Коэффициенты линейного термического расширения арматуры 4 страница

Минимально допустимое число измерений n, показывающее, в каком количестве стержней необходимо производить измерение напряжения, определяется из линейной интерполяции: при = 1, n = 8, при = 2, n = 25.

Статистическое регулирование процесса натяжения арматурызаключается в контроле и по мере необходимости корректировке параметров этого процесса по результатам выборочного контроля усилий натяжения стержней для технологического обеспечения требуемого качества напряженного армирования и предупреждения брака. Статистическое регулирование следует осуществлять с помощью контрольных карт средних арифметических значений и размахов величины напряжения арматуры. При этом контроль величины предварительного напряжения арматуры проводится один раз в смену в группе стержней (выборке) с последующим вычислением среднего арифметического значения и размаха (R).

R = s_sp,макс – s_sp,мин,

где s_sp,макс , s_sp,мин – наибольшее и наименьшее значение напряжения арматуры в выборке.

Полученные значения наносятся в виде отдельных точек на контрольные карты. Объём выборки должен быть постоянным и равным числу напрягаемых в форме стержней, но не менее 2 и не более 6. Если в форме напрягается только один стержень, выборка образуется из двух подряд взятых форм. Процесс натяжения следует считать протекающим нормально, если средние значения напряжения в выборке не выходят за границы регулирования К₊ и К _–, а размахи не выходят за границу К_R на карте R. Расчет границ регулирования производится по формулам:

К₊ = s_sp + Ар

К _– = s_sp - Ар

К_R = Dp,

где А и D – коэффициенты, зависящие от объёма выборки (числа контроли-руемых стержней),

p – величина допускаемых отклонений преднапряжения в отдельных стержнях.

Значения коэффициентов А и D определяются по табл.43

Таблица 43

Значения коэффициентов для определения границ регулирования

Границы регулирования устанавливаются: относительно средней линии, соответствующей проектному значению напряжения, а на карте размахов – относительно нулевой линии. Выход значения среднего напряжения или размаха за одну из границ регулирования сигнализирует о нарушении нормального хода процесса натяжения и отмечается на контрольной карте стрелкой. В этом случае необходимо проконтролировать внеочередную выборку. В случае повторного нарушения границ регулирования процесс натяжения арматуры должен быть остановлен до выяснения и устранения причин нарушения технологического режима. Изделия, изготовленные в течение последнего контролируемого периода, бракуются либо отпускаются по согласованию с организацией-проектировщиком под более низкую нагрузку.

В случае выхода среднего значения напряжения за одну из границ регулирования, а также если подряд 10 точек на карте окажутся по одну сторону от средней линии, необходимо произвести регулирование процесса натяжения арматуры, предварительно вычислив фактическую величину среднего напряжения по десяти последним выборкам (s_spс). При механическом натяжении с контролем по манометру гидродомкрата регулирование величины преднапряжения осуществляется путем корректировки величины задаваемого давления q₁ на величину Dq, определяемую:

Dq = q₁ (s_sp – s_spс) / s_spс.

При механическом напряжении с контролем по удлинению корректируется задаваемое удлинение Dl на величину Dl₁, мм, определяемую:

Dl₁ = Dl (s_sp – s_spс) / s_spс.

При электротермическом способе натяжения или групповом механическом с фиксированной величиной хода натяжной траверсы – путем изменения длины арматурных заготовок на величину Dl_з:

Dl_з = Dl_конд(s_sp – s_spс) Dl/ s_spс,

где Dl= l_у–l_з, Dl_конд – приращение отмеряемой длины на кондукторе.

Выход значения размаха за границу регулирования сигнализирует о снижении точности процесса натяжения – необходимо усилить технологический контроль.

При электротермическом способе натяжения и групповом механическом с фиксированной величиной хода натяжной траверсы рекомендуется ежесменно контролировать длину арматурных заготовок между опорными поверхностями анкеров и расстояние между упорами форм или стендов. Применению статистического регулирования должен предшествовать статистический анализ точности процесса натяжения арматуры.

Статистический анализ точности процесса натяжения арматуры. Точность процесса натяжения арматуры характеризуется коэффициентом точности Кт:

Кт = 2S/p £ 1,

где S – среднее квадратичное отклонение величины предварительного напряжения арматуры, МПа,

p – величина допускаемых отклонений преднапряжения в отдельных стерднях.

При невыполнении этого условия необходимо ужесточить технологический контроль. Для обеспечения высокой эффективности статистического регулирования рекомендуется наладить технологический процесс натяжения арматуры так, чтобы величина Кт не превышала 0,85. Статистический анализ должен проводиться на основании данных объединенной выборки объёмом не менее 50 проконтролированных стержней. При изменении технологии заготовки и натяжения арматуры (замене парка форм, натяжного оборудования или конструкции временных концевых анкеров на арматурных заготовках и т.п.) статистический анализ повторяется.

3.8 Передача предварительного напряжения арматуры с упоров на бетон (отпуск натяжения арматуры) производится после достижения бетоном передаточной прочности. Величина передаточной прочности должна обеспечить заанкеривание арматуры в бетоне и предотвращение сдвига арматуры относительно бетона, в результате которого в арматуре не останется предварительного напряжения при передаче напряжения на бетон. Величина передаточной прочности бетона регламентируется проектом, ГОСТом или техническими условиями на данный вид изделия в процентах от величины проектного класса или марки бетона изделия.

В зависимости от принятой технологии, вида изделий и класса арматуры могут быть приняты следующие способы передачи напряжения:

– плавный со скоростью снижения напряжения до 5 МПа/с при одновременной передаче всех арматурных элементов или группы с помощью домкратов, специальных устройств (клиновых, винтовых устройств, песочниц Рис. 68, 69), предварительным разогревом газокислородным пламенем или электрическим током на определенной длине (базе нагрева) с последующей обрезкой,

Рис.68 Схема песочной муфты.

Рис.69 Схема клинового устройства

– неплавный со скоростью снижения напряжения до 20 МПа/с поочередной обрезкой дисковой пилой, электродугой или газокислородным пламенем без предварительного медленного разогрева определенной длины.

Формы, вкладыши и другие устройства, которые могут воспрепятствовать продольному перемещению элементов вдоль стенда, должны быть распалублены или удалены, чтобы продольное перемещение изделий не встречало препятствий, или не происходило заклинивание изделий в формах и в другом оборудовании в процессе отпуска. Чтобы свести к минимуму возможную сдвижку изделий, отпуск арматуры рекомендуется осуществлять на обоих концах стенда. Для преднапряженных конструкций, имеющих отогнутую арматуру, передачу усилий обжатия следует производить только после извлечения штырей, фиксирующих точки перегиба (на штыри перед бетонированием надеваются трубки). При этом наиболее целесообразно осуществлять отпуск всей арматуры одновременно, в случае отсутствия такой возможности допускается отпускать в первую очередь отогнутую арматуру, а потом – прямолинейную. Порядок отпуска должен быть указан в технологической карте и на чертежах.

Отпуск натяжения канатной и проволочной арматуры следует осуществлять всегда плавно. При отсутствии оборудования необходимой мощности для одновременного отпуска натяжения передачу напряжений на бетон можно осуществлять неодновременно поочередно на полную величину в каждом арматурном элементе или их группах или ступенями, постепенно уменьшая напряжение.

Поочередную передачу натяжения арматуры рекомендуется производить симметрично относительно вертикальной оси поперечного сечения изделия, с одной или двух сторон. Порядок последовательности передачи напряжения указывается в технологических картах или в рабочих чертежах.

При изготовлении преднапряженных железобетонных конструкций, когда натяжение арматуры производится одновременно с помощью гидродомкрата, процесс отпуска напряжения осуществляется тем же гидродомкратом. В этом случае следует контролировать величину натяжения при подтягивании, которая должна быть минимальной, необходимой для освобождения стопорных гаек на силовых тягах. Контрольная величина вытягивания арматуры из бетона не должна превышать 0,1 мм и может фиксироваться с помощью индикаторов часового типа с ценой деления 0,01 мм, устанавливаемых на арматуре у торца изделия, ближайшего к гидродомкрату.

