Способ изготовления предварительно напряженных строительных конструкций

(19) (11) 0 Я ИЕ ИЗОБРЕТЕ М1 СТВУ ВТОРСНОМ И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (53) 666.982.4 (088.8)(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий установку арматурного каркаса, нанесение легкобетонного слоя с объемной массой 200-400 кг/м и по растянутой зо 1) В 28 В 11 00 С 04 В 39 00 В 32 В 3 0 не - полимербетонной смеси, термообра ботку с последующим нанесением мастики по периметру сжатой зоны конструкции, установку облицовочных накладных элементов по слою мастики и отверждение, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности конструкций, перед нанесением легкобетонного слоя в сжатую зону конструкции укладывают бетонную смесь, а в растянутой зоне после термообработки размещают дополнительную арматуру, натяжение которой производят в два этапа: после установки облицовочных торцовых элементов на 45 - 55% от предельной величины предварительного напряжения и окончательно - после установки облицовочных накладных элементов в сжатоЙ зоне.Изооретение относится к строительнойтехнике, в частности к технологии изготовл ния предварительно напряженных строительных конструкций, предназначенныхдля работы в условиях агрессивной окружающей среды.Известен способ изготовления изгибаемых и внецентренносжатых строительныхэлсмеюов, включающий послойное бетонирование пространственного каркаса цементным и полимерными бетонами с введением пустотообразователя 11.Недостатками данного способа являются повышенная многодельность изготовления строительного элемента, низкое качество наружной армополимербетоннойоболочки, низкая трещиностойкость и всвязи с этим недостаточная эксплуатационная надежность готовых изделий в агрессивных средах.Наиболее близким к изобретению является способ изготовления предварительнонапряженных строительных конструкций,включающий установку арматурного каркаса, нанесение легкобетонного слоя с объемной массой 200-400 кг/мз и по растянутойзоне - полимербетонной смеси, термообработку с последующим нанесением мастики по периметру сжатой зоны конструкции,установку облицовочных накладных элементов по слою мастики и отверждение 12.Известному способу присущи большаямногодельность и трудоемкость изготовления.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности конструкции.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу изготовления предварительно напряженных строительных конструкций, включающему установку арматурного каркаса, нанесение легкобетонного слояс обьемной массой 200-400 кг/м и по растянутой зоне - полимербетонной смеси,термообработку с последующим нанесением мастики по периметру сжатой зоны конструкции, установку облицовочных накладных элементов по слою мастики и отверждение, перед нанесением легкобетонного слояв сжатую зону конструкции укладываютбетонную смесь, а в растянутой зоне послетермообработки размещают дополнительнуюарматуру, натяжение которой производятв два этапа: после установки облицовочныхторцовых элементов на 45-55 О/о от предельной величины предварительного напряженияи окончательно - после установки облицовочных накладных элементов в сжатойзоне,На фиг. 1-3 схематически изображенопоследовательное изготовление элементасердечника; на фиг. 4 - изделие с установленными облицовочными торцовыми накладками и первично натянутой арматурой; нафиг. 5 - сечение А-А на фиг. 4; на фиг. 6 -процесс последовательного усиления .эле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мента-сердечника облицовочными накладными элементами; на фиг, 7 - сечение Б-Б на фиг. 6; на фиг. 8 - готовая конструкция; на фиг. 9 - сечение В-В на фиг. 8.Способ осуществляется следующим образом.В пространственном арматурном каркасе 1 бетонируют сжатый пояс 2 цементным бетоном марки 500 на 1/3 его высоты. Затем в пределах габарита каркаса и сжатого пояса размещают суперлегкий вкладыш 3 из пенопласта или из легкобетонного слоя с объемной массой 300 кг/мз, после чего осуществляют бетонирование каркаса по растянутой зоне пол имербетонной смесью 4 марки 600.