Напряженными железобетонными конструкциями называют  такие, в которых бетон растянутой зоны (до приложения эксплуатационной нагрузки) подвергаетсяпредварительному сжатию.

Обычный бетон обладает небольшой прочностью при растяжении. Для восприятия растягивающих усилий в растянутую зону бетонной конструкции закладывают арматурную сталь, отчего несущая способность балки увеличивается. Трещины начинают появляться при значительно больших нагрузках. Так, волосные трещины в растянутой зоне железобетонной балки обычно появляются при очень низких напряжениях в арматуре (200— 300 кг/см2). Опытами установлено, что трещины шириною примерно в 0,2 мм в бетоне появляются при рабочих напряжениях в арматуре 1 200—1 300 кг/см2. Это объясняется тем, что арматура при расчетном напряжении 1 250 кг/см2 получает удлинение в 3—б раз больше, чем предельные удлинения бетона. Появление трещин при растяжении в бетоне является серьезным дефектом для ряда железобетонных конструкций. Для того чтобы повысить трещиноустойчивость конструкций, их подвергают предварительному напряжению, создавая в растянутой зоне сжимающие усилия, препятствующие образованию трещин.

С целью наибольшей эффективности целесообразно в напряженных железобетонных конструкциях и изделиях применять наиболее эффективные виды арматуры, в том числе низколегированные стали и холоднотянутую высокопрочную проволоку с пределом прочности до 18 000 кг\см2.

Эффективность применения такой арматуры заключается в пониженном (в 3—4 раза) расходе металла и в большей степени предварительного напряжения железобетонных изделий.

Рабочая арматура напряженных конструкций подвергается натяжению до 70—80% от ее предела прочности. Значит, чем больше предел прочности арматуры, тем больше она может быть напряжена. Так как сжатие бетона в растянутой зоне конструкции осуществляется при помощи арматуры, то чем больше было натяжение арматуры, тем больше будет сжатие бетона. Для уяснения того, как происходит предварительное напряжение (сжатие) бетона, рассмотрим рисунок. В опалубку балки укладывают арматуру в виде отдельных стержней, струн или пучков (б). Затем при помощи гидравлических домкратов  (г) натягивают эту арматуру до 70—80% ее предела прочности и закрепляют на упорах специальной конструкции при помощи шайб (д).

После закрепления натянутой арматуры в опалубку балки укладывают бетонную смесь. По достижении бетоном 70%-ной прочности, но не менее 250—300 кг/см2, шайба 6 (в) удаляется, вследствие чего арматура, стремясь к своему прежнему положению (до натяжения), сжимает окружающий ее бетон. Это сжатие тем сильнее, чем больше была предварительно растянута арматура.

Применение напряженных железобетонных конструкций дает большую экономию металла, цемента, леса, уменьшает собственный вес, строительную высоту элемента конструкции, обеспечивает лучшую транспортабельность, способствует сокращению сроков и удешевлению строительства. Напряженные железобетонные конструкции трещиноустойчивы и водонепроницаемы, что благоприятно сказывается на эксплуатации таких сооружений, как трубы, резервуары и т. п.

Благодаря высоким положительным качествам напряженных железобетонных конструкций они получили всеобщее признание и все шире применяются в различных областях строительства.

Изготовление напряженно армированных железобетонных изделий может осуществляться как с предварительным напряжением арматуры, так и с последующим напряжением ее.

Похожие записи: