Область применения:
- Мостостроение – поперечное преднапряжение плит пролетных строений;
- Гражданское строительство – преднапряжение тонких конструкций перекрытий и балок (целесообразно при толщине до 500 мм), преднапряжение фундаментных плит, преднапряжение полов по грунту, преднапряжение протяженных конструкций;
- Промышленное строительство – преднапряжение резервуаров.
Принцип работы системы:
В процессе арматурных работ раскладываются канаты в пластиковой оболочке – так называемые моностренды. За счет наличия пластиковой оболочки и смазки в процессе всей эксплуатации канат не имеет сцепления с бетоном. Усилия на бетон передаются только на торцевых анкерах (осевые) и в местах перегиба каната (касательные).
Основным элементом системы является арматурный семипроволочный канат диаметром от 12 до 15.7 мм. Канат в заводских условиях заключается в пластиковую оболочку с прослойкой смазочного состава. Канатная арматура поставляется, как правило, в бухтах весом 2,5-3 т. Такой канат в оболочке получил в нашей стране и за рубежом наименование «моностренд». В процессе арматурных работ канат размещается в арматурных каркасах и фиксируется по торцам конструкции при помощи анкерных устройств.
После заливки бетона и набора бетоном достаточной прочности, производится натяжение каната при помощи гидравлического оборудования.
Сравнение перекрытия без преднапряжения с преднапряженным |
Балочное перекрытие без преднапряжения общей высотой 820 мм. |
Плоская преднапряженная плита толщиной 260 мм. |
 |
Вывод: экономия 560 мм высоты на каждом этаже |
Экономия материалов и трудозатрат при сравнении перекрытия без преднапряжения с преднапряженным:
- Бетон и бетонные работы – 19%;
- Арматура – 44%;
- Суммарный экономический эффект (без учета косвенной экономии) – 11%
- Расход бетона снижается с 0,32 м3/м2 до 0,26 м3/м2;
- Снижение объема арматуры с 52 кг/м2 до 29 кг/м2;
- Упрощение опалубки – плоские плиты вместо балок;
- Уменьшение объема бетонных работ;
- Упрощение армирования – плоские сетки вместо каркасов балок.
Технические характеристики
Коэффициент трения |
μ = 0.06 |
Коэффициент линейных отклонений |
к=0.01 рад/м |
Номинальный диаметр стального сердечника, мм |
15.7 |
Площадь сечения стали, мм² |
150 |
Предел прочности, Н/мм² |
1860 |
Условный предел текучести, Н/мм² |
1640 |
Модуль упругости, Н/мм² |
195.000 |
Относительная релаксация |
менее 2.5% через 1000 часов, при 0.7 fpk |
Толщина пластиковой оболочки, мм |
2 |
Внешний диаметр пластиковой оболочки, мм |
20 |
Отличительные особенности
Преимущества и недостатки использования системы без сцепления с бетоном относительно системы со сцеплением |
Преимущества |
Недостатки |
- Заводская антикоррозийная защита канатной арматуры.
- Более низкий коэффициент трения – 0.06 для системы без сцепления, против 0.15-0.21 для системы со сцеплением.
- Более точное натяжение. В системе без сцепления каждый канат имеет свою оболочку (свой каналообразователь) и натягивается отдельно, в отличие от системы со сцеплением где весь пучек натягивается одновременно и может возникнуть разброс натяжения канатов в пучке.
- Отсутствует трудоемкая операция инъектирования, требующая положительных температур.
- Возможно преднапрягать более тонкие конструкции.
- За счет малых габаритов – большее плечо внутренних сил в сечении. Система чувствительна к локальным обрывам. При локальном обрыве весь канат выходит из строя, в отличие от системы со сцеплением, где после инъектирования передача напряжений на бетон происходит не за счет анкеров, а за счет сил сцепления по всей длине каната.
|
- Система чувствительна к локальным обрывам. При локальном обрыве весь канат выходит из строя, в отличие от системы со сцеплением, где после инъектирования передача напряжений на бетон происходит не за счет анкеров, а за счет сил сцепления по всей длине каната.
- В расчете по несущей способности используется усилие преднапряжения, а не полное расчетное сопротивление стали, как для системы со сцеплением.
- Площадь сцепленной стали используется в расчете сечения по раскрытию трещин, а также при определении геометрических характеристик сечения, «моностренд» при расчете по раскрытию трещин и определении геометрических характеристик сечения – просто отверстие в бетоне.
- Система без сцепления менее полно отражена в отечественных нормах.
|