Натяжение это в строительстве

Натяжение [tension] — растягивающее усилие, прикладываемое к переднему и/или заднему концу обрабатываемого (прокатываемого, протягиваемого, выправляемого и т.д.) материала. Эти усилия называются, соответственно, передним или задним натяжением. Натяжение характеризуют величиной удельного натяжения (натяжение на единицу площади полосы) и коэффициентом натяжения (отношение продольного растягивающего напряжения к пределу текучести прокатываемого металла), который при прокатке полос поддерживают на уровне 0,2 — 0,3. Полосы и ленты обычно катают со значительным передним и зададним натяжением, позволяющем увеличить обжатие за проход. Сортовые профили стремятся катать с минальным межклетевым натяжением, чтобы исключить колебания поперечного сечения металла:

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг . Главный редактор Н.П. Лякишев . 2000 .

Смотреть что такое «Натяжение» в других словарях:

НАТЯЖЕНИЕ — НАТЯЖЕНИЕ, натяжения, мн. нет, ср. 1. Действие по гл. натянуть натягивать. 2. Состояние по гл. натянуться натягиваться. Степень натяжения струны. Натяжение пружины.

Поверхностное натяжение

3. Срастание кромок кожи у раны (мед.). Первичное натяжение. ❖ Поверхностное… … Толковый словарь Ушакова

натяжение — растяжение; срастание, натяжка. Ant. сжатие, сжимание Словарь русских синонимов. натяжение сущ., кол во синонимов: 2 • натяжка (7) • … Словарь синонимов

НАТЯЖЕНИЕ — НАТЯЖЕНИЕ, я, ср. 1. см. натянуть, ся. 2. Срастание краев раны (спец.). Первичное н. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю.

Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

натяжение — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN strain … Справочник технического переводчика

натяжение — įtempimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. tension; tensioning vok. Anspannung, f; Spannung, f rus. напряжение, n; натяжение, n pranc. mise en tension, f; tensionnage, m … Fizikos terminų žodynas

натяжение — įtemptis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. tension vok. Spannung, f rus. натяжение, n pranc. tension, f … Fizikos terminų žodynas

натяжение — įtempis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Vidinių jėgų, atsiradusių dėl išorinių poveikių, intensyvumas kūno taške, plote, erdvėje. Jis išreiškiamas veikiančios jėgos ir ploto, į kurį veikia jėga, dalmeniu. atitikmenys: angl. stress vok.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Натяжение поверхностное — – натяжение, вызванное стремлением жидкости уменьшить свою поверхность, обусловленное действием молекулярных сил. [Физическая энциклопедия. В 5 ти томах. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.] Натяжение… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Натяжение арматуры — – создание в арматуре предварительно напряжённых конструкций растягивающего контролируемого напряжения. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Натяжение арматуры – технологическая операция при… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

натяжение арматуры — Создание в арматуре предварительно напряжённых конструкций растягивающего контролируемого напряжения [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительные изделия прочие EN reinforcement… … Справочник технического переводчика

Источник: metallurgicheskiy.academic.ru

Преднапряженная арматура в бетоне: особенности производства и применения

Традиционные железобетонные элементы иногда заменяются в строительстве более прочными аналогами, тоже выполненными из железобетона, но предварительно напряжёнными. Результатом становится улучшение характеристик и расширение функциональности материала. Благодаря особой технологии производства, преднапряженная арматура в бетоне лучше защищает материал от деформаций, дольше служит и может применяться для конструкций большого размера.

Особенности изготовления

Прочность бетона повышают с помощью арматуры, которая может быть ненапрягаемой и напрягаемой. Однако первый вариант представляет собой пассивное армирование бетона, не защищающие конструкции от изгибающих и особенно динамических нагрузок. Обеспечить более эффективную защиту позволяет растягивание арматурной стали в железобетонном изделии и её избавление от натяжения в процессе застывания бетонного раствора. Сжимаясь, арматура влияет на железобетон, увеличивая предел его растяжимости, благодаря суммированию двух деформаций – предсжатия и растяжения.

Существует 3 способа натяжения арматуры.

1. Механический – напряжение арматуры с помощью винтовых или гидравлических домкратов.
2. Электротермический – применяется электроток, с его помощью стальные пруты разогреваются и удлиняются.
3. Электротермомеханический – это одновременное применение механического и электротермического способа.

Требования к арматуре

В роли преднапряженной необходимо использовать классы арматуры с высокой прочностью и незначительной текучестью. С учётом небольших потерь преднапряжения при изготовлении железобетонных конструкций значение этого показателя устанавливается выше. Распространённые виды арматуры – холоднодеформированная и горячекатаная упрочнённая, арматурная проволока, сварные каркасы и канаты. Профиль арматурных элементов может быть периодическим и гладким. Какую арматуру использовать для армирования, зависит от того какую роль она играет в железобетонной конструкции.

1. Напряженная арматура. Располагается в продольном направлении. Применяют горячекатаную и термомеханически упрочнённую арматуру класса А800, А600 и А1000 периодического профиля, холоднодеформированную сталь класса Вр1200 до Вр1500, а так же канатную К1400, К1500 (К-7, К-19).
2. Ненапрягаемая. Она укладывается поперек продольной. Используют арматуру класса А500С, В500С, А1 (А240), А400, А300 и арматурную проволоку Вр-1.

Напрягаемая арматура должна быть в виде цельных стержней.

Рекомендации по бетону

Для создания предварительно напряженных конструкций применяются бетоны с такими характеристиками:

• плотность в пределах 2200–2500 кг/куб. м;
• класс прочности на осевое растяжение – не меньше 0,8;
• уровень прочности – не меньше 250–260 кг/кв. см (класс B20);
• марка водонепроницаемости – W2 и выше;
• морозостойкость – не ниже F50.

Какой класс бетона использовать зависит от класса напрягаемой арматуры. При отсутствии необходимых данных о бетоне, его класс можно определить спустя 28 дней после его заливки.

Преимущества и недостатки материала

Причинами использования предварительно напряжённого железобетона могут стать такие преимущества армированных конструкций:

• высокий уровень защиты материала от образования трещин и коррозии – важный параметр для сооружений, постоянно находящихся в контакте с водой;
• уменьшение сечения и веса железобетона в пределах 30%;
• снижение расхода стальной арматуры на 40%;
• повышение сопротивления динамическим нагрузкам;
• увеличение огнестойкости построек;
• повышение эксплуатационного срока конструкций – особенно, при использовании сборно-монолитных блоков.

Кроме плюсов, у конструкций с применением предварительного напряжения есть и несколько серьёзных минусов. В том числе – сложность контроля армирования готовых элементов, трудоёмкий процесс изготовления и необходимость привлечения квалифицированных мастеров. Вес конструкций увеличивается по сравнению с железобетоном, изготовленным по традиционной технологии, но этот недостаток устраняется использованием пустотных конструкций и лёгких заполнителей.

Применение в строительстве

Предварительно напряжённый железобетон применяют в разных сферах строительства, изготавливая из него такие объекты:

• высотные башни, в том числе телевизионные;
• перекрытия с большим пролётом производственных и жилых зданий;
• резервуары для очистных сооружений;
• гидротехнические сооружения, в том числе, плотины, каналы и шлюзы;
• мосты с широкими пролётами;
• колонны и столбы электропередач;
• корпуса атомных реакторов и ограждения атомных электростанций.

Из этого же материала изготавливают подпорные стены и ограждающие панели. Подходит он и при необходимости усиления фундаментов зданий и лестничных маршей, построек и помещений, расположенных в сейсмоопасных и взрывоопасных районах. А для дополнительного повышения прочности каркасов зданий и тоннелей пользуются сборно-монолитными конструкциями, собранными из отдельных железобетонных элементов.

Изделия из преднапряжённого железобетона характеризуются большим количеством плюсов, что позволяет широко применять их в строительстве. А недостатки в основном связаны с недостаточным качеством изготовления, и могут компенсироваться ответственным отношением к производству. Чтобы избежать проблем и получить не только повышенную прочность, но и длительный срок эксплуатации, стоит доверять создание таких железобетонных конструкций профессионалам.

Источник: vseoarmature.ru

Предварительное напряжение арматуры это натяжение

Компания «СТЭФС» оказывает услуги по натяжению арматуры. Мы предлагаем комплексные решения для монолитного строительства и объектов разного функционального назначения.

В ЖБИ преднапряжение арматуры (канатов), расположенной в нижней части конструкций, компенсирует растягивающие усилия. Учитывая, что возникающие деструктивные воздействия имеют, помимо статической, динамическую природу (знакопеременные нагрузки), то при расчете и проектировании объектов промышленно-гражданского строительства необходимо руководствоваться действующей нормативной документацией.

Сопротивление арматуры изгибу, вызываемое натяжением, суммируется с усилием сжатия вышележащих слоев. Подавляя силы, работающие на растяжение, преднапряженный бетон обнуляет деформацию, предупреждает образование и развитие трещин.

Укрупненные расценки на монолитные работы с преднапряженным железобетоном

Устройство бетонной подготовки

Устройство подпорных стен

Устройство колонн и пилонов

Устройство лестничных маршей и площадок

Основные методы преднапряжения арматуры

В современном строительстве практикуется несколько методов получения преднапряженного железобетона:

• механический;
• электротермический;
• электротермомеханический.

Выбор конкретного решения осуществляется на основании имеющегося бюджета, технологических потребностей и функционального назначения объекта.

Первый способ может осуществляться на упоры поддона или формы, а также непосредственно на бетон конструкции (конструктивного элемента). Производится гидравлическими и винтовыми домкратами, а также более простым методом — лебедками и полиспастами. Контролируя процесс натяжения арматуры динамометром, усилие плавно доводят до половины от проектных значений. После проверки правильности размещения деталей его кратковременно повышают на 110% от нормы, через 3–5 мин возвращая к 100%.

Электротермический способ получения преднапряженного бетона производят током, фиксируя на упорах поддона (формы) разогретые стержни. После остывания заданные растягивающие усилия воспринимаются затвердевшим материалом. Что касается электротермомеханического способа преднапряжения бетона, то предварительное натяжение канатов (проволоки, прядей) осуществляется армирующими машинами, которые навивают арматуру на упоры стенда. Метод применим для изготовления радиальных и сферических ЖБИ. Навивка чаще всего осуществляется посекционно.

Если во время натяжения арматуры приложить слишком большое усилие, это способствует образованию трещин (обрывов) напрягаемых элементов, а его понижение снижает трещиностойкость и несущую способность конструкции. Поэтому девианта должна быть в пределах 10% от проектных значений. Учитывая, что эти показатели при создании преднапряженного железобетона электротермическим способом можно проконтролировать только после остывания напрягаемого элемента, усилие натяжения арматуры должно находиться в пределах 20% от проектного.

В зависимости от способа физико-механические параметры арматуры можно проконтролировать динамометром или манометром методами измерения удлинения, поперечной оттяжки или измерения частот.

Требования к арматуре для натяжения

Предварительное натяжение арматуры позволяет существенно увеличивать прочностные и несущие характеристики железобетонных конструкций, усиливая их и повышая трещиностойкость. Однако для этого необходимо обеспечить точное соответствие элементов ряду требований.

Технологические свойства обеспечиваются химическим составом материала, способом производства и обработки изделий. Основные требования к арматуре для преднапряжения конструкций:

• отсутствие расслоений;
• соответствие диаметра накладной и сортаменту;
• чистота поверхности — без следов коррозии и повреждений;
• правильность формы поперечного сечения;
• отсутствие заусениц, трещин, полостей.

В связи с технологическими особенностями современного строительства с использованием предварительно натяженной арматуры, кроме основных требований касательно прочности, деформативности и адгезии с бетоном, существуют дополнительные. К этой группе относятся показатели свариваемости, морозостойкости, усталостной прочности, пластичности и коррозионной устойчивости.

Постоянно возрастающие требования к качеству выводят на первый план экономическую эффективность и надежность использования того или иного типа арматурного проката в преднапряжении. Поэтому очень важно подбирать материалы, полностью соответствующие заявленным стандартам и проектным характеристикам.

Преднапряженная арматура в бетоне: особенности производства и применения

Традиционные железобетонные элементы иногда заменяются в строительстве более прочными аналогами, тоже выполненными из железобетона, но предварительно напряжёнными. Результатом становится улучшение характеристик и расширение функциональности материала. Благодаря особой технологии производства, преднапряженная арматура в бетоне лучше защищает материал от деформаций, дольше служит и может применяться для конструкций большого размера.

Особенности изготовления

Прочность бетона повышают с помощью арматуры, которая может быть ненапрягаемой и напрягаемой. Однако первый вариант представляет собой пассивное армирование бетона, не защищающие конструкции от изгибающих и особенно динамических нагрузок. Обеспечить более эффективную защиту позволяет растягивание арматурной стали в железобетонном изделии и её избавление от натяжения в процессе застывания бетонного раствора. Сжимаясь, арматура влияет на железобетон, увеличивая предел его растяжимости, благодаря суммированию двух деформаций – предсжатия и растяжения.

Существует 3 способа натяжения арматуры.

1. Механический – напряжение арматуры с помощью винтовых или гидравлических домкратов.
2. Электротермический – применяется электроток, с его помощью стальные пруты разогреваются и удлиняются.
3. Электротермомеханический – это одновременное применение механического и электротермического способа.

Требования к арматуре

В роли преднапряженной необходимо использовать классы арматуры с высокой прочностью и незначительной текучестью. С учётом небольших потерь преднапряжения при изготовлении железобетонных конструкций значение этого показателя устанавливается выше. Распространённые виды арматуры – холоднодеформированная и горячекатаная упрочнённая, арматурная проволока, сварные каркасы и канаты. Профиль арматурных элементов может быть периодическим и гладким. Какую арматуру использовать для армирования, зависит от того какую роль она играет в железобетонной конструкции.

1. Напряженная арматура. Располагается в продольном направлении. Применяют горячекатаную и термомеханически упрочнённую арматуру класса А800, А600 и А1000 периодического профиля, холоднодеформированную сталь класса Вр1200 до Вр1500, а так же канатную К1400, К1500 (К-7, К-19).
2. Ненапрягаемая. Она укладывается поперек продольной. Используют арматуру класса А500С, В500С, А1 (А240), А400, А300 и арматурную проволоку Вр-1.

Напрягаемая арматура должна быть в виде цельных стержней.

Рекомендации по бетону

Для создания предварительно напряженных конструкций применяются бетоны с такими характеристиками:

• плотность в пределах 2200–2500 кг/куб. м;
• класс прочности на осевое растяжение – не меньше 0,8;
• уровень прочности – не меньше 250–260 кг/кв. см (класс B20);
• марка водонепроницаемости – W2 и выше;
• морозостойкость – не ниже F50.

Какой класс бетона использовать зависит от класса напрягаемой арматуры. При отсутствии необходимых данных о бетоне, его класс можно определить спустя 28 дней после его заливки.

Преимущества и недостатки материала

Причинами использования предварительно напряжённого железобетона могут стать такие преимущества армированных конструкций:

• высокий уровень защиты материала от образования трещин и коррозии – важный параметр для сооружений, постоянно находящихся в контакте с водой;
• уменьшение сечения и веса железобетона в пределах 30%;
• снижение расхода стальной арматуры на 40%;
• повышение сопротивления динамическим нагрузкам;
• увеличение огнестойкости построек;
• повышение эксплуатационного срока конструкций – особенно, при использовании сборно-монолитных блоков.

Кроме плюсов, у конструкций с применением предварительного напряжения есть и несколько серьёзных минусов. В том числе – сложность контроля армирования готовых элементов, трудоёмкий процесс изготовления и необходимость привлечения квалифицированных мастеров. Вес конструкций увеличивается по сравнению с железобетоном, изготовленным по традиционной технологии, но этот недостаток устраняется использованием пустотных конструкций и лёгких заполнителей.

Применение в строительстве

Предварительно напряжённый железобетон применяют в разных сферах строительства, изготавливая из него такие объекты:

• высотные башни, в том числе телевизионные;
• перекрытия с большим пролётом производственных и жилых зданий;
• резервуары для очистных сооружений;
• гидротехнические сооружения, в том числе, плотины, каналы и шлюзы;
• мосты с широкими пролётами;
• колонны и столбы электропередач;
• корпуса атомных реакторов и ограждения атомных электростанций.

Из этого же материала изготавливают подпорные стены и ограждающие панели. Подходит он и при необходимости усиления фундаментов зданий и лестничных маршей, построек и помещений, расположенных в сейсмоопасных и взрывоопасных районах. А для дополнительного повышения прочности каркасов зданий и тоннелей пользуются сборно-монолитными конструкциями, собранными из отдельных железобетонных элементов.

Изделия из преднапряжённого железобетона характеризуются большим количеством плюсов, что позволяет широко применять их в строительстве. А недостатки в основном связаны с недостаточным качеством изготовления, и могут компенсироваться ответственным отношением к производству. Чтобы избежать проблем и получить не только повышенную прочность, но и длительный срок эксплуатации, стоит доверять создание таких железобетонных конструкций профессионалам.

Вопрос 26 Сущность предварительного напряжения арматуры, способы и методы создания предварильного напряжения в железобетонных конструкциях

Малая прочность бетона на растяжение, составляющая 1 /10— 1/ 15 его прочности на сжатие, является причиной образования трещин в бе­тоне растянутых зон элементов железобетонных конструкций при экс­плуатационных нагрузках.

Значительное раскрытие трещин, нередко достигающее 0,2—0,3 мм и более, во многих случаях опасно с точки зрения коррозии арматуры. Придание арматуре периодического профиля несколько уменьшает рас­крытие трещин, однако этого свойства железобетона полностью не устраняет.

С развитием техники широкое применение нашли бетоны повышен­ной прочности марок 400—600 и выше, а также высококачественные арматурные стали с временным сопротивлением до 20 тыс. кгс/см 2 и бо­лее, что экономически оправдано, поскольку отношение стоимости к прочности высокопрочных материалов, применяемых для железобетона, значительно ниже, чем для материалов менее прочных.

Для повышения трещиностойкости железобетонных конструкций производится их предварительное напряжение (до приложения основных нагрузок), которое производят таким образом, чтобы образовывалось предварительное обжатие тех зон бетона, в которых при основных на­грузках ожидаются растягивающие напряжения.

Предварительно напряженный железобетон не является особым железобетоном; он образуется из тех же материалов, что и железобетон, не подвергаемый предварительному напряжению. Однако предваритель­ное напряжение придает железобетону дополнительные качества, кото­рые могут быть эффективно использованы.

Многочисленные экспериментальные исследования показали, что предварительное напряжение практически не влияет на величину раз­рушающей нагрузки, но существенно (в несколько раз) повышает трещиностойкость и жесткость железобетонных элементов.

Улучшая качество железобетона, предварительное напряжение позволяет широко использовать высокопрочные материалы, экономить сталь (в ряде случаев до 70%), способствовать снижению общего веса конструкций, получать конструкции, хорошо сопротивляющиеся много­кратно повторяющимся динамическим воздействиям.

Предварительное напряжение железобетонных элементов произво­дят посредством натяжения арматуры и передачи ее реактивного давле­ния на бетон с целью его обжатия.

Различают два метода натяжения арматуры:

1) «натяжение на упоры», т. е. натяжение арматуры на упоры стен­да, опалубку или формы и отпуск ее после бетонирования по достижении бетоном достаточной прочности, вследствие чего арматура, стремясь укоротиться, обжимает бетон, а сама остается растянутой (рис. а);

2) «натяжение» на бетон, т.е. натяжение арматуры, размещенной в каналах или пазах элемента, при помощи приспособлений, опирающихся на готовый эле­мент по его концам (по дости­жении бетоном необходимой прочности). Арматуру при по­мощи анкеров фиксируют в на­тянутом положении, и она об­жимает бетон, впоследствии каналы инъецируют цемент­ным раствором под давлением, а пазы заполняют бетоном (рис. б).

Натяжение на упоры более целесообразно для заводских условий изготовления железо­бетонных конструкций и изде­лий. Натяжение на бетон более трудоемко, его практикуют в тех случаях, когда затруднено или не мо­жет быть осуществлено натяжение на упоры, например при строитель­стве уникальных конструкций больших размеров или изготовлении мо­нолитных конструкций.

Для натяжения арматуры используют несколько способов: меха­нический, электротермический, термический, физико-химический (самонапряжение), электромеханический.

Механический способ заключается в растяжении арматуры при по­мощи гидравлических или механических домкратов, рычагов, гаечных ключей, грузов и т. п.

К механическому относится предложенный проф. В. В. Михайло­вым способ непрерывной навивки арматуры. По этому способу натяну­тую проволоку навивают на упоры поворотного стола. В настоящее время разработаны навивочные машины, при помощи ко­торых натянутую проволоку наматывают на упоры неподвижного стен­да. Способ непрерывного армирования дает возможность создавать предварительно напряженные конструкции с одноосным и двухосным обжатием для зданий промышленного и гражданского строительства. Непрерывное армирование используют также при натяжении арматуры резервуаров, силосов и т. д.

Электротермическим способом изготовляют около 80% всех предварительно напряженных конструкций. Стержни арматуры на­гревают до температуры 300-400°С при помощи электротока и в на­гретом состоянии устанавливают в упоры. При остывании стержни, стремясь сократиться, натягиваются, что используется для обжатия бетона. Этот способ отличается простотой, малой трудоемкостью и срав­нительно низкой стоимостью. Однако точность натяжения этим спосо­бом ниже, чем при других способах.

Электромеханический способ является комбинированным, он при­меняется при непрерывном армировании. Высокопрочную проволоку, нагретую электротоком до 300-400°С, навивают на упоры формы или стенда при помощи намоточной машины. При этом необходимая мощ­ность механических приспособлений для намотки значительно снижает­ся. После остывания проволока получает предварительное напряжение.

При термическом способе натяжения стержень до бетонирования покрывают составом, размягчающимся при нагревании. После укладки в форму, бетонирования и набора бетоном прочности арматуру нагрева­ют до 90-110°С, в результате чего обмазка размягчается и арматура свободно удлиняется при дальнейшем нагревании. При температуре 300-350°С обмазка необратимо затвердевает и конструкция становится предварительно напряженной.

При физико-химическом способе используется свойство бетонов, изготовленных с применением расширяющихся цементов. При расши­рении бетона в процессе твердения арматура также удлиняется, от­чего в ней создается предварительное напряжение. Принцип самонапряжения конструкций является весьма перспективным, так как дает возможность обойтись без сложных приспособлений для натяжения арматуры.

Вопрос 27 Расчет сжатых железобетонных элементов прямоугольного сечения.

Приведем решение для наиболее часто встречающихся в практике условий применения сжатых элементов (изготовленных из бетона марки не выше 400 с арматурой классов А-I, А-II, А-III, имеющих площадку текучести).

Условие прочности принимает вид

Положение нейтральной оси при x=x/ho>xR определяют из формулы (sa=Ra)

Rпрbx(e-ho+0.5x)±RacF’ae’-RaFae=0 (17) где знак минус принимают при e 2 o (19) где AR=xR(1-0.5xR) (20). Площадь сжатой арматуры в соответствии с формулой (15) (21)

Площадь сечения растянутой арматуры определяют из уравнения (16) при замене х на хR=xRho: (22)

Если формула (21) дает отрицательный результат, то сжатая арматура по расчету не требуется. Однако по конструктивным сообра­жениям сжатую зону армируют минимальным количеством арматуры F’a.

При заданном сечении арматуры F’a на основании формулы (15) вычисляют

В правой части этого выражения все величины известны. Учитывая обозначения x=x/ho; Ао=x(1-0,5x)

Величина Ао может быть вычислена по формуле , а затем определено x=1-Ö1-2Ао

На конец из равенства (16), учитывая, что х=xho, может быть найдена площадь арматуры (26)

В элементах, подверженных действию одинаковых или близких по величине, но противоположных по знаку изгибающих моментов (напри­мер, в стойках эстакад, средних подкрановых колоннах, арках и т. п.), рационально применять симметричное армирование, т.е. Fa =F’a. В этом случае при Rа=Rа.с согласно формуле (16) высота сжатой зоны бетона (27)

Учитывая, что при симметричном армировании е=еоh+0.5(hо-а), из формулы (15) находим (28)

Симметричная арматура менее экономична, чем несимметричная; ее следует применять, если получается перерасход арматуры не более чем на 5% по сравнению с несимметричной арматурой.

При x=x/ho>xR высоту условной сжатой зоны определяют из фор­мулы

Сечение арматуры подбирают методом последовательного прибли­жения в следующем порядке. Ориентировочно задаются коэффициентом армирования m элемента, определяют значение Nпр и затем вычисляют количество арматуры Fa и F’a. Если найденные площади сечения арма­туры Fa и F’a соответствуют первоначально принятому коэффициенту армирования m, подбор арматуры считают выполненным. Если этого соответствия нет, производят повторные вычисления.

Суммарный процент армирования окончательно подобранного сечения арматуры

Расчет сжатых бетонных и железобетонных элементов прямоуголь­ного сечения с симметричным армированием (рис.10) сталью классов А-I-А-III для случая, когда расчетный эксцентриситет про­дольной силы во равен нулю, при lo£20h допускается производить по условию N=mj(RпрF+RacFa)

где m — коэффициент, принимаемый равным: m=1 при h>20; m=0,9 при h£20 см; h — размер сечения в рассматриваемой плоскости; j — коэффициент, определяемый по формуле j=jб+2(jж-jб)а, принимае­мый не более jж; jб и jж — коэффициенты, принимаемые по табл.; Fa — площадь сечения всей продольной арматуры;

Источник: plastep.ru

Напрягаемая арматура – Напряженная и напрягаемая арматура в плитах: расчет, ГОСТ, анкеровка

Для чего требуется предварительно напряжённое армирование

Арматура в изделиях может быть ненапрягаемой и напрягаемой. Первый вид выполняет функцию пассивного армирования — оно не работает, пока плита не изогнётся от собственного веса или от воздействия поперечной нагрузки. Только в этот момент нижние армирующие стержни будут противодействовать растяжению, но бетон уже получит свою долю растяжения и отреагирует сетью мелких трещин.

Чтобы избежать их появления и повысить прочность плиты при воздействии изгибающих нагрузок, армирующие конструкции при изготовлении бетонных плит предварительно напрягают. Железобетон с напряжённой арматурой находится постоянно в активном состоянии.

Силы напряжения, сжимающие плиту в осевом направлении, компенсируют эксплуатационные силы, вызванные собственным весом и нагрузкой. Растрескивания в напряжённой плите практически не происходят, она способна выдерживать более высокие, чем ненапряжённая плита, нагрузки. Кроме того, напряжённую плиту делают тоньше (140 мм вместо 170), что снижает расход бетона.

ЖБИ с напряженной арматурой: технология изготовления

Методик изготовления железо-бетонных изделий с напрягаемой арматурой – две. Различаются они между собой принципом натяжения арматуры в процессе изготовления изделия, но результат дают одинаковый, поэтому выбор технологии – это приоритет изготовителя, который исходит из особенностей собственного производства и своих возможностей.

Первый метод – механический:

• в форме для изделия располагают арматурный каркас. Концы арматуры фиксируют специальными домкратами, либо фиксируют на специальные штыри, после чего смещают их в противоположные стороны, растягивая, таким образом, арматуру. Достигнув необходимых показателей натяжения арматуры, форму заливают бетонной смесью, и оставляют в таком виде на весь цикл твердения бетона.

Второй метод – с использованием электричества:

• расположив в необходимой конфигурации арматурный каркас в форму для будущего изделия, его подключают к источнику электропитания. После чего через арматуру пропускают ток высокого напряжения, что вызывает ее быстрый нагрев, и, как следствие, – расширение металла. Далее арматура заливается бетонной смесью, и удерживается в таком состоянии до окончания цикла твердения бетона.

Обе методики, объединяет идентичность конечной фазы, которая происходит следующим образом:

• после достижения бетоном расчетного показателя твердения, с предварительно напряженной арматуры снимают нагрузку – отключают от электроисточника или убирают натягивающие ее домкраты, в результате чего происходит мгновенное сжатие металла. Однако вернуться в первоначальные параметры металл не может, поскольку полное сжатие не допускает сформировавшийся бетонный пласт. Таким образом, на границе двух сред – металла и бетона, создается конфликтное напряжение – металл стремиться сократиться, приняв первоначальные параметры, а твердая структура бетона удерживает его в параметрах растяжения.

Натяжение напрягаемой арматуры

При изготовлении плит (дорожных, перекрытия, аэродромных) применяют метод, называемый натяжение на упоры. Он заключается в том, что арматурные стержни, уложенные в форму до заливки бетона, подвергают растяжению. Его осуществляют двумя способами:

• механическим;
• электротермическим;
• комбинированным, сочетающим оба предыдущих.

При механическом способе стержни анкеруют и растягивают гидравлическими домкратами. Заливают в форму бетон, уплотняют его и выдерживают до набора 70 %-й прочности. Затем зажимы снимают, и сила натяжения стержней через анкеры и рифление передаётся на бетон. Изделие становится плитой с предварительно напряжённой арматурой.

Электротермический способ заключается в пропускании через стержни тока большой силы. От его действия они разогреваются и удлиняются по оси. В этот момент заливают бетон. После его схватывания и упрочнения ток выключают, стержни остывают, но укорачиваться им мешает сцепление с бетоном, поэтому арматура напрягается. В промышленности чаще используют электротермический метод, как более простой.

Способы напряжения

Если предварительно напрячь прокат, то растягивающая нагрузка во время использования снизится. Можно сделать это при помощи механики, применяя винтовой или гидравлический домкрат. Также применяется электротермический способ. В этом случае прутья подвергаются воздействию электротока, который разогревают металл, а потом удлиняют, то есть растягивают его.

Наконец, последний способ, самый технически совершенный — это электротермомеханический. Он соединяет в себе два первых варианта. Ток помогает разогреть и слегка удлинить металлопрокат, а механические приспособления более легко и точно вытягивают стержни.

