Конструирование предварительно напряженных конструкций
Предварительное напряжение железобетонных элементов производят путем натяжения арматуры и передачи ее реактивного давления на бетон с целью его обжатия. При конструировании предварительно напряженных конструкций необходимо установить» каким из двух методов будет выполняться предварительное напряжение:
натяжением на упоры, осуществляемым до бетонирования вытягиванием арматуры, которая закрепляется за упоры стенда, опалубки или формы, с последующим освобождением ее после бетонирования по достижении бетоном необходимой прочности; в результате арматура, стремясь укоротиться, обжимает бетон;
натяжением на бетон арматуры, располагаемой в каналах или пазах напрягаемой зоны готовой конструкции, с помощью приспособлений, опирающихся на конструкцию после достижения бетоном необходимой прочности; после натяжения арматуры в каналы нагнетают под давлением цементный раствор, а пазы заполняют бетоном.
Арматуру натягивают механическим, электротермическим, физико-химическим (самонапряжение расширяющегося цемента) и электромеханическим способами.
При механическом способе арматуру натягивают домкратами, рычагами, грузами, машинами. Укладка арматуры в форму и ее натяжение могут быть совмещены в одной операции при так называемом непрерывном армировании. Пустую форму ставят на поддон со штырями, расположенными в соответствии с проектным положением арматуры. На штыри надевают стальные трубки. На них машиной навивают проволочную арматуру до заданного напряжения, и конец проволоки закрепляют плашечным зажимом. Штыри на поддоне удерживают проволоку в натянутом состоянии. Затем элемент бетонируют. Когда бетон наберет достаточную прочность, форму с изделием снимают с поддона и арматура обжимает бетон.
Непрерывное армирование применяют также при навивке арматуры на цилиндрические стенки резервуаров и труб большого диаметра, которые выполняют с помощью навивочных машин.
При электротермическом способе напрягаемую арматуру нагревают электрическим током до температуры около 300°С и в нагретом состоянии закрепляют в упорах или на торцах затвердевшего железобетонного элемента. Упоры и торцы препятствуют укорочению арматуры при остывании, благодаря чему в ней создаются необходимые растягивающие напряжения.