Forspændte konstruktioner i rammekonstruktion. Forspændte betonkonstruktioner Beregning og design af elementer i en et-etages industribygning i præfabrikeret beton

forspændt beton (forspændt beton) er et byggemateriale designet til at overvinde betonens manglende evne til at modstå betydelige trækspændinger. Konstruktioner lavet af forspændt armeret beton, sammenlignet med ikke-spændte, har væsentligt lavere nedbøjninger og øget revnemodstand, med samme styrke, hvilket gør det muligt at dække store spænd med en lige stor del af elementet.

Ved fremstilling af armeret beton lægges stålarmering med høj trækstyrke, derefter strækkes stålet med en speciel anordning, og betonblandingen lægges. Efter afbinding overføres forspændingskraften fra den frigjorte ståltråd eller -kabel til den omgivende beton, så den komprimeres. Denne skabelse af trykspændinger gør det muligt helt eller delvist at eliminere trækspændinger fra belastningen.

Forstærkningsspændingsmetoder:

Grants Pass, Forspændt Beton Botanical Garden Bridge, Oregon, USA

Afhængigt af typen af ​​teknologi er enheden opdelt i:

• spænding på anslag (før anbringelse af beton i forskallingen);
• spænding på beton (efter udlægning og hærdning af beton).

Oftere bruges den anden metode til konstruktion af broer med store spændvidder, hvor et spænd er lavet i flere faser (fanger). Stålmaterialet (kabel eller armering) anbringes i en form til udstøbning i en kuffert (bølget tyndvægget metal eller plastrør). Efter fremstillingen af ​​en monolitisk struktur spændes kablet (forstærkningen) til en vis grad af specielle mekanismer (jackstik). Derefter pumpes en flydende cement (beton) mørtel ind i sagen med et kabel (forstærkning). Dermed sikres en stærk forbindelse af brospændssegmenterne.

Eugene Freycinet (Frankrig) og Viktor Vasilievich Mikhailov (Rusland) var i begyndelsen af ​​skabelsen af ​​forspændt armeret beton

Wikimedia Foundation. 2010 .

• beatbox
• Sakyong Mipham Rinpoche

Se, hvad "Forspændt beton" er i andre ordbøger:

forspændt beton- - [A.S. Goldberg. Engelsk russisk energiordbog. 2006] Emner energi generelt EN forspændt beton …

forspændt beton med stålkappe- (for eksempel til fremstilling af beskyttende granater på atomkraftværker) [A.S. Goldberg. Engelsk russisk energiordbog. 2006] Emner energi generelt EN stålbeklædt forspændt beton … Teknisk oversætterhåndbog

Forspændt beton

armeret beton forspændt- Præfabrikerede eller monolitiske armerede betonkonstruktioner, hvis forstærkning er understreget til en given designværdi [Terminologisk ordbog for byggeri på 12 sprog (VNIIIS Gosstroy of the USSR)] Emner andre byggeprodukter DA forspændt ... ... Teknisk oversætterhåndbog

Armeret beton, forspændt- Forspændt armeret beton - præfabrikerede eller monolitiske armerede betonkonstruktioner, hvis forstærkning er stresset til en given designværdi [Terminologisk ordbog for konstruktion på 12 sprog (VNIIIS Gosstroy of the USSR)] ... ... Encyklopædi over begreber, definitioner og forklaringer af byggematerialer

ARMERT BETON, FORSPÆNT- præfabrikerede eller monolitiske armerede betonkonstruktioner, hvis armering er spændt til en given designværdi (bulgarsk; bulgarsk) forspændt beton (tjekkisk; Čeština) předpjatý železobeton (tysk; ... ... Byggeordbog

stresset beton- Forspændingsdiagram Forspændt beton (forspændt beton) er et byggemateriale designet til at overvinde betonens manglende evne til at modstå betydelige trækspændinger. Når ... ... Wikipedia

forspændt beton- Forspændingsdiagram Forspændt beton (forspændt beton) er et byggemateriale designet til at overvinde betonens manglende evne til at modstå betydelige trækspændinger. Når ... ... Wikipedia

Armeret beton- Armeringsjern til jernbetonkonstruktioner ... Wikipedia

Armeret beton- en kombination af beton- og stålarmering, monolitisk forbundet og arbejder sammen i en struktur. Udtrykket "J." ofte brugt som en fællesbetegnelse for armerede betonkonstruktioner og produkter (se armerede betonkonstruktioner og produkter) ... Stor sovjetisk encyklopædi

Forspænding af beton for at øge dens styrke er en moderne måde at øge styrken af ​​betonkonstruktioner på. I denne artikel oplister vi fordele og ulemper ved forspændt beton.

