Преднапряженный железобетон

Железобетонные конструкции получили широкое распространение в современном строительстве. Но у них есть не только ряд преимуществ перед другими строительными материалами, но и некоторые недостатки.

В зоне расположения ненапрягаемой арматуры возникают такие деформации, что бетон уже не обеспечивает требуемой трещиностойкости. В этой ситуации возникает необходимость создания сжимающих напряжений. Эффективное решение этой задачи — применение высокопрочной предварительно напряженной арматуры.

Технологии СТС

Cферы применения преднапряжённого бетона:

Атомные электростанции
Мостовые сооружения
Спортивные сооружения
Здания
Резервуары, силосы

Предварительно напряженный железобетон

Для возведения конструкций, рассчитанных на большую нагрузку, а также при создании больших пролетов зачастую используются железобетонные элементы большого сечения. Это решение не является оптимальным:

Увеличивается расход арматуры и бетона;
Значительно возрастает собственный вес сооружения;
Требуются более сложные конструкторские и инженерные решения.

В конечном итоге внедрение такого решения влечет за собой повышение стоимости и увеличение срока строительства. В этом и заключается цель применения этой технологии.

Существует и другое, более оптимальное решение, позволяющее отказаться от подобных мер. И это – предварительное напряжение железобетонных конструкций.

Для создания конструкций из преднапряженного бетона используют два основных метода – натяжение на бетон и натяжение на упоры.

На бетон

Суть этого метода заключается в установке специальных каналообразователей, внутри которых размещаются арматурные пряди. Монтаж производится в процессе армирования конструкции. После бетонирования и набора достаточной прочности бетона один конец пучка фиксируется в пассивном анкере, а другой натягивается гидравлическим домкратом с последующим закреплением клиновыми зажимами в активном анкере. Арматурные пряди, пытаясь возвратиться в исходное состояние, сжимают железобетонную конструкцию — так образуется обратный изгиб.

На упоры

Сущность этого метода иная – он основан на пропуске арматурного пучка не только через опалубку изготавливаемого железобетонного элемента, но и за пределы жесткой коробчатой конструкции, часто называемой стендом. На одном из торцов стенда пряди фиксируют в так называемом глухом анкере.

Натяжение арматурных прядей производится домкратом. По окончании этого процесса конец закрепляют в активном анкере. Затем в опалубочную форму укладывается бетон с последующими процедурами ухода за ним. После набора бетоном передаточной прочности пряди между торцом опалубки и стендом обрезаются.

Обрезка производится симметрично по отдельным проволокам пучка. Освобожденный от жесткого закрепления пучок стремится укоротиться, но наличие внутренних анкеров не дают ему окончательно вернуться в первоначальное состояние, что позволяет обжать железобетонную конструкцию и создать ей обратный изгиб.

Преимущества преднапряжения бетона

Опыт возведения железобетонных конструкций с предварительным напряжением показывает, что применение данной технологии имеет множество преимуществ — оно позволяет:

значительно сократить срок возведения сооружения;
уменьшить поперечное сечение конструкций и, как следствие, уменьшить расход материалов;
снизить собственный вес конструкции, что критически важно при работе в условиях действия динамических нагрузок;
возводить сооружения с большими пролетами;
повысить трещиностойкость.

Сферы применения технологии напрямую связаны с ее спецификой. Наилучшим образом она показывает себя в следующих проектах: