Спосіб виготовлення попередньо напруженої залізобетонної балки

Винахід відноситься до будівництва і може бути використане для виготовлення нового типу багатопролітних нерозрізних залізобетонних балок зі знакозмінним переднапругою вздовж арматурних стрижнів з високоміцної сталі. Технічний результат - створення способу виготовлення залізобетонних балок, при якому є можливість уздовж високоміцних арматурних стрижнів міняти знак переднапруги відповідно до знакозмінної епюри згинальних моментів від зовнішнього навантаження. Спосіб виготовлення попередньо напруженої залізобетонної балки включає установку у форму арматурного каркаса, закріплення його у формі, переднапруга поздовжньої арматури, заповнення форми бетонною сумішшю і відпустка напруги арматури після набору бетоном міцності, додатково при бетонуванні балки ділянки арматурних стрижнів, які слід піддати попередньому розтягуванню , залишаються оголеними і після набору бетоном достатньої міцності за допомогою нагвинчених на арматурні стрижні муфт здійснюється попереднє стиснення арматури на ділянках арматури, що стискаються від зовнішнього навантаження, і попереднє розтягування - на розтягнутих, при цьому в зоні дії попередньо стискаючої напруги в арматурі, що має останній не піддається попередньому розтягуванню. 9 іл.

Відомі залізобетонні нерозрізні багатопрогонові балки, армовані каркасами з невисокострокової сталі класу A-III або нижче (див. Байков В.М. і Сигалов Е.Є. Залізобетонні конструкції. Загальний курс. - М.: Будвидав, 1991. - С. 292- 312)та способи їх виготовлення. У таких балках, що виготовляються загальноприйнятими методами, через відсутність переднапруги можливе використання арматури класу не вище A-III, що призводить до перевитрати арматурної сталі та утворення та розвитку тріщин значної ширини.

Відомі також залізобетонні балки з попередньо розтягнутою арматурою за відсутності попередньо стиснутої і способи їх виготовлення (див. Будівельні конструкції. Підручник під ред. 125). Однак відомі способи їх виготовлення не дозволяють обмежити ділянку арматури, де додаткова напруга доцільна. Доводиться заводити попередньо розтягнуту арматуру в нерозрізних багатопрогонових балках у стислу зону, що погіршує умови роботи останньої.

Найбільш близьким є спосіб виготовлення залізобетонних балок, при якому попередньо розтягнута арматура розташовується біля грані, розтягнутої від зовнішнього навантаження, а попередньо стиснута - у протилежної грані (див. патент N 2120527, 1998, E 04 G 21/12). Цей спосіб розрахований виготовлення однопрогонових балок, де вся нижня грань від зовнішнього навантаження розтягується, а верхня стискається.

Однак він не може створювати знакозмінну напругу, що важливо при виготовленні багатопрогонових нерозрізних балок, в яких уздовж нижньої грані, так і вздовж верхньої знаки напруги чергуються.

Зазначимо, що попереднє стиснення високоміцної арматури стиснутої зони балок дозволяє збільшити граничні напруги стиснутої арматури на величину попереднього стиснення SPC, тобто. довести їх до значень Rsc+ SPC, що веде до суттєвого зниження витрати сталі. Попереднє розтягування арматури розтягнутої зони, як відомо, здійснюється для значногопідвищення тріщиностійкості балок.

Метою винаходу було створення такого способу виготовлення залізобетонних балок, при якому була б можливість уздовж високоміцних арматурних стрижнів міняти знак переднапруги відповідно до знакозмінної епюри згинальних моментів від зовнішнього навантаження.

Сутність винаходу полягає в тому, що спосіб виготовлення попередньо напруженої залізобетонної балки, що включає установку у форму арматурного каркаса, закріплення його у формі, переднапруження поздовжньої арматури, заповнення форми бетонною сумішшю та відпуск напруги арматури після набору бетоном міцності, додатково при бетонуванні балки ділянки арматурних стрижнів , які слід піддати попередньому розтягуванню або стиску, залишаються оголеними і після набору бетоном достатньої міцності за допомогою нагвинчених на арматурні стрижні муфт здійснюється попереднє стиснення арматури на стисканих від зовнішнього навантаження ділянках арматури і попереднє розтягування - на розтягнутих, при цьому в арматурі, що має зчеплення з бетоном, останній не піддається попередньому розтягуванню.

Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 - зображена схема армування балки, розташування оголених ділянок арматури та натяжних муфт; фіг. 2 - поперечний розріз А-А на фіг. 1; фіг. 3 - поперечний розріз Б-Б на фіг. 1; фіг. 4 - вид В-В (поперечна арматура умовно не показана) на фіг. 1; фіг. 5 - вигляд Г-Г (поперечна арматура умовно не показана) на фіг. 1; фіг. 6 - вузол Д на фіг. 1; фіг. 7 - об'ємна епюра згинальних моментів балки, завантаженої постійної (g) і тимчасової (v) рівномірно розподіленим навантаженням.

фіг. 8 - епюра переднапруг у нижній арматурі; фіг. 9 -епюра переднапруг у верхній арматурі.

Запропонований спосіб виготовлення залізобетонної нерозрізної багатопрогонової балки зі знакозмінним переднапруженням вздовж арматурних стрижнів пояснимо на прикладі двопрогонової балки, завантаженої рівномірно розподіленої постійної (g) та тимчасової (v) навантаженням.