Область применения

Чаще всего напрягаемая металлическая арматура нужна для возведения перекрытий между этажами при строительстве многоэтажного здания. Кроме того, ее часто используют для бетонных стен и колонн, которые возводятся в районе повышенной опасность, то есть, где возможен сход почв, землетрясения, взрывы и другие крупные колебания.

Напрягаемая арматура часто необходима в мостостроении, а также обязательно применяется при сооружении защитной оболочки в ядерной промышленности.

Наконец, ее можно взять просто для обустройства фундамента здания, в котором будет значительная нагрузка на основание.

Закладка бетона

Есть два способа, которыми напрягаемую арматуру встраивают в бетон. Первый, классический, заключается в обработке стержней до заливки бетона, а затем в создании обычной железобетонной конструкции.

Второй осуществляется уже после того, как блок фундамента залит и застыл. В таком случае арматура кладется внутрь в специальном чехле (например, в виде гофрированной трубы), а лишь затем проводится процедура натяжения.

Мы предлагает различные варианты и комплексный заказ металлопроката — обсудите все нюансы с нашими менеджерами!

Анкеровка напряжённой арматуры

Анкеровку или установку на стержни анкерных элементов выполняют с помощью:

• опрессованных в холодном состоянии шайб;
• высаженных головок, получаемых разогревом и расплющиванием концов стержней;
• привариваемых цилиндрических коротышей;
• спиралей из проволоки;
• инвентарных зажимов.

Требования к предварительно напряжённой арматуре

Для изготовления напряжённых железобетонных конструкций применяют специальные виды арматурной стали, обладающие высокими значениями рабочих напряжений (от 5000 до 7200 кгс/см²). В перечень этих материалов входят арматурные стали:

• А600, А600С и Ат600С — 5400 кгс/см²;
• А800 и Ат800 — 6000 кгс/см²;
• А800 и Ат800 — 7200 кгс/см² и другие.

Классы стали на напрягаемую арматуру устанавливают нормативные документы, по которым выпускаются изделия, в частности, ГОСТ 25912-2015 и другие. Расчет напряженной арматуры производится при проектировании изделия. Отклонения замеряемых напряжений от проектных значений не должно превышать 10 %.

Железобетонные изделия с предварительно напрягаемой арматурой являются основными конструктивными элементами, аэродромов, многоэтажных и высотных зданий, и масштабных сооружений. Например, в нашем ассортименте любые плиты перекрытия доступны для вашего выбора.

Стыкование ненапрягаемой арматуры

Виды и классы

Рис.3.1.Армирование плиты

1 – рабочая арматура; 2 – конструктивная арматура

Гибкая арматура — обладает пластичностью, хорошей свариваемостью, высокими прочностью и пределом выносливости, достаточным порогом хладноломкости.

Свариваемость – равнопрочное соединение стальных арматурных стержней.

Прочность характеризуется пределом текучести– это предел, при котором растут пластические деформации стали без увеличения внешней нагрузки.

Условный предел текучести – это напряжение, соответствующее остаточным деформациям 0,2%.

Условный предел упругости – это напряжение, соответствующее остаточным деформациям 0,02%.

При действии многократно повторяющейся нагрузки уменьшается, а разрушение становится хрупким. За предел выносливости принимают прочность, когда нет хрупкого разрушения при числе циклов n=1*105.

Временное сопротивление – предельное сопротивление, когда происходит сужение образца (образование шейки) и разрыв.

Если в стальном стержне создать растягивающие напряжения , попадающие на диаграмме за площадкой текучести в область упрочнения материала, а затем стержень разгрузить, то диаграмма разгрузки получает вид прямой линии и стержень получает остаточные пластические деформации.

При повторном загружении, поскольку пластические деформации стали уже выбраны, новая линия диаграммы сольется с линией разгрузки, оставаясь параллельной участку, характеризующему упругую работу материала. Однако перегиб линии диаграммы – начало новой площадки текучести – наступит уже при более высоком напряжении . Такие стали называют холоднодеформированными.

Рис. 3.2. Диаграммы при растяжении арматурной стали

а – с площадкой текучести («мягкая» сталь);

б – с условным пределом текучести («твердая» сталь)

Предел выносливости – это способность арматуры воспринимать длительное время знакопеременные напряжения.

Хладноломкость – это хрупкое разрушение при температуре ниже -30˚. При высоких температурах (~350º) снижается прочность.

Наибольшее внимание уделяется стержневой гибкой арматуре, что обусловлено её относительно высокими пластическими свойствами, обеспечивающих снижение в расчётных сечениях элементов опасной концентрации напряжений, вследствие их перераспределения. Малоуглеродистая стержневая арматура хорошо сваривается контактной стыковой или ручной дуговой сваркой, экономична, обладает наименьшей трудоёмкостью при армировании железобетонных конструкций

Способ изготовления и форма поверхности определяет вид арматуры. Различают арматуру:

1. Стержневую: горячекатаную, термоупрочнённую и термомеханически упрочнённую;

2. Проволочную: холоднотянутую обыкновенную и высокопрочную.

3. По начальному напряженному состоянию: напрягаемую и ненапрягаемую.

Горячекатаная арматура – это стальная арматура в виде отдельных стержней круглого, эллиптического, квадратного и других сечений.

Предпочтение отдают круглому сечению, потому что такая арматура наиболее технологична в изготовлении и не имеет острых углов, врезающихся в бетон и способствующих образованию трещин. Класс такой арматуры обозначают буквой А и римской цифрой в СНиПе 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» (чем больше цифра, тем выше прочность), в СП 52-01-2003 – обычными цифрами:

— А-I (А 240) – гладкая;

— А-II (А 300), А-III (А 400), А-IV (А600), А-V (А800), A-VI (А1000)– периодический профиль. Такая сталь не подвергается после проката упрочняющей термической обработке.

Ат-III (Ат 400), Ат-IV (Ат 600), Ат-V (Ат 800), Ат-VI (Ат 1000) – термически и термомеханически упрочнённая, т.е. подвергаемая после проката упрочняющей термической обработке;

А-IIIв (А 400в)– упрочнённая вытяжкой.

Холоднотянутая арматура – это стальная проволочная арматура. Обозначают буквой В от слова «волочение».

Вр-I (Вр500) – периодического профиля;

В-II – гладкая высокопрочная;

Вр-II – высокопрочная рифлёная;

К-7, К-19 – проволочные канаты соответственно семи- и девятнадцатипроволочные и др.

Арматура периодического профиля – это арматура, на поверхности которой имеются часто расположенные кольцевые выступы, обеспечивающие надёжное сцепление с бетоном без устройства анкерных крюков на концах стержней.

Рис. 3.3. Виды арматуры периодического профиля

а – стержневая класса А300;

б – стержневая класса А500

Ненапрягаемая арматура – арматура, укладываемая без предварительного натяжения (напряжения).

В качестве ненапрягаемой арматуры преимущественно применяют сталь классов А400, А-600C, Вр 500, А240, А300, допускается применение А-600.

Ненапрягаемая арматура классов А240, А300, А400, Вр500, A-600С– сваривают контактной и дуговой сваркой

Напрягаемая арматура

— преимущество сталь классов Ат-800, Ат-1000 в элементах длиной до 12 м, допускается также сталь классов А-600 , А-800, А-1000; при большой длине – сталь классов К-7, К-19.

По способу производства стыки стержней делятся на сварные, несварные (внахлёстку), по месту изготовления – заводские и монтажные.

Несварные стыки менее экономичны, поэтому их применяют только для стыкования термически упрочнённой стержневой арматуры.

В зависимости от вида арматуры и условий изготовления применяют разные виды сварных стыков:

-ванные в инвентарной форме;

Сварные стыки выполняются в соответствии с ГОСТ. Стыки с накладками и внахлёстку применяют, если не удаётся точно подогнать торцы стыкуемых стержней. Сварные стыки можно размещать в любом месте стержня, однако рабочие стержни не рекомендуют сваривать в зонах наибольших усилий. Стыки с накладками в местах им насыщения бетона арматурой, дабы не мешать бетонированию.

Особенности ЖБИ с напряженной арматурой и сферы их применения

Основной особенностью ЖБИ с напряженной арматурой, является ее гибкость и высокая марочная прочность, которые достигаются именно за счет искусственно созданного конфликта сред – бетон, изначально находящийся в небольшом напряжении, при увеличении поперечного давления, ослабевает, поскольку возникает возможность частично растянуть на изгибе арматуру, в результате чего, изделие приобретает проектный уровень прочности.

ЖБИ изделия с напрягаемой арматурой отличаются:

• высокой марочной прочностью;
• гибкостью;
• высокому сопротивлению к трещинообразованию;
• улучшенными эксплуатационными характеристиками;
• повышенным сопротивлением к динамическим нагрузкам;
• возможностью за счет усиления каркаса из напрягаемой арматуры увеличивать эксплуатационные нагрузки.

Преднапряженное армирование

Как известно, бетон очень устойчив к силам сжатия и неустойчив к силам растяжения (прочность бетона при растяжении составляет приблизительно 10% от прочности растяжения). Традиционые железобетонные конструкции перекрытия (плита, балка) при воздействии нагрузки приобретают определенный изгиб, в результате нижняя часть (зона растяжения) поперечного сечения приобретает удлинение. Даже незначительное удлинение достаточно для появления трещин. Стальная арматура, которая обычно размещается в зоне растяжения, чтобы ограничить ширину трещин и взять на себя напряжение растяжения, работает как «пассивное» армирование — она не воспринимает воздействие сил (не включается в общую работу конструкции) до момента, когда бетонная конструкция приобретает изгиб, достаточный для образования трещин.

Напрягаемая арматура, — что это такое, зачем она нужна

Бетон это достаточно прочный и стойкий строительный материал, но и он имеет ряд недостатков и слабых сторон. А чтобы бетон был лишен таких минусов и стал более прочным и долговечным его усиливают арматурой. Арматура в железобетонной строительной конструкции может быть напрягаемой и ненапрягаемой, поперечной и продольной, также она бывает конструктивной, рабочей, монтажной или анкерной. Арматурные изделия в бетонной конструкции бывают двух основных видов, то есть в виде арматурной плоской сетки или в виде арматурного пространственного каркаса.

Источник: zpu-tmb.ru