Степень натяжения арматуры контролируется по показаниям тарированных манометров и по удлинениям арматуры или специальными приборами.

Другие механические устройства для натяжения арматуры - винтовые домкраты, грузовые натяжные и намоточные машины, применяемые для непрерывного арг

Рис. 6.5. Схема непрерывного армирования предварительно-напряженных конструкций на поворотном столе

/ - поворотный стол; 2 - напрягаемая обмотка; 3 - натяжная станция; 4 - механизм подачи н торможения проволоки; 5 - моток с проволокой

мирования, - менее совершенны, чем гидравлические домкраты. Довольно эффективен способ непрерывного армирования, предложенный проф. В. В. Михайловым. По этому способу навивка высокопрочной проволоки на упоры или непосредственно на затвердевший бетон конструкций производится на поворотном столе, схема которого показана на рис. 6.5. Этим способом изготовляют предварительно-напряженные конструкции с одноосным

Рис. 6.6. Удлинение арматуры прн нагревании электрическим током

И двухосным напряженным состоянием - балки, панели, трубы и т. д.

Непрерывное армирование напряженной обмоткой успешно применяют также при изготовлении предварительно-напряженных цилиндрических резервуаров, для чего используются специальные обмоточные передвижные машины.

Электротермический способ натяжения арматуры за последние годы получил значительное распространение благодаря простоте, экономичности и меньшей трудоемкости его по сравнению с механическим способом.

В настоящее время этим способом изготовляют примерно 75% выпускаемого предварительно-напряженного железобетона.

Сущность электротермического способа натяжения арматуры заключается в том, что арматурную заготовку (стержневую, проволочную или прядевую), нагретую электрическим током до получения требуемого удлинения, закрепляют в нагретом состоянии в жестких упорах или на торцах затвердевшего элемента. Упоры и торцы препятствуют укорочению заготовки при остыва-. НИИ, благодаря чему в ней возникают заданные растягивающие напряжения. Арматурную заготовку (рис. 6.6), предназначенную для натяжения на упоры форм, поддонов или стендов, снабжают по концам анкерами, расположенными так, чтобы расстояние между внутренними (опорными) плоскостями анкеров было на заданную величину меньше расстояния между наружными гранями упоров. Удлиненная заготовка должна свободно укладываться в нагретом состоянии между упорами. j

Максимальная температура нагрева не должна превышать для стержневой арматуры 350°, а для проволочной-300° С.

Электротермомеханический (комбинированный) способ натяжения сочетает в себе электротермический н механический способы натяжения, осуществляемые одновременно. При электротермомеханическом способе натяжения около 50% напряжения обеспечивается механическим натяжением и 50% при остывании нагретой проволоки. Это вдвое увеличивает производительность машин, облегчает их конструкцию, позволяет повысить контролируемое предварительное напряжение. Особенно эффективен этот способ при натяжении арматуры на затвердевший бетон криволинейных элементов, так как он позволяет снизить неравномерность натяжения и уменьшить потери натяжения в результате трения.

При физико-химическом способе натяжение арматуры достигается в результате расширения бетона, приготовленного на специальном напрягающем цементе (НЦ). Такой цемент состоит из двух компонентов. Структура первого из них - портландцемента - склонна при твердении в результате усадки сокращаться в объеме. Структура второго - расширяющегося компонента- способна при увлажнении сильно расширяться, компенсировать усадку портландцемента и создавать

лополпптсльное увеличение объема без ослабления и pa.•))yиJeния структуры бетона. При наличии арматуры возникает самонапряжение: арматура растягивается, а бетон в результате несвободного расширения сжимается. Этот весьма перспективный способ в нашей стране пока еще не нашел широкого распространения.

За последние годы в СССР самонапряженный железобетон применен в ряде конструкций и сооружений *.

§ 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

it

1. Материалы для предварительно-напряженных конструкций.

Бетон. Для предварительно-напряженных конструкций применяется обычно бетон марок 300, 400, 500, 600, 800; минимальная марка для тяжелых бетонов 200, для бетонов на легких заполнителях 150. Повышенную по сравнению с минимально допустимой марку бетона назначают не только для повышения несущей способности и трещиностойкости конструкций, но часто и для повышения сцепления арматуры с бетоном.

Проектную марку бетона R и его кубиковую прочность Ro при передаче напряжения на бетон назначают в зависимости от типа конструкции, вида бетона, класса и диаметра напрягаемой арматуры, а также от наличия или отсутствия анкеров. Значения R и Ro должны быть не менее приводимых в табл. 6.1.

Прочность бетона при его обжатии Ro должна составлять не менее 70% проектной марки R.

Арматура. В качестве напрягаемой арматуры применяют:

а) стержневую арматуру периодического профиля из горячекатаной стали классов A-IV, A-V и из упрочненной вытяжкой - А-Пв и А-Шв;

б) стержневую термически упрочненную арматуру периодического профиля классов At-IV, At-V диаметром

* В Новосибирске построено много сборных прямоугольных резервуаров для воды с самоиапряженными стыками; на высокогорном ледовом стадионе «Медео» (близ Алма-Аты) сооружена бесшовная железобетонная охлаждающая плита площадью 12,5 тыс. м; на Урале на опытной технологической линии выпускают самонапряженные железобетонные низконапорные трубы (до 0,5 МПа) и т. д.

