют повышенную трещиностойкость;
• позволяют перекрывать большие участки при том же сечении элемента.

Предварительно напряженный материал имеет ряд преимуществ:
• обладает меньшим прогибом;
• имеет повышенную стойкость к трещинам;
• при том же сечении перекрывает гораздо большие участки.

В обычном железобетоне связанный с арматурой раствор подвергается сильному растяжению, которое может привести к разрушению слоя в силу его чувствительности к растяжению. На поверхности могут образовываться трещины еще до того, как элемент будет подвергнут предельной нагрузке. Появление трещин чревато определенными неприятными последствиями. Например, тем, что материал не будет выполнять свою защитную функцию и арматура, вступая во взаимодействие с окружающей средой, будет подвергаться коррозии, а затем и разрушению.

При изготовлении данного материала прокладывают стальную арматуру, обладающую высокой прочностью при растяжении. Арматура натягивается при помощи специального устройства, затем укладывают смесь. После того как смесь начнет застывать, сила натяжения арматурного каркаса передается раствору, который оказывается сжатым. Данные манипуляции позволяют уменьшить или вовсе устранить растягивающее напряжение от нагрузки на конструкцию, так как та сила, которая в обычном железобетоне вызывала появление трещин на поверхности, в преднапряженном все лишь уменьшает сжатие, создаваемое напряженной арматурой.

Различают несколько основных способов натяжения арматуры:

• электротермомеханический – совмещение двух следующих способов;
• электротермический – осуществляется при помощи электротока, который повышает температуру арматуры и благодаря этому растягивается до определенного размера;
• механический – осуществляется при помощи домкратов (гидравлических или винтовых).

Как правило, преднапряженный элемент проектируют так, чтобы в процессе эксплуатации не подвергался растягивающему напряжению. Если такой элемент будет подвержен напряжению большему, чем среднее, но меньшему, чем предел текучести арматуры, то после снятия нагрузки он может практически полностью восстановиться, то есть трещины в нем исчезнут.

Требования к арматуре

Арматура для натяжения должна быть изготовлена из высокопрочной проволоки.

Арматура, используемая для создания с предварительным напряжением, должна обладать определенными характеристиками, которые позволят ей выдержать требуемые нагрузки. Стальная арматура должна быть способна выдержать высокое напряжение растяжения, то есть не вытягиваться при длительном напрягающем воздействии.

Если арматура не будет обладать этим свойством, то предварительное напряжение уменьшится, вследствие чего преднапряженный элемент будет обладать теми же свойствами, что и обычный. Таким образом, этот материал не сможет выдержать тех нагрузок, на которые он рассчитан. Для изготовления необходимо использовать не обычную сталь, а высокопрочную проволоку, которая изготавливается специальным способом, позволяющим значительно снизить ее текучесть.

Необходимые качества

Схема натяжения арматуры:
1 – форма;
2 – арматура;
3- упоры.

Для получения наиболее высоких характеристик необходимо использовать тот, обладающий определенным набором свойств. Оптимальным решением станет применение высокопрочного раствора. Для его приготовления необходимо осуществлять контроль на протяжении всего процесса приготовления, чтобы исключить отклонения, которые могут привести к понижению его прочности.

Наиболее высокую прочность можно получить, используя жесткие и жирные смеси. Для укладки, как правило, применяют вибраторы.

Следует помнить о таких свойствах, как усадка из-за потери влаги и ползучесть под нагрузкой. Из-за этих свойств конструкция может сокращаться, из-за чего с течением времени с предварительно напряженным бетоном может произойти потеря его преимуществ перед обычным. Во избежание последствий данных свойств материала необходимо подвергнуть арматуру большему предварительному напряжению, чем изначально предусмотренное.

В начальный период эксплуатации потеря предварительного напряжения выше, чем в более поздний. В целом потеря напряжения может составить около 16%.

Предварительное натяжение арматуры

Для натяжения арматуры на производстве используются гидравлические упоры.

Метод, основанный на предварительном натяжении, заключается в том, что сначала прокладывают и натягивают арматуру, а после этого она обкладывается раствором. Натяжение сверхпрочной стальной армированной проволоки поддерживается до того момента, когда бетон станет достаточно прочным. После этого проволоку обрезают, а ее натяжение передается смеси из-за сцепления с ним. Благодаря этому бетон подвергается напряжению от сжатия, а производство на этом закончено.

Данный метод в основном не применяют для монолитных конструкций непосредственно на строительной площадке, основная область его применения – производство сборных элементов в промышленных условиях.

В заводских условиях наиболее эффективным способом производства предварительно напряженного бетона является так называемая система длинных линий. Применяя этот способ, армированную проволоку располагают между анкерными плитами, а затем натягивают. Поперечные стенки необходимо располагать на расстоянии, соответствующем планируемой длине изготавливаемых балок.

В процессе применения данного метода сила натяжения передается опалубке элемента.

Предварительное натяжение применяют для изготовления монолитных плит непосредственно на стройплощадке.

Применяя данный метод, лучше использовать индивидуальные формы. Это имеет следующие преимущества:

• появляется возможность варьировать размеры изделий;
• при штучном изготовлении, если арматура утратит напряжение, испортится только один элемент.

В процессе изготовления необходимо проводить проверку выбранных случайным образом изделий.

Последующее натяжение

Данный способ отличается от предыдущего тем, что в процессе его применения арматура защищается от сцепления специальной оболочкой или помещается уже после его застывания в специальные отверстия или углубления. Арматурные элементы натягиваются на упоры, которые устанавливают на концах конструкции, а натяжение осуществляют непосредственно после застывания.

Для заливки применяют вибратор.

В применении данного метода есть свои особенности. Приложенную силу увеличивают до рассчитанной, а затем уменьшают до тех пор, пока она не достигнет нуля. Эту процедуру повторяют необходимое количество раз до того момента, пока не будет достигнуто нужное удлинение. Доведение арматуры до определенного удлинения, а не напряжения производится из-за того, что внутри конструкции происходит трение проволоки, которое уменьшает напряжение.

Данный метод имеет преимущества. А также не нужно учитывать возможность усадки, так как он уже затвердел.

Таким образом, напряженный железобетон – особый строительный материал, который объединят в себе положительные характеристики других материалов. Применение методов предварительного или последующего натяжения лишает рствор его основного недостатка – неспособности сопротивления натяжению. Такой материал имеет широкий сектор применения. Преимущественно из него изготавливают междуэтажные перекрытия, колонны стен в зданиях (особенно в условиях сейсмической активности). Кроме того, он широко применяет в других областях.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции: использование

Железобетонные конструкции — основа современного строительства. Однако они имеют существенные изъяны, связанные, в первую очередь, с недостаточной нагрузочной способностью и образованием трещин в камне при эксплуатационных нагрузках. Усовершенствование технологии изготовления изделий из бетона и стальной арматуры привело к созданию преднапряженного железобетона, который обладает рядом преимуществ.

Определение

Предварительно напряженные железобетонные конструкции — строительные изделия, бетон которых на этапе создания принудительно получает начальную расчетную напряженность сжатия. Она создается за счет предварительного формирования напряжения растяжения в рабочей высокопрочной арматуре и обжатия ею бетона на тех участках, которым предстоит испытывать растяжение (прогиб) при эксплуатации. Сжимаясь, арматура не проскальзывает, так как сцеплена с материалом или удерживается анкерным закреплением арматуры на торцах изделий. Таким образом, напряжение растяжения, которое приобретает железобетонный состав с помощью армирования, уравновешивает напряженность заблаговременного обжатия камня.

Вернуться к оглавлению

Преимущества

Предварительно напряженный железобетон долгосрочно отодвигает время начала формирования расколов в изделиях, работающих на прогиб, сокращает глубину их раскрывания. Вместе с тем изделия приобретают повышенную жесткость, не снижая прочности.

Предварительно напряженным железобетонным балкам свойственно хорошо работать на сжатие и прогиб, имея одинаковую прочность по длине, что позволяет увеличивать ширину перекрываемых пролетов. В таких конструкциях уменьшаются размеры поперечного сечения, следовательно, сокращаются объем и вес комплектующих элементов (на 20 – 30%), а также расход цемента. Более рациональное использование свойств стали позволяет сокращать расход арматуры (стержневой и проволочной) до 50%, особенно из высокопрочных марок (A-IV и выше), имеющих значительный предел прочности. Химическая нейтральность бетона к стали способствует предохранению арматуры от коррозии. Вместе с тем повышенная трещиностойкость предохраняет напряженную арматуру от ржавления в сооружениях, которые находятся под постоянным давлением воды, иных жидкостей, газов.

Методы возведения зданий, используемые в строительстве каркаса, базируются на технологии предварительного напряжения конструкций из железобетона в процессе строительства.

Напряженная арматура, обжимающая бетон сборочных единиц, обеспечивает практичную их стыковку путем значительного сокращения расходования металла на стыках. Сборные и сборно-монолитные изделия из железобетонных напряженных конструкций могут состоять из стыкуемых частей с одинаковым поперечным сечением, которые по краям выполняются из ненапряженных облегченных (тяжелых) бетонов, а нагружаемый фрагмент — преднапряженный железобетон. Такая продукция имеет повышенную выносливость, компенсируя повторяющиеся динамические воздействия.

Данное свойство позволяет демпфировать изменения напряжений в бетоне и арматуре, вызываемые колебаниями внешних нагрузок. Повышенная сейсмическая стойкость зданий повышается за счет большой конструкционной устойчивости напряженного железобетона, обжимающего отдельные их фрагменты. Конструкция в предварительно напряженном виде обеспечивает большую безопасность, так как ее разрушению предшествует запредельный прогиб, сигнализирующий об исчерпании конструкцией прочности.

Вернуться к оглавлению

Недостатки

Состояние предварительного напряжения в материале достигается спецоборудованием, точными расчетами, трудоемким конструированием и затратным производством. Продукция требует бережного хранения, транспортировки и монтажа, которые не вызывают ее аварийного состояния еще до начала использования.

Сосредоточенные нагрузки могут способствовать возникновению продольных трещин, которые снижают несущую способность. Просчеты в проектировании и технологии производства могут вызывать полное разрушение создаваемого железобетонного изделия на стапеле. Предварительно напряженные конструкции требуют металлоемкой опалубки повышенной прочности, увеличенного расхода стали на закладные и арматуру.

Большие значения звуко– и теплопроводности требуют закладывания в тело камня компенсирующих материалов. Подобными железобетонными конструкциями обеспечивается более низкий порог огнестойкости (ввиду меньшей критической температуры нагрева преднапряженной арматурной стали) по сравнению с обычным железобетоном. На преднапряженную бетонную конструкцию критично воздействуют выщелачивание, растворы кислот и сульфатов, солей, приводящие к коррозии цементного камня, раскрытию трещин и коррозии арматуры. Это может приводить к резкому снижению несущей способности стали и внезапному хрупкому разрушению. Также к минусам стоит отнести значительный вес изделий.

Вернуться к оглавлению

Материалы для конструкций

Железобетон — многокомпонентный материал, основными составляющими которого являются бетон и стальная арматура. Параметры их качества определяются особыми требованиями при проектировании к элементам конструкций на месте применения.

Вернуться к оглавлению

Бетон

Формы для заливки бетона с прутьями для передачи предварительного напряжения.

Предварительное напряжение в железобетоне обеспечивается применением тяжелых составов средней плотности от 2200 до 2500 кг/м3, которые имеют классы по прочности на осевое растяжение выше Bt0,8, по прочности от В20 и больше, марки по водонепроницаемости от W2 и выше, по морозостойкости от F50.  Требования к продукции гарантируют бетону нормативную прочность не ниже установленной с вероятностью 0,95 (в 95% случаев). Смесь должна набрать возраст не меньше 28 суток до получения материалом предварительных напряжений. На ранних стадиях эксплуатации бетонный камень способен частично утерять напряженное качество за счет общего снижения напряженности стали (до 16%). Коэффициент надежности материала на растяжение и сжатие в предельных состояниях установлен для эксплуатационной пригодности не ниже 1,0.

Вернуться к оглавлению

Арматура

Стальная начинка должна оставаться напряженной в железобетонном изделии на всем интервале эксплуатации, выдерживая без вытяжения длительно приложенные нагрузки. В преднапряженных изделиях из железобетона используется высокопрочная сталь с незначительной текучестью, соответствующей параметрам ползучести бетона.

С целью компенсирования эксплуатационной потери некоторой величины преднапряжения при изготовлении ее значение устанавливают чуть выше, чем предусмотрено строительными требованиями для конструкционного элемента. В продукции применяют горячекатаную упрочненную, холоднодеформированную арматуру, арматурную проволоку (пучки, пакеты, пряди), канаты, сварные каркасы и пр. Поперечное сечение арматуры может быть гладким, периодическим, а укладка проволоки и канатов серповидной и кольцевой.

Сталь должна гарантированно соответствовать установленному классу относительно прочности по преднапряженному растяжению (текучесть металла должна находиться в пределах 0,2% относительного удлинения) с вероятностью от 0,95 и выше. Арматуре необходимо быть пластичной, хладостойкой, свариваемой и пр. Надежное сцепление с бетонной смесью обеспечивается формированием арматурой сложных пространственных поверхностей.

Вернуться к оглавлению

Области использования конструкций

Предварительно напряженный бетон позволяет сократить до 50% расхода арматурной стали.

Преднапряженные изделия используются, когда применение обычного железобетона нецелесообразно (перерасход материалов, рост веса и стоимости, невозможность обеспечить несущую прочность и пр. ). Сферами их использования являются гражданское, промышленное, специальное и гидротехническое строительство. Объекты — каркасы и мосты с широкими пролетами, напорные трубопроводы, плотины, водонепроницаемые емкости и пр.

А также из них создают подпорные стены, ограждающие панели, лестничные марши, подкрановые балки, фундаменты, колонны, столбы ЛЭП, каркасы тоннелей, междуэтажные перекрытия и пр. Такая продукция незаменима и при возведении построек в условиях взрыво- и сейсмоопасности. Особенно эффективна она при формировании сборно-монолитных конструкций, когда отдельные преднапряженные сборные элементы соединяются в проектном положении арматурой так, что работают как одно целое.

Вернуться к оглавлению

Вывод

Преднапряженные изделия из железобетона имеют много достоинств. Их недостатки могут быть нивелированы качеством проектирования, производства и монтирования, способствующим длительной эксплуатации.

Предварительно-напряженный бетон — Как сделать ремонт квартиры самостоятельно?

 Предварительно-напряженный бетон получается при совместном действии бетона и высокопрочной стали, которая предварительно напрягается. Применяемая для этого сталь называется преднапрягаемой сталью, а предназначенный для преднапряжения арматурный элемент называется напрягающим элементом. Предварительное напряжение возникает, когда напрягаемые элементы натягиваются и в напряженном состоянии связываются с бетоном. При этом внутри конструкции получается сжатие, которое обеспечивает жатое состояние всего сечения конструкции. Конструкции предварительно напрягаются преимущественно в продольном направлении. В предварительно-напряженных бетонных конструкциях кроме напрягаемой арматуры требуется еще и арматура из обычной прутковой стали, которая называется ненапрягаемой или вспомогательной арматурой.

В преднапряженном бетоне согласно DIN 1045 различаются несколько видов. Различие заключается в степени преднапряжения, по времени напряжения и по виду связи между напрягающим элементом и бетоном. Различаемыми признаками являются величина напрягающего усилия и техника преднапряжения.

Принцип предварительно-напряженного бетона

Принцип предварительно-напряженного бетона основан на том, чтобы в бетоне под нагрузкой создать сжатие там, где под нагрузкой должно было бы возникнуть растяжение. При этом прочности строительных материалов могут быть использованы полностью. Это позволяет применять меньшие сечения элементов и иметь меньшие нагрузки от собственного веса, чем при обычном железобетоне, в котором на основе связи между арматурой и бетоном в растянутой зоне сечения при увеличивающемся прогибе могут возникнуть трещины (рис. 1).

Рис. 94. Поведение железобетонных и пред-варительно-напряженных бетонных конструкций под нагрузкой

Под полезной нагрузкой все сечение будет работать на сжатие. Поэтому в растянутой зоне конструкции в бетоне не будет образовываться трещин. Путем установки напрягаемого элемента в сечении можно по-разному влиять на собственное напряженное состояние конструкции.

По виду установки напрягаемых элементов различают внецентренное и центральное предварительное напряжение. При внецентренном пред-напряжении в растянутой зоне конструкции, работающей, например, на изгиб, возникает такое большое предварительное напряжение, которое будет равно тому растягивающему напряжению, которое могло бы иметь место в будущем при действии полезной нагрузки (рис. 2). Таким образом, под действием этой полезной нагрузки не будет возникать растяжение, а произойдет снижение сжимающей нагрузки. При центральном преднапряжении напрягаемые элементы располагаются по оси центра тяжести сечения (рис. 3). При этом по всему сечению возникает равномерное усилие сжатия. Под действием полезной нагрузки в растянутой зоне балки сжимающее усилие снижается полностью или частично, а в сжатой зоне образуется дополнительное сжимающее усилие.

Рис. 2. Внецентренное предварительное напряжение

Рис. 3. Центральное преднапряжение

Внецентренное преднапряжение требует, в противоположность центральному, меньшее усилие напряжения и применяется, как правило, в изгибаемых элементах. Положение напряженных элементов должно соответствовать эпюре изгибающих моментов (рис. 4).

Рис. 4. Расположение напрягающего элемента в двухпролетной балке

Центральное преднапряжение ограничивается конструкциями, у которых моменты не имеют определенного направления, как, например, в железобетонных мачтах вследствие переменной по направлению нагрузки.

Виды предварительно напряженного бетона

По виду связи и по времени напряжения напрягающего элемента согласно DIN 1045 различают между преднапряжением с немедленной связью, преднапряжением с последующей связью, преднапряжением перед твердением бетона на натяжном стенде и преднапряжением после твердения бетона с последующей связью. (В российской практике различаются два вида предварительного напряжения, которые называются преднапряжением на бетон и преднапряжением на упоры).

Напряжение перед твердением бетона (напряжение на упоры).

Этот метод требует особых приспособлений, таких, как, например, натяжной стенд. Натяжным стендом называется установка, которая состоит из двух несдвигаемых упоров и напрягающего домкрата (рис. 5). Напрягаемые элементы или напрягаемая проволока вместе с ненапрягаемой арматурой устанавливаются в опалубку и напрягаются. Они располагаются, как правило, прямолинейно. После этого можно производить бетонирование, причем между бетоном и напрягаемым элементом возникает непосредственная связь. Бетон должен соответствовать классу прочности не менее С30/37. После твердения бетона и набора расчетной прочности анкеровка напрягаемых элементов освобождается, при этом напрягающее усилие передается бетону. Этот метод применяется на бетонных заводах для серийного производства балок. Он называется также напряжением на стенде с немедленной связью.

Рис. 5. Предварительное напряжение на стенде

Напряжение после твердения бетона с последующей связью (напряжение на бетон).

Этот метод применяется, как правило, для изготовления предварительно напряженных конструкций на строительной площадке. Напрягающие элементы прокладываются в специальных трубах, служащих каналами скольжения (рис. 6). После этого можно бетонировать, причем бетон должен соответствовать классу прочности не менее С25/30. Способ работы при установке напрягающих элементов зависит от условий на стройплощадке и от положения напрягающего элемента. Более короткие напрягающие элементы могут устанавливаться вместе с ненапрягаемой арматурой, а длинные напрягающие элементы устанавливаются после установки ненапрягаемой арматуры.

Рис. 6. Предварительное напряжение с последующей связью (на бетон)

Кроме того, имеется возможность напрягаемую арматуру заводить в забетонированные каналы после твердения бетона (рис. 7). При этом говорят о подключении напрягаемой арматуры. Когда бетон достигнет определенной прочности, напрягающие элементы с помощью гидравлических прессов натягиваются и затем закрепляются (табл. 1). После напряжения и закрепления на бетоне кожуховая труба канала запрессовывается раствором. При этом возникает связь между бетоном и напрягающим элементом. Для изображения напрягающих элементов в арматурных чертежах применяются символы согласно DIN 1356-10 (рис. 8).

Рис. 7. Предварительно изготовленные каналы — кожуховые трубы

Рис. 8. Изображение напрягающих элементов

Строительные материалы

Использование свойств бетона и стали до допустимого предела напряжений требует применения высококачественных строительных материалов.

Для изготовления бетона могут применяться все нормальные цементы классов прочности 42,5 и 52,5, а также портланд- и доменный портландцемент класса прочности 32,5. Состав и гранулометрический состав заполнителя должны быть определены при испытаниях на соответствие. Зерна заполнителя и вода затворения должны быть свободны от вредных примесей. Значение w/z необходимо держать как можно ниже. Добавки к бетону могут применяться только тогда, когда они допущены к применению для преднапряженного бетона в испытательном сертификате.

При применении преднапряженного бетона особые требования предъявляются к твердению бетона. Ими являются высокая прочность на сжатие и малая склонность к усадкам и ползучести. Причиной усадки является высыхание молодого бетона. Величина усадки в значительной степени зависит от водосодержания бетона, от влажности воздуха и от размеров конструкции. Ползучесть бетона наступает под длительно действующей нагрузкой. Величина ползучести в особенности зависит от размеров конструкции, от степени твердения бетона и от нагрузки. Усадка и ползучесть являются причиной укорочения конструкции, которая должна учитываться при напряжении конструкции.

В качестве напрягаемой стали для напрягающих элементов (рис. 9) может применяться только сталь, для которой имеется допуск строительного надзора. Так как напрягающие элементы служат для создания предварительного напряжения в бетоне, то напрягаемые стали должны иметь особые свойства, как, например, очень высокую прочность на растяжение и хорошее сцепление с бетоном.

Рис. 9. Напрягающие элементы

Раствор для запрессовки служит при преднапряжении с последующей связью для обеспечения связи и в качестве коррозионной защиты.

Он запрессовывается в трубы каналов таким образом, чтобы пустоты между преднапрягаемой арматурой и между преднапрягаемой арматурой и стенкой канала были полностью заполнены. Это требует применения раствора, который обладает достаточной текучестью и не осаждается при запрессовывании. Затвердевший раствор должен иметь прочность не менее 30 МН/м2, а также быть плотным и, кроме того, морозостойким. В качестве раствора для запрессовки применяется водоцементная смесь со значением w/z ≤ 0,4, с допущенными для предварительно напряженного бетона добавками, например ЕН.

Напрягающий элемент

Стальные элементы, которые служат для создания предварительного напряжения в конструкции, называются напрягающими элементами. Напрягаемая сталь со связью, которая обеспечивается сразу, забетонируется без кожуховых каналов.

При предварительном напряжении с последующей связью напрягаемая сталь должна заводиться в кожуховые каналы. Различают напрягающие элементы из отдельных стержней и из пучков. Пучки могут приготавливаться из гладких или из ребристых проволок или из прядей. Напрягаемая сталь должна быть чистой и свободной от вредящей ржавчины и не должна быть мокрой. Поэтому изготовление готовых напрягающих элементов должно производиться в крытых цехах.

Кожуховые каналы изготавливаются из волнистой стальной жести. Из-за волнообразной формы поверхности обеспечивается хорошая жесткость трубы и хорошая связь с бетоном конструкции, а также возможность на стыках навинчивать соединительные муфты. Кожуховые трубы должны быть плотными, чтобы внутрь не могло попасть цементное молоко при бетонировании конструкции. Они не должны сгибаться или получать другие повреждения при заполнении опалубки бетоном. Для того чтобы при последующем запрессовывании канала раствором из него мог выходить воздух, в длинные напрягающие элементы должны встраиваться трубочки для воздухоотведения.

Заанкеривания служат как для закрепления напрягаемых проволок, так и для передачи напрягающих усилий на бетон конструкции. Различают напрягающие анкеры и прочные (глухие) анкеры. Тогда как глухие анкеры просто держат напрягаемую сталь на бетоне (рис. 11), напрягающие анкеры используют для напряжения и анкеровки напрягаемой арматуры. Напрягающие анкеры, называемые также напрягающими головками, состоят, как правило, из анкерной плиты и тела анкера (рис. 10). Анкерная плита закрывает со стороны бетона через переходный штуцер кожуховую трубу канала. Тело анкера устроено таким образом, что концы напрягаемой арматуры после натяжения могут удерживаться. В случае пучковых напрягающих элементов анкерная плита имеет приспособление для распирания напрягаемой стали. Часто применяемые приспособления для заанкеривания — это резьбовое заанкеривание, заанкеривание расклиниванием и петлевое заанкеривание. Заанкеривание при больших усилиях напряжения требует применение спиральнонавивной арматуры в районе передачи усилий. При этом усилия распределяются и повышается связь арматуры с бетоном.

