Способ создания предварительного напряжения в железобетонных конструкциях

/12 1)5 Е ТЕНТН ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ СССР САНИЕ ЕТЕН м ме,В дани с, 347 рывчадля дорьера итель СССР ф ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Завод-ВТУЗ при Карагандинскталлургическом комбинате(56) Иванов.В.ф. и др, Конструкциии сооружений. М.: Стройиздат, 1965452.Инструкция по применению невтых разрушающих средств (НРС)бычи блоков природного камня на каМинистерства промышленности стрных материалов СССР, М.: МПСМ,МГИ, 1986. Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для создания предварительного напряжения в сборных и монолитных железобетонных конструкциях;,Известны способь 1 для создания предварительного напряжения в железобетонных конструкциях, которые осуществляются эа счет натяжения арматуры на упоры до бетонирования и натяжения арматуры на бетон после его отвердения, При этом применяются несколько методов натяжения арматуры - механический, электротермический и электромеханический.Недостатком известных способов для создания предварительного напряжения в(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ(57) Использование, в сборных и монолитных предварительно напряженных железобетонных конструкциях. Сущность изобретения: создание напряжения в арматурном каркасе осуществляют путем использования вставленных друг в друга рассеченных по образующей отрезков труб, при этом трубу большого диаметра соединяют с напрягаемой арматурой посредством равнобокого углового профиля, закрепленного по образующей данной трубы, а после набора прочности бетоном зазор между трубами заполняют расширяющийся смесью, При необходимости создания дополнительного напряжения смесью заполняют также внутренний обьем трубы меньшего диаметра. 2 з.п. ф-лы,3 ил. железобетонных конструкциях является практическая невозможность. их применения в условиях строительной площадки, особенно при возведении монолитных конструкций, так как традиционные методы создания предварительного напряжения в железобетонных конструкциях хорошо зарекомендовали себя лишь в заводских условиях. Они дорогостоящи, не мобильны, не удобны для использования на строительной площадке для возведения монолитных конструкций.Кроме того, ни одна из известных способов не позволяет проводить дополнительное донапряжение бетона, в уже эксплуатируемых железобетонных конст55 рукциях, например, когда в их растянутой зоне появились волосяные трещины не меняя конструктивной их схемы.Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение качества изготовления железобетонных конструкций,Поставленная цельдостигается тем, что обжэтие бетона в растянутой зоне конструкции осуществляется за счет ввода в работу специальных обжимных устройств, состоящих из рассеченных по образующей труб,каждая из которых по разрезанному краю прикреплена к рабочей арматуре у ее концов. Внутри каждой трубы обжимного устройства симметрично вставлена разрезанная по образующей труба меньшего диаметра, После набора прочности бетоном; пространство между двух труб каждого обжимного устройства заполняют смесью веществ, химическая реакция которых приводит к возникновению механических напряжений внутри нарумсных рассеченных труб, которые передаются слою бетона и обжимают его с обоих концов железобетонной конструкции. В качестве рабочей смеси может служить, например; невзрывчатое Разрушающее средство Н РС,НРС- смесь веществ, состоящая из окиси кальция 60-90 оь от общей массы и отходов целлюлозно-бумажного производства, При изготовлении рабочей смеси количество воды в ней должно быть от 28 до 30 ОД от массы НРС. Напряжение, вызванное расширением смеси НРС, достигает 30 МПа.Напряжения, вызванные расширением смеси, передаются рассеченным трубам каждого обжимного устройства и вызывают предварительное напряжение в железобетонных конструкциях,Величина усилия, передающая новым обжимным устройством, при этом способе, зависит от внутреннего диаметра большей трубы обжимного устройства и его длины,Поставленная цель достигается еще и тем, что каждое обжимное устройство состоит из двух телескопических, вставленных друг в друга труб, разрезанных по образующей на всю длину. Причем смесь НРСвначале заливают в пространство между 5 двух телескопических труб каждого обжимного устройства, а затем, если это необходимо, производят донапряжение бетона за счет заполнения раствором НРСтрубыменьшего диаметра обжимного устройства,Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что заявленный способ создания предварительного напряжения в железобетонных конструкциях отличается тем,что механическое напряжение в новом способе осуществляется за счет химической реакции гидратации Специального расширяющего состава, например НРМ, которым заполняют пространство между труб обжимного устройства.На фиг, 1 представлен общий вид (разрез) предварительно-напряженной по новому способу железобетонной балки; на фиг.2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - узелна фиг. 1.