автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Повышение надежности и качества каркасных конструкций с натяжением арматуры в построечных условиях

Р Г Б ОД

3 1 НЮП Ш5>

На нравах рукописи

ХАСЕНОВ Аскар Галимович

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА КАРКАСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ С НАТЯЖЕНИЕМ АРМАТУРЫ В ПОСТРОЕЧНЫХ УСЛОВИЯХ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1995

Работа выполнена в Научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте бетона и железобетона (НИИЖБ) Минстроя РФ.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор МАРКАРОВ Н.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор НАЗАРЕНКО В.Г.

доктор технических наук, профессор ПОПОВ Г.И.

Ведущая организация — Научно-исследовательский институт транспортного строительства (АО ЦНИИС).

заседании специализированного совета К 063.08.02 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Московском институте коммунального хозяйства и строительства по адресу: 109807, Москва, Средняя Калитниковская ул., дом 30, актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке институт

Защита состоится

'25-..МШ.

1995 г. в .

часов на

Автореферат разослан

Ы-МЫМ...... 1995 года.

Ученый секретарь специализированного совета, канд. техн. наук, профессор

БЕРЛИНОВ М.В.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

С начала 80-х годов в б.СССР стали возводиться каркасные здания различного назначения, в которых преднапряжение арматуры осуществлялось в построечных условиях с натяжением "на бетон". В настоящее время данная каркасная конструктивная система,предложенная в СФРЮ (проф.Жежелем) получила распространение более, чем в 40 районах России и СНГ, а также за рубежом (СФРЮ, КНР, Венгрия, Австрия, Румыния, Куба и др.). Система имеет ряд преимуществ по сравнению с известными конструкциями (крупнопанельными, монолитными, каркасными без преднапряжения) по расходу металла в связи с использованием высокопрочной арматуры и отсутствия закладных элементов и выпусков бетона и цемента из-за работы плитв в обжатом состоянии в двух направлениях, а также трудоемкости изготовления и монтажа, в связи с отсутствием сварочных работ на стройплощадке, сокращения типоразмеров, свободе архитектурно-планировочных решений и т.д.

Вместе с тем в процессе проектирования и строительства зданий на основе рассматриваемой каркасной системы у специалистов-проектировщиков и строителей возникали опасения, связанные с обеспечением надежности и качества из-за того, что связь плит с колоннами осуществляется только за счет сил трения и обжатия с помощью преднапряжения арматуры в построечных условиях. При этом считается, что для возведения зданий такой системы необходима очень высокая точность натяжения в арматуре (не более +5...10%, а при выходе из строя ("отказе" анкера возможна потеря несущей способности перекрытия и выхода из строя всего каркаса.

Поэтому возникла настоятельная необходимость в проведении специальных экспериментально-теоретических исследований,которые

позволили бы установить границы надежности как отдельных элементов (анкеров, контактных швов между колоннами и плитами, оттяжку арматуры и т.д.), так и каркасной системы в целом в случае "отказа" несущих элементов или отклонения ряда параметров, Кроме того, следовало разработать новые конструктивные предложения и технологические мероприятия, повышающие надежность, безопасность и качество каркасной системы с натяжением арматуры в построечных условиях, что позволило бы расширить область применения данной конструктивной системы.

Щелью работы является: установить фактическую надежность как отдельных элементов (анкеров, контактных швов связь между плитами, оттяжка арматура и др.), так и каркаса в целом, в том числе при "отказе" анкеров, а также разработать и исследовать новые конструктивные предложения и технологические мероприятия для повышения надежности, безопасности и качества^поз-волягощие расширить область применения данной системы.

Автор выносит на защиту:

- постановку вопроса и методику проведения научно-исследовательских работ по оценке надежности каркаса;

- результаты экспериментальных исследований отдельных элементов (анкеров, оттяжка арматуры, контактные швы между плитами и колоннами) и конструктивной системой в целом в реальных условиях возведения, на фрагментах натурных размеров, мо-делех, опытных образцах с канатной арматурой при отклонении проектного уровня преднапряжения, при "отказе" (выходе из строя) анкера (одного, нескольких),а также данных многовариантных расчетов (с использованием метода конечных элементов) позволившие установить деформативность (прогибы) перекрытия;

- выявленные тенденции и фактические опытные и расчетные

данные о влиянии "отказа" анкера в случае отсутствия или наличии балксыюй плиты в здании на деформативность (прогибы), а также перекрытия и надежность каркаса в целом;

- полученные расчетно-теоретические и экспериментальные данные исследований каркасной системы на опытных моделях и реальных зданиях при воздействии вертикальной нагрузки в случае изменения (снижения) проектного уровня преднапряжения в канатной арматуре от различных причин (неточности процесса натяжения, оттяжки арматуры в пролете, из-за передачи усилия с домкрата на анкер, типа анкер и т.д.)

- новые конструктивные предложения и технологические мероприятия по повышению надежности, безопасности и качества кар- -касной системы с натяжением арматуры в построечных условиях, прошедшие экспериментальную проверку и которые могут быть использованы при проектировании и строительстве.

Научная новизна работы состоит в

- разработке методики проведения экспериментально-теоретических исследований каркасной системы с натяжением арматуры

в построечных условиях при оценке надежности системы при "отказе" анкеров, снижении проектного уровня преднапряжения от различных причин (из-за передачи усилия обжатия "на бетон" с домкрата на анкер, оттяжки арматуры в пролете и др.причин^

- результатах исследований, позволивших установить границы надежности отдельных элементов каркаса (анкеров, оттяжки арматуры в пролете в одной и в двух точках, связи плит и полуплит мелду собой и колонной и др.) и данной конструктивной системы в целом, в том числе при "отказе" анкеров и отклонении других параметров;

- конструктивных предложениях и технологических мероприятиях для повышения надежности, безопасности и качества каркасной системы с натяжением арматуры в построечных условиях.

Практическое значение полученных результатов работы состоит в том, что при разработке техдокументации и строительства (гг. Москве, Тбилиси, Краснодаре и др.) удалось упростить ряд элементов и узлов каркаса, уменьшить прочность бетона плит, разработать и исследовать ряд новых конструктивных предложений и технологических мероприятий при производстве работ в процессе монтажа зданий, позволившие улучшить качество и технико-экономические показатели данной каркасной системы (аа счет снижения расхода бетона, цемента, стальной арматуры и трудоемкости) и повыс» надежность и безопасность конструктивной системы в целом.

Диссертация состоит из пяти глав, общих выводов и рекомендации, а также списка цитируемой литературы из 67 наименований; работа изложена на 282 стр., в том числе 143 страниц машинописного текста, содержит 140 рис. и 13 табл.

Работа выполнялась в течение 1993...1995гг. в лаборатории конструкций, возводимые с натяжением арматуры в построечных условиях НИИЖБ (г.Москва) и на базе треста "Кокчетавсельстрой-2" (г.Кокчетав) под научным руководством д.т.н.,проф. Маркарова Ю и консультативной помощи кафедры "Железобетонные конструкции" Московского института коммунального хозяйства и строительства.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

До последнего времени производство подавляющего большинства преднапряженных конструкций более 93% в б. СССР выполнялось на заводах ЖЕИ по стендовой и агрегатчо-поточной технологиям с натяжением арматуры "на упоры". Между тем за рубежом

получили значительное развитие преднапряженные конструкции, которые изготавливались с натяжением "на бетон".

В наией стране такие конструкции изготавливались в небольшом объеме (менее 5%) в мостостроении и в отдельных инженерных сооружениях (морских, подземных, трубах), в которых пред-напряженная арматура помещалась в открытых или закрытых каналах, с последующим их инвестированием.

С начала 80-х годов в России и в странах (Ж стали внедряться каркасные здания различного назначения, предложенные в СФРЮ проф.Жежелем, ранее используемые за рубежом (СФРЮ, Куба, Австрия, Венгрич, КНР и др.), в которых натяжение арматуры производится "на бетон" в построечных условиях.

Данная конструктивная система (рис.1) имеет ряд преимуществ по сравнению с известными системами (крупнопанельными, монолитными, каркасными без преднапряжения арматуры): простота монтажа, сокращение расхода стали вследствие отсутствия закладных элементов и арматурных выпусков, бетона и цемента, из-за наилучшей работы плит, обжатых в двух направлениях, снижение трудоемкости из-за отсутствия сварочных работ, сокращение количества типоразмеров, свобода архитектурно-планировочных решений, возможности последующей трансформации вследствие отсутствия несущих внутренних : стен.

Вместе с тем система имеет и некоторые особенности, которые вызывают опасения проектировщиков и строителей из-за возможного "отказа" (выхода из строя) анкера или отклонения проектных величин преднапряжения вследствие неточности процесса натяжения на стройплощадке оттяжки арматуры в пролете может появится вероятность увеличения деформативности перекрытий и выхода из строя отдельных конструктивных элементов или

X Узел"А"

Узел"А"

I-плита перекрытия ,2-колонна',3-монолитный участок, с прэд-напряженнои арматурой;4-контактный шов;5-цэнтральный шов между полугошгаш,Б-бортовой элемент.

Рис.1.' Общая схема и узлы каркасной системы с натяжением арматуры в построечных условиях.

всего каркаса.

С целью выявления действительной надежности рассматриваемого каркаса были проведены специальные расчетно-теоретические и экспериментальные исследования (см.таблицу). При этом были такта выполнена обработка и анализ данных ранее проведенных исследований НИИЖБ (Филаретов М.Н., Казакбаев Ж., Солдатов А.Е., Баланчивадзе Л.А., Турсунбаев 0. И др.) и замеры преднапряжений в арматуре при строительстве, имевшие целью оценить действительные величины напряжения в канатной арматуре при возведении реальных каркасов зданий различного назначения в ряде регионов России и СНГ и тем самым выявить влияние возможного отклонения преднапряжения в арматуре на деформатив-ность (прогибы) перекрытий, установить влияние оттяжки арматуры в пролетах (в одной и в двух точках) на изменение пред-напряжения в канатной арматуре при различных высотах перекрытия углах оттяжки арматуры, а также разработать и исследовать новые конструктивные предложения и технологические мероприятия, повышающие надежность, безопасность и качество каркасной конструктивной системы с натяжением арматуры в построечных условиях.

В таблице приведен перечень экспериментальных и расчет-но-теоретических исследований, выполненных в рамках поставленных задач. Можно видеть, что были испытаны модель каркаса размером 2,1x2,1 (рис. 2^0),имитирующая (в масштабе 1:2) ячейку 4,2x4,2 м, используемую до последнего времени в жилищном строительстве (16-ти этажные дома и др.); для оценки влияния на прогибы плиты изменения проектного уровня преднапряжения и "отказа" анкера испытана балка, имитирующая участок балконной плиты перекрытия и колонны с канатной арматурой при

Характеристики модели и образцов, прошедших экспериментальные исследования

Таблица

» Характеристика Размеры, Определение Цель испытаний

пп опытного элемента параметров Варьирование параметров (изменение)

I 2 3 4 5

I. Модель ячейки 4.2x4,2м (в масштабе 1:2)

2. Балка, имитирующая участок балкона с преднапряженной канатной арматурой

3. Плита из сборных элементов, и монолитного участка с дополнительной канатной арматурой и бетоном на НЦ и ПЦ

2,1x2,1 м 0т1«8см Яб -200 МПа £< -2,0;2,5; 3,75тс в каждом канате

ь

■150 ем

сеч.10х12ем 7е «13,2 МПа Ч »15,0 тс Гвсг-Ш тс

4200x1360 мм; толщина 160 мм

Опытные величины прогибов при снижении при отказе анкеров (1,2,3,4)

1.3она передачи напряжения ( ¡¿с )

2.Несущая способность сцепления•каната при "отказе" анкера

Определение трещино-стойкости монолитного участка

I.Изменение кл в канате £^«7,5; 2,5; 2,0тс

2.Отказы анкеров (по одному анкеру). вдоль каждой оси

I.Определение влияния заанкерйвания каната в канале плиты при "отказе" анкера 2.Варьирование усилия растяжения ( Ту )после отпуска каната на бетон; Максим.ус,растяжения ЪГ «10тс

1.Различные цементы для бетонов монолитного слоя (ПЦ.НЦ).

2.Дополнительное обжатие шва (монолитного • участка)

Продолжение таблицы

4, Трубки,имитирующие каналы в колонне,заполненные раствором состава № I и № 2

5.. Канатная арматура длиной около б м, натянутая на силовом стенде с оттяжкой з одной,и в двух точках

=21,27,42,52мм Величина "усилия вырыва" Прочность раство-Ра^ч21,0МПа(И)

Ев *35бмПа(№2)'

I

-600 мм, высота оттяжки Ь«60:90;120; 150; 200мм

Определение изменения (снижения) проектного усилия при оттяжке

Варьирование высоты оттяжки, мм

I.Определение связи канатной арматуры с бетоном в трубке при растяжении

2.Оптимальные диаметры трубки и прочность мелкозернистого бетона

Ь «60,90,120,150, 200 мм

№

■ "отказе" анкера (рис.£)участок плиты перекрытия, состоящей из двух сборных полуплит и монолитного участка между ними с преднапряженной канатной арматурой (2 и 3 шт.), позволяющий оценить повышение трещиностойкости участка при наличии бетона на портландцементе (ПЦ) напрягающем цементе Щ, а также дополнительной, третьей канатной арматурой (3015 К7), которая передавалась "на бетон" после достижения передаточной прочности бетона монолитного участка (рис2в), металлические трубки различного диаметра и длиной 400 мм с канатной арматурой, мелкозернистым бетоном (двух составов) и с спиральной арматурой и без нее, позволяющие при вырывании каната (рис.2г)установить несущие свойства за счет сцепления и тем самым имитирующие возможность связи каната в канале при "отказе" анкера при отсутствии балконной плиты; испытания изменения преднапряжения в канатной арматуре при ее отгибе в одной и в двух точках в пролете при различных высотах ( ^ ) и углах отклонения ( оС ) имитирующие имеющие место в ряде проектов оттяжку в пролете (рис.2д).

Кроме того, как уже отмечались, оценивались обобщения многочисленных замеров фактических величин преднапряжения; в арма туре в процессе строительства зданий (жилые,, дома, столовая, АТС, гостиница и др.), а также при испытаниях фрагментов натурных размеров, выполненные сотрудниками лаборатории НИИЖБ.

Кроме экспериментальных исследований были выполнены многовариантные расчеты на ПЭВМ (1ВМ) с использованием ВК "Лира" и метода конечного элемента (МКЭ) модели 2,1x2,1 м, перекрытий с ячейками 4,2x4,2 м и 6,0x6,0 м, которые позволили аналитически оценить влияние на деформативность (прогибы) перекрытий отклонение (снижение) преднапряжения в ка-

и

V)

д)

Ж

Рис.2. Экспериментальные исследования

а)модоль ячейки 2,1x2,1м;б)балка,имитирующая участок балконной плиты;в) участок плиты с дополнительным обжатием монолитного участка;г)трубки канала,заполненные раствором с последующим вырывом домкратом каната К-7; д) отгибы каната в одной - двух точках в пролете

а

нате или "отказа" (выхода из строя) анкеров (одного или нескольких).

Перечисленные вше экспериментальные и расчетно-теорети-ческие исследования позволили получить ряд важных результатов, которые могут быть использованы при проектировании, при монтаже и контроле каркасных зданий различного назначения.

Замеры фактических величин преднапряжений в канатной арматуре показали, что их уровень отличается в широких пределах в т.ч. меньшую стороны от проектного усилия, приведенных в рабочих чертежах (обычно 15 тс). Причинами снижения проектного уровня преднапряжения являются: низкий уровень контроля на стройплощадке, деформации цанговых анкеров, в т.ч. с течением времени способ оттяжки каната в пролете, суммарные деформации каркасной системы (бетона в контактных швах, у колонн, швов между анкерами и колоннами и др.), качество анкеров, тарировоч-ные данные домкрата, насосной станции и манометра, общая длина здания и высота плиты перекрытия, наличие или отсутствие центрального шва в плите ячейки.

Так, обобщение многочисленных замеров фактических величин преднапряжения в канатной арматуре в процессе возведения зданий различного назначения (16-ти этажные жилые здания, трехэтажная столовая санатория-профилактория, гостиница "Чегет-Н" и др.)впервые выявили величины напряжения, установившиеся после передачи усилия обжатия с гидродомкрата на анкера, а также величины снижения первоначального усилия, фиксируемые в процессе преднапряжения арматуры: по манометру, домкрата и насосной станции.