Рис. 10. Напрягаемй анкер

Рис. 11. Прочный (глухой) анкер

Предварительное напряжение

Под предварительным напряжением понимают передачу напрягающего усилия и заанкеривание концов стержней через напрягающий анкер на затвердевшем бетоне. Предварительное напряжение в преднапряженном бетоне с последующей связью может происходить только тогда, когда бетон приобретет определенную прочность (см. табл. 1). Преднапряжение передается по определенной программе. О процессе преднапряжения составляется протокол предварительного напряжения.

Приспособления для преднапряжения Для натяжения напрягаемой арматуры применяются почти исключительно гидравлические напрягающие прессы (рис. 12). При натяжении напрягающее усилие и путь натяжения должны быть точно измеряемыми. В качестве плоскостисопротивления для прессов служат анкерные плиты напрягающих элементов. Усилие пресса должно быть согласовано с напрягающим усилием напрягающего элемента, видом передачи усилия на его поперечное сечение и видом его заанкеривания.

Рис. 12. Гидравлический пресс для натяжения арматуры

Процесс натяжения

Предварительное напряжение должно происходить таким образом, чтобы усилия сжатия по всему сечению бетона равномерно увеличивались. Поэтому напрягающие элементы напрягаются один за другим в последовательности, указанной в программе напряжения.

Преднапряжение производится ступенчато. Если достигнуто полное усилие преднапряжения, то концы стержней удерживаются на местах анкеровки, и после этого кожуховые трубы запрессовываются раствором.

Запрессовка должна происходить как можно быстрее по условиям защиты от коррозии. Необходимо следить за тем, чтобы температура в кожуховой трубе и в окружающем бетоне конструкции не была ниже +5 °С. Процесс запрессовки должен проводиться с одной стороны непрерывно и без перерывов. Перед запрессовкой канал напрягаемой арматуры промывается водой и продувается сжатым воздухом. С помощью запрессовывающего насоса раствор под небольшим давлением медленно и равномерно подается прямо из миксера или растворомешалки по насосному шлангу через запрессовочное отверстие в кожуховый канал. Запрессовочное отверстие, как правило, находится в анкерной плите напрягающего элемента. Через трубочки для удаления воздуха, которые в большинстве расположены в верхней части напрягающего элемента, можно наблюдать процесс запрессовки. Отверстия для удаления воздуха будут закрываться, когда раствор продвинулся достаточно далеко. Если раствор выходит из отверстий для удаления воздуха на противоположном конце напрягающего элемента при одинаково остающейся консистенции, то процесс запрессовки может быть окончен.

Преимущества предварительно-напряженного бетона

Предварительно-напряженный бетон представляет собой дальнейшее развитие железобетона. В железобетоне вследствие малой прочности бетона на растяжение могут быть только частично использованы свойства бетона и стали. В то же время в преднапряженном бетоне они используются полностью. Если сравнивать между собой железобетон и преднапряженный бетон, то преднапряженный бетон более предпочтителен для конструкций больших пролетов. Экономичность предварительно-напряженного бетона основана на более высокой несущей способности его при одновременной экономии материалов. Его преимущество в строительно-технической области — это малые деформации строительных конструкций, отсутствие трещин в бетонных поверхностях и связанная с этим защита от коррозии. Без предварительного напряжения нельзя изготовить экономичные стройные большепролетные конструкции и сооружения, например, в строительстве мостов (рис. 13) и в сборном строительстве.

Рис. 13. Пролетное строение и плита проезжей части

Железобетон против предварительно напряженного бетона

Разница между железобетоном и предварительно напряженным бетоном

Железобетон и предварительно напряженный бетон армируются продольными и поперечными стальными стержнями., также известный как арматура. Основная функция арматуры — укреплять бетон, когда он испытывает растягивающее напряжение..

Давайте посмотрим на различия между двумя композитными материалами и способы их использования..

Железобетон

1. Что такое железобетон?

Железобетон, или RC, композитный материал, используемый в строительстве. Низкая прочность на разрыв и пластичность бетона усиливаются за счет добавления арматурных стальных стержней, обладающих более высокой прочностью на разрыв и пластичностью.. Во время строительства, стальные стержни помещаются внутрь опалубки перед заливкой бетона. Арматуру также можно заранее соединить вместе в стальную клетку.. Затем бетон заливается в опалубку и подвергается вибрации для удаления воздушных пустот в свежем бетоне и обеспечения консолидации заполнителей в бетонной смеси.. Крайне важно, чтобы бетон полностью окружал каждую планку, чтобы обеспечить прочное соединение..

фигура 1: Прямоугольная бетонная балка, со стальной арматурой — пример железобетонного элемента

2. Использование железобетона

Железобетон широко применяется благодаря удобоукладываемости., прочность, и доступность сырья. Он в основном используется в качестве основных элементов определенной структуры, например колонн., причалы, геморрой, балки, плиты, и опоры для зданий, дома, плотины, мосты, и другие подобные конструкции. Железобетону легко придать нестандартные формы, потому что он заполняет контейнер, который он поддерживает.. Это приводит к экстравагантным архитектурным сооружениям, которые иначе было бы сложно построить из других материалов, таких как сталь и дерево.. Железобетон также обычно используется при строительстве дорожных покрытий и тротуаров.. Армирование бетона стальными стержнями обеспечивает прочность на растяжение композитного профиля, что позволяет получить прочный и полезный композитный строительный материал..

Предварительно напряженный бетон

1. Что такое предварительно напряженный бетон

Проще говоря, это бетон, сформированный под напряжением. Арматурные стержни укладываются в форму и подвергаются напряжению за счет растяжения стержней на каждом конце., создание напряжения в штанге. Бетон заливается в форму и вокруг стержней, пока они еще растягиваются.. Когда они будут выпущены, сталь пытается восстановить свой первоначальный, короче, длина, и добавляет сжимающую силу к бетону сбоку, дает ему прочность для преодоления больших расстояний, чем у обычного железобетона.

2. Использование предварительно напряженного бетона

Предварительное напряжение используется для изготовления композитных балок и опор в крупномасштабном строительстве, таком как путепроводы на автомагистралях и коммерческие здания.. Это позволяет бетонной балке выдерживать вес между опорами с обеих сторон.; без такого усиления, отсутствие прочности бетона на растяжение может привести к его разрушению без поддержки в середине.

Вот три основных варианта реализации предварительно напряженного бетона.:

• Предварительно натянутый бетон: Бетон заливается вокруг стальных стержней или кабелей под натяжением.. Бетон естественным образом связывается с этими «сухожилиями», пока затвердевает.. Сжатие за счет статического трения передает напряжение на бетон после его снятия. впоследствии, любое напряжение в бетоне легко передается на сухожилия. Предварительно напряженные бетонные элементы обычно используются в плитах перекрытий., балки, и перемычки.
• Связанный бетон после натяжения: Сжатие применяется на месте во время отверждения. Воздуховод из алюминия, пластик, или сталь используется при литье и следует за областью, где в бетоне может возникнуть растяжение. Сухожилия проталкиваются через проток, затем натягивается гидравлическим домкратом после закалки. Когда-то сухожилия’ растяжение соответствует проектным требованиям, они заклиниваются и канал залит.
• Несвязанный бетон после натяжения: Вот, отдельные сухожилия сохраняют свободу движения относительно бетона. Сухожилия покрыты смазкой на литиевой основе., затем получил пластиковую «оболочку», сформированный путем экструзии. Стальные тросы натянуты на анкера, размещенные по периметру плиты.. Такая конструкция обеспечивает возможность снятия напряжения с заделанных сухожилий перед ремонтом..

фигура 2: Простая схема предварительно напряженного бетона.

Программное обеспечение SkyCiv для проектирования железобетона

SkyCiv предлагает простое в использовании программное обеспечение для проектирования железобетона, чтобы помочь анализировать и проектировать железобетонные элементы. Использование SkyCiv Beam Software, можно анализировать нагрузки на член, затем спроектируйте свой конкретный член, используя наши Программное обеспечение для проектирования железобетона.

Программное обеспечение для железобетона

Предварительно напряженные железобетонные конструкции

Преднапряженный бетон относится к категории строительных материалов, для производства которого применяется стальная арматура высокой прочности и бетонная смесь. Благодаря особой технологии производства он сопротивляется значительному растягивающему напряжению. Преднапряженный железобетон характеризуется прочностью и повышенной трещиностойкостью.

Определение

Предварительно напряженными железобетонными конструкциями называют стройматериал, во время производства которого бетон поддается начальной расчетной напряженностью сжатия. Во время изготовления материала предварительно формируется напряжение растяжения в стальной арматуре, которая характеризуется высоким уровнем прочности. Она используется для обжатия бетона на участках, которые будут поддаваться напряжению во время эксплуатации.

При сжатии не наблюдается проскальзывания арматуры, так как она скрепляется с материалом и в торце имеет анкерное закрепление. Железобетонный состав армируется, что позволяет уравновесить напряженность. Если в процессе эксплуатации на стройматериал воздействуют полезные нагрузки, то это не приводит к образованию трещин, что продляет срок его службы.

Преимущества

Бетон предварительного напряжения по сравнению с аналогичными материалами обладает определенными преимуществами:

• Железобетонные балки хорошо работают на сжатие и прогиб относительно центра тяжести. Они характеризуются высоким уровнем прочности по всей длине, что предоставляет возможность увеличения длины перекрываемых пролетов. Это обеспечивает уменьшение размеров поперечного сечения, а также сокращение веса и размеров комплектующих.
• Бетон является химически нейтральным материалом, что исключает возможность коррозии и деформаций арматуры.
• Арматура обжимает бетон сборочных единиц, что исключает сопротивление сцепления и позволяет сократить расход металла на стыке.
• Железобетонные конструкции могут состоять из стыкуемых частей и иметь одинаковое поперечное сечение, что обеспечивает стойкость к внешней нагрузке. Конструкции характеризуются повышенной выносливостью, что обеспечивается компенсацией повторяющихся динамических воздействий.
• Призменная прочность дает возможность демпфирирования изменений в арматуре и бетоне, которые появляются при колебаниях внешней нагрузке.
• При использовании стройматериала исключается возможность деформаций бетона и арматуры, что гарантирует повышенную сейсмическую стойкость здания.

Предварительно напряженный вид конструкции является безопасным. Благодаря запредельному прогибу, который сигнализирует об исчерпании прочности, она не разрушается.

Недостатки

Для того чтобы обеспечить предварительное напряжение железобетонных конструкций, нужно использовать специальное оборудование. Продукция нуждается в бережном хранении, правильной транспортировке и профессиональном монтаже. Это не приведет к аварийному состоянию строительного материала еще до его эксплуатации.

Производство требует точного расчета предварительно напряженных железобетонных конструкций, который проводится высококвалифицированными специалистами. При просчетах в проектировании и неточностях в производстве создаваемая железобетонная конструкция может полностью разрушиться.

Продольное растягивающее усилие приведет к появлению трещин, которые снизят несущую способность.

Для обеспечения прочности на осевое растяжение нужно использовать  металлоемкую опалубку. Это увеличивает расход стали.

Для того чтобы обеспечить тепло- и звукопроводность,  нужно использовать компенсирующие материалы. Такие конструкции характеризуются более низким порогом огнестойкости.

В соответствии с сущностью предварительно напряженного железобетона можно сделать выводы, что он не переносит воздействие щелочей, солей, кислот и т.д. При этом наблюдается снижение несущей способности изделий, а также их разрушение. Недостатком конструкции является их внушительный вес.

Материалы для конструкций

Железобетон относится к категории многокомпонентных строительных материалов. Он состоит из бетона и стальной арматуры. Во время проектирования железобетона определяются параметры качества материалов в соответствии со стандартами ГОСТ.

Бетон

Для обеспечения предварительного напряжения и сопротивления бетона используются только тяжелые составы, плотность которых составляет 220-2500 килограмм на квадратный метр.

Смесь настаивается не менее 28 дней, что позволит получить предварительное напряжение материала. На начальном этапе эксплуатации может наблюдаться частичная утрата напряженного качества бетоном, что объясняется снижением напряженности стальных элементов. Определение нормального сечения железобетонного элемента осуществляется в соответствии с проектом и требованиями дальнейшей эксплуатации.

Арматура

Стальная арматура должна быть напряженной и стойкой к растяжению в процессе всего срока эксплуатации. Она способна выдерживать нагрузки длительное время, что исключит возможность раскрытия трещин на бетоне. Для производства стройматериала применяют высокопрочную сталь, которая имеет незначительную текучесть. Расчетные характеристики стали должны полностью соответствовать ползучести бетона.

Для того чтобы компенсировать эксплуатационную потерю определенной величины преднапряжения, во время производства устанавливается величина чуть выше, чем указана в проектной документации и требованиях к готовому материалу. 