Beton bruges i forskellige former for byggeri. Navnet "foreløbigt" betyder ikke, at betonen blev belastet, før etagen over den blev bygget. Men i stedet for at bukke under pres, formår den at blive stærkere, og den får evnen til at modstå meget større belastninger end almindelig beton.

Men hvordan gør man det. Hvad er fordele og ulemper ved forspændt beton? Lad os finde ud af svarene på disse spørgsmål, som vil hjælpe med at forstå dette bedre.

Hvad er forspændt beton?

Beton i normal tilstand har en ekstrem høj trykstyrke. Dette gør det muligt at bruge det til at skabe strukturer, der skal tåle trykbelastninger. For eksempel bruges det til at skabe søjler og understøtninger til at understøtte forskellige strukturer i store bygninger.

Men sammenlignet med dens trykstyrke har beton næsten ingen holistisk styrke. Hvis almindelig beton bruges til at bygge gulve, vil den derfor synke under tryk, når den presses sammen, og til sidst revne og smuldre. For at eliminere denne mangel anvendes forspændingsmetoden. I sin mest basale form udføres forspænding som følger.

En række stålkabler spændes ved at påføre en trækkraft i deres ender og placeres i en betonblok. Derefter hældes den flydende beton i formene og hærder, hvilket forårsager binding mellem den og stålkablerne indeni. Derefter forsøger kablerne at genoprette deres oprindelige form, de trækker betonen med sig og skaber kompression. Dette belaster betonens indre partikler, styrker det og gør det til et fremragende materiale til strukturel brug. Da beton er spændt, før det tages i brug, kaldes det forspændt beton.

Forspændt beton har en stor styrke, både i kompression og i træk. Det bruges til at bygge lange broer, bygge plader mv.

Fordele og ulemper ved forspændt beton

Fordele

1) høj trækstyrke og revnemodstand

En almindelig betonplade, når den sættes under spænding, synker nedad under vægtens tryk. I denne position er den øverste del af pladen komprimeret, og dens bund er under spænding. Da beton kan modstå store mængder kompression, er toppen af ​​pladen i stand til at modstå en sådan belastning. Beton er dog svag med hensyn til trækstyrke. I bunden begynder pladen at revne, indtil hele pladen falder sammen.

Forspændt beton har en høj trækstyrke og er derfor i stand til at bære store belastninger uden at revne eller synke.

2) Under dybden

På grund af sin høje styrke kan forspændt beton bruges til at bygge strukturer, der har en meget mindre dybde sammenlignet med armerede betonkonstruktioner. Dette har to hovedfordele. Hvis det bruges til byggeplader, fylder det ikke meget, og der bliver yderligere brugbar plads til rådighed, især i etagebyggeri. Den anden fordel ved lavere konstruktionsdybder er, at de er lettere, og de bærende søjler i bygninger kan også gøres mindre, hvilket sparer byggeomkostninger og kræfter.

3) Varighed

Forspændt beton kan bruges til at bygge strukturer, der holder længere end armeret beton. Ved opførelse af bygninger betyder det, at der skal være færre søjler til at understøtte pladerne, og afstanden mellem dem kan være meget større. For broer kan brugen af ​​forspændt beton give ingeniører mulighed for at bygge en lang bro, der ikke vil kollapse under belastning.

4) hurtig og pålidelig konstruktion

Forspændte betonblokke fremstilles kommercielt i flere standardformer og -størrelser. De er kendt som præfabrikerede blokke. Fordi de er professionelt lavet, har de en meget god byggekvalitet og samtidig giver de al kraften fra præfabrikeret beton. De kan leveres direkte til byggepladsen og bruges til hurtigt at afslutte byggearbejdet. Strukturer bygget med disse blokke er kendt for at være af bedre kvalitet og længere levetid.

ulemper

1) Bygningens større kompleksitet

Forspænding af beton på en byggeplads er en tidskrævende og kompleks proces. Man skal have et indgående kendskab til hvert trin, der er involveret, sammen med et grundigt kendskab til brugen af ​​forskelligt udstyr. Præfabrikerede betonkonstruktioner produceres én gang, de er svære at ændre, og derfor øges kompleksiteten af ​​den indledende planlægning også. Da sandsynligheden for fejl er meget lav, skal der udvises stor forsigtighed, når man bygger.