Арматурний каркас складається з поздовжніх високоміцних стрижнів 1 і 3 (фіг. 1), що піддаються знакозмінному переднапрузі, а також укорочених ненапружених стрижнів 2 і 4, що встановлюються додатково на найбільш напружених ділянках балки в прольотах і над проміжними опорами.

Поздовжні арматурні стрижні об'єднуються у просторовий каркас за допомогою замкнутих хомутів 5 (фіг. 2 та 3).

Поздовжні стрижні 1 і 3, що піддаються переднапрузі, забезпечуються натяжними муфтами 6 (фіг. 6), обертання яких при створенні переднапруг здійснюється вручну поворотом важеля 7, що вставляється в отвір 8 муфти.

Після встановлення арматурного каркаса у форму балка бетонується, при цьому на ділянках 9 (фіг. 1-5) арматура з муфтами натяжними залишається оголеною.

Після досягнення бетоном достатньої міцності муфти 6 закручуються, створюючи попереднє стиск на одних ділянках арматури та попереднє розтягування на інших. При цьому контроль зусиль переднапруги може здійснюватися за кількістю обертів муфти та за допомогою деформометрів, що встановлюються на арматурних стрижнях. Зазначимо, що при попередньому стисканні арматурних стрижнів 1 і 3 їхня стійкість забезпечується прив'язкою в'язальним дротом до замкнутих хомутів 5 в місцях перегину.

Після створення необхідного напруги арматури ділянки 9 бетонуються, залишаючи відкритими лише вікна 10 біля муфт на попередньо розтягнутих арматурних стрижнях (фіг. 4 і 5). задосягненні набетонкою необхідної міцності шляхом зворотного обертання муфт 6 проводиться передача переднапруг з попередньо розтягнутої арматури на бетон, що веде до обтискання бетону та підвищення тріщиностійкості балки. Потім вікна 10 заповнюються бетоном.

На відміну від цього ділянки 9 з заздалегідь стиснутою арматурою після створення попереднього стиснення арматурних стрижнів бетонуються відразу повністю. Таким чином, до застосування зовнішнього навантаження до балки на цих ділянках в арматурі діють попередні стискаючі напруги а в бетоні напруги, що розтягують, і тріщини не виникають, що є одним з істотних переваг запропонованого способу виготовлення балок. У всіх відомих способах виготовлення залізобетонних елементів з попередньо стиснутою арматурою без порушення зчеплення арматури з бетоном при передачі переднапруг з арматури на бетон в ньому виникають напруги, що розтягують, і утворюються початкові технологічні тріщини, що погіршують технічні характеристики конструкцій (див. авт. св. СРСР4 NN 8 962545, 964087, 1231181, 1617119).

В результаті виконання зазначених операцій уздовж верхньої та нижньої поздовжньої арматури нерозрізної багатопрогонової залізобетонної балки встановлюються знакозмінні переднапруження відповідно до об'ємної епюри згинальних моментів від зовнішнього навантаження.

На фіг 7 показані: охоплююча епюра згинальних моментів 11; ділянки l1 і l2 з повною напругою арматури На фіг. 8 і 9 представлені знакозмінні епюри переднапруг відповідно вздовж нижньої та верхньої арматури, що складаються з ділянок з повною переднапругою та змінним на довжинах зон передачі переднапруг з арматури на бетон, рівних Спосіб здійснюється наступним чином Арматурний каркас, що складається зпоздовжніх високоміцних стрижнів 1, 3, укорочених ненапружених стрижнів 2, 4 і поперечних замкнутих хомутів 5, встановлюється у форму-опалубку, після чого остання заповнюється бетоном. При цьому ділянки арматури 9, піддаються переднапрузі, забезпечуються натяжними муфтами 6 і залишаються оголеними. При досягненні бетоном достатньої міцності за допомогою муфт 6 створюється попереднє стиснення арматури на одних ділянках та попереднє розтягування на інших. Після цього оголені ділянки арматури 9 бетонуються. При цьому залишаються вікнами 10 біля натяжних муфт на попередньо розтягнутих арматурних стрижнях. Після досягнення набетонкою необхідної міцності шляхом зворотного обертання муфт 6 проводиться передача переднапруження з попередньо розтягнутої арматури на бетон, що веде до його обтиснення.

Запропонований спосіб виготовлення переднапружених багатопрогонових нерозрізних залізобетонних балок дозволяє створювати вздовж високоміцної арматури знакозмінні переднапруги відповідно до епюри згинальних моментів від зовнішнього навантаження. Це забезпечує використання високоміцної арматури з максимальним ефектом, економію сталі та підвищення техніко-економічних показників.

Спосіб виготовлення попередньо напруженої залізобетонної балки, що включає установку у форму арматурного каркаса, закріплення його у формі, переднапруга поздовжньої арматури, заповнення форми бетонною сумішшю і відпуск напруги арматури після набору бетоном міцності, що відрізняється тим, що при бетонуванні балки ділянки арматурних стрижнів, які слід піддавати попередньому розтягуванню або стиску, залишаються оголеними і після набору бетоном достатньої міцності за допомогою нагвинчених на арматурні стрижні муфт здійснюється попереднє стиснення арматурина стисканих від зовнішнього навантаження ділянках арматури та попереднє розтягування - на розтягнутих, при цьому в зоні дії попередньої напруги стискання в арматурі, що має зчеплення з бетоном, останній не піддається попередньому розтягуванню.