Размеры стальных гильз для анкеровки канатов

Опрессовку производят на штампе, позволяющем получить после опрессовки анкерную гильзу квадратного или круглого сечения. Для сокращения длины гильз и увеличения коэффициента их трения на канат перед опрессовкой следует наносить слой кварцевого песка, а после опрессовки на выступающем конце каната высаживать в горячем состоянии анкерную головку, или конец каната приваривать к гильзе дуговой электросваркой. Это позволяет примерно в два раза сократить длину гильз и усилие их опрессовки. Для обеспечения равномерности натяжения группы канатов с опрессовкой гильзами расстояние между опорными торцами гильз должно отличаться от проектного не более чем на + 2 мм на 10 м длины арматурного элемента, а проволоки с высаженными головками – на + 1 мм при расстоянии между опорными частями головок 6 м.

Для анкеровки пакета проволочной арматуры применяются волновые зажимы (рис.45).

Рис. 45 Волновой зажим для арматурных пакетов. 1 – стягивающий болт, 2 – стопорный болт, 3 – внутренняя обойма, 4 – наружная обойма, 5 – зажимающая волнистая планка, 6 – отверстие для пресса.

Захватные устройства, зажимы и одноразовые анкеры должны надежно закреплять натянутую до заданного усилия арматуру, а при применении группы зажимов с одной анкерной плитой – обеспечивать равномерность натяжения арматуры. Зажимы и захватные устройства нужно располагать так, чтобы натягиваемый элемент не перегибался по всей длине, что позволяет повысить точность и равномерность натяжения арматуры и сократить ее отходы.

Контроль прочности временных концевых анкеров в виде высаженных головок, как и для стержневой арматуры, осуществляется путем их испытания на отрыв. В случае применения инвентарных зажимов и опрессованных гильз испытания производятся на выдергивание арматурных элементов из анкеров. Все испытания производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 10922, усилие выдергивания арматуры из временного концевого анкера или на отрыв должно быть для всех классов проволочной и канатной арматуры не менее усилия, соответствующего 0,9 s_в исходной стали.

Проволоку и канаты рекомендуется, как правило, применять без стыков. В случае необходимости допускается применение стыковки с расположением стыков вне конструкции или в пределах конструкций, не рассчитываемых на выносливость. При этом стык должен быть расположен на расстоянии не менее 1,5 м от торца изделия. Стыкование проволоки или канатов может осуществляться внахлестку с обмоткой соединения неотожженной вязальной проволокой диаметром 0,8…2 мм с плотным прилеганием витков друг к другу и усилием ее натяжения 30…50 Н при стыковке проволоки и 400…500 Н при стыковке канатов.

В случае обнаружения в канате обрыва проволок необходимо в месте их разрыва сделать две обвязки вязальной проволокой по 2…3 витка с таким расчетом, чтобы концы оборванной проволоки выходили за обвязку на расстояние не менее 15…20 мм. Количество оборванных проволок допускается не более одной по длине каждого арматурного каната и не более 10 % таких канатов от общего числа их в изделии.

Сборку арматурных элементов в пакеты, высадку анкеров или установку инвентарных зажимов, выравнивание арматурных элементов рекомендуется выполнять на постах заготовки арматуры.

Транспортировку и установку арматурных пакетов проволоки в формы рекомендуется выполнять с помощью кранов. Для этой цели на анкерных плитах следует предусматривать строповочные петли.

Для обеспечения проектного расположения арматуры в изделиях между формами длинных стендов необходимо устанавливать штырьевые или гребенчатые распределительные диафрагмы.

3.3 Механическое натяжение арматуры на упоры и на бетон. Технологические расчёты

Механическоенатяжение арматуры на упорыформ или стендовстержневой, проволочной и канатной арматуры может осуществляться силовыми механизмами (чаще всего гидродомкратами с насосными станциями) (рис.46) по одному элементу, группами элементов или непрерывной навивкой.

Рис.46 Схема гидравлического домкрата,

1 – цилиндр, 2 – поршень, 3 – шток, 4 – захват, 5 – упоры домкрата.