2) Stigning i byggeomkostninger

Forspændt beton kræver viden og specialiseret udstyr, hvilket kan være dyrt. Selv prisen på armerede betonblokke er betydeligt højere end armerede blokke. I boligbyggeri, for øget trækstyrke, er forspændt beton muligvis ikke nødvendig, da almindelig armeret beton er meget billigere og stærk nok til at opfylde alle belastningskrav.

3) behovet for kvalitetskontrol og inspektion

Proceduren til forspænding skal kontrolleres og godkendes af kvalitetskontrolspecialister. Hver forspændt betonkonstruktion skal kontrolleres for at sikre, at den har været udsat for den korrekte belastning. For meget opmærksomhed er også dårligt, og det kan beskadige betonen, hvilket gør den svagere.

Forspændte betonkonstruktioner giver overlegen trækstyrke sammenlignet med normale og endda armerede betonkonstruktioner, men de er komplekse at konstruere og dyrere. Til applikationer med lav belastning, såsom byggegulve, er det upraktisk at bruge forspændt beton. Derfor bør beslutningen om at anvende forspændt beton kun træffes, hvis det kræves af projektspecifikationen.

Stresset beton

Spændende beton - beton baseret på spændt cement. Fra almindelig beton på Portland cement udmærker den sig ved evnen til at udvide i begyndelsen. hærdningsperiode og strække den armering, der er i vedhæftning med den, samtidig med at den opnår spændingen af ​​sin egen kompression, den såkaldte. selvstress. Således modtaget forspænding designs kaldet. selvstressende w.-bet. konstruktioner.

Grundlaget for stresscement er Portland cementklinker (ca. 2/3 af sammensætningen), hvortil der ved slibning tilføjes en stigning. i sammenligning med Portland cement, mængden af ​​gips, såvel som yderligere høj-aluminat slagger, som som regel er affaldsprodukter fra metallurgi og industri. Den volumetriske udvidelse af cementstenen skyldes dannelsen af ​​calciumhydrosulfoaluminat (den såkaldte "cementbacillus") under dens hydrering, som har et volumen, der er større end summen af ​​mængderne af de oprindelige komponenter.

Der er såkaldte. fri ekspansion, når cementstenen, spændingscementen og beton baseret derpå ikke hindres af ydre. begrænsninger i form af blandede strukturelle elementer (ved samlingen, søm), forbundet med det ved kobling eller forstærkning ankre, eller modvirke ekstern. kræfter. I nærvær af sådanne begrænsninger eller påvirkninger finder den tilhørende udvidelse sted. I dette tilfælde udvikler cementstenen eller betonen tryk på forhindringen, som viser sig i form af udvidelse i sømme og samlinger eller armeringsspænding, uanset dens retning i beton.

Fri ekspansion kontrolleres som regel kun under produktionen af ​​spændingscement, da den er mere følsom. indikator er den 0,2-2,5 %. Den tilknyttede ekspansion styres under produktionen af ​​cement (i en cement-sandopløsning 1: 1), der fikserer den i form af en selvspændingsgrad - NTs-10, NTs-20, NTs-30 og NTs-40 ( henholdsvis selvstress er ikke mindre end 0,7, 2, 3 og 4 MPa), samt at bestemme den faktiske. betonkarakterer til selvbelastning, når det er forudsat i designprojektet.

Tilhørende udvidelse ud over energi-getich. sv-in cement og beton afhænger af graden af ​​begrænsning af udvidelsen, så testene af B.n. udført på standard prismeprøver i størrelse fra 4x4x16 cm for cement til 1x10x40 cm for beton, ved brug af standarddynamometre. ledere af passende størrelse, hvilket i prøverne, der er støbt i dem, skaber en elastisk modstand mod ekspansion, svarende til tilstedeværelsen af ​​1% langsgående forstærkning i prøverne.

Udvælgelse af sammensætningen af ​​B.n. med hensyn til trykstyrke adskiller den sig ikke fra valget af sammensætningen af ​​almindelig beton på Portland cement, dog kan bindemiddelforbruget reduceres med næsten 10%. Beton af klasse B15-B40 og højere kan fås. Med samme trykstyrke af beton B.n. har en trækstyrke 20% højere end Portland cementbeton. Der er en række selvstress-grader fra Sp0,6 til Sp4 (i MPa).

For at opnå en given designkvalitet for selvspænding er det nødvendigt at tage hensyn til ikke kun den selvspændende aktivitet af stresscementen, men også forbruget af bindemidlet, vand-cementforholdet og i nogle tilfælde, fugtforholdene ved hærdning.

Forspændende beton er kendetegnet ved en vandmodstandsgrad på mindst W12, og derfor kræver strukturer lavet af det ikke en vandtætningsanordning og i mange andre. tilfælde af anti-korrosion. beskyttelse.

Der er en slags B. n. - beton med kompenseret svind, kendetegnet ved, at den, samtidig med at alle de øvrige egenskaber bibeholdes, ikke standardiserer selvspændingsgraden. Til fremstilling af sådan beton anvendes som regel spændingscementkvaliteter NTs-10 eller NTs-20. Beton med kompensatorer. svind, er det tilrådeligt at bruge det i stedet for almindelig beton på Portland cement til næsten alle strukturer, hvilket giver kompensation for svind og dets negativitet. konsekvenser både på stadiet af fremstillingsstrukturer (fra dannelsen af ​​teknologiske revner) og under drift.

Teknologisk St. B.N. ligner St. du beton på Portland cement, men med øget. temperaturer (30 ° C og derover), er der en tendens til en mere mærkbar acceleration af hærdning (styrkesæt) og til dels hærdning af blandingen. Dette giver dig mulighed for at reducere varigheden og reducere temperaturen af ​​varme-fugtbehandlingen af ​​præfabrikerede produkter. Hærdningstiden for beton og mørtler på selvspændende cement reguleres over et bredt område: fra hærdningsacceleration til 1-2 minutter, som bruges til at stoppe utætheder under reparation af konstruktioner under hydrostatisk. tryk, indtil indstillingen forlænges op til 2-3 timer (hvis det er nødvendigt, varer det, transporterer blandingen). For at gøre dette skal du tilføje acceleratorer og blødgørere og også bruge den såkaldte metode. foreløbig, delvis hydrering, som består i foreløbig blanding (før blanding) spændingscement med delvist fugtet tilslag eller to-trins blanding af blandingen. Under hensyntagen til funktionerne i BN, dets brug er især effektiv i strukturer, som kravene til højere. vandbestandighed og revnebestandighed (også ved brug af mobile blandinger), spec. vandtætning i dette tilfælde er ikke påkrævet. Disse er præfabrikerede og monolitiske kapacitive, underjordiske strukturer dekomp. udnævnelser og samlinger i dem, tryk- og ikke-trykrør, transport og kommunikation. tunneller, rulleløse tage, gulvbelægninger, veje, flyvepladser og vejbroer samt fundamenter til kunst, skøjtebaner og isbaner uden sømme eller med stigning. afstanden mellem dem, elementer af volumetrisk boligkonstruktion. Anvend B.n. til forsegling og beskyttelse mod strålingskilder. stråling, samt til fremstilling af forspænding. konstruktioner for at kompensere for spændingstab ved svind og andre typer konstruktioner og konstruktioner, inkl. w.-bet. strukturer af masseproduktion, i stedet for konventionel beton, både tunge og lette.

Armerede betonkonstruktioner er grundlaget for moderne konstruktion. De har dog væsentlige mangler, der primært er forbundet med utilstrækkelig bæreevne og dannelse af revner i stenen under driftsbelastninger. Forbedringer i teknologien til fremstilling af produkter fra beton og stålarmering har ført til skabelsen af ​​forspændt armeret beton, som har en række fordele.

Definition

Forspændte armerede betonkonstruktioner er byggeprodukter, hvis beton på skabelsesstadiet med magt modtager den oprindelige designtrykspænding. Det er skabt på grund af den foreløbige dannelse af trækspænding i den arbejdende højstyrkearmering og dens komprimering af beton i de områder, der vil opleve spænding (afbøjning) under drift. Ved sammenpresning glider armeringen ikke, da den er bundet til materialet eller fastholdes af armeringens forankring i enderne af produkterne. Således afbalancerer trækspændingen, som den armerede betonsammensætning opnår ved hjælp af armering, spændingen af ​​stenens fremrykning.

Fordele

Forspændt armeret beton udskyder tidspunktet for begyndelsen af ​​dannelsen af ​​spalter i produkter, der arbejder for afbøjning i lang tid, reducerer dybden af ​​deres åbning. Samtidig opnår produkterne øget stivhed uden at reducere styrken.

Forspændte betonbjælker har en tendens til at fungere godt i kompression og afbøjning, med samme styrke langs længden, hvilket giver dig mulighed for at øge bredden af ​​de overlappede spænd. I sådanne strukturer reduceres tværsnitsdimensionerne, derfor reduceres volumenet og vægten af ​​komponenterne (med 20-30%) såvel som cementforbruget. En mere rationel anvendelse af stålets egenskaber gør det muligt at reducere (stang og tråd) op til 50%, især fra højstyrkekvaliteter (A-IV og højere), som har en betydelig trækstyrke. Betons kemiske neutralitet over for stål bidrager til at beskytte armeringen mod korrosion. Samtidig beskytter øget revnemodstand belastet armering mod rust i strukturer, der er under konstant tryk af vand, andre væsker og gasser.

Byggekonstruktionsmetoderne, der anvendes i rammekonstruktionen, er baseret på teknologien til forspænding af armerede betonkonstruktioner under byggeprocessen.

Forstærket armering, som komprimerer betonen i montageenheder, sikrer deres praktiske sammenføjning ved at reducere metalforbruget ved samlingerne markant. Præfabrikerede og præfabrikerede-monolitiske produkter fra jernbetonspændte konstruktioner kan bestå af sammenføjede dele med samme tværsnit, som er lavet af ubespændt let (tung) beton langs kanterne, og det belastede fragment er forspændt armeret beton. Sådanne produkter har øget udholdenhed og kompenserer for gentagne dynamiske påvirkninger.

Denne egenskab giver dig mulighed for at dæmpe spændingsændringer i beton og armering forårsaget af udsving i eksterne belastninger. Bygningers øgede seismiske modstand øges på grund af den høje strukturelle stabilitet af belastet armeret beton, som komprimerer deres individuelle fragmenter. Strukturen i forspændt form giver større sikkerhed, da dens ødelæggelse er forudgået af en ublu afbøjning, hvilket signalerer udmattelse af strukturens styrke.

ulemper

Forspændingstilstanden i materialet opnås ved specialudstyr, præcise beregninger, arbejdskrævende design og dyr produktion. Produkter kræver omhyggelig opbevaring, transport og installation, som ikke forårsager deres nødtilstand selv før brug.

Koncentrerede belastninger kan medvirke til, at der opstår langsgående revner, som reducerer bæreevnen. Fejlberegninger i design- og produktionsteknologien kan forårsage fuldstændig ødelæggelse af det skabte armerede betonprodukt på beddingen. Forspændte konstruktioner kræver metalintensiv forskalling med øget styrke, øget stålforbrug til indstøbning og armeringsjern.

Store værdier af lyd og termisk ledningsevne kræver indsættelse af kompenserende materialer i stenens krop. Sådanne armerede betonkonstruktioner giver en lavere brandmodstandstærskel (på grund af den lavere kritiske opvarmningstemperatur af forspændt armeringsstål) sammenlignet med konventionel armeret beton. Den forspændte betonkonstruktion er kritisk påvirket af udvaskning, opløsninger af syrer og sulfater, salte, hvilket fører til korrosion af cementstenen, revneåbning og korrosion af armering. Dette kan føre til et kraftigt fald i stålets bæreevne og pludselige sprøde brud. Også produkternes betydelige vægt skal tilskrives minusserne.

Strukturelle materialer

Armeret beton er et multikomponentmateriale, hvis hovedkomponenter er beton- og stålarmering. Deres kvalitetsparametre bestemmes af særlige designkrav til strukturelle elementer på brugsstedet.

Beton

Former til støbning af beton med stænger til overførsel af forspænding.

Forspænding i armeret beton sikres ved brug af tunge sammensætninger med middel massefylde fra 2200 til 2500 kg/m3, som har klasser af aksial trækstyrke over Bt0,8, styrke på B20 og mere, vandbestandighedsgrader på W2 og derover, frost modstand på F50. Produktkravene garanterer beton en normativ styrke, der ikke er lavere end den etablerede med en sandsynlighed på 0,95 (i 95% af tilfældene). Blandingen skal ældes mindst 28 dage før materialet forspændes. I de tidlige stadier af driften er betonsten i stand til delvist at miste sin stressede kvalitet på grund af et generelt fald i stålspænding (op til 16%). Materialets pålidelighedskoefficient for spænding og kompression i grænsetilstande er indstillet til brugbarhed ikke lavere end 1,0.

Essensen af ​​armeret beton. Dens fordele og ulemper

Armeret beton er et komplekst byggemateriale bestående af beton og stål beslag, deformeres sammen op til strukturelt svigt.

I ovenstående definition er nøgleord fremhævet, som afspejler essensen af ​​materialet. For at identificere rollen for hvert af de udvalgte koncepter, lad os overveje mere detaljeret essensen af ​​hver af dem.

Beton er en kunstig sten, der som ethvert stenmateriale har en ret høj trykstyrke, og dens trækstyrke er 10¸20 gange mindre.

Stålarmering har en tilstrækkelig høj modstand både i kompression og i spænding.

Ved at kombinere disse to materialer i ét giver dig mulighed for rationelt at bruge fordelene ved hver af dem.

For eksempel beton bjælker, overvej hvordan styrken af ​​beton bruges i et bukkeelement (fig. 1a). Når bjælken bøjes over det neutrale lag, opstår der trykspændinger, og den nederste zone strækkes. De maksimale spændinger i sektionerne vil være i sektionens ekstreme øvre og nedre fibre. Så snart, når bjælken belastes, når spændingerne i trækzonen betonens trækstyrke. Rbt, vil kantfiberen knække, dvs. den første revne vises. Dette vil blive efterfulgt af skørt brud, dvs. strålebrud. Spændinger i den komprimerede zone af beton sbc i ødelæggelsesøjeblikket vil kun være 1/10 ¸ 1/15 del af betonens trykstyrke Rb, dvs. styrken af ​​beton i den komprimerede zone vil blive brugt med 10 % eller mindre.

For eksempel armeret beton bjælker med armering, overvej hvordan styrken af ​​beton og armering bruges her. De første revner i betonens spændingszone vil opstå ved næsten samme belastning som i betonbjælken. Men i modsætning til en betonbjælke fører udseendet af en revne ikke til ødelæggelsen af ​​den armerede betonbjælke. Efter fremkomsten af ​​revner vil trækkraften i sektionen med revnen blive opfattet af armeringen, og bjælken vil være i stand til at opfatte den stigende belastning. Ødelæggelsen af ​​en armeret betonbjælke vil kun ske, når spændingerne i armeringen når flydespændingen, og spændingerne i den komprimerede zone når betonens trykstyrke. Samtidig begynder bjælken i starten, når flydespændingen s tech er nået i armeringen, at synke intensivt på grund af udviklingen af ​​plastiske deformationer i armeringen. Denne proces fortsætter, indtil betonen i den komprimerede zone er knust, når den når den ultimative trykstyrke Rb. Da spændingsniveauet i beton og armering i denne tilstand er meget højere end værdien Rbt, så betyder det, at det skal være forårsaget af en større belastning ( N i fig. 1-b). Produktion- fordelagtigheden af ​​armeret beton ligger i, at trækkræfter opfattes af armering, og trykkræfter - af beton. Følgelig, hovedformål med beslag i armeret beton ligger i, at det er hende, der skal opfatte spænding på grund af betonens ubetydelige trækstyrke. Ved hjælp af forstærkning kan bæreevnen af ​​et bøjet element i sammenligning med beton øges med mere end 20 gange.

Fugedeformation af beton og armering installeret i det sikres ved adhæsionskræfter der opstår under hærdningen af ​​betonblandingen. I dette tilfælde dannes adhæsionen på grund af flere faktorer, nemlig: for det første på grund af adhæsionen (limningen) af cementpastaen til armeringen (det er indlysende, at andelen af ​​denne adhæsionskomponent er lille); for det andet på grund af komprimeringen af ​​armeringen med beton på grund af dens krympning under hærdning; for det tredje på grund af betonens mekaniske indgreb på den periodiske (bølgede) overflade af armeringen. Naturligvis er denne vedhæftningskomponent den mest betydningsfulde for armeringsjern af en periodisk profil; derfor er vedhæftningen af ​​armeringsjern af en periodisk profil til beton flere gange højere end for armering med en glat overflade.

Selve eksistensen af ​​armeret beton og dens gode holdbarhed viste sig at være mulig på grund af en fordelagtig kombination af nogle vigtige fysiske og mekaniske egenskaber ved beton og stålarmering, nemlig:

1) under hærdning klæber beton stærkt til stålarmering og under belastning, begge disse materialer deformeres sammen;

2) beton og stål har tætte værdier af koefficienter for lineær termisk udvidelse. Det er derfor, når den omgivende temperatur ændres inden for +50 o C ¸ -70 o C, er der ingen krænkelse af adhæsion mellem dem, da de er deformeret i samme mængde;

3) beton beskytter armeringen mod korrosion og direkte brandpåvirkning. Den første af disse omstændigheder sikrer holdbarheden af ​​armeret beton, og den anden - dens brandmodstand i tilfælde af brand. Tykkelsen af ​​det beskyttende lag af beton er tildelt præcist fra betingelserne for at sikre den nødvendige holdbarhed og brandmodstand af armeret beton.

Når du bruger armeret beton som materiale til bygningskonstruktioner, er det meget vigtigt at forstå fordelene og ulemperne ved materialet, hvilket gør det muligt at bruge det rationelt, hvilket reducerer den negative effekt af dets mangler på strukturens ydeevne.

TIL dyder(positive egenskaber) af armeret beton omfatter:

1. Holdbarhed - med korrekt drift kan armerede betonkonstruktioner tjene uendeligt i lang tid uden at reducere bæreevnen.

2. God modstand mod statiske og dynamiske belastninger.

3. Brandmodstand.

4. Lave driftsomkostninger.

5. Billig og god ydeevne.

Til det vigtigste ulemper ved armeret beton forholde sig:

1. Betydelig egenvægt. Denne ulempe elimineres til en vis grad ved brug af lette aggregater, såvel som ved brug af progressive hule og tyndvæggede strukturer (det vil sige ved at vælge en rationel form af sektioner og konturer af strukturer).

2. Lav revnemodstand af armeret beton (det følger af ovenstående eksempel, at der skal være revner i spændt beton under driften af ​​konstruktionen, hvilket ikke reducerer konstruktionens bæreevne). Denne ulempe kan reduceres ved brug af forspændt armeret beton, som tjener som et radikalt middel til at øge dens revnemodstand (essensen af ​​forspændt armeret beton er diskuteret i emne 1.3 nedenfor.

3. Øget lyd- og varmeledningsevne af beton kræver i nogle tilfælde merudgifter til varme- eller lydisolering af bygninger.

4. Umuligheden af ​​en simpel kontrol til at kontrollere forstærkningen af ​​det fremstillede element.

5. Vanskeligheder med at styrke eksisterende armerede betonkonstruktioner under genopbygningen af ​​bygninger, når belastningerne på dem øges.

Forspændt armeret beton: dens essens og metoder til at skabe forspænding

Nogle gange dannelsen af ​​revner i strukturer, hvor det er uacceptabelt på grund af driftsforhold (for eksempel i tanke; rør; strukturer, der opererer under påvirkning af aggressive miljøer). For at eliminere denne ulempe ved armeret beton anvendes forspændte strukturer. Således er det muligt at undgå forekomsten af ​​revner i beton og reducere deformationen af ​​strukturen under driftsfasen.

Overvej en kort definition af forspændt beton.

En sådan armeret betonkonstruktion kaldes forspændt, hvor der under fremstillingsprocessen skabes betydelige trykspændinger i betonen i den del af strukturafsnittet, som oplever spændinger under drift (fig. 2).

Som regel skabes de indledende trykspændinger i beton ved hjælp af forspændt højstyrkearmering.

På grund af dette øges revnemodstand og strukturel stivhed, og der skabes betingelser for brug af højstyrkearmering, hvilket fører til metalbesparelser og en reduktion i omkostningerne ved strukturen.

Enhedsomkostningerne for armering falder med stigende armeringsstyrke. Derfor er højstyrkearmering meget mere rentabel end konventionel. Det anbefales dog ikke at anvende højstyrkearmering i konstruktioner uden forspænding, fordi der ved høje trækspændinger i armering vil revner i opspændte betonzoner blive åbnet betydeligt, hvorved den nødvendige ydeevne af konstruktionen reduceres.

