Попередньо напружений залізобетон
Попередньо напружений залізобетон (преднапряжённий залізобетон) - це будівельний матеріал, призначений для подолання нездатності бетону чинити опір значним розтягують напруженням [1]. Конструкції з переднапруженого залізобетону в порівнянні з ненапруженим мають значно менші прогини і підвищену тріщиностійкість, володіючи однаковою міцністю. що дозволяє перекривати великі прольоти при рівному перерізі елемента.
При виготовленні залізобетону прокладається арматура зі сталі з високою міцністю на розтяг, потім сталь натягується спеціальним пристроєм і укладається бетонна суміш. Після схоплювання сила попереднього натягу звільненій сталевого дроту або троса передається навколишньому бетону, так що він виявляється стислим. Таке створення напружень стиску дозволяє частково або повністю усунути розтягують напруги від експлуатаційного навантаження.
Зведення гермооболочки Балаковської АЕС. Добре видно чохли для укладання тросів, створюють попереднє напруження
Способи натягу арматури:
- механічний спосіб - натяг, як правило, з використанням гідравлічних або гвинтових домкратів [2];
- електротермічний спосіб натягу - натяг з використанням електроструму для розігріву арматури, при якому арматура подовжується до певних значень [3];
- електротермомеханіческій - спосіб, який комбінує механічний і електротермічний.
Grants Pass, преднапряжённий залізобетонний міст в ботанічному саду, Oregon, USA
По виду технології пристрою підрозділяється на:
- натяг на упори (до укладання бетону в опалубку);
- натяг на бетон (після укладання і набору міцності бетону).
Найчастіше другий метод застосовується при будівництві мостів з великими прольотами, де один проліт виготовляється в кілька етапів (захваток) [4]. Матеріал зі сталі (трос або арматура) укладається в форму для бетонування в Каналоутворювачі (гофрована тонкостінна металева або пластикова труба). Після виготовлення монолітної конструкції трос (арматуру) спеціальними механізмами (домкратами) натягують до певної міри. Після чого в Каналоутворювачі з тросом (арматурою) закачується рідкий цементний (бетонний) розчин. Таким чином забезпечується міцне з'єднання сегментів прольоту моста.
У той час як натяг на упори на увазі тільки прямолінійну форму натягнутою арматури, важливою відмітною особливістю натягу на бетон є можливість натягу арматури складної форми, що підвищує ефективність армування. Наприклад, в мостах арматурні елементи піднімаються всередині несучих залізобетонних балок на ділянках над опорамі- «биками», що дозволяє більш ефективно використовувати їх натяг для запобігання прогину.
Попередньо напружений залізобетон є основним матеріалом міжповерхових перекриттів висотних будівель і захисних гермооболочек ядерних реакторів. а також колон та стін будівель в зонах підвищеної сейсмо [6] і вибухонебезпечності [7].
Придавлена, як пресом. вагою високого аттика стіна Колізею в Римі є свідченням того, що ще архітектори в стародавньому Римі розуміли переваги попереднього напруження кам'яних конструкцій, призначених для роботи в умовах можливих землетрусів.
З блоків попередньо напруженого залізобетону зроблена скульптура «Батьківщина-мати» в Полтавае.