Изготовление преднапряжённых конструкций в формах с внутренними несмещаемыми упорами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изготовление преднапряжённых конструкций в формах с внутренними несмещаемыми упорами

Ю.М. Сапрыкин, Д.Г. Саяпин

Впервые в мировой практике предложена ресурсосберегающая безотходная технология преднапряженных конструкций, исключающая резку арматуры и бетона [1], значительно улучшающая экологические условия производства. Универсальная технология основана на использовании:

нового оборудования, которое обеспечивает простые приемы и экологические условия изготовления эффективных преднапряженных конструкций;

свойств высокопрочной арматуры при ее работе в зоне пластических деформаций;

нетрадиционных операций укладки и фиксации напрягаемой арматуры.

Созданы принципиально новые экспериментальные методики, стенды и устройства, с помощью которых определены прочностные, конструктивные и технологические параметры, необходимые для научно обоснованного проектирования изделий и форм согласно предложенной технологии. Экспериментальные исследования и изготовление опытных образцов натуральной величины выполняли в заводских условиях.

При производстве преднапряженных конструкций [2]: балок, ригелей, многопустотных панелей перекрытий, дорожных плит и других изделий по агрегатно-поточной или конвейерной технологии с натяжением арматуры на внешние упоры форм большие затраты труда и дополнительных средств требуются для резки напрягаемой арматуры или готового изделия. Перед резкой стержни необходимо очистить от бетона, непосредственно резка напрягаемых стержней сопровождается выделением вредных продуктов сгорания электродов, ярким свечением, резким звуком высокой частоты. Кроме этого, при внешних упорах неизбежны существенные отходы напрягаемой арматуры и частично бетона за счет его протекания через прорези торцевых бортов, требующего их сбора и удаления. Резка стержней электродами или стальными дисками ухудшает экологию.

Ранее предпринимались попытки выпуска изделий с внутренними анкерами, для чего использовали формы с внутренними подвижными упорами [3]. Размещение упоров внутри бетонного отсека и контакт упоров с концевыми анкерами практически по всей поверхности с опорной плоскостью упора приводили к недостаточной анкеровке стержней на опоре [4]. Вследствие образующихся в бетоне выемок от упоров после распалубки изделий требовалась установка дополнительной арматуры в изделиях [5]. При натяжении арматуры внутренние перемещаемые упоры системой стопоров удерживали от смещения под действием усилия натяжения. Перед распалубкой готовых изделий для снятия усилия преднапряжения с внутренних упоров последние системой рычагов вращали вокруг осей и опускали в поддон формы. Использование подвижных упоров усложняло конструкцию форм, а перемещение их при воздействии усилия преднапряжения приводило к быстрому износу системы рычагов и эксцентриков, которыми крепили упоры.

Предложенная новая технология изготовления преднапряженных изделий в формах с внутренними несмещаемыми упорами лишена отмеченных недостатков, так как предусматривает надежную анкеровку напрягаемой арматуры на опоре, простоту конструкции несмещаемых упоров форм и, следовательно, их надежную эксплуатацию.

Основные предпосылки создания технологии

Беспрепятственная распалубка готовых изделий обеспечивается наклоном опорной поверхности упоров к вертикали на угол, больший угла трения концевого анкера на стержне по поверхности упора.

Анкер напрягаемого стержня во время его натяжения взаимодействует с упором незначительной частью опорной поверхности. Смещению анкера вверх при натяжении напрягаемого стержня препятствует фиксатор на борту формы. После укладки бетонной смеси и окончания ее термовлажностной обработки, в момент распалубки изделия, усилие предварительного напряжения передается непосредственно с концевого анкера на бетон опорной зоны элемента за счет контакта большей части своей опорной поверхности с бетоном [6]. анкер напряжение многопустотный настил

Принятая схема анкеровки напрягаемой арматуры обеспечивает обжатие бетона изделия практически от самого торца изделия [7], что повышает несущую способность балок, ригелей и многопустотных плит при работе на поперечную силу, а также -- сплошных плит в платформенных стыках многоэтажных панельных домов [8].

Распалубка готовых изделий ничем не отличается от распалубки ненапряженных элементов: открывают борта формы и без каких-либо предварительных операций изделие краном снимают с формы.

По новой технологии в форме с внутренними несмещаемыми упорами изготовлены головные образцы многопустотных панелей марки НВ 70-12.

Длину напрягаемых стержней плиты с внутренними анкерами установили расчетным путем по величине проектного предварительного натяжения [9] с учетом конструктивных размеров внутренних упоров, допусков по длине стержней и других факторов [10].

Перед укладкой стержней торцевые борта формы были закрыты и до конца завернуты гайки замков формы. Стержни натягивали электротермическим способом [11].

По натяжению контрольного стержня и инструментальной проверке фактической величины преднапряжения уточнили окончательную длину стержней и расстояния между внутренними анкерами.

В качестве рабочей арматуры применяли шесть напрягаемых стержней диаметром 14 мм. Первоначально по концам формы, между внутренними упорами, укладывали сетки. Затем стержни, удлиненные на установке для нагрева на 32-34 мм, за холодные концы переносили в форму. Стержни заводили сбоку во внутренние упоры формы так, чтобы концевой анкер располагался между упором и торцевым бортом формы ниже фиксатора на этом борту, и вкладывали в выемки внутренних упоров. Остывая, стержни натягивались до напряжения 550 МПа, концевые анкеры взаимодействовали с наклонной опорной поверхностью упоров, а верхней поверхностью шестигранника упирались в фиксатор и занимали проектное положение по высоте плит.

Выпуск опытных панелей полностью подтвердил простоту, надежность, экологичность, эффективность и целесообразность применения новой технологии к производству многопустотных плит перекрытий [12].

Изготовление преднапряженных настилов с внутренними анкерами в формах с внутренними упорами по сравнению с традиционной технологией использования форм с наружными упорами обеспечивает:

снижение расхода высокопрочной арматуры на 4-5% [13];

исключение отходов бетона за счет протекания бетонной смеси через отверстия в торцевых бортах форм для прохода напрягаемых стержней;

снижение трудозатрат на 5-7%, необходимых на резку напрягаемых стержней перед распалубкой готовых изделий, очистку стержней от затвердевшего бетона перед их резкой, сбор отходов бетона и арматуры;

экономию электродов или стальных дисков, требующихся для резки напрягаемой арматуры;

более экологичные условия труда при отсутствии резки напрягаемой стержневой арматуры;

снижение себестоимости настилов на 2-3%.

Аналогично реконструировали формы плит-распорок НРД-58-5.

На основании опыта изготовления головных образцов панелей перекрытий подготовлены «Предложения по изготовлению и реконструкции форм для выпуска преднапряженных изделий с внутренними анкерами», а также «Рекомендации по технологии изготовления многопустотных настилов с внутренними анкерами».

Две основные задачи стоят сегодня перед любым производством: снижение стоимости продукции и обеспечение экологических условий труда. Этим требованиям в полной мере удовлетворяет новая универсальная технология предварительно напряженных железобетонных конструкций с внутренними анкерами. Универсальность технологии -- в возможности применения ее как к созданию новых производств, так и модернизации существующих, а также возможности изготовления по новой технологии большинства напряженных изделий, в том числе плитных изделий при вертикальном способе формования.

Как показали статические испытания, сплошные преднапряженные плиты перекрытий с внутренними анкерами в платформенных стыках многоэтажных панельных домов имеют несущую способность на 17-22% (в зависимости от толщины внутренних стен) большую, чем ненапряженные плиты. Преднапряженные конструкции с внутренними анкерами существенно лучше работают в опорной зоне, чем изделия, изготовленные в формах с внешними упорами: первые имеют на 15% большую несущую способность при работе на поперечную силу.

Крупнейшие металлургические комбинаты: Западносибирский и Череповецкий, Белорусский металлургический завод и другие выпускают термомеханически упрочненную арматуру с необходимыми свойствами, что полностью обеспечивает потребность в такой арматуре [14].

Предложенная технология найдет применение на многих заводах, производящих сплошные плиты перекрытий для жилых панельных домов, а также при изготовлении пустотных настилов для жилых многоэтажных и индивидуальных домов и для промышленных зданий. Она будет использована при производстве ригелей и балок для гражданского, промышленного и транспортного строительства, т.е. практически для всех видов массовых преднапряженных конструкций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой России. -М.:ЦИТП Госстроя России, 2004.- 84 с.

2. ГОСТ 28334-89 Проволока и канаты стальные для армирования преднапряжённых железобетонных конструкций / Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

3. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01-84).- Ч. 1 / ЦНИИ промзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР , 1988.-192 с.

4. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01-84). -Ч. 2 / ЦНИИ промзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР , 1988.-144 с.

5. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения) / ЦНИИ промзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. -М.: Стройиздат , 1978.-174 с.

6. Руководство по проектированию железобетонных пространственных конструкций покрытий и перекрытий /НИИЖБ Госстроя СССР. -М.: Стройиздат, 1979.-421 с.

7. Бондаренко В.М. Расчет железобетонных и каменных конструкций: учеб. пособие для строит. вузов / В.М. Бондаренко, А.И. Судницин, В.Г. Назаренко; под ред. В.М. Бондаренко. - М.: Высшая школа, 1988.-304 с.

8. Расчет и конструирование частей жилых и общественных зданий: справочник проектировщика / П.Ф. Вахненко, В.Г. Хилобок , Н.Т. Андрейко , М.Л. Яровой; под ред. П. Ф. Вахненко. -К.: Будiвельник, 1987.-424 с.

9. Проектирование железобетонных конструкций: справочн. пособие / А.Б. Голышев, В.Я. Бачинский, В.П. Полищук и др.; под ред. А.Б. Голышева. - К.: Будiвельник, 1985.-496 с.

10. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998.

11. СНиП II 23-81* Стальные конструкции / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998.

12. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84) /ЦНИИ промзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР , 1989.-192 с.

13. Кудишин Ю.И. Металлические конструкции: учебник для студ. высш. учеб. заведений - 9-е изд., стер. / Ю.И. Кудишин, Е.И. Беленя, В.С. Игнатьева. -М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 688с.

14. Справочник металлиста / Н.П. Аристов, Т.И. Благосклонский, В.С. Веселовский, В.С. Владиславлев, Ф.А. Лунёв.- М.: МАШГИЗ, 1959.- 539 с.

Размещено на Allbest.ru