Fordele forspændt armeret beton over konventionel - dette er først og fremmest dens høje revnemodstand; øget stivhed af strukturen (på grund af den omvendte bøjning opnået, når strukturen er komprimeret); bedre modstand mod dynamiske belastninger; korrosionsbestandighed; holdbarhed; samt en vis økonomisk effekt opnået ved brug af højstyrkearmering.

I en forspændt bjælke under belastning (fig. 2) oplever beton først trækspændinger, efter at de indledende trykspændinger er slukket. På eksemplet med to bjælker kan det ses, at der dannes revner i den forspændte bjælke ved en højere belastning, men brudbelastningen for begge bjælker er tæt på værdien, da brudspændingerne i armeringen og betonen af ​​disse bjælker er samme. Afbøjningen af ​​den forspændte bjælke er også meget mindre.

Ved produktion af forspændte armerede betonkonstruktioner på fabrikken er to grundlæggende ordninger til at skabe forspænding i armeret beton mulige:

forspænding med armeringsspænding på anslag og på beton.

Når man trækker i stopperne armeringen bringes ind i støbeformen før elementet betones, den ene ende fastgøres på stoppet, den anden spændes med en donkraft eller anden anordning til en kontrolleret spænding. Derefter betones produktet, dampes, og efter at betonen har opnået den nødvendige kubiske styrke til opfattelsen af ​​kompression Rbp armeringen frigøres fra stopperne. Armeringen, der søger at forkorte inden for grænserne af elastiske deformationer, i nærvær af vedhæftning til beton, trækker den sammen og komprimerer den (fig. 3-a).

Ved opspænding af armering på beton (fig. 3-b) først laves et beton eller svagt armeret element, derefter når betonen når styrke Rbp skabe en trykspænding i den. Dette gøres som følger: Forspændingsarmeringen indsættes i de kanaler eller riller, der er tilbage under udstøbningen af ​​elementet, og spændes med en donkraft, der hviler direkte på enden af ​​produktet. I dette tilfælde sker komprimeringen af ​​beton allerede i færd med at stramme armeringen. Med denne metode styres spændingen i armeringen, efter at betonens sammenpresning er afsluttet. Kanaler i beton, der overstiger armeringens diameter med (5¸15) mm, skabes ved at lægge efterfølgende udtrukne hulrumsformere (stålspiraler, gummirør osv.). Vedhæftningen af ​​armering til beton opnås på grund af det faktum, at de efter kompression injiceres (cementpastaen eller mørtlen sprøjtes ind i kanalerne under tryk gennem T-stykkerne, der er lagt under fremstillingen af ​​elementet - bøjninger). Hvis forspændt armering er placeret på ydersiden af ​​elementet (ringformet forstærkning af rørledninger, tanke osv.), Så udføres dens vikling med samtidig komprimering af beton af specielle viklingsmaskiner. I dette tilfælde påføres et beskyttende lag af beton på overfladen af ​​elementet efter spænding af armeringen.

Spænding på stop er en mere industriel måde i fabriksproduktionen. Spænding på beton bruges hovedsageligt til store strukturer skabt direkte på stedet for deres konstruktion.

Armeringsjernsspænding på stopperne kan udføres ikke kun ved hjælp af en donkraft, men også på en elektrotermisk måde. For at gøre dette opvarmes stængerne med forstyrrede hoveder af elektrisk strøm til 300 - 350 ° C, sættes i en form og fastgøres i formenes stop. Når den oprindelige længde genskabes under afkøling, bliver armeringen strakt. Armaturet kan også spændes elektrotermomekanisk (det er en kombination af de to første metoder).

Armeret beton bruges i næsten alle områder af industri- og anlægsteknik:

I industri- og civile bygninger anvendes armeret beton til: fundamenter, søjler, gulv- og gulvplader, vægpaneler, bjælker og spær, kranbjælker, dvs. næsten alle elementer i rammer af en- og fleretages bygninger.

Særlige strukturer i konstruktionen af ​​industrielle og civile komplekser - støttemure, bunkers, siloer, reservoirer, rørledninger, kraftoverførselstårne ​​mv.

Inden for hydroteknisk og vejbyggeri er dæmninger, volde, broer, veje, landingsbaner osv. lavet af armeret beton