Натяжение арматуры может осуществляться с контролем задаваемого усилия и с контролем задаваемого удлинения. При натяжении арматуры по одному элементу с контролем задаваемого усилия величина предварительного напряжения может контролироваться:

– по показаниям манометра гидродомкрата:

, mS_п,

где величина контролируемого напряжения, н/мм² (МПа),

Р_н– усилие напряжения арматуры, н,

F_а – площадь сечения напрягаемой арматуры, мм²,

m – давление в гидросистеме домкрата (показания манометра), н/мм²,

Sп – площадь поршня гидродомкрата, мм²,

– по показаниям динамометра, включаемого в цепь гидродомкрата или напрягаемого стержня,

– по удлинению, исходя из закона Гука при упругом деформировании стали:

,

где Е – модуль упругости арматурной стали, МПа,

удлинение арматурного элемента при напряжении, мм,

начальная длина напрягаемой части арматурного элемента, мм.

При групповом натяжении арматуры с контролем по удлинению величина задаваемого удлинения может обеспечиваться:

– величиной перемещения натяжного устройства (захвата, траверсы),

– длиной арматурных заготовок при фиксированном (нерегулируемом) ходе натяжного устройства.

Механическое натяжение арматуры рекомендуется производить гидравлическими домкратами и специальными установками для непрерывной навивки. Допускается использовать для этих целей лебедку с динамометром и грузовые устройства с системой блоков и рычагов. Выбор способа натяжения арматуры (по одному элементу или группой стержней) следует осуществлять в зависимости от вида конструкции, расположения в ней напрягаемой арматуры, количества натягиваемых арматурных элементов и наличия оборудования необходимой мощности. При концентрированном расположении арматуры по сечению конструкции рекомендуется применять групповое натяжение арматуры. Если невозможно обеспечить выполнение требования о допускаемом отклонении по длине отдельных элементов при групповом их натяжении, то рекомендуется до натяжения выполнить предварительную подтяжку каждого арматурного элемента с усилием, не превышающим 10 % от проектного.

Механическое натяжение арматуры на стендах или силовых формах рекомендуется производить в три этапа:

– натяжение с усилием, равным 40…50 % от проектного, с проверкой правильности расположения напрягаемой арматуры, установкой закладных деталей, каркасов, сеток и окончательной сборкой формы;

– натяжение до величины усилия, равного 110 % от проектного (с перетяжкой на 10 %), выдерживание в течение 3…5 минут для проверки прочности анкеров и снижения в последующем потери напряжения от релаксации стали;

– снижение усилия натяжения до проектной величины.

Время натяжения арматуры определяется скоростью деформирования и напряжения стали, которые должны быть не более 20 см и 500 МПа в минуту. Необходимую величину усилия натяжения арматуры устанавливают в зависимости от количества одновременно натягиваемых стержней или проволок, их диаметра, заданного предварительного напряжения и потерь:

А) от деформации формы при неодновременном натяжении нескольких элементов,

Б) на трение в гидродомкратах и натягиваемой арматуры о форму, арматурные каркасы и устройства для оттяжки

В соответствии с ГОСТ 2511 сближение упоров форм при последовательном натяжении арматуры на них не должно превышать 0,0004 номинального размера между упорами. В зависимости от жесткости форм и суммарных усилий натяжения стержней при изготовлении различных марок изделий фактические относительные деформации xсближения расстояния между упорами форм находятся в пределах от 0,0002 до 0,0004, то-есть в среднем x = 0,0003. В каждом конкретном случае эта величина может быть уточнена замером фактических расстояний между упорами форм до натяжения арматуры (lу) и после натяжения (lн). Относительные продольные деформации формы определяются:

x = (lу – lн)/ lу.

При механическом последовательном натяжении отдельных стержней или групп стержней, расположенных в один или несколько горизонтальных рядов, потери напряжения от деформации форм будут максимальные в первом напрягаемом стержне, затем будут пропорционально уменьшаться в каждом последующем стержне. В последнем стержне, как и при групповом натяжении арматуры, потерь напряжения от деформации форм не будет. Потери напряжения (МПа) в каждом натягиваемом стержне определяются:

Ds_si = xЕ_s(n – i)/n,

где n – количество напрягаемых стержней,

Е_s – модуль упругости напрягаемой арматуры, МПа,

i – порядковый номер напрягаемого стержня.

При средних деформациях формы потери напряжений (МПа) последовательно натягиваемых механическим способом стержней приближенно рекомендуется определять:

Ds_si = 60(n – i)/n.

Следовательно, при натяжении арматуры на форму последовательно по одному стержню, к контролируемому проектному напряжению (s_sp) каждого стержня следует добавить потерю его напряжения от деформации формы (Ds_si). В случае, когда суммарные проектные напряжения и потери от деформации форм превышают предел текучести арматуры, необходимо стержни напрягать в два этапа: на первом этапе до s_sp, а после натяжения всей арматуры дополнительно натягивать на потери напряжений от деформации форм (Ds_si).

При контроле усилий натяжения арматуры по ее удлинению потери напряжения от деформации форм следует учитывать по величине сближения упоров формы после натяжения арматуры, или по относительным деформациям формы, умноженным на расстояное между ее упорами. Для форм длиной 6,5 м сближение упоров в среднем будет: x.lу = 0,0003.6500 =2 мм, для форм длиной 12,5 м оно будет равно 3,75 мм. При увеличении или уменьшении нагрузки по сравнению со средней сближение упоров от деформации форм длиной 6,5 м будет 1…3 мм, форм длиной 12,5 м – 2,5…5 мм. Если сближение упоров будет превышать предельные величины, то используемые силовые формы по жесткости не отвечают нормативным требованиям и требуют усиления.

В формах с подобранным положением центральной плоскости, которые не изгибаются при натяжении на них арматуры, арматурные элементы, симметрично расположенные относительно точки приложения равнодействующей усилий в напрягаемой арматуре, рекомендуется натягивать попарно.

При групповом натяжении арматуры с контролем по удлинению расчет величины необходимого эффективного перемещения натяжного устройства (т.е. без учета свободного хода) производится:

1 = D1о + D1ф + D1с,

где D1о – требуемое удлинение арматуры,мм,

D1ф – величина продольной деформации формы, мм,

D1с – суммарная величина деформации временных концевых анкеров, мм

Значения величин D1с, D1ф определяются в каждом случае опытным путем исходя из конкретных условий производства. Допускается при предварительных расчетах принимать величину D1с для изделий длиной примерно 6 м суммарно на оба анкера:

D1с = 2ms_sp,

где m = 0,002 мм³/Н для анкеров типа “обжатая шайба”;

m = 0,003 мм³/Н для анкера типа “высаженная головка”.

При использовании инвентарных зажимов НИИЖБ в качестве временных концевых анкеров для стержневой арматуры D1с = 2s,где s – смещение губок зажима относительно его корпуса, мм (по табл.9).

Сближение упоров формы D1ф на уровне центра тяжести напрягаемой арматуры после натяжения всей арматуры должно указываться в рабочих чертежах формы и проверяться опытным путем при натяжении арматуры. Для предварительных расчетов при длине изделий 6…12 м величину D1ф допускается принимать: 1…3 мм для форм с жестким упором, 3…4 мм для форм с поворотными упорами.

Значение требуемого удлинения арматуры D1о определяется:

D1о = К₁e_s1_з,

где К₁ – коэффициент, учитывающий погрешность измерительного инструмента, принимаемый К₁ = 1 – при регулируемой величине перемещения натяжного устройства, К₁ = 1,05 – при фиксируемой величине перемещения натяжного устройства,

e_s – относительное удлинение арматуры,

1_з – длина арматурной заготовки (расстояние между опорными повер-хностями концевых анкеров), мм.

Деформацию арматуры при ее натяжении рекомендуется определять с учетом действительной диаграммы растяжения стали. В случае отсутствия опытных данных допускается использовать для оценки деформаций стали при механическом натяжении уравнения среднестатистической диаграммы растяжения:

при s_sp > h₁s₀₂величинаe_s = e_sel + e_spl = s_sp/E_s + m(s_sp/s*₀₂ – h₁)² ,

Таблица 29

Среднестатистические показатели свойств напрягаемой арматурной стали

Допускается определять требуемое удлинение арматуры по формуле:

D1о = КК₁s_sp 1_з/ E_s,

где К – коэффициент, учитывающий упругопластические свойства арма- туры при механическом натяжении и определяемый по табл. 30

s_sp – проектная величина предварительного напряжения, МПа,

1_з – длина заготовки, мм,

E_s – начальный модуль упругости арматуры, МПа (см. табл.12)

Таблица 30

Значения коэффициента К

Натяжение арматуры диаметром 10…20 мм рекомендуется осуществлять групповым способом. При групповом натяжении с фиксированной (нерегулируемой) величиной перемещения натяжного устройства обеспечить требуемую точность предварительного напряжения арматуры сложнее, чем при натяжении с регулируемым ходом натяжного устройства или с контролем по показаниям манометра.

Для механического натяжения арматуры применяются гидравлические домкраты по ГОСТ 9828-78 (табл. 31), выпускаемые для этих целей машиностроительными предприятиями.

Таблица 31