Для плавной передачи напряжения на бетон рекомендуются клиновые и винтовые приспособления, песочные муфты или плавный нагрев участков арматуры газокислородной горелкой. В процессе эксплуатации клиновых устройств их надежность уменьшается вследствие воздействия пара на рабочие поверхности при тепловлажностной обработке. Поэтому необходимо клиновое устройство защищать от такого воздействия, а для рабочих поверхностей использовать материалы, имеющие постоянные коэффициенты трения при повышенной влажности (типа фторопласта). В ряде случаев рекомендуется увеличивать угол клина, при котором для сдерживания его движения устанавливаются тормозные устройства. Песочные муфты при стендовой технологии могут использоваться как для одновременной, так и для неодновременной передачи напряжения на бетон. Песок используется прокаленный без глинистых примесей, его необходимо часто менять, так как после непродолжительной эксплуатации он измельчается и спрессовывается, а при отрицательной температуре – смерзается. Надежность работы песочных муфт при поочередном отпуске арматуры, а также при использовании их при симметричном расположении арматуры в сечении изделия зависит от центрального расположения муфт, так как при внецентренном расположении необходимо предусмотреть мероприятия против их перекоса или заклинивания. Кроме того, может иметь место несинхронная работа песочных муфт при групповом их расположении вследствие возможности неодновременного вытекания песка из разных муфт.

Предварительный разогрев арматурных элементов для плавной передачи натяжения, число этапов, база нагрева, и другие показатели должны подбираться в зависимости от числа арматурных элементов, в том числе канатов и их свободной длины. Оптимальным режимом плавного отпуска является разогрев всех канатов в течение не менее 4 минут. При этом каждый канат следует разогревать одним бензорезом поочередно в течение 5 с таким образом, чтобы прогревались все внешние проволоки на длине не менее 160 мм. Газовый аппарат нужно при этом устанавливать на режим разогрева. Разогрев и отпуск будут плавными, если при этом не будет происходить обрыв отдельных проволок в канате или всего каната. При плавном отпуске отдельные проволоки должны быть сплавлены, а неплавный отпуск приводит к распушиванию проволок каната. Место разогрева канатной арматуры не должно быть ближе 100 мм от торца конструкции. Оптимальным режимом плавного отпуска стержневой арматуры является нагрев на базе около 5 см (зависит от диаметра) в течение 4…5 с.

Кроме перечисленных плавных способов отпуска могут применяться и другие: электронагрев свободных участков арматуры с помощью сварочных трансформаторов, метод компенсационных диафрагм и другие, которые пройдут опытную проверку для конкретных условий.

При агрегатно-поточной технологии натяжение арматуры осуществляется на силовые формы, при этом тепловлажностная обработка создает тяжелые условия для работы спускных устройств. Для широкого применения с целью отпуска натяжения при изготовлении плитных конструкций рекомендуются поворотные приставки, которые при установке на них поддона поворачиваются, чем обеспечивается сближение упоров и полное снятие натяжения в арматуре.

Передаточная прочность бетона R_вр назначается на основании расчета, но должна быть не менее 11 МПа. В соответствии с ГОСТ 25192 средняя прочность бетона при этой величине и при коэффициенте вариации прочности бетона V = 13,5% равна :

R_вр = В / (1 – 1,64 V) = 11 / (1 –1,64 .0,135 ) = 14,0 МПа.

При использовании стержневой арматуры класса А-У1, арматурных канатов К-7 и К-19, а также проволоки без высаженных головок передаточная прочность должна быть не менее 15,5 МПа, а средняя прочность бетона при том же коэффициенте вариации равна 20 МПа.

