Способы натяжения арматуры

Для создания предварительных напряжений в арматуре приме­няют следующие способы:

• механический — натяжение арматуры выполняется при помо­щи домкратов или натяжных машин;

• электротермический — к стержню арматуры подключается
электрический ток, и в результате короткого замыкания происхо­дит его разогрев (до температуры 300—350°С); стержень удлиня­ется и в удлиненном состоянии закрепляется на упорах, при ос­тывании в арматуре возникают напряжения;

• электротермомеханический — комбинация первых двух спо­собов; обычно после разогрева стержня он дотягивается до нужной длины; • физико-химический — с использованием самонапрягающихся бетонов. Такие бетоны увеличиваются в объеме при твердении и натягивают арматуру, т.е. происходит самонапряжение. Чаще всего применяются первые два способа натяжения арматуры.

Для закрепления арматуры на упорах применяют специальные анкерные приспособления. Наиболее простые анкерные устрой­ства для стержневой арматуры показаны на рис. 7.65.

4. Некоторые особенности армирования предварительно напря­гаемых элементов

Наиболее опасной для прочности бетона является зона пере­дачи напряжений на бетон длиной 1_Р (рис. 7.66, а);

(7.48)

где коэффициенты <о_р и \ принимаются по табл. 28 СНиП 2.03.01-84*;

R_bp — передаточная прочность бетона;

a_sp — величина предварительных напряжений в арматуре (см. ниже).

На длине зоны передачи напряжений принимают линейное изменение предварительного напряжения в арматуре от нуля у краев элемента до рабочих напряжений в сечении, расположен­ном на расстоянии 1_Р.

Взоне передачи напряжений от арматуры на бетон необходи­мо дополнительно упрочнять бетон. Это упрочнение производят постановкой дополнительной арматуры в виде арматурных сеток или спиралей. Арматурные сетки ставятся ближе к краю элемен­та вокруг предварительно напряженной арматуры, или предварительно напряженная арматура пропускается через четыре ряда сеток, установленных у торцов элемента либо она за­ключается в спираль, изготовленную из ненапрягаемой арматуры.

д) Напряжения в предварительно напряженной арматуре и по­нятие о расчете

Создаваемые искусственно предварительные напряжения в арматуре и бетоне имеют существенное значение для последующей работы элементов под нагрузкой. Поэтому величина предваритель­ного напряжения арматуры является важнейшей характеристи­кой напряженных элементов и обязательно указывается на рабо­чих чертежах. При небольшом предварительном напряжении варматуре и, следовательно, малом обжатии бетона эффект предварительного напряжения с течением времени может быть утра­чен вследствие потерь напряжений. При высоких напряжениях в арматуре, близких к сервисному сопротивлению арматуры, в про­волочной арматуре возникает опасность ее разрыва при натяже­нии, а в горячекатаной арматуре появляется опасность развития значительных остаточных (пластических) деформаций.

Напряжением в предварительно напряженной арматуре а₉ и способом его создания задаются перед началом расчета. Ориенти­ровочно напряжение в арматуре принимают (0,6—0,8)R_sxr, где K,ser~ сервисное сопротивление арматуры, равное нормативному сопротивлению арматуры (табл. 2.8). Принятое напряжение дол­жно удовлетворять требованиям:

(7.49)

Значение р при механическом способе натяжения арматуры принимается равным 0,05cj_sp, а при электротермическом и электротермомеханическом способах определяется по формуле

(7.50)

Где р - МПа; L— длина натягиваемого стержня (расстояния между наружными гранями упоров), м.

Как уже отмечалось, созданные в арматуре напряжения с те­чением времени уменьшаются — возникают потери напряжений. Значения потерь напряжений могут достигать 200—250 МПа, ихвеличина зависит от способа изготовления предварительно напря­женной конструкции и других факторов.

При определении некоторых потерь предварительного напряже­ния в арматуре необходимо знать нормальные напряжения обжа­тия бетона. Их определяют по приведенным характеристикам нор­мального сечения как для упругого тела. Приведение выполняют посредством коэффициента а = EJE_b, где Е, — модуль упругости арматуры; E_h — модуль упругости бетона. В общем случае предва­рительно напряженный железобетонный элемент в своем попереч­ном сечении может содержать арматуру, расположенную (рис. 7.67, б) в растянутой зоне бетона (A_s, A_sp — соответственно площадь сече­ния ненапрягаемой и напрягаемой арматуры), и арматуру, распо­ложенную в сжатой зоне бетона (A'_s, A'_sp — соответственно площадь сечения ненапрягаемой и напрягаемой арматуры).

Приведенные характеристики сечения:

• приведенная площадь сечения

• статический момент приведенного сечения относительно ра-
| стянутого волокна бетона

! где А — площадь сечения бетона;

S — статический момент площади приведенного сечения отно­сительно крайнего растянутого волокна бетона;

a_s, a'_s, a_sp, d_sp — соответственно для ненапрягаемой арматуры и напрягаемой арматуры — расстояния от центров тяжести армату-! ры до ближайших (верхней или нижней) граней элемента;

• расстояние от крайнего растянутого волокна бетона до цент­ра тяжести приведенного сечения

(7.53)

• момент инерции приведенного сечения

(7.54)

где y_s, У„ y_it>, у\_р — расстояния от центра тяжести приведенного сечения до центров тяжести соответственно ненапрягаемой и на­прягаемой арматуры.