Так, установившиеся средние величины преднапряжения

а

- . " . составили не более 13...13,5 тс,значения

снижения составили 1,5...2,0 тс при -Рэ*1^ тс* Эти величины являются весьма важными и необходимыми для контроля преднапряжения в процессе возведения зданий каркасной системы с натяжением арматуры в построечных условиях и должны быть указаны в рабочих чертежах и в различных инструктивных материалах по проектированию, технологии возведения и контроля.

Наиболее эффективным типом анкеров у которых наименьшая деформативность являются анкера типа "опрессованная гильза" ( А ж 0). Все другие известные типы цанговых анкеров

обладают повышенной деформативностыо при передаче усилия с домкрата на анкер, которая должна быть учтена при расчете и проектировании. По этой причине, как правило, на крайних пролетах уровень преднапряжения, в том числе при оттяжке каната в пролетах, снижается по сравнения со средними.пролетами.

Замеры фактических напряжений в различных зданиях позволили установить и изменения начального усилия в канатной арматуре на разных участках вдоль здания. При этом было выявлено и изменения преднапряжения в крайних и средних пролетах и с оттогнутой арматурой, и в прямолинейных участках при различных высотах плиты и оттяжке, осуществляемые разными способами (в процессе натяжения или после прямолинейного натяжения). Проведенные испытания модели 2,1x2,1м, а также многовариантные расчеты каркасной системы на ПЭВМ с помощью метода конечных элементов (МКЭ) с различными ячейками (4,2x4,2м; 6,0x6,0 м) позволили выявить влияние снижения преднапряжения на деформативность (прогибы) перекрытий Анализ результатов указанных расчетов позволили установить, что даже весьма значительное снижение начального (проектного) уровня усилия преднапряжения

й

( ^ «15 тс) вплоть до 30% от £5 не выявили значительного увеличения прогибов перекрытия

Тем самым эти испытания показали возможность допущения более значительного снижения проектного уровня (допуски), чем это имеет место при изготовлении сборных преднапряженных конструкций заводского изготовления с натяжением арматурыина упоры" стенда или силовой формы (+5...10%).

В процессе проведенных экспериментально-теоретических исследований впервые было выявлено влияние выхода из строя

"отказа" анкера (полностью или частично) на напряженно-деформированное состояние перекрытия, а также установили надежность системы. Испытания позволили установить, что отказ анкеров (1,2 и более) не приводит к мгновенному выходу из строя данной каркасной системы. Вместе с тем-"отказ" анкера (одного, нескольких) по-разному оказывает влияние на напряженно-деформированное состояние системы в случае наличия или отсутствия бортового элемента значительного вылета в виде балконной плиты. В последнем случае "отказ" анкера может оказать наименьшее влияние в целом на надежность системы и деформативность перекрытия даже при наличии мелкозернистого бетона невысокой прочности (менее 20 МПа) в углублениях балкона, т.е. в месте расположения преднапряженной арматуры.

"Отказ" анкера при отсутствии балкона в виде плиты значительного вылета может оказать большее влияние на ухудшение деформативности перекрытия. Однако, неблагоприятное влияние "дтказа* анкера может оказать менее значительное влияние на деформативность перекрытия и систему в случае наличия высокопрочного бетона (раствора) в канале колонн. Испытания показали, что при наличии бетона в канале невысокой прочности

(менее 20 МПа) в определенных условиях (при пониженных & = 10 тс) может не оказать значительного влияния на выход из строя каркасной системы в связи с наличием связи каната с бетоном в канале колонн при бортовом элементе малого вылета).

Испытания на специальном стенде по оценке влияния оттяжки арматуры, на изменения первоначального (проектного) величины показали, что эти изменения зависят от высоты оттяжки, угла отклонения сС и уровня Р& : при высоте оттяжки до 200 мм и угле отклонения арматуры до 5° величины изме-

нения преднапряжения относительно не велики. Однако при высоте оттяжки более указанных значений высоты оттяжки и угла изменения первоначального уровня О^ могут быть значительными и оказать существенное влияние на деформативность (прогибы) перекрытия, особенно на отдаленных участках от места натяжения и при большом количестве пролетов в здании. Наилучшим способом оттяжки является тот, при котором одновременно производится преднапряжение арматуры, в том числе и при значительной высоте плиты и высоты оттяжки (более 220...250 мм). При этом наилучшим является оттяжка в одной точке, или же в двух точках в случае их расположения ближе к центру перекрытия.