Железобетонная балка 1 при создании в ней предварительного напряжения изготавливается следующим образом,К рабочим стержням арматуры 1 по концам балки привариваются обжимные устройства, состоящие из металлической трубы 2, рассеченной по образующей. Внутри трубы 2 симметрично вставляется труба 3 меньшего диаметра, также рассеченная по образующей, Под трубу 2 большего диаметра обжимного устройства симметрично устанавливают и приваривают сетку 4 (с размерами ячеек не более чем 0,05 х 0,1 м ГОСТ 8478-81) шириной не менее 0,3 м на всю длину трубы 2, К свободному концу трубы 2 обжимного устройства приваривают равнобокий уголок 5, вертикальная стенка которого равна радиусу трубы 2 и позволяет передавать напряжение на бетон в строго горизонтальном направлении, параллельно стержням рабочей арматуры, а горизонтальная стенка перекрывает щель в трубе 2,В полость, ограниченную отрезками разрезанных по образующей труб 2 и 3, после отвердения бетона заливают смесь 6, расширяющуюся в результате химической реакции гидратации. Соответствующие напряжения передаются бетону и арматуре и создают предварительное напрямсение в бетоне,Величина усилия й, передающегося на арматуру и бетон, ориентировочно определяется по формуле где оо - напряжение, возникающее в обжимном устройстве пространства между стенок труб, разрезанных по образующей, кН /м,й - больший внутренний радиус трубы обжимного устройства, м;го - наружный внешний радиус меньшей трубы обжимного устройства;и - длина трубы большего диаметра обжимного устройства, м;15 20 25 30 35 40 45 50 ЕЬ где о, - напряже жимном устройст стенок труб, кН/мВ - большой в ренний радиус трубы м,лича ющийсния предваритель 1 - момент инерции поперечного сечения наружной трубы обжимного устройства,м;Е - модуль упругости материала трубы, кН/м .,К- коэффициент перехода напряжения, возникающего при расширении рабочей смеси, в усилие (по данным экспериментов К =0,67);и - количество обжимных устройств, передающих усилия рабочей арматуре или бетону,Напряжение и, возникающее в рабочей арматуре ипи бетойе,при этом определяется по формуле гдеЕ - суммарная площадь арматурных стержней при определении напряжения в арматуре, или площадь Е вертикальной стенки уголка, передающего нагрузку на бетон.Дополнительное обжатие бетона осуществляется за счет заполнения смесью НРСгруб меньшего диаметра каждого обжимного устройства. Усилия М в этом случае определяют по той же расчетной зависимости с учетом внутреннего диаметра меньшей трубы обжимного устройства. 1 ричем суммарное напряжение, возникающее в бетоне при его обжатии, должно быть меньше допускаемого напряжения в бетоне.Проверка данного технического решения была осуществлена на устройстве фиг.1 - 3; В качестве рабочей смеси использовалась смесь веществ НРС.При затворении рабочей смеси количество воды в ней составляло от 28 О до ЗОО от массы НРС. Смесь соответствовала ТУ-53-22-86.,После набора прочности бетоном рабочая смесь через воронку и одетую на нее резиновую трубку заливалась в пространство между двумя трубами каждого обжимного устройства, при этом торцы труб каждого обжимного устройства герметично закрывались.В результате реакции гидргтации раба.чая смесь НРСрасширялась и напряжение передавалось на арматурные стержни и на слой бетона, расположенный в растянутой зоне конструкции.Сетка 4 предотвращает местное разрушение бетона под обжимным устройством.В случае необходимости, внутреннее пространство труб меньшего диаметра каждого обжимного устройства тоже заливают раствором НРСи этим достигается дополнительное обжатие бетона,Причем заполнение полости осуществлялось последовательно с интервалом не менее суток, так как основная реакция гидратации раствора НРСпроисходит в течение суток при температуре окружающей среды более+5 С,Проведенные эксперименты по созданию предварительного напряжения в шахт- ных железобетонных элементах при помощи предложенного способа показали более высокую надежность таких конструкций и более низкую их стоимость,Формула изобретения 1. Способ создания предварительного напряжения в железобетонных конструкциях, включающий установку в опалубку арматурных каркасов, создание напряжения в них, заполнение опалубки бетонной смесью, выдерживание бетонной смеси до наборапрочности, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения качества изготовления, создание напряжения в арматурном каркасе осуществляют путем использования вставленных друг в друга с зазором рассеченных по образующей отрезков труб, при этом трубу большего диаметра соединяют с напрягаемой арматурой посредством равнобокого углового профиля, закрепленного по образующей данной трубы, а после набора прочности бетоном зазор между трубами заполняют расширяющейся смесью, причем усилие й, передающееся на арматурные стержни и бетон, определяют по формуле; ие, возникающее в обе пространства между ружный внешний радиус меньм; на трубы большего диаметра, м;ффициент перехода напряжения,его при расширении смеси по периментов К - 0,67);ичество обжимных труб; ент инерции поперечного сечеой трубы, м; уль упругости материала трубы,1791598 Составитель М,ТатиевТехред М.Моргентэл едактор Т.Горячева тор И.Шмако Заказ 141Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 изводстве ного напряжения конструкции, внутреннийобъем трубы меньшего диаметра заполняютрасширяющейся смесью. З.Способпоп.1, отличающийся тем, что в качестве расширяющейся смеси используют невзрывчатую разрушающую смесь Н РС.