Изготовление железобетонных конструкций проводится с использованием арматурной проволоки:

• Пакетов;
• Прядей;
• Пучков.

Железобетонные конструкции изготавливаются с использованием холоднодеформированной, горячекатаной упрочненной арматуры, сварных каркасов, канатов. Площадь сечения арматуры напрямую зависит от размеров готового железобетонного изделия. Проволока и канаты имеют серповидное и кольцевое сечение, а арматура – гладкое и периодическое. Сталь должна иметь соответствующую поперечную силу. Текучесть металла по отношению к удлинению должна составлять 0,2 процента.

В соответствии с параметрами растянутого волокна класс прочности арматуры должен быть 0,95 и больше. Она должна характеризоваться холодостойкостью и пластичностью. Оптимальное усилие в напрягаемой арматуре обеспечивается благодаря формированию сложной пространственной поверхности. Именно поэтому материал должен поддаваться свариванию.

Напряжение арматуры во время производства обеспечивается механическими или электротермическими способами. В первом случае это достигается с применением грузов, домкратов и рычагов. Электротермический способ требует заготовить стержни нужной длины, на концах которых располагаются анкера. Их нагревают до 400 градусов, что приводит к их удлинению. В таком состоянии проводится закрепление арматуры на опорах. При охлаждении стержни укорачиваются, но анкера не дают это сделать, что приводит к появлению напряжения.

Области использования конструкций

Применение преднапряженных конструкций рекомендуется при нецелесообразности использования обычного железобетона. Они являются идеальным вариантом при необходимости обеспечения несущей прочности. Применение напряженных железобетонных конструкций осуществляется в различных сферах строительства – промышленной, гражданской, специальной, гидротехнической.

Железобетонные конструкции применяются для сооружения мостов, которые имеют широкие пролеты. Их рекомендовано использовать для строительства напорных трубопроводов и плотин. С помощью ЖБИ проводится монтаж водонепроницаемых емкостей.

Конструкции широко применяются для создания подпорных стен и ограждающих панелей. Если возникает необходимость в возведении фундамента или лестничного марша, то применяются железобетонные конструкции. Их используют для строительства помещений в сейсмо- и взрывоопасных районах. С помощью ЖБИ формируются сборно-монолитные конструкции. Они заключаются в соединении арматурой отдельных преднапряженных сборных элементов. С применением железобетонных конструкций возводятся колонны, а также столбы линий электропередач. С их применением создаются каркасы тоннелей.

Вывод

Преднапряженные ЖБИ характеризуются наличием большого количества преимуществ, поэтому их широко применяют в строительстве. Наличие недостатков объясняется недостаточным качеством проектирования, изготовления и монтажа. Благодаря положительным характеристикам конструкций они широко применяются в возведении разнообразных сооружений.

Предварительно-напряженный бетон — презентация онлайн

1. Предварительно-напряженный бетон

2. Преимущества предварительно-напряженного бетона

Предварительно-напряженный бетон получается при совместном действии бетона и высокопрочной
стали, которая предварительно напрягается. Применяемая для этого сталь называется преднапрягаемой
сталью, а предназначенный для преднапряжения арматурный элемент называется напрягающим
элементом.
Предварительное напряжение возникает, когда напрягаемые элементы натягиваются и в напряженном
состоянии связываются с бетоном. При этом внутри конструкции получается сжатие, которое
обеспечивает сжатое состояние всего сечения конструкции. Конструкции предварительно напрягаются
преимущественно в продольном направлении.
В предварительно-напряженных бетонных конструкциях кроме напрягаемой арматуры требуется еще и
арматура из обычной прутковой стали, которая называется ненапрягаемой или вспомогательной
арматурой.
В преднапряженном бетоне различаемыми признаками являются величина напрягающего усилия и
техника преднапряжения.
Преимущества предварительно-напряженного бетона
Предварительно-напряженный бетон представляет собой дальнейшее развитие железобетона. В
железобетоне вследствие малой прочности бетона на растяжение могут быть только частично
использованы свойства бетона и стали. В то же время в преднапряженном бетоне они используются
полностью.
Если сравнивать между собой железобетон и преднапряженный бетон, то преднапряженный бетон
более предпочтителен для конструкций больших пролетов. Экономичность предварительнонапряженного бетона основана на более высокой несущей способности его при одновременной
экономии материалов. Его преимущество в строительно-технической области — это малые
деформации строительных конструкций, отсутствие трещин в бетонных поверхностях и связанная с
этим защита от коррозии. Без предварительного напряжения нельзя изготовить экономичные
стройные большепролетные конструкции и сооружения, например, в строительстве мостов и в
сборном строительстве.
2

3. Принцип предварительно-напряженного бетона

• Принцип предварительноПоведение железобетонных и
напряженного бетона основан на
предварительно-напряженных
том, чтобы в бетоне под
бетонных конструкций под нагрузкой
нагрузкой создать сжатие там,
где под нагрузкой должно было бы
возникнуть растяжение.
• При этом прочности строительных
материалов могут быть
использованы полностью. Это
позволяет применять меньшие
сечения элементов и иметь
меньшие нагрузки от собственного
веса, чем при обычном
железобетоне, в котором на основе
связи между арматурой и бетоном в
растянутой зоне сечения при
увеличивающемся прогибе могут
возникнуть трещины.
• Под полезной нагрузкой все сечение
будет работать на сжатие. Поэтому в
растянутой зоне конструкции в
бетоне не будет образовываться
трещин.
3
Виды установки напрягаемых элементов
Путем установки напрягаемого элемента в сечении можно по-разному влиять на собственное напряженное
состояние конструкции.
По виду установки напрягаемых элементов различают:
внецентренное предварительное напряжение и центральное предварительное напряжение.
При внецентренном преднапряжении в растянутой зоне
конструкции, работающей, например, на изгиб, возникает
такое большое предварительное напряжение, которое будет
равно тому растягивающему напряжению, которое могло бы
иметь место в будущем при действии полезной нагрузки.
То есть, под действием этой полезной нагрузки не будет
возникать растяжение, а произойдет снижение сжимающей
нагрузки.
При центральном преднапряжении напрягаемые элементы
располагаются по оси центра тяжести сечения.
При этом по всему сечению возникает равномерное усилие
сжатия.
Под действием полезной нагрузки в растянутой зоне балки
сжимающее усилие снижается полностью или частично, а в
сжатой зоне образуется дополнительное сжимающее
усилие.
4
Центральное преднапряжение ограничивается конструкциями, у которых моменты
не имеют определенного направления, как, например, в железобетонных мачтах
вследствие переменной по направлению нагрузки.
Расположение
напрягающего
элемента в
двухпролетной балке
Внецентренное преднапряжение требует, в противоположность центральному,
меньшее усилие напряжения и применяется, как правило, в изгибаемых
элементах. Положение напряженных элементов должно соответствовать эпюре
изгибающих моментов.
5

6. Виды предварительно напряженного бетона

По виду связи и по времени напряжения напрягающего элемента различают между преднапряжением с
немедленной связью, преднапряжением с последующей связью, преднапряжением перед твердением
бетона на натяжном стенде и преднапряжением после твердения бетона с последующей связью.
В российской практике различаются два вида предварительного напряжения, которые называются
преднапряжением на бетон и преднапряжением на упоры.
НАПРЯЖЕНИЕ ПЕРЕД ТВЕРДЕНИЕМ БЕТОНА (напряжение на упоры)
Натяжным стендом называется установка, которая состоит из двух
несдвигаемых упоров и напрягающего домкрата.
Напрягаемые элементы или напрягаемая проволока вместе с
ненапрягаемой арматурой устанавливаются в опалубку и
напрягаются. Они располагаются, как правило, прямолинейно. После
этого можно производить бетонирование, причем между бетоном и
напрягаемым элементом возникает непосредственная связь.
После твердения бетона и набора расчетной прочности анкеровка
напрягаемых элементов освобождается, при этом напрягающее
усилие передается бетону.
Этот метод применяется на бетонных заводах для серийного
производства балок.
1— анкеры
2— упор
3— напрягаемая арматура
4 — ненапрягаемая арматура
5 — опалубка (форма)
6 — бетонная смесь
6
7

8. НАПРЯЖЕНИЕ ПОСЛЕ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ СВЯЗЬЮ (НАТЯЖЕНИЕ НА ЗАТВЕРДЕВШИЙ БЕТОН)

Этот метод применяется, как правило, для
изготовления предварительно напряженных
конструкций
на
строительной
площадке.
Напрягающие элементы прокладываются в
специальных трубах, служащих каналами
скольжения.
После этого можно бетонировать. Способ работы
при установке напрягающих элементов зависит от
условий на стройплощадке и от положения
напрягающего
элемента.
Более
короткие
напрягающие элементы могут устанавливаться
вместе с ненапрягаемой арматурой, а длинные
напрягающие элементы устанавливаются после
установки ненапрягаемой арматуры.
Кожуховая
труба
каналов
НАПРЯЖЕНИЕ ПОСЛЕ ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ
СВЯЗЬЮ
(НАТЯЖЕНИЕ НА ЗАТВЕРДЕВШИЙ БЕТОН)
КОЖУХОВЫЕ КАНАЛЫ изготавливаются из волнистой стальной жести. Из-за
волнообразной формы поверхности обеспечивается хорошая жесткость трубы и
хорошая связь с бетоном конструкции, а также возможность на стыках навинчивать
соединительные муфты. Кожуховые трубы должны быть плотными, чтобы внутрь не
могло попасть цементное молоко при бетонировании конструкции. Они не должны
сгибаться или получать другие повреждения при заполнении опалубки бетоном. Для
того чтобы при последующем запрессовывании канала раствором из него мог
выходить воздух, в длинные напрягающие элементы должны встраиваться трубочки
для воздухоотведения.
СМ. ВИДЕО: МОНОЛИТНЫЕ перекрытия преднапряж. АНИМАЦИЯ
Имеется возможность напрягающую арматуру заводить в забетонированные каналы после твердения бетона.
Когда бетон достигнет определенной прочности, напрягающие элементы с помощью гидравлических прессов
натягиваются и затем закрепляются.
После напряжения и закрепления на бетоне кожуховая труба канала запрессовывается раствором. При этом возникает
связь между бетоном и напрягающим элементом.
СМ. ВИДЕО: МОНОЛИТНЫЕ перекрытия преднапряж. АНИМАЦИЯ
8
Проталкивающие устройства предназначены для «набивки»
канатной арматуры в каналообразователь (кожуховый канал). В
зависимости от условий и типа каната проталкивающее
устройство может быть снабжено различными типами роликов
(металл, пластик, резина).
9
Напрягающие анкеры (напрягающие головки), состоят, как правило, из анкерной плиты
и тела анкера. Анкерная плита закрывает со стороны бетона через переходный штуцер
кожуховую трубу канала. Тело анкера устроено таким образом, что концы напрягаемой
арматуры после натяжения могут удерживаться. В случае пучковых напрягающих
элементов анкерная плита имеет приспособление для распирания напрягаемой стали.
Часто применяемые приспособления для заанкеривания — это резьбовое
заанкеривание,
заанкеривание
расклиниванием и петлевое заанкеривание.
Заанкеривание при больших усилиях напряжения требует применение спиральнонавивной арматуры в районе передачи усилий. При этом усилия распределяются и
повышается связь арматуры с бетоном.
Под предварительным напряжением понимают передачу напрягающего усилия и
заанкеривание концов стержней через напрягающий анкер на затвердевшем бетоне.
Предварительное напряжение в преднапряженном бетоне с последующей связью
может происходить только тогда, когда бетон приобретет определенную прочность.
Преднапряжение передается по определенной программе. О процессе
преднапряжения составляется протокол предварительного напряжения.
Для обеспечения обжатия бетона применяемая арматурная сталь должна
находиться в пределах упругих деформаций и не превышать 85—90%
предела текучести стали, а для углеродистых сталей, не имеющих четко
выраженного предела текучести, — 65—70% предела прочности на разрыв.
Величину натяжения арматуры необходимо тщательно контролировать, так как
чрезмерное натяжение арматуры может привести к обрыву стержней или появлению
трещин в сжатой зоне железобетонного изделия.
Микропроцессорный прибор «ЭИН – МГ4» предназначен для оперативного
производственного контроля предварительного напряжения в арматуре ЖБКий
частотным методом.
Прибор автоматически выполняет расчеты заданного удлинения арматуры и
корректировки расстояния между анкерными головками.
В процессе измерений прибор автоматически производит несколько замеров
частоты колебаний арматуры, сравнивая их между собой. Отбирает достоверную
величину и преобразует ее в механическое напряжение в соответствии с
алгоритмом вычислений. Индикация результата измерения – цифровая, в Мпа.
10
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ПРЕДНАПРЯЖЕНИЯ
Для натяжения напрягающей
арматуры применяются
гидравлические домкраты.
При натяжении напрягающее усилие и
путь натяжения должны быть точно
измеряемыми.
В качестве плоскости сопротивления для
домкратов служат анкерные плиты
напрягающих элементов. Усилие
домкрата должно быть согласовано с
напрягающим усилием напрягающего
элемента, видом передачи усилия на его
поперечное сечение и видом его
заанкеривания.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Домкраты — натяжители арматурного каната
Порядок работы:
Уложить отрезки арматурного каната в каналы.
Пропустить канат через якорную станцию с установленными зажимными цангами удержания. При этом свободные отрезки должны быть не менее
длины натяжителя.
Свободные отрезки пропустить через натяжитель.
Включив насосную станцию на прямой ход, произвести натяжение при давлении, соответствующее расчетному усилию согласно таблице «усилиедавление» в паспорте.
Переключив насосную станцию на обратный ход, произвести возврат штока в исходное положение. При этом поджимающий цилиндр, воздействуя
на цанги удержания, зафиксирует канат.
Цикл повторить при необходимости.
Снять домкрат. Зажимная цанга удерживает в анкере канат в натяженном состоянии.
Натяжение арматурных
канатов
12