Термообработку сформованного элемента-сердечника осуществляют в камере сухого прогрева в течение 7 ч при 80 С или непосредственно в формах с паровой рубашкой. Для снижения В/Ц отношения и ускорения твердения в цементный бетон сжатого пояса 3 могут вводиться пластифицирующие добавки и ускорители твердения.Усиление полученного элемента-сердечника по растянутой зоне осуществляют напрягаемой арматурой 5, размещая ее на продольных полках растянутого пояса и закрепляя в торцовых облицовочных элементах 6 из армополимербетона.Натяжение напрягаемой арматуры на первом этапе осуществляют механическим способом до 50 О/о контролируемого конечного напряжения (бо).В качестве напрягаемой арматуры можно использовать стержневую высокопрочную арматуру классов АУ, У и У 1 и проволочную арматуру в виде канатов. Усиление сжатой зоны осуществляют облицовочными накладными П-образными элементами 7 из армополимербетона марки 600. Перед усилением на верхнюю часть сжатой поверх-, ности бетона 2 наносят с избытком. полимерную мастику. Накладные элементы 7 объединяют с сердечником сразу же после их прогрева до 80 С, При этом при контакте мастики с нагретым накладным .элементом подвижность мастики увеличивается и избыток ее выдавливается на боковую поверхность элемента-сердечника, способствуя лучшему скольжению накладного элемента до своего проектного положения. Мастика заполняет каналы, образуемые между накладными элементами 7 и полимерцементным слоем 4, заполняя при этом напрягаемую арматуру 5. Сразу же по окончании сборки наружной оболочки производят повторное натяжение арматуры до проектной нагрузки и затем производят ее анкеровку в облицовочных торцовых элементах 6.Натяжение напрягаемой арматуры в растянутой зоне на первом этапе до 45- 55 О/о контролируемого напряжения 1 б,) и последующее окончательное натяжение с1106661 Ри иг,Х совместным обжатием наружной оболочки элемента-сердечника на втором этапе приводит к ощутимому повышеншо эффекта предварительного напряжения за счет снижения потерь, поскольку после фиксации арматуры в облицовочных торцовых элементах и ее первичного натяжения на первом этапе осуществляют усиление сжатой зоны накладными облицовочными элементами. За это время происходит обжатие стыков элемента-сердечника и торцовых элементов, частичная релаксация напряжений в арматуре, а также деформация анкеров. Соответствуюшие эти м процессам потери погасятся на втором этапе натяжения арматуры до проектного контролируемого уровня на пря жени й.Первичное натяжение напрягаемой арматуры менее 45% от предельной величины предварительного напряжения (б,) малоэффективно, так как при низком уровне напряжений недостаточно полно проявляются пластические деформации в полимербетоне растянутого пояса и соответствуюшие им первые потери, Эффект конечного преднапряжения в этом случае значительно снижается. Натяжение арматуры на первом этапе до более высокого уровня (60-70"/ 5 от бо ) приводит к появлению в полимербетонном поясе сжимающих напряжений, превышающих верхнюю границу образования микротрещин, что недопустимо при дальнейшей эксплуатации конструкции в агрессивных средах. Так как первичные на пряжения обжатия передаются только на сердечник, то его выгиб при высоком уровне напряжений превышает допустимый и осложняет дальнейшее осуществление способа.15 Практическая реализация и опытнаяапробация предлагаемого способа позволяют снизить трудоемкость и ускорить изготовление более качественных конструкций с повышенной надежностью эксплуатации в сильноагрессивных средах с увеличением срока безремонтной эксплуатации до 25- 30 лет, что обеспечивает получение значительного экономического эффекта.106661 Фиг. 7 Фиг Ри Лопатс КорректоПодписноСССР Лугова д. 4/5 ектная, 4 Редактор Л. ГратиллоЗаказ 5222/ВНИИПИпо113035, Мфилиал ППП Составитель Н Техред И. Ве Тираж 572 Государственного лам изобретений ква, Ж - 35, Рау Патент, г. Ужгокомитета и открыт шская наб од, ул, П