|
В предварительно-напряженных
элементах напрягаемой арматурой, как правило, является их продольная рабочая
арматура. Равнодействующая растягивающих напряжений в напрягаемой арматуре No
рассматривается как внешняя сила, которая обжимает сечение элемента.
Еслй напрягаемая арматура располагается в центре тяжести
сечения, то элемент получает центральное обжатие, если арматура смещена
относительно центра тяжести сечения, элемент обжимается внецентренно.
В изгибаемых элементах напрягаемая продольная арматура Лн
расположена у растянутой грани сечения, а поэтому всегда имеет значительный
эксцентрицитет относительно центра тяжести. При обжатии элементы получают
выгиб, и в будущей сжатой зоне могут возникать трещины. При последующей
работе под нагрузкой эти трещины закрываются и, как показы
вают экспериментальные исследования, не влияют на несущую
способность элемента, но несколько снижают его жесткость и трещиностойкость.
Чтобы исключить образование .трещин при обжатии (или ограничить ширину их
раскрытия), дополнительно устанавливают напрягаемую арматуру А'н в сжатой (от
нагрузки) зоне.
Площадь сечений этой арматуры F'n принимают обычно
равной 20—25% площади сечения Fu основной растянутой (от
нагрузки) арматуры Лн. В этом случае.равнодействующая сил обжатия
приближается к центру тяжести сечения и выгиб элемента уменьшается.
При натяжении арматуры на бетон это можно обеспечить
отгибом части напрягаемых пучков.
Расстояние между стержнями напрягаемой арматуры должно
быть не менее диаметра стержней и не менее- 25 мм; если арматура размещена в каналах — не менее
диаметра канала и не менее 50 мм. Проволочная арматура при натяжении на упоры может быть расположена рядами (пакетами) без
зазоров между отдельными проволоками. Для обеспечения надежного сцепления с'
бетоном расстояние между рядами принимается ие мене 15 мм. Если проволоки размещены в рядах попарно, то зазор между каждой парой должен быть не менее 5 мм, а расстояние между рядами — не менее 10 мм. При размещении напрягаемой арматуры в элементе
необходимо также учитывать технологию его изготовления: габариты натяжного
оборудования, размеры технологических анкеров на стержнях и др.
Напрягаемую арматуру по длине элемента обычно обхватывают
хомутами. В местах перегиба хомутов устанавливают продольные ненапряга емые
стержни. У кондов преднапряженных элементов ставят дополнительную поперечную
или косвенную арматуру в виде хомутов или сеток с шагом 5—10 см на длине
равной 0,6 1ПЛ1, но ие менее 20 см. На участке элемента. длиной 1П.н его
геометрические размеры должны быть приняты такими, чтобы напрягаемая арматура
имела повышенный защитный слой: 2d — для арматуры классов A-IV, Ат-IV И
арматурных канатов; 3d — для арматуры классов A-V, Ат-V, AT-VI, но не менее 40 мм для стержневой арматуры и 20 мм для канатов.
Предварительно-напряженные балки пролетом 12— 24 м имеют преимущественно двутавровое сечение.
В покрытиях промышленных зданий балки применяют при
пролетах 12—24 м. В зависимости от профиля кровли они могут быть двускатными
ила иметь постоянную высоту по всей длине пролета.
В скатных кровлях балки постоянной высоты укладывают с
уклоном.
Изготовляют предварительно-напряженные балки, как правило,
с натяжением на упоры из бетона проектных марок М 300—М 500. Напрягаемой
арматурой Ан служат стержни периодического профиля класса A-IV и выше или
высокопрочная проволока (в виде отдельных проволок или канатов). Размещают
напрягаемую арматуру в нижней полке. Площадь сечения этой арматуры FH
определяют в результате расчета балки на прочность по нормальному сечению.
При большой высоте сечения, как уже отмечалось выше, в сжатую зону ставят
напрягаемую арматуру А н\ Эту арматуру при постоянной высоте сечения балки
располагают в верхней сжатой полке, а в двускатных балках — на уровне верха
опорной части. Проволочная арматура А'н в двускатных балках может быть
расположена и по очертанию верхней полки, для этого при изготовлении балок
используют специальные оттяжки. Стенку балки армируют ненапряженными плоскими
сварными каркасами (одним или двумя), поперечные стержни которых рассчитывают
из условия прочности балки на поперечную силу по наклонному сечению. Приопорные
участки балок для предотвращения образования продольных трещин при обжатии
усиливают дополнительными поперечными стержнями, приваренными к опорной
закладной детали. Площадь сечения этих стержней назначают с таким расчетом,
чтобы они могли воспринять не менее 20% усилия, которое может выдержать
арматура Лн.
В верхней сжатой полке располагают плоский сварной каркас,
поперечные стержни которого обеспечивают прочность консольных свесов полки, а
продольные стержни могут воспринимать растягивающие усилия, возникающие при
монтаже, когда балка работает по двухкон- сольной схеме.
Конструкция предварительно-напряженной балки покрытия
показана на XXI 1.7.
Предварительно-напряженные фермы покрытий промышленных
зданий имеют пролеты 18, 24, 30 м. При скатной кровле обычно применяют
сегментные фермы с Ломаным (полигональным) верхним поясом или фермы с
криволинейным (арочным) верхним поясом; при плоской кровле — фермы с параллельными
поясами. Предвари
тельное напряжение создают в растянутых элементах ферм.
В арочных фермах длина панели обычно равна 6 м, поэтому плиты шириной 3 м создают внеузло- вую нагрузку, вызывающую местный изгиб пояса между
узлами. Вследствие кривизны пояса изгибающий момент от внеузловой нагрузки
незначителен, так как он погашается моментом обратного знака создаваемым
сечения балки со стержневой напрягаемой арматурой; И — то же, с проволочной
арматурой; 1 — отверстия 40; 2 — опорный лист; 3 —каркас К-3; 4 —каркас К-4;
5 — отдельные стержни; 6 — каркас К>2; 7 — сварные сетки; каркас К-1; 9
—стержни, приваренные к опорному листу; 10 — напрягае мая арматура
стержневая; //~то же, проволочная последовательность их натяжения не имеет
значения. При натяжении арматуры на бетон необходимо учитывать напряженное
состояние пояса при обжатии и уменьшение напряжений в ранее натянутых
стержнях (пучках, канатах) при натяжении последующих. Так, в поясе, имеющем
шесть пучков, натягивают последовательно три группы пучков, симметричных
относительно центра тяжести сечения (на XXII.9 в сечении а—а эти группы
обозначены цифрами 7, 2, 3)% тогда пояс будет обжиматься центрально. При
несимметричном расположении натягиваемых пучков пояс при обжатии будет
испытывать внецентренное сжатие и его прочность может оказаться
недостаточной. Чтобы все пучки
в изготовленной ферме имели одинаковое предварителы» ное
напряжение, в пучках первой группы должно быть создано наибольшее напряжение,
а в пучках третьей — наименьшее.
При определении усилий в стержнях железобетонных ферм
жесткость узлов не учитывают. Усилия определяют обычными способами
(графически или аналитически), принимая шарнирное соединение стержней в
узлах. Узлы создают некоторое защемление элементов решетки, поэтому при
деформации фермы под нагрузкой стержни решетки около узлов будут испытывать
воздействие небольших изгибающих моментов. В связи с этим элементы решетки,
армированные одним плоским каркасом, снабжают около узлов конструктивными
сетками.
|