Проектные марки бетона для предварительно-напряженных конструкций и кубиковая прочность бетона при его обжатии

10-25 мм, предназначаемую для армирования конструкций длиной до 12 м в массовых изделиях (многопустотные плиты перекрытий, ребристые плиты покрытий и перекрытий, опоры ЛЭП и др.);

в) проволоку высокопрочную гладкую класса В-П и периодического профиля класса Вр-П диаметром 3--8 мм;

г) пучки из высокопрочной гладкой проволоки или из семипроволочных прядей;

д) арматурные пряди класса П-7 номинальным диаметром 4,5-15 мм из высокопрочной проволоки диаметром 1,5-5 мм и класса П-19 с номинальным диаметром 7,5-20 мм из высокопрочной гладкой проволоки диаметром 1,5-4 мм;

е) витую арматуру из высокопрочной проволоки, получаемую свивкой двух или трех проволок;

ж) арматурные канаты двухпрядевые классов К2Х7 и К2Х19 и трехпрядевые классов КЗХ7 и КЗХ19, получаемые свивкой двух или трех 7-проволочных или 19-проволочных прядей;

з) стальные многопрядевые канаты (тросы) из проволок диаметром 1-3 мм.

Наиболее выгодным с точки зрения экономии стали и достижения высокой трещиностойкости конструкций является применение высокопрочной проволоки и изделий из нее и термически упрочненной арматуры.

В случаях, когда необходимо относительно большое сечение напрягаемой арматуры, вместо дисперсно расположенных отдельных проволок применяют армирование проволочными изделиями в виде пучков, прядей, канатов, занимающих меньше места в поперечном сечении конструкции.

Пучки применяют только в конструкциях с арматурой, натягиваемой на бетон. Прядевую и канатную арматуру можно применять в конструкциях с натяжением на бетон и на упоры. Витую арматуру в виде двух- и трехпроволочных прядей применяют для армирования конструкций с малыми нагрузками. При больших нагрузках более эффективны пряди и канаты из 7 и 19 проволок.

Не менее компактное, чем при армировании пучками и прядями, расположение арматуры, позволяющее избежать чрезвычайного развития сечения конструкции, а в изгибаемых конструкциях увеличивающее высоту сечения, может дать армирование стержнями из горячекатаной стали.

Арматуру предварительно-напряженных конструкций, не подвергаемую предварительному натяжению, выполняют из стали тех же видов и классов, которые применяют для обычных конструкций (без предварительного напряжения). Ненапрягаемую арматуру выполняют в виде отдельных стержней и хомутов или в

виде сварных сеток и каркасов; применение для этой цели высокопрочной проволоки не допускается.

2. Сцепление напрягаемой арматуры с бетоном. Анкерные устройства. В предварительно-напряженных конструкциях должно быть обеспечено надежное сцепление напрягаемой арматуры с бетоном.

Если на какой-либо стадии изготовления предварительно-напряженной конструкции надежное сцепление обеспечено быть не может, на концах напрягаемой арматуры необходимы анкеры; так, в конструкциях с натяжением на бетон установка анкеров обязательна во всех случаях, так как напрягаемая арматура, расположенная в каналах или снаружи в пазах, не имеет сцепления с бетоном, пока не затвердел раствор, инъецированный в каналы или заполняющий пазы.

В конструкциях с натяжением на упоры при напрягаемой арматуре периодического профиля (из высокопрочной проволоки и стержневой), прядевой и витой арматуре и при достаточно высокой марке бетона (300- 400) происходит самозаанкерование арматуры, обеспечивающее надежное ее сцепление с бетоном без применения анкеров. Напрягаемая арматура из гладкой высокопрочной проволоки должна быть снабжена анкерами и при натяжении ее на бетон, и при натяжении на упоры.

Типы анкеров весьма разнообразны. Некоторые, наиболее часто применяемые конструкции анкеров описаны ниже.

При устройстве анкеров на высокопрочной проволоке сварка не допускается.

В этом случае применяют анкеры в виде колец со штырями (рис. 6.7). В конструкциях, выполняемых методом непрерывного армирования, анкерами служат трубки, надетые на штыри поддона и остающиеся в теле конструкции (рис. 6.8). При натяжении проволоки на бетон ее начало и конец закрепляют зажимными плашками, болтами с гайками, шпильками, петлями и т. п.

Стержневую арматуру анкеруют с помощью приваренных коротышей (рис. 6.9,а), приваренных шайб (рис. 6.9,6), гаек, навинчиваемых на нарезанный конец стержня (рис. 6.9,в), головок, высаженных в горячем состоянии на конце стержня (рис. 6.9,г). При натяжении арматуры на упоры применяют, кроме того, ннвен-