способ изготовления предварительно напряженных железобетонных элементов

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, включающий установку и закрепление в опалубке на концевых участках элементов напрягаемой и ненапрягаемой арматуры и заполнение бетонной смесью части опалубки, имеющей концевые участки элемента, с образованием вокруг напрягаемой арматуры локальных участков, не заполненных бетонной смесью, по достижении бетонной смесью передаточной прочности производят обжатие участков бетона путем натяжения напрягаемой арматуры, после чего заполняют дополнительной смесью локальные участки, отличающийся тем, что концевые участки напрягаемой арматуры анкеруют поддерживающими скобами на 1/3 длины анкеровки, локальные участки образуют в виде паза, ограниченного концевыми участками элемента, и продольными стенками с установленной в них ненапрягаемой арматурой, а натяжение напрягаемой арматуры осуществляют приложением усилия в поперечном направлении.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед натяжением арматуры ее упрочняют вытяжкой.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дополнительной смеси используют полимербетонную смесь или бетон повышенной прочности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железобетонным конструкциям, преимущественно для объектов гражданского и промышленного строительства, и может быть использовано при строительстве зданий и сооружений как в монолитном, так и в сборном исполнении.

Известен способ [1] предварительного напряжения арматуры на бетон, который включает укладку арматуры в заранее оставленные в конструкции при бетонировании каналы или пазы вдоль всей ее длины, анкеровку и натяжение арматуры на бетон приложением осевой нагрузки с помощью гидравлических домкратов или других механизмов, инъектированием канала или заполнением паза цементным раствором.

При этом для осуществления предварительного напряжения требуется приложение значительной осевой нагрузки.

Наиболее близким к изобретению является способ усиления железобетонных конструкций [2] в виде балок, ферм и подобных элементов с помощью дополнительной предварительно напряженной арматуры.

При данном способе к торцам усиливаемой конструкции либо к существующим арматурным элементам, предварительно удалив защитный слой, приваривают косынки (планки) и затем к ним подваривают дополнительные арматурные стержни. Для предварительного напряжения дополнительных арматурных стержней их стягивают в поперечном направлении, например, используя специальные стяжные болты-хомуты с двумя резьбовыми концами. Этот способ отличается простотой и позволяет создавать значительное предварительное напряжение в стержнях усиления при приложении незначительных поперечных усилий (в самих болтах) в 10. 20 раз меньше чем при приложении усилия натяжения в осевом направлении.

Однако приварка пластин и арматурных стержней требует проведения дополнительных работ и наличия сварочного оборудования и источников электроснабжения, что в построечных условиях может отсутствовать. Наружное использование арматурных стержней и анкерующих пластин может вызвать их атмосферную коррозию и потери эксплуатационных показателей. Конструкции с наружной арматурой не отвечают эстетическим требованиям при расположении внутри помещений, необходима их соответствующая обделка.

При использовании обоих упомянутых выше способов практически не представляется возможным предварительное обжатие бетона в зоне отрицательных изгибающих моментов в неразрезных, статически неопределимых железобетонных конструкциях.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе, включающем установку и закрепление в опалубке на концевых участках элементов напрягаемой и ненапрягаемой арматуры, заполнение бетонной смесью части опалубки, имеющей концевые участки элемента, с образованием вокруг напрягаемой арматуры локальных участков, не заполненных бетонной смесью, после достижения бетонной смесью передаточной прочности производят обжатие участков бетона путем натяжения напрягаемой арматуры, после чего заполняют дополнительной смесью локальные участки. К тому же концевые участки напрягаемой арматуры анкеруют поддерживающими скобами на 1/3 длины анкеровки, локальные участки образуют в виде паза, ограниченного концевыми участками элемента и продольными стенками с установленной в них ненапрягаемой арматурой, а натяжение напрягаемой арматуры осуществляют приложением усилия в поперечном направлении, а также перед натяжением арматуры ее упрочняют вытяжкой и в качестве дополнительной смеси используют полимербетонную смесь или бетон повышенной прочности.

На фиг.1 изображена железобетонная конструкция с локальным участком напрягаемой арматуры, размещенной в специально предусмотренном пазу; на фиг.2 неразрезная двухпролетная балка; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 и 5 разрезы Б-Б и В-В на фиг. 3 соответственно; на фиг.6 узел I на фиг.2 (расположение дополнительных анкерных скоб); на фиг.7 и 8 варианты механического предварительного напряжения с помощью приложения поперечной нагрузки.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

В приготовленную требуемой конфигурации форму (опалубку) 1 устанавливают напрягаемую арматуру 2 и ненапрягаемую арматуру 3 также повышенной или высокой прочности.

На локальном участке 4 напрягаемой арматуры 2 устанавливается удаляемый вкладыш 5, обеспечивающий при бетонировании образование вокруг участка 4 напрягаемой арматуры локального паза 6. Вкладыш извлекается при разопалубке.

Затем форму 1 с уложенной ненапрягаемой арматурой 3 и концевыми участками 7 напрягаемой арматуры 2 заполняют бетонной смесью 6. За этим следует операция вибрирования и твердение бетона. После достижения бетонной смесью изготавливаемого железобетонного элемента передаточной прочности производят обжатие участков бетона путем предварительного напряжения в осевом направлении локальных участков 4 арматуры 2 приложением механической поперечной нагрузки. В результате приложения поперечной нагрузки к локальным участкам 4 арматуры 2 с заанкеренными в бетоне концевыми частями 7, а осевом направлении данной арматуры создается предварительное напряжение. В случае применения в качестве арматуры стали типа класса А-Ш возможно перед предварительным напряжением приложение к ней и последующее снятие нагрузки, позволяющей произвести упрочнение указанной арматуры вытяжкой с доведением до напряжений, превышающих предел текучести.

Приложение поперечной нагрузки осуществляют, например, скобами 9, клиньями 10 либо иным простым, ручным известным способом.

В целях уменьшения усилий в бетоне при натяжении на него напрягаемой арматуры в зоне выхода из участка анкеровки ее анкерующиеся концевые участки 7 до бетонирования располагают вдоль предполагаемой, искривленной после приложения поперечной нагрузки оси, а также устанавливают дополнительные поперечные анкерные скобы 11.

Анкерные скобы устанавливаются в соответствии с эпюрой напряжений в бетоне в зоне анкеровки. Согласно расчетам достаточна их установка на трети длины участка анкеровки 7, примыкающего к месту выхода из него напрягаемой арматуры.

После достижения предварительного напряжения в арматуре ее локальные участки 4 заполняют дополнительной смесью 12, в качестве которой предпочтительнее использовать полимербетон.

Данное изобретение позволяет улучшить эксплуатационные показатели изготавливаемых таким образом железобетонных элементов, повысить их трещиностойкость, экономить арматуру, использовать указанный способ в построечных условиях без применения сложных устройств и энергоемких процессов (уточнения, высадки головок, натяжения), а также осуществлять предварительное обжатие бетона в зоне отрицательных изгибающих моментов (фиг.2) в статически неопределимых железобетонных конструкциях.