Согласно СНиП 2.03.01-84* передаточная прочность бетона типовых преднапряженных конструкций массового заводского изготовления может быть менее 0,7 от принятого проектного класса (марки) бетона, но не должна составлять менее 50 % этой величины. Для ряда заводов ЖБИ целесообразен перевод типовых конструкций на пониженные значения передаточной прочности бетона. Такой перевод рекомендуется в следующих случаях:

– если завод ЖБИ не может получить в нормируемые сроки проектную передаточную прочность бетона,

– если отсутствует цемент необходимой марки (активности),

– при удлиненном цикле твердения бетона и при двух-трехсменной работе, требующей сокращенного цикла тепловлажностной обработки бетона.

В целях недопущения перерасхода цемента при нормируемом цикле тепловой обработки изделий 13…15 ч рекомендуется назначать передаточную прочность тяжелого бетона в долях от принятого класса (марки): для изделий из бетона В 15 (М200) – не ниже 0,7 от класса бетона, для изделий из бетона В 20 (М250) ­– не ниже 0,55 от класса бетона, для бетона В 25 (М350), В 30 (М400), В 35 (М400) ­ – 0,5, но не выше 0,65 от класса бетона, для бетона В 40 (М550) и выше – 0,5, но не выше 0,7 от класса бетона. При расчете действующих типовых конструкций (серий) с целью перевода их на пониженную передаточную прочность бетона рекомендуется пользоваться данными табл. 43, которая позволяет назначать уровень Rвр в зависимости от имеющегося на заводе цемента.

Таблица 43

Данные для перевода типовых железобетонных конструкций

на пониженную передаточную прочность

Перевод конструкций на пониженную прочность бетона проектировщику – автору проекта рекомендутся выполнять на основе многовариантных расчетов преднапряженных конструкций по двум предельным состояниям согласно СНиП 2.03.01-84*. При расчете конструкций по второй группе предельных состояний перебор комбинаций варьирования Rвр необходимо начинать с минимальных уровней. При переводе типовых конструкций на пониженную передаточную прочность рекомендуется передачу усилия обжатия бетона осуществлять плавно. Мгновенная обрезка канатной, а также стержневой арматуры класса А-У1 и выше при пониженных значениях передаточной прочности запрещается. При передаче усилия обжатия при изготовлении преднапряженных конструкций с пониженной по сравнению с проектной передаточной прочностью необходимо периодически контролировать величину втягивания арматуры в торцевой зоне бетона и проводить сравнения с данными табл. 44, 45,46.

Таблица 44

Допустимые величины втягивания каната при передаче

предварительного напряжения

Таблица 45

Допускаемые величины втягивания стержневой арматуры при передаче предварительного напряжения

Примечания к табл.45: 1) со второй по пятую колонки над чертой Rвр = 11,0 МПа, под чертой – 23,0 МПа, 2) с шестой по девятую колонки над чертой Rвр = 15,5 МПа, под чертой – 26,5 МПа, 3) с десятой по тринадцатую колонки над чертой Rвр = 19,0 МПа, под чертой – 30,5 МПа.

В случае превышения фактических величин втягивания по сравнению с табличными значениями, необходимо внести изменения в технологию процесса отпуска, увеличить передаточную прочность бетона или снизить уровень предварительного напряжения арматуры.

Таблица 46

Предельно допускаемые величины втягивания проволоки периодического профиля при отпуске натяжения

В торцевых зонах и на боковых участках конструкций (вдоль арматуры) не допускается появление продольных трещин.

Перед переходом завода на выпуск преднапряженных конструкций с пониженной передаточной прочностью бетона необходимо выполнить следующие мероприятия:

– внедрить статистический контроль определения прочности бетона по ГОСТ 18105, в том числе при оценке передаточной прочности бетона,

– осуществить организационные мероприятия по внедрению плавного отпуска предварительного напряжения арматуры,

– провести испытания конструкций, изготовленных с пониженной передаточной прочностью бетона, по ГОСТ 8829,

– перевод завода на выпуск изделий с пониженной передаточной прочностью бетона следует осуществлять с привлечением организаций – авторов проекта конструкций.

Снижение уровня передаточной прочности бетона для некоторых типовых преднапряженных конструкций позволяет сократить на заводе расход цемента, условного топлива или продолжительность цикла тепловлажностной обработки.