Обобщение многочисленных данных испытаний реальных зданий на основе данного каркаса в процессе возведения, а также специально запроектированных и испытанных фрагментов натурных размеров моделей, выполненные автором и другими специалистами НИИЖБ позволили обобщить положительные и отрицательные факторы, оказывающие влияние на надежность и качество данной каркасной системы. При этом в работе были разработаны и испытаны и предложены ряд новых конструктивных предложений и технологических мероприятий, которые могут увеличить их надеж-

ность, безопасность и качество. К их числу относятся: оттяжка арматуры в крайних пролетах каркаса, использование высокопрочного мелкозернистого бетона (МЗБ) в каналах, новые анкера типа "опрессованная гильза", расположенные как на крайних колоннах и торцах плит балкона, так и в пределах канала,,использование каналов диаметром не менее 45...50 мм или в предела: углублений в плитах'балконов, установка в каналах косвенной арматуры в виде спиралей и сеток; устройство шпонок или сварке арматурных выпусков в случае использования полуплит и др( ри с.'ь;

Наилучшим способом иньектирования каналов может быть МЗБ с С-3, применение бетона для замоноличивания участков мевду плитами на НЦ, что позволяет улучшить связь сборных плит и полуплит, монолитными участками, а также связь каната с МЗБ в канале колонн, повышение трсихинос-тои^ости.

Эффективным способом повышения трещиностойкости монолитногс участка между'плитами, где располагается преднапряженная арматура является установка дополнительного преднапряженного каната с последующим снятием анкера (или перерезанием каната у анкера) с последующей передачей обжатия на бетон монолитного участка, использование для замоноличивания бетона на НЦ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Замеры фактических величин преднапряжений в канатной арматуре показали, что их уровень отличается в широких пределах; в т.ч. в меньшую сторону от проектного усилия, приведенных в рабочих чертежах (обычно 15 тс).

2. Причинами снижения проектного уровня преднапряжения являются: низкий уровень контроля на стройплощадке, деформации цанговых анкеров, в т.ч. с течением времени, способ оттяжки

Рис.3. . конструктивные способы, повышающие надежность каркасной системы с натяжением арматуры в построечных условиях

каната в пролете, суммарные деформации каркасной системы (бетона в контактных швах, у колонн, швов между анкерами и колоннами и др.), качество анкеров, тарировочные данные домкрата, насосной станции и манометра, общая длина здания и высота плиты перекрытия, наличие или отсутствие центрального шва в плите ячейки.

3. Впервые установлены средние величины установившегося преднапряжения в канатной арматуре после передачи усилия с домкрата на анкер. Эти величины весьма важны и должны быть указаны в рабочих чертежах для осуществления контроля, а также могут быть учтены и при проектировании каркаса в связи с отсутствием необходимых рекомендаций, для их определения в действующих нормах СНиП 2.03.01-84.

4. Наиболее эффективным типом анкеров, у которых наименьшая деформативность являются анкера типа "впрессованная гильза" . Все другие известные типы цанговых анкерог обладают повышенной деформативность® при передаче усилия с домкрата на анкер, которая должна быть учтена при расчете и проектировании. По этой причине, как правило, на крайних пролетах уровень преднапряжения, в том числе при оттяжке каната

в пролетах, снижается по сравнению со средними пролетами.

5. Анализ данных испытаний фрагментов натурных размеров, выполненные ранее лабораторией 19 НИИЯБ, а также испытания автором модели (в масштабе 1:2) ячейки размером 4,2x4,2 м показали, что снижение преднапряжения до 30% не оказывает заметного влияния на прогибы перекрытия. Аналогичные результаты показали и выполненные многовариантные расчеты указанной модели, а также ячейки 4,2x4,2 м и ячейки 6,0x6,0 м на основе использования метода конечных элементов (МКЭ) и ВК "Лира"

и ПЭВМ (типа IBM PC).

6. Анализ обработки данных многочисленных замеров пред-напряжения в процессе строительства зданий различного назначения показал, что оттяжка арматуры в пролете, как правило, приводит к изменению (снижению) проектного уровня преднапряже-ния во всех случаях, если оттяжка производится одновременно с процессом натяжения. При оттяжке после прямолинейного натяжения вместо снижения преднапряжения имеет место увеличение уровня первоначального напряжения.

7„ Отмеченные способы оттяжки арматуры им еют и положительные, и отрицательные качества; оттяжку одновременно с натяжением можно использовать при любых высотах плиты и величины угла pi ', но этот способ приводит к снижению проектного уровня преднапряжения, фиксируемый по манометру домкрата с насосной станцией; оттяжка после прямолинейного натяжения применяется при ограниченной высоте плиты (до 220 мм), удлиняет время монтажа из-за дополнительного технологического процесса и необходимости дополнительного замоноличивания участка в месте оттяжки из-за установки устройства для оттяжки; однако, этот способ не приводит к снижению первоначального (проектного) уровня преднапряжения и не требует устройства дополнительного металлического "шкворня", вокруг которого производится оттяжка арматуры.

8. Специальные испытания показали, что оттяжка арматуры приводит к снижению первоначального напряжения в разной степени в зависимости от высоты ( h ) и угла отклонения ( сС. ) каната; при h 200 мм и ol — 4-5° это снижение не существенно и при малом количестве пролетов (ячеек) ею можно пренебречь; однако, при п 200 мм и о , а также

при большом количестве пролетов (ячеек) снижение начального

(проектного) уровня преднапряжения может быть значительным, которое окажет влияние на деформативность отдаленных ячеек» Б этом случае оптимальным способом оттяжки при прочих равных условиях является случай, когда оттяжка применяется в одной точке или в двух точках, расположенных ближе к центру ячейки.

9» Анализ результатов многочисленных испытаний и расчетно-теоретические исследования показали, что в ряде случаев можно вообще отказаться от оттяжки при малых деформациях (прогибов) плиты перекрытия, малой высоте оттяжки и ряде других случаев, которые могут быть оценены расчетом.

10. Приведенные испытания модели (в масштабе 1:2) ячейки 4,2x4,2 м, а также многовариантные расчеты данной модели, а также ячеек 4,2x4,2 м и 6,0x6,0 м показали, что "отказ" (выход из строя) анкеров (одного и более) не приводит к потере несущих свойств каркаса.

11. Особенно надежным случаем является каркасное здание, имеющего бортовые элементы в виде балконной плиты с вылетом

= 1500 мм и более. В этом случае образующаяся при "отказе" анкера зона передачи напряжения ( ^ ) располагается за пределами колонны и канат сохраняет достаточную несущую способность при £^<10 тс за счет связи с бетоном замоноличива-ния в месте расположения арматуры (в углублении балконной плиты).

12. В случае отсутствия протяженного бортового элемента в виде балконной плиты при "отказе" анкера все же сохраняется значительная связь каната с бетоном (раствором) в канале колонн при уровне преднапряжения до 10 тс даже при прочности бетона инъецирования до 20,0 МПа. Поэтому для улучшения указанной связи рекомендуется применять для инъецирования высокопрочный

и

бетон (более 20,0 МПа), особенно в крайних пролетах.

13. Анализ данных, полученных в лаборатории 19 НИИЖБ показал, что улучшения связи арматуры с бетоном в канале рекомендуется использовать косвенную арматуру в виде спиралей или сеток. В этом случае наилучшим размером канала являются диаметры 45-50 мм, при которых диаметр спирали должен быть

не менее, чем в 2 раза больше диаметра каната (30 мм); испытания показали, что при таком диаметре канала также выше качество инъецированного бетона и несущая способность канатной арматуры; при уменьшении диаметра канала эти характеристики ухудшаются.

14. В работе предлагаются различные новые конструктивные и технологические мероприятия, прошедшие экспериментальную проверку и позволяющие повысить надежность, безопасность и качество каркасной системы.

15. Кроме уже приведенных выше к числу таких мероприятий относятся: высокопрочный бетон в каналах, оттяжка арматуры, устройство шпонок в плитах и др., обжатие монолитного участка между плитами с помощью установки дополнительного каната., у которого после достижения передаточной прочности бетона снимается анкер или производится перерезания каната, использование

для бетона замоноличивания напрягающего цемента (НЦ), а в качестве закрепления арматуры - анкер типа "опрессованная гильза" для ее установки