Вы здесь

Сталезалізобетонні згинальні елементи з локальним і технологічним попереднім напруженням

Автор: 
Асанов В\'ячеслав Володимирович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2004
Артикул:
3404U002926
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА ЛОКАЛЬНО ПРЕДВАРИТЕЛЬНО
НАПРЯЖЕННЫХ СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
ПЕРЕКРЫТИЙ ПОВЫШЕННОЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
2.1. Сущность предлагаемого конструктивно-технологического
решения перекрытий балочного типа

Рассматриваемые перекрытия предназначаются прежде всего для применения в реконструкции зданий и сооружений, когда, например, необходимо производить замену существующих аварийных перекрытий внутри помещений. Вполне понятно, что в данных условиях использование монтажных кранов не представляется возможным, что исключает применение сборных железобетонных перекрытий. По указанной причине затруднительно применение сборно-монолитных железобетонных перекрытий, в составе которых основными несущими элементами являются железобетонные балки, также обладающие достаточно большой собственной массой.
Устройство монолитных железобетонных балочных перекрытий сопряжено с серьезными технологическими трудностями, связанными с необходимостью установки достаточно сложной опалубки. В рассматриваемом плане выгодно отличаются сталежелезобетонные перекрытия. По своей сущности они являются сборно-монолитными конструкциями, в которых роль основных несущих элементов выполняют стальные балки в большинстве случаев двутаврового профиля. Данные балки обладают значительно меньшей собственной массой, чем железобетонные, вследствие чего могут монтироваться без использования грузоподъемных механизмов. Указанное позволяет не только применять сталежелезобетонные перекрытия в реконструкции (внутри помещений), но и в новом строительстве, снижая его энергозатратность. Однако при пролетах увеличенной длины собственная масса стальных балок существенна, что затрудняет устройство сталежелезобетонных перекрытий без применения монтажных кранов.
Для уменьшения собственной массы стальных балок целесообразно их локальное предварительное напряжение, как это было предложено Шагиным А.Л. и Избашем М.Ю. ?44, 49?. Снижение металлоемкости обеспечивается применением в качестве напрягающих элементов арматуры более высокой прочности, чем сталь балки.
Однако в ?49? приварка арматуры и локальное предварительное напряжение сталежелезобетонного перекрытия предполагается осуществлять после его устройства, набора прочности бетоном. Очевидно, что данная последовательность выполнения работ усложняет технологию, так как сварка и локальное предварительное напряжение, его контроль осуществляются в проектном положении, на высоте.
В целях повышения технологичности и силовой эффективности в настоящей работе предусматривается приварку напрягаемой арматуры и локальное предварительное напряжение стальных балок сталежелезобетонного перекрытия производить до монтажа, т.е. внизу. Сущность локального обжатия показана на рис. 2.1.
Локальное предварительное напряжение производится в следующем порядке. Стальная балка располагается горизонтально и к одной стороне ее стенки приваривается напрягаемый арматурный стержень. Затем балка переворачивается и к другой стороне стенки двутавра аналогично приваривается второй напрягаемый стержень.
Для выполнения операции локального предварительного напряжения балка устанавливается так, чтобы будущая растянутая полка оказалась вверху. После указанного на полку балки устанавливается ручной винтовой домкрат. Его захватные рычаги зацепляются за напрягаемые арматурные стержни.
Выворачиваемый по резьбе винт домкрата упирается в полку балки, вследствие чего оттягиваются вверх одновременно оба напрягаемых стержня. Когда значения стрелки оттягивания достигают заданной расчетной величины, к стенке балки с двух сторон привариваются упоры (рис. 2.2). После приварки упоров винт домкрата выворачивается в обратную сторону, домкрат снимается и сила Fsp, с которой было произведено оттягивание, передается через упоры на балку, выгибая ее вверх. При этом на участке балки между местами приварки концов напрягаемой арматуры lsp возникает изгибающий момент

(2.1)

Так как напрягаемые стержни располагаются ниже нейтральной оси балки на расстоянии еsp, то от действия возникающего в указанных арматурных стержнях усилия натяжения Nsp соответственно возникает изгибающий момент

, (2.2)

который также выгибает балку вверх.
Таким образом, на участке балки длиной lsp вследствие предварительного напряжения возникает продольная сила Hsp = Nsp?cos? и изгибающий момент

(2.3)

Вследствие действия продольной силы Hsp и изгибающего момента Msp1 в будущей растянутой зоне балки возникают напряжения, обратные по знаку тем, которые будут вызваны нагрузкой в эксплуатации.
Величина сжимающих напряжений в будущем крайнем растянутом волокне стальной балки составит

, (2.4)

где Ад и Wд - соответственно площадь поперечного сечения и момент сопротивления двутавра.
В применявшейся ранее последовательности локальное предварительное напряжение осуществлялось после того, как железобетонная плита набирала прочность. В этом случае величина напряжений в нижнем волокне сталежелезобетонной балки составляет

, (2.5)

где Асж и Wсж - соответственно площадь и момент инерции приведенного сечения сталежелезобетонной балки.
Хотя значение Msp1 для сталежелезобетонного элемента несколько выше, чем для стального (вследствие того, что нейтральная ось располагается выше), величина по абсолютной величине больше , так как значения Асж и Wсж существенно больше значений Ад и Wд.
Таким образом, предлагаемая последовательность осуществления локального обжатия является более эффективной не только в