13. Домкраты-натяжители арматурного каната

СХЕМА НАТЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ НА УПОРЫ ФОРМЫ
Процесс натяжения
Предварительное напряжение должно происходить таким образом,
чтобы усилия сжатия по всему сечению бетона равномерно
увеличивались. Поэтому напрягающие элементы напрягаются один
за другим в последовательности, указанной в программе
напряжения.
Преднапряжение производится ступенчато. Если достигнуто полное
усилие преднапряжения, то концы стержней удерживаются на
местах
анкеровки,
и
после
этого
кожуховые
трубы
запрессовываются раствором.
Предназначены для укладки арматуры методом натяжения от 1 до 32 арматурных
канатов К7 диаметрами 12,7 и 15,2 мм , уложенных в формах ригеля
(каналообразователях) перед инъектированием (заполнением) канала бетоном
при создании предварительно напряженной арматуры железобетонных
конструкций.
Натяжитель представляет собой домкрат с полым штоком с гидравлическим
возвратом, имеющий зажимную цангу натяжения (1), и комплектуется сменной
якорной станцией (анкером) (2) с зажимной цангой удержания (3). Цанга
натяжения предназначена для захвата каната при натяжении. Цанга удержания
предназначена для удержания напряженного каната в якорной станции.
Оснащены дополнительным поджимающим цилиндром с поршнем (4), который
при возврате основного поршня, воздействуя на зажимную цангу удержания в
якорной станции (анкере), обеспечивает надежный зажим каната.
Домкраты-натяжители
арматурного каната
При механическом способе натяжения арматура растягивается осевой нагрузкой, создаваемой домкратами или другими натяжными
машинами. Натяжение арматуры производят в следующем порядке. Сначала арматуру натягивают до усилия, равного 50%
проектного напряжения причем осматривают зажимные устройства и расположение арматуры. Затем натяжение арматуры доводят
до величины, превышающей на 10% проектное натяжение, но не более 0,75 предела прочности проволоки при растяжении, и в таком
состоянии выдерживают в течение 5 мин, после чего натяжение снижают до проектной величины.
Отпуск напряженной арматуры (обжатие бетона) производят после достижения бетоном изделия необходимой прочности и проверки
заанкеривания концов проволоки в бетоне. Фактическая прочность бетона определяется испытанием контрольных образцов.
Прочность бетона ко времени отпуска арматуры составляет обычно 70% проектной прочности.
Отпуск натяжения на стендах осуществляют постепенно в 2—3 этапа. Если постепенный отпуск натяжения невозможен, то
натянутые проволоки разрезают симметрично относительно оси поперечного сечения, причем число одновременно разрезаемых
13
проволок составляет не более 10—15% общего числа.
Инъекционное оборудование
Инъекционное оборудование предназначено
каналообразователей цементным раствором.
для
заполнения
Технические характеристики
РАСТВОР ДЛЯ ЗАПРЕССОВКИ служит при преднапряжении с последующей связью для обеспечения связи и в качестве коррозионной
защиты. Он запрессовывается в трубы каналов таким образом, чтобы пустоты между преднапрягаемой арматурой и между
преднапрягаемой арматурой и стенкой канала были полностью заполнены. Это требует применения раствора, который обладает
достаточной текучестью и не осаждается при запрессовывании. Затвердевший раствор должен иметь прочность не менее 30 МН/м2, а
также быть плотным и, кроме того, морозостойким. В качестве раствора для запрессовки применяется смесь со значением В/Ц
допущенными для предварительно напряженного бетона добавками.
Запрессовка должна происходить как можно быстрее по условиям защиты от коррозии. Необходимо следить за тем, чтобы
температура в кожуховой трубе и в окружающем бетоне конструкции не была ниже +5 °С.
Процесс запрессовки должен проводиться с одной стороны непрерывно и без перерывов. Перед запрессовкой канал
напрягаемой арматуры промывается водой и продувается сжатым воздухом.
С помощью запрессовывающего насоса раствор под небольшим давлением медленно и равномерно подается прямо из
миксера или растворомешалки по насосному шлангу через запрессовочное отверстие в кожуховый канал. Запрессовочное
отверстие, как правило, находится в анкерной плите напрягающего элемента. Через трубочки для удаления воздуха, которые в
большинстве расположены в верхней части напрягающего элемента, можно наблюдать процесс запрессовки. Отверстия для
удаления воздуха будут закрываться, когда раствор продвинулся достаточно далеко. Если раствор выходит из отверстий для
удаления воздуха на противоположном конце напрягающего элемента при одинаково остающейся консистенции, то процесс
запрессовки может быть окончен.
14
Изображение
Напрягающих
элементов на
чертежах
15
Контрольные вопросы
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Принцип предварительно-напряженного бетона?
Назовите способы создания предварительного напряжения?
Какими способами выполняют растяжение арматуры?
Сущность электротермического способа натяжения арматуры?
Сущность механического способа натяжения арматуры на упоры
форм?
Сущность механического способа натяжения арматуры на упоры
стендов?
Сущность механического способа натяжения арматуры на бетон?
Назначение спирально-навивной арматуры в районе передачи
усилий?
Преимущества предварительно-напряженного бетона?
16

Предварительно напряженный бетон — Designing Buildings Wiki

Предварительно напряженный бетон — это конструкционный материал, который позволяет помещать в элементы заранее определенные инженерные напряжения, чтобы противодействовать напряжениям, возникающим, когда они подвергаются нагрузке. Он сочетает в себе высокую прочность бетона на сжатие с высокой прочностью на растяжение стали.

В обычном железобетоне напряжения воспринимаются стальной арматурой, тогда как предварительно напряженный бетон поддерживает нагрузку за счет индуцированных напряжений по всему элементу конструкции.Это делает его более устойчивым к ударам и вибрации, чем обычный бетон, и позволяет формировать длинные тонкие конструкции с гораздо меньшими площадями сечения, чтобы выдерживать эквивалентные нагрузки.

Предварительно напряженный бетон был запатентован сан-францисканским инженером П. Х. Джексоном в 1886 году, хотя он не стал общепринятым строительным материалом до 50 лет спустя, когда из-за нехватки стали в сочетании с технологическими достижениями предварительно напряженный бетон стал строительным материалом. выбора во время послевоенного восстановления Европы.

В настоящее время он широко используется для изготовления балок перекрытий, свай и шпал железных дорог, а также таких конструкций, как мосты, резервуары для воды, крыши и взлетно-посадочные полосы. Обычно предварительно напряженный бетон не требуется для колонн и стен, однако его можно экономично использовать для высоких колонн и высоких подпорных стен с высокими напряжениями изгиба.

Как правило, традиционный железобетон является наиболее экономичным методом для пролета до 6 м. Предварительно напряженный бетон более экономичен при пролётах более 9 м.Между 6 и 9 м необходимо рассмотреть два варианта в соответствии с конкретными требованиями, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Сталь

, используемая для предварительного напряжения, может быть в форме проволоки или арматуры, которые могут быть сгруппированы в кабели. Также можно использовать сплошные стержни.

Проволока изготавливается путем холодного волочения прутка из высокоуглеродистой стали через ряд переходных штампов. Диаметр проволоки обычно составляет от 3 до 7 мм и может быть круглым, гофрированным или зубчатым, чтобы обеспечить лучшую прочность соединения.Другая форма жилы — это жила, которая состоит из проволоки с прямым сердечником, вокруг которой спиралью намотана проволока, образуя такие форматы, как 7 проволок (6 на 1) и 19 проволок (9 на 9 на 1). Подобно жилам проводов, прядь может использоваться по отдельности или группами для формирования кабелей.

Процесс изготовления предварительно напряженного бетона может осуществляться путем предварительного или последующего натяжения.

Этот процесс включает в себя напряжение проводов или кабелей путем закрепления их на конце металлической формы, длина которой может достигать 120 м.Гидравлические домкраты нагружают провод по мере необходимости, часто добавляя 10% для компенсации ползучести и других потерь предварительного напряжения, которые могут возникнуть. Затем фиксируются боковые формы и бетон укладывается вокруг натянутых тросов. Бетон затвердевает и сжимается, захватывая сталь по всей ее длине, передавая напряжение от домкратов и создавая сжимающую силу в бетоне.

Когда бетон достигнет желаемой прочности, натянутые тросы снимают с домкратов. Типичная прочность бетона 28 Н / мм2 может быть достигнута при 24-часовом отверждении паром, а также при использовании добавок.

Для создания более коротких элементов разделительные пластины могут быть размещены в любой точке вдоль элемента, что при снятии позволяет разрезать проволоку.

Это соответствует методу, обратному предварительному натяжению, при котором бетонный элемент заливается, а предварительное напряжение происходит после затвердевания бетона. Этот метод часто используется, когда напряжение должно быть выполнено на месте после заливки компонента на месте или когда ряд сборных железобетонных элементов должен быть соединен вместе, чтобы сформировать требуемый элемент.

Провода, кабели или стержни могут быть размещены в установке перед бетонированием, но их сцепление с бетоном можно предотвратить с помощью гибкого воздуховода или резиновой оболочки, которая сдувается и удаляется после затвердевания бетона.

Напряжение выполняется после затвердевания бетона с помощью гидравлических домкратов, действующих с одного или обоих концов элемента. Из-за высоких местных напряжений в местах анкеровки в расчет обычно включается спиральная (спиральная) арматура.Когда необходимое напряжение достигнуто, провод или кабели закрепляют для поддержания предварительного напряжения. Концы агрегата заделаны цементным раствором для предотвращения коррозии из-за захваченной влаги и для облегчения распределения напряжений.

Крепления, используемые при последующем натяжении, зависят от того, должны ли сухожилия подвергаться нагрузке индивидуально или в группе. В большинстве систем используются разрезные конические клинья или кулачки, которые действуют против опоры или прижимной пластины.

Существует множество различных систем постнатяжения.Например, система Freyssinet позволяет одновременно натягивать стренги с помощью натяжных домкратов с центральным отверстием, закрепленных с помощью конических губок. Это подходит для элементов предварительного напряжения длиной до 50 м.

Система Macalloy, с другой стороны, предполагает приложение напряжения к бетону с помощью сплошного стержня, обычно диаметром 25-75 мм. Штанга закрепляется на каждом конце специальной гайкой, которая упирается в концевую пластину для распределения нагрузки.

К преимуществам предварительно напряженного бетона можно отнести:

К недостаткам предварительно напряженного бетона можно отнести:

[править] Внешние ссылки

• «Справочник по строительству зданий» (6-е изд.), ЧАДЛИ Р., ГРИНО Р., Баттерворт-Хайнеманн (2007)
• «Введение в гражданское строительство» (3-е изд.), Холмс, Р., Колледж управления недвижимостью (1995)

Предварительно напряженный бетон — обзор

25.7 Поведение предварительно напряженных бетонных балок

Предварительно напряженный бетон рассматривается в EC2 как часть железобетона, широкой группы материалов, от обычного железобетона и частично предварительно напряженных до полностью предварительно напряженных бетонных конструкций.Юджин Фрейсине считается «отцом» предварительно напряженного бетона. Его интерес к материалам и экспериментальная работа с начала 1900-х годов привели его к мысли, что предварительное напряжение — это практический подход к высококачественному бетону и высокопрочной стали. Только после Второй мировой войны предварительно напряженный бетон начал развиваться как практичный строительный материал. Создание в 1952 г. Международной федерации преконтрента (Federation Internationale de la Précontrainte) помогло распространить и популяризировать концепцию предварительно напряженного бетона.

Методы, приведенные в EC2, применимы ко всему спектру бетонных конструкций. Следует отметить, что часть 1 стандарта EC2 охватывает расчет предварительно напряженных железобетонных элементов с полностью скрепленными внутренними арматурами. Особые правила для внешних и несвязанных сухожилий будут рассмотрены в других частях EC2.

Принцип, используемый при проектировании предварительно напряженного бетона, заключается в том, что внутренним напряжениям, создаваемым заданной внешней нагрузкой, в желаемой степени противодействует приложение усилий предварительного напряжения.Это позволяет в полной мере использовать относительно высокую прочность бетона на сжатие. Из-за приложенных извне боковых нагрузок на балку возникают внутренние растягивающие и сжимающие напряжения, которые образуют внутреннюю пару, находящуюся в равновесии с приложенным извне моментом. При низких нагрузках или в элементах балки, изготовленных из материалов с аналогичной прочностью на растяжение и сжатие, внутренние растягивающие и сжимающие напряжения имеют одинаковые величины (в зависимости от формы и конфигурации поперечного сечения).Однако из-за относительно низкой прочности бетона на разрыв балка не сможет противостоять возникающим растягивающим напряжениям. В обычно армированных балках эта слабость при растяжении устраняется путем усиления растянутой области балки. В предварительно напряженных бетонных балках слабость при растяжении устраняется приложением продольной сжимающей силы, создающей внутренние сжимающие напряжения, которые уравновешивают в желаемой степени внутренние растягивающие напряжения. Таким образом, возникающие внутренние напряжения в основном связаны с сжатием.В зависимости от относительных величин внутренних сжимающих напряжений, вызванных силой предварительного напряжения, по сравнению с внутренними растягивающими напряжениями, возникающими из-за приложенных боковых нагрузок, растягивающие напряжения могут быть минимизированы или полностью исключены.

Сила предварительного напряжения обычно прикладывается изнутри через стальные тросы или стержни, которые закреплены или заблокированы на концах балки. Предварительное напряжение можно приложить к балке до или после затвердевания бетона. В первом подходе называют приложение усилия предварительного натяжения, как показано на рисунке 25.5. Натяжение тросов предварительного напряжения снимается с балки только после затвердевания бетона. В последнем подходе выравнивание тросов предварительного напряжения фиксируется с помощью каналов, помещенных в бетон, и тросы натягиваются только после того, как бетон достаточно затвердеет, как показано на рисунке 25.6.

Рисунок 25.5. Предварительно напряженная предварительно напряженная балка.

Рисунок 25.6. Предварительно напряженная балка, предварительно напряженная.

Основное различие этих двух подходов состоит в том, что предварительно натянутые кабели обычно выравниваются прямо, в то время как кабели с последующим натяжением могут иметь нелинейные профили.Однако, если требуется, в предварительно натянутой конструкции можно добиться множественных линейных совмещений. Метод предварительного натяжения идеально подходит для изготовления предварительно напряженных элементов из сборных железобетонных изделий, в которых отрезок кабеля предварительного напряжения предварительно натягивается с помощью ряда форм, размещенных по его длине для удержания бетона. Существует ряд запатентованных систем натяжения бетонных элементов.

Какая бы система не использовалась для предварительного напряжения, следует отметить, что будут некоторые потери в силе предварительного напряжения, которая изначально прикладывается или передается на устройство.Причины таких потерь варьируются от свойств бетона, таких как эластичность, ползучесть и усадка, до трения в используемой системе анкеровки и воздуховодов. Потери, возникающие после передачи, могут составлять порядка 20% силы, достигаемой при передаче. Потери, которые происходят до или во время переноса, составляют порядка 5–10% в зависимости от системы, используемой в системах предварительного и последующего натяжения.

Существуют приложения, для которых методы предварительного и последующего натяжения оказались подходящими.В общем, метод предварительного натяжения больше подходит для блоков с малым поперечным сечением, которые не могут легко разместить сравнительно громоздкие тросы после натяжения и анкерные концы. Предварительное натяжение особенно подходит и экономично для массового производства большого количества аналогичных единиц, таких как железнодорожные шпалы, балки перекрытий, балки, столбы, сваи и т. Д.

Подход к последующему натяжению более универсален и может повысить эффективность использование усилий предварительного напряжения. Потери меньше, и за счет изгиба кабелей вверх на опорах система предварительного напряжения увеличивает сопротивление элементов сдвигу.Однако в системе пост-натяжения необходимы воздуховоды и анкерные крепления для выполнения метода. Эта дополнительная стоимость неэкономична для небольших агрегатов, но для больших агрегатов пропорциональное увеличение невелико. Предварительное напряжение после предварительного напряжения успешно применяется в зданиях, мостах, морских нефтяных платформах и других инженерных сооружениях. Для многих конструкций предварительное напряжение может обеспечить экономичные и эстетически привлекательные бетонные решения.

Мосты из предварительно напряженного бетона

Мосты из предварительно напряженного бетона

Как построить мостовую балку из предварительно напряженного бетона? Сделайте краткий обзор процесса сборного железобетона.

Что такое предварительно напряженный бетон?

Основные марки бетона

Существует множество технических разновидностей современного бетона, но в исторических зданиях и мостах обычно используются три основных типа: простой или неармированный бетон, железобетон и предварительно напряженный бетон.

Бетон, как и камень, очень прочен на сжатие и хорошо работает, например, при использовании в качестве вертикальной колонны или опорной стойки.При использовании в горизонтальном положении в качестве плиты или балки бетон, как правило, может преодолевать лишь небольшие расстояния, прежде чем он начнет трескаться и разрушаться, если его не сделать толще. Глубина и вес простой бетонной балки вскоре становятся слишком большими и непрактичными для более длинных горизонтальных пролетов, необходимых в зданиях и мостах.

Строители узнали, что добавление металлических арматурных стержней в бетонную балку или плиту позволит перекрывать большие расстояния до образования трещин. В результате после 1900 года железобетон стал важным конструкционным материалом для строительства мостов.Практически весь современный бетон армируют металлом.

Вот несколько объяснений преднапряженного бетона и того, как он работает:

Предварительно напряженный бетон

Даже железобетон имеет ограниченную способность преодолевать расстояния до появления трещин и разрушения под нагрузкой. В годы перед Второй мировой войной европейские инженеры экспериментировали с новой системой обработки бетона, чтобы еще больше увеличить длину пролета при меньшем весе.Эта система стала известна как «предварительно напряженный» бетон, потому что к бетонной балке было приложено напряжение или напряжение, прежде чем она была помещена на место.

Один из первых инженеров, Густав Магнель, сравнил эту систему с удержанием ряда книг путем их плотного прижатия с каждого конца и подъема в воздух. Подобным образом бетонную балку можно было плотно удерживать с каждого конца с помощью стального стержня или троса. Бетонная балка является «предварительно напряженной», потому что напряжение создается до или «до» фактического использования балки при приложении рабочего напряжения.

Правильно спроектированная балка из предварительно напряженного бетона может охватывать большие расстояния, чем железобетонная балка, она тоньше, легче по весу и требует меньше бетона без трещин и разрывов.

Рис. 1. Вот рисунок бельгийского инженера Гюстава Магнеля, который объясняет предварительное напряжение, показывая, как ряд книг, плотно прижатых друг к другу, становится балкой, способной удерживать больше книг.

Рис. 2 — В апреле 1960 года журнал «Minnesota Highways» опубликовал этот рисунок, чтобы проиллюстрировать преимущества предварительного натяжения бетонной балки для предотвращения растрескивания под нагрузкой.

Виды преднапряженного бетона

Предварительно напряженный бетон создается с помощью одного из двух процессов: предварительного напряжения и предварительного напряжения.

Последующее натяжение

Самый простой тип балок из предварительно напряженного железобетона — это стальные тросы, которые плотно связывают ряд бетонных блоков встык. Это похоже на поднятие ряда книг, прижимая их вместе с каждого конца. Это называется «пост-натяжением», потому что бетонные блоки растягиваются после того, как они были произведены с помощью обычного процесса заливки бетонных блоков.Переносной гидравлический домкрат натягивает тросы, создавая необходимое натяжение.

Вместо использования отдельных блоков, можно было бы отлить один бетонный блок с трубами или кабелепроводом внутри для добавления натяжных тросов позже. Этот метод использовался на нескольких ранних мостах Миннесоты.
Система пост-натяжения требовала простого оборудования и могла быть выполнена практически в любом месте, в том числе на площадке моста. Фактически, первый мост из предварительно напряженного бетона в Миннесоте был подвергнут последующему напряжению.
Поскольку последующее натяжение ограничивалось меньшими балками и плитами, альтернативный метод предварительного натяжения стал отраслевым стандартом с первых лет.

Рис. 3 — Это деталь из первоначального инженерного плана 1957 года для конструкции плиты с последующим натяжением для моста 9065, первоначально расположенного на шоссе 61 к югу от Вайноны, но теперь замененного. Показаны пары поперечных сечений двух плит: нижняя пара относится к одной из двух плит на внешней стороне пролета и называется «фасцией» или внешними плитами.В правом нижнем углу показан разрез конца плиты, а в левом нижнем углу — центр плиты, показывающий центры цилиндрических полостей каждой плиты, что позволяет сэкономить бетон и вес. Верхняя пара от одной из внутренних плит, снова показывая конец вверху справа и центр вверху слева. Горизонтальный ряд точек чуть выше нижней части балки представляет собой местоположения стальных нитей, которые протягиваются через плиту после того, как бетон затвердеет, а затем растянут.

Предварительное натяжение

Предварительное напряжение — еще один способ предварительного напряжения бетона.При предварительном натяжении бетон заливается вокруг уже натянутых тросов и дает возможность затвердеть и удерживать тросы на месте. Когда бетон затвердеет и затвердеет, концы натянутых тросов обрезаются, и напряжение снимается с балки или плиты.

Все предварительно напряженные мостовые балки сегодня изготавливаются с использованием процесса предварительного натяжения, который является более сложным, чем процесс последующего натяжения. Предварительное натяжение требует строительства больших «литейных площадок», чтобы удерживать стальные тросы, называемые «пряди», в сильно натянутом состоянии, пока бетон заливается вокруг них в формах.

С предварительным натяжением производители создали балки и плиты гораздо большего размера. Станины были построены в длинных зданиях, похожих на фабрики, что позволяло производить круглогодичное производство в контролируемых условиях. Длина предварительно натянутых балок была ограничена транспортными ограничениями между заводом и площадкой моста, а также наличием кранов, способных поднимать балки на место. В отличие от стальных балок, которые можно было транспортировать более короткими секциями и скреплять болтами на площадке моста, предварительно напряженные бетонные балки приходилось перевозить на грузовиках с готовой длиной, и их нельзя было собрать из более коротких единиц.

Рис. 4 — Это деталь из первоначального инженерного плана 1958 года для конструкции предварительно натянутой балки для моста 6579 в Сент-Поле (теперь заменена). На нем показаны три поперечных сечения одной балки или балки. Слева (A-A) — вид с торца, а в центре и справа — два вида посередине. На чертежах показано, что балка имеет форму двутавра, за исключением концов, где она толще, чтобы предотвратить растрескивание. Точки на секциях обозначают расположение стальных прядей предварительного напряжения, которые проходят от одного конца до другого.Эти пряди залиты внутрь бетонной балки.

Первые мосты из предварительно напряженного бетона

Впервые в США: мост Уолнат-Лейн, Филадельфия, 1950 г.

Мост Walnut Lane в Филадельфии, построенный в конце 1950 года, считается первым крупным мостом из предварительно напряженного бетона в США. Мост спроектировали бельгийский инженер Гюстав Магнель и его ученик Чарльз Цольман. Каждая из предварительно напряженных бетонных балок была отлита на месте моста в виде единой детали.После того, как бетон затвердел и затвердел, кабель продлили конец в конец через предусмотренное отверстие. Подъемное устройство прикладывало натяжение к кабелю, который затем фиксировался на месте. В 1989-90 гг. Были заменены оригинальные балки и надстройка.

Рисунок 5 — Мост Уолнат-Лейн, Филадельфия, фотография из Исторического американского инженерного рекорда (HAER). На этой документальной фотографии, сделанной в 1968 году, показан пролет моста Уолнат-Лейн, состоящий из параллельной серии предварительно напряженных и предварительно напряженных бетонных балок, тесно выровненных друг с другом.Изображение получено из Библиотеки Конгресса США.

Впервые в Миннесоте: мост Лейк-Сити, Лейк-Сити, Миннесота, 1953 год

В 1952 году братья Норберт и Леонард Сукуп основали компанию Northern States Prestressed Concrete Co., чтобы построить первый мост из предварительно напряженного бетона любого типа в Миннесоте с использованием метода последующего натяжения. Они собрали ряды специально разработанных бетонных блоков, стянули их вместе в длинный ряд тросами и создали серию предварительно напряженных бетонных блоков-балок.Балки образовали пролет для моста, по которому движется местное движение от шоссе 61 США до лагеря бойскаутов за пределами Лейк-Сити. С тех пор мост был заменен.

Рисунок 6 — Строительство моста в Лейк-Сити в серии пронумерованных видов: (1) Балки из блоков, подвергнутых последующему натяжению, были собраны на заводе компании Northern States Prestressed Concrete Co. в Миннеаполисе и доставлены на строительную площадку моста недалеко от Лейк-Сити. , недалеко от шоссе. 61. (2) Крупным планом вид трех блочных балок, лежащих на земле рядом с работным домом.Натяжной трос виден сбоку от ближайшей балки. (3) Вид одной блочной балки на месте от центральной опоры до дальнего упора, идущей от камеры, при этом вторая балка опускается краном. (4) Все блочные балки на месте. (5) Рабочие на пролете блочной балки, готовятся к установке поперечных тросов, связывающих балки, бок о бок.

Рис. 7 — Это реклама компании Northern States Prestressed Concrete Co., с иллюстрацией их блочных балок, используемых для пролетов моста в Лейк-Сити. Сравните этот вид с фотографией балок на Рисунке 6 (см. Вид 2 вверху справа), на котором показана сторона блочной балки с прядью после натяжения на внешней стороне балки. Объявление из «Строительного вестника» от 6 августа 1953 г.

Первый в Миннесоте: мост 9053, Блумингтон, 1957 год

После моста в Лейк-Сити братья Соукуп построили завод для своей новой компании Prestressed Concrete, Inc.в растущем пригороде Розвилля, штат Миннесота, для изготовления предварительно напряженных бетонных балок. Чарльз Цоллман, который работал на мосту Уолнат-Лейн, консультировал братьев при проектировании их отливок для нового завода. На литейном заводе Roseville Soukups изготовили предварительно напряженные бетонные балки для зданий и мостов, включая первый в Миннесоте крупный мост из предварительно напряженного бетона, который соединит 94-ю улицу с новой автомагистралью Interstate 35W. Мост с оригинальными балками до сих пор ведет к 94-й улице и внесен в Национальный реестр исторических мест.

Рис. 8. Первый крупный мост из предварительно напряженного бетона в Миннесоте, Мост 9053, несущий 94-ю улицу над межштатной автомагистралью 35W в Блумингтоне, штат Миннесота.

Рис. 9. Реклама нового литейно-производственного завода братьев Соукуп, Prestressed Concrete, Inc., в послевоенном послевоенном поселке городов-побратимов Розвилля. Здесь изготовили предварительно напряженные бетонные балки для моста 9053.Разработанный для ограждения линейных литейных платформ, он состоял из длинного корпуса с вертикальным блоком для размещения бетоносмесительной установки, что позволяло круглогодично работать в условиях с контролируемым микроклиматом. Northwest Architect, май — июнь 1957 г.

Предварительно напряженные мосты и автомагистраль между штатами в 1950-е гг.

Созданная в соответствии с Законом о федеральных автомагистралях 1956 года, новая система межгосударственных автомагистралей потребовала строительства тысяч новых мостов по всей стране.Новые шоссе, спроектированные как автострады, не будут иметь никаких транспортных развязок. Все автомагистрали и железные дороги будут проходить над новыми автомагистралями между штатами или под ними. Поскольку дизайн новой автомагистрали между штатами был настолько единообразным и соответствовал оригинальной четырехполосной системе, большинство мостов были аналогичными по форме и длине. Эти требования идеально подошли к новой системе из предварительно напряженного бетона, которая с готовностью производила большое количество однородных балок, отлитых на удаленных заводах, в контролируемых заводских условиях, независимо от погодных и строительных условий.Кроме того, новые балки из предварительно напряженного бетона оказались конкурентоспособными по сравнению со стальными балками по размеру и стоимости, особенно когда в 1950-х годах сталь была дефицитной и дорогой.

Система Interstate System помогла создать крупную промышленность по производству предварительно напряженного бетона практически в одночасье. Те же самые заводы часто изготавливали балки, плиты и доски для крыш и полов, чтобы построить множество новых торговых центров, школ, стадионов, офисов и других структур в пригородах, к которым ведет автомагистраль между штатами.

Рис. 10. Эти эскизы межштатной автомагистрали демонстрируют согласованную конструкцию и размеры моста для пересечения четырех полос движения в различных ситуациях.Длина пролетов остается неизменной для моста за мостом.

Мосты из предварительно напряженного бетона в Миннесоте

Мосты исторические предварительно напряженные

Предварительно напряженный бетон для экологически чистой облегченной конструкции

Бетон имеет огромный углеродный след. Ежегодно производится миллиарды тонн бетона, поскольку это наиболее часто используемый строительный материал в мире.Как вы понимаете, производство требует огромного количества энергии. Ученые всего мира постоянно ищут новые способы сделать производственный процесс более экологичным.

Один из найденных способов улучшить прочность и долговечность бетона — это использование натянутых стальных арматурных элементов перед заливкой, которые можно высвободить для сжатия материала по мере его схватывания. Недавно группа ученых из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (EMPA) разработала инновационную версию этого метода предварительного напряжения для производства более легкого, но равного по прочности бетона.При широком применении этот прогресс может значительно сократить выбросы CO2.

Авторы и права: EMPA Кредит: EMPA

Технология предварительно напряженного бетона часто используется, когда материалу требуется выдерживать особенно высокие нагрузки, такие как мост или балка, когда натянутые стальные арматуры создают силы, которые сжимают материал изнутри.

При использовании этого метода возникают некоторые проблемы, поскольку стальные арматуры подвержены коррозии. Следовательно, бетон, залитый вокруг них, должен иметь определенную толщину с альтернативными арматурами из полимеров, армированных углеродным волокном (CFRP), которые устойчивы к коррозии.Этот метод позволил изготавливать бетонные элементы, которые значительно компактнее и обладают теми же свойствами.

Есть некоторые недостатки использования углепластика в качестве арматуры, в том числе, это дорого, сложно закрепить их на элементе, и они имеют свои пределы. Эти неудобства являются причиной того, что предварительно напряженный бетон, армированный углепластиком, не используется так часто, как предварительно напряженный бетон со сталью. «Если вы хотите подвергнуть эти арматуры из углепластика предварительное напряжение, чтобы иметь возможность строить еще более тонкие конструкции с более высокой несущей способностью, вы достигнете своих пределов», — пояснил д-р.Матеуш Выжиковски, член исследовательской группы.

Фото: EMPA

Ученые EMPA разработали формулу для бетона, армированного углепластиком, которая позволяет ему расширяться по мере затвердевания. Нет необходимости закреплять и натягивать арматуру, потому что бетон делает это сам по себе, в результате чего арматура остается в этом состоянии постоянно за счет приложения противодействующих сил к бетону и формирования сжимающего напряжения.

Доктор Выжиковски привел аналогию с бетоном:

Если кто-то обмотает руки резинкой и попытается их растянуть, резинка будет натянута, а руки будут испытывать сжатие от ленты.По аналогии, такой механизм будет производить сжатие расширяющегося бетона.

Результаты испытаний показали, что самонапряженный материал может выдерживать нагрузки, аналогичные обычному предварительно напряженному бетону, и примерно в три раза больше, чем предварительно напряженный бетон из углепластика.

Кредит: EMPA

Д-р Выжиковски сказал:

Мы можем не только строить более устойчивые конструкции, но и использовать значительно меньше материалов. Мы можем легко произвести предварительное напряжение в нескольких направлениях одновременно, например, для тонких бетонных плит или изогнутых бетонных оболочек.

Эта технология открывает путь к более компактным бетонным элементам, которые обладают значительной прочностью, предлагая новые возможности в облегченной конструкции.

Кредит: EMPA

Как это работает, какие типы?

• В новом самонапряженном бетоне, разработанном швейцарскими учеными, вместо стали используется углерод без анкерного крепления.
• Бетон — самый используемый строительный материал в мире — лот .
• Использование менее уязвимого углеродного волокна позволяет строителям использовать меньший объем бетона вокруг него.

---

Наконец, бетон может присоединиться к остальным в 2020 году, и прибудут предварительно напряженными .

В области бетона это термин, который обычно относится к способу ослабления натянутых стальных лент в высушиваемом бетоне с целью повышения его прочности. Теперь ученые из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (Empa) разработали способ использования идей предварительного напряжения без тяжелой стальной арматуры.

🔨 Вы любите пачкать руки.И мы тоже. Давайте вместе создадим крутые штуки.

Бетон — это гигантская промышленность, потому что он используется в строительстве больше, чем что-либо еще на Земле. Один только размер отрасли означает, что исследователи стремятся улучшить процесс производства бетона, от углеродного следа печей, обжигающих известь для производства цемента, до, в данном случае, замены тяжелой и дорогостоящей стали, которая может подвергаться коррозии внутри предварительно напряженных бетонных сегментов.

«В традиционной технологии предварительного натяжения арматура или арматура закрепляются с обеих сторон элемента перед заливкой бетона, подвергаются растяжению и снова отпускаются после застывания бетона», — говорится в заявлении Empa в заявлении .«Проблема: сталь подвержена коррозии. Следовательно, бетонный слой вокруг предварительно напряженной стали должен иметь определенную толщину ».

Углеродное волокно стало легкой и менее агрессивной альтернативой традиционной стали для предварительного напряжения, но с этим тоже есть проблема: дорогой . Сталь имеет определенные преимущества для оборудования и конструкции, поскольку она крепится к бетону, а армирование углеродным волокном требует специальных, более дорогих версий и более сложной работы.

📩 Сделайте свой почтовый ящик еще интереснее.

Какое же тогда решение для строителей, которым нужен прочный предварительно напряженный бетон с меньшими объемами и такой же структурной целостностью? Команда Empa разработала новую формулу, которая полностью устраняет необходимость в закреплении оборудования. Вместо этого балки из углеродного волокна окружены новой бетонной смесью, которая расширяется по мере затвердевания и сама прижимает углеродное волокно к предварительному напряжению. Дополнительного тензора нет.

Empa утверждает, что новая формула и структура являются большим благом для строительной отрасли.И, пытаясь встретить строителей там, где они находятся сейчас, в положении, когда попытаться полностью отклонить от бетона на было бы кошмаром, ученые идут по тому же пути, что и многие исследователи экологических материалов в 2020 году. настройка материалов, которые мы уже любим использовать, безусловно, более разумна, чем требовательные люди, которые чувствуют себя виноватыми за использование пластиковых пакетов для продуктов.

По словам Эмпа, бетон

уже является наименее дорогостоящим для окружающей среды из основных строительных материалов, но его масштабы и повсеместность означают, что продуманные действия могут еще больше снизить его.Цемент является основным ингредиентом бетона, и его производство требует обработки с очень высокой температурой, например обжига керамики.

Дополнительные стальные преднатягивающие элементы, окружающие бетон, конструктивно не требуются, кроме как для защиты от будущей коррозии. Уменьшение объема даже на 5 процентов будет иметь огромное значение.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Предварительно напряженный бетон — определение, метод, преимущества, недостатки

Что такое предварительно напряженный бетон?

Бетон выдерживает большое количество сжимающих напряжений, но имеет очень низкую прочность на растяжение. Из-за низкой прочности на разрыв бетон при максимальной нагрузке дает трещин .

Как следует из названия, предварительно напряженный бетон — это форма бетона, в которую перед нанесением вносятся внутренние напряжения, чтобы он мог противодействовать растягивающим напряжениям, возникающим в бетоне из-за внешней нагрузки.

Когда мы проектируем конструкцию из бетона , мы проектируем ее с расчетом на предел прочности, это означает, что в худшем случае конструкция не должна разрушиться.

Еще один важный критерий проектирования — не должно быть момента или прогиба при приложении нагрузки к конструкции.

Почему используется предварительно напряженный бетон?

Перед тем, как какая-либо бетонная конструкция разрушится, в бетоне образуются трещины, а затем конструкция разрушается и образуются трещины из-за прогиба или момента в конструкции.Когда вода вступает в контакт с этими трещинами, сталь подвергается коррозии.

Чтобы избежать этих трещин, увеличить прочность элемента и уменьшить прогиб, выполняется предварительное напряжение.

Под предварительным напряжением подразумевается натяжение арматуры.

, например, просто возьмем случай моста через реку, если мы попытаемся построить этот мост из традиционного бетона, тогда нам придется увеличить глубину пролета, чтобы под мостом не было достаточно места для прохода судов.Таким образом, чтобы получить меньшую глубину, более длинный пролет и большее предварительное напряжение прочности.

  Также прочтите  -   Plum Concrete - Purpose, Ratio, Specifications and Use   

Что такое предварительное напряжение?

Чтобы понять предварительное напряжение, см. Изображение ниже, когда мы прикладываем нагрузку к бетонному элементу, который изгибается следующим образом.

Вы можете видеть, что сжатие развивается в верхней части, а — растяжение. развивается в нижней части, и из-за этого удлинения в нижней части бетона появляются трещины.

Вот почему мы добавляем несколько стальных стержней в нижнюю часть и растягиваем ее так, чтобы она выдерживала большую часть напряжения и предохраняла бетон от растрескивания. Это называется предварительным напряжением, и этот тип бетона известен как предварительно напряженный бетон.

При предварительном напряжении арматуру растягивают вдоль оси и заливают бетоном.

После этого, когда сухожилия отпускаются, внизу создается сжатие, которое пытается уравновесить сжатие из-за нагрузки в верхней части балки .

Направляющие вверх силы по длине балки противодействуют эксплуатационным нагрузкам, прикладываемым к элементу.

Предварительное напряжение устраняет конструктивные ограничения обычного бетона и позволяет перекрывать перекрытия, мосты и стены зданий с более длинными пролетами без опоры.

Благодаря этой способности предварительно напряженный бетон используется в школьных аудиториях, торговых центрах, спортзалах, гаражах и кафетериях.

В настоящее время он обычно используется для изготовления балок перекрытий, свай и железнодорожных шпал, а также таких конструкций, как резервуары для воды и взлетно-посадочные полосы.

  Также прочтите -    Разница между предварительным и последующим натяжением     

Метод предварительного напряжения

• Предварительное натяжение
• Последующее натяжение

Что такое предварительное натяжение?

В процессе предварительного натяжения сталь растягивается перед укладкой бетона. Между двумя концами используется стальная проволока с высоким пределом прочности (предел прочности 2100 Н / мм2) или стальная проволока , которая растягивается до 70-80% от их предела прочности.

После этого бетон заливают вокруг сухожилий и дают ему затвердеть. Как только бетон набирает желаемую прочность, растягивающие силы снимаются.

Когда высоконапряженная сталь пытается сжаться, бетон сжимается, тогда бетон будет в постоянном состоянии, сохраняя предварительно напряженную прочность.

Как правило, предварительно напряженные бетонные элементы собираются на заводе и должны быть доставлены на строительную площадку.

Вместо стяжек или тросов для предварительного натяжения можно использовать стальные стержни с высокой прочностью на разрыв.Примерами сборных железобетонных изделий с предварительным натяжением являются железные дороги с свайным фундаментом, шпалы, электрические или осветительные опоры, пол, перекрытия, перегородка из труб и т. д.

  Также прочтите -    Соотношение бетонной смеси, типы, пропорции бетонной смеси и методы     

Что такое пост-натяжение?

При последующем натяжении сталь растягивается после затвердевания бетона, в отличие от работ по предварительному натяжению. Последующее натяжение обычно выполняется на строительной площадке.В случае последующего натяжения в бетонную конструкцию закладывается воздуховод.

Бетон отлит и дать застыть. Когда бетон достигает требуемой прочности, связки растягиваются и фиксируются анкерами.

Лишние концы жил срезаются, и канал заливается раствором и покрывается бетоном для предотвращения ржавчины.

Примеры — Дороги, мосты, железные дороги, туннели, плотины, фундаменты, здания, промышленные объекты, защитные резервуары, резервуары, подземные сооружения, аэропорты и морские порты, специальные сооружения или любые формы предварительно напряженных бетонных конструкций и т. Д.

Бетон, используемый для предварительно напряженных работ

Бетон, используемый для работ с предварительным напряжением, должен иметь кубическую прочность 35 Н / мм ² для системы с последующим напряжением и 45 Н / мм ² для системы предварительного напряжения.

  Также прочтите  -   Марка бетона и их применение   

Преимущества предварительно напряженного бетона

С помощью предварительно напряженного бетона можно построить гладкие и тонкие бетонные конструкции.за счет этого уменьшается собственная нагрузка на конструкцию.

• Уменьшен расход таких материалов, как бетон, сталь.
• Могут быть сконструированы более длинные пролеты и балки, что обеспечит беспрепятственную площадь пола и парковочные места.
• Обладает долговечностью.
• Возможность коррозии стали и последующего разрушения бетона снижена, поскольку бетон не имеет трещин.
• Предварительно напряженные бетонные мосты нелегко повредить огнем, они обладают превосходной огнестойкостью и низкими затратами на обслуживание по сравнению с железобетонными.
• Предварительно напряженный бетон обеспечивает большую устойчивость к нагрузкам и ударам.
• Прочность на сжатие бетона и прочность на разрыв стали используются в полной мере.

Недостатки предварительно напряженного бетона

• Для преднапряженного бетона требуется качественный плотный бетон повышенной прочности.
• Требуется высокопрочный бетон при производстве, укладке и уплотнении.
• Требуется высокопрочная сталь 2.В 5–3,5 раза дороже низкоуглеродистой стали.
• Процесс предварительного напряжения требует сложного натяжного оборудования и анкерных устройств, которые очень дороги.
• Конструкция из предварительно напряженного бетона требует очень хорошего контроля качества и надзора.
• Предварительно напряженный бетон требует квалифицированных рабочих.
• Предварительное напряжение неэкономично для коротких пролетов и легких нагрузок.

Почему для предварительного напряжения требуется высокопрочный бетон?

• Если бетон недостаточно прочен, он может растрескаться или разрушиться при растяжении с помощью арматуры, более того, высокопрочный бетон менее подвержен усадочным трещинам.Он имеет более высокий модуль упругости и меньшую прочность на ползучесть.
• Поскольку арматура прикладывает к элементу большие усилия предварительного напряжения, анкерные устройства создают в конце высокие опорные напряжения.
• Бетон с низкой прочностью не может удовлетворительно противостоять разрывным напряжениям на концах балки.
• Когда передача напряжения на бетон должна происходить за счет действия сцепления, бетон должен иметь высокое напряжение сцепления, которое может быть обеспечено высокопрочным бетоном.

  Также прочтите  -     Бетон номинальной смеси по сравнению с конструкционной смесью бетона     

Почему для предварительного напряжения требуется высокопрочная сталь?

Низкоуглеродистая сталь, используемая в обычном железобетоне, имеет предел текучести от 200 Н / мм от ² до 300 Н / мм ² .

Если используется такая сталь и даже если она подвергается нагрузке, скажем, 200 Н / мм ² на стадии растяжения, мы обнаруживаем, что из-за ползучести и усадки бетона остающееся чистое растягивающее напряжение будет чрезвычайно низким.

При проектировании предварительно напряженного бетонного элемента расчетная потеря предварительного напряжения из-за усадки бетона и ползучести бетона и стали составляет порядка 200 Н / мм ² .

Но сталь с высоким растяжением имеет предел прочности 2100 Н / мм ² , и если изначально, скажем, 1000 Н / мм ² , после вычета потери предварительного напряжения в арматуре все равно будет большое напряжение.

Часто задаваемые вопросы

Что подразумевается под предварительно напряженным бетоном?

Как следует из названия, предварительно напряженный бетон — это форма бетона, в которую перед нанесением вносятся внутренние напряжения, чтобы он мог противодействовать растягивающим напряжениям, возникающим в бетоне из-за внешней нагрузки.

Для чего нужен предварительно напряженный бетон?

Предварительное напряжение устраняет конструктивные ограничения обычного бетона и позволяет строить крыши, перекрытия, мосты и стены с более длинными пролетами без опоры. Благодаря этой способности предварительно напряженный бетон используется в школьных аудиториях, торговых центрах, спортзалах, гаражах и кафетериях.

Какие типы предварительно напряженного бетона?

По способу строительства различают два типа преднапряженного бетона.

Бетон с предварительным натяжением
Бетон с последующим натяжением

Каков основной принцип предварительно напряженного бетона?

Основной принцип предварительно напряженного бетона заключается в том, чтобы вызвать внутренние сжимающие напряжения с помощью высокопрочных стальных стержней в бетоне до приложения нагрузки, чтобы он мог противодействовать растягивающим напряжениям, возникающим в бетоне из-за внешней нагрузки.

Заключение

Итак, друзья, я надеюсь, что в этой статье я осветил всю информацию о предварительно напряженном бетоне .

Если вы что-то узнаете, обязательно поделитесь этим с кем-нибудь, кому это может пригодиться. Если вы хотите добавить какую-либо информацию, которая отсутствует в этой статье, вы можете указать ее в разделе комментариев.

Наконец, спасибо за чтение этой статьи.

Также прочтите

Каковы свойства свежего бетона?

Соотношение вода-цемент — определение, значение и расчет

Что такое удобоукладываемость бетона? — Факторы, влияющие на удобоукладываемость

OPC против PPC — разница между OPC и PPC Cement

Строительная смета в Excel — важность, подготовка

Смета строительных работ — метод длинных стен и коротких стен, метод осевой линии

Калькулятор стоимости строительства дома Excel Таблица

Затонувшая плита — использование, преимущества и недостатки

Предварительное и последующее натяжение в предварительно напряженном бетоне

🕑 Время считывания: 1 минута

На расчет конструкции из предварительно напряженного бетона влияет один из двух процессов: предварительное натяжение и последующее натяжение.Предварительное натяжение можно разделить на две категории, такие как линейное предварительное натяжение и круговое предварительное натяжение.

Предварительное и последующее натяжение в предварительно напряженном бетоне

Предварительное натяжение предварительно напряженного бетона

Предварительное натяжение выполняется путем напряжения проволок или жил, называемых арматурой, до заданной величины путем натяжения их между двумя анкерными креплениями перед укладкой бетона, как показано на рисунке 1. Затем укладывается бетон, и арматура сцепляется с бетоном по всей своей длине.После затвердевания бетона сухожилия освобождаются путем разрезания их в местах крепления. Сухожилия, как правило, восстанавливают свою первоначальную длину за счет укорачивания и в этом процессе передают через связывание сжимающее напряжение на бетон.
На сухожилия обычно воздействуют гидравлическими домкратами. Напряжение в сухожилиях поддерживается во время укладки и отверждения бетона путем закрепления концов сухожилий на опорах, которые могут находиться на расстоянии до 200 м друг от друга. Упоры и другая опалубка, используемые в этой процедуре, называются скамьей или станиной для предварительного напряжения.

Рис.1: Секция предварительного натяжения

Большинство методов строительства с предварительным натяжением запатентованы, хотя основной принцип, используемый во всех из них, является общим и хорошо известен.

Пост-натяжение предварительно напряженного бетона

Альтернативой предварительному натяжению является пост-натяжение. В балке, подвергнутой последующему натяжению, арматура подвергается напряжению, и каждый конец прикрепляется к бетонной секции после того, как бетон был залит и достиг достаточной прочности, чтобы безопасно выдерживать силу предварительного напряжения, как показано на рис.2.
В методе пост-натяжения арматуру покрывают смазкой или битумным материалом, чтобы предотвратить их сцепление с бетоном. Другой метод, используемый для предотвращения приклеивания арматуры к бетону во время укладки и отверждения бетона, заключается в заключении арматуры в гибкий металлический шланг перед помещением ее в формы. Металлический шланг называется оболочкой или воздуховодом и остается в конструкции.

Рис.2: Секция для дополнительного натяжения

После нагрузки на сухожилие пустота между сухожилием и оболочкой заполняется раствором.Таким образом, арматура сцепляется с бетоном и предотвращается коррозия стали.
Предварительное напряжение после напряжения может быть выполнено на месте. В определенных случаях эта процедура может стать необходимой или желательной. При больших нагрузках и больших пролетах в зданиях или мостах может быть очень сложно транспортировать элемент с завода по производству сборных железобетонных изделий на строительную площадку. С другой стороны, предварительное натяжение можно использовать как в сборном железобетонном строительстве, так и в монолитном строительстве.
При последующем натяжении необходимо использовать некоторые типы устройств для прикрепления или анкерного крепления концов арматуры к бетонной секции.Эти устройства обычно называют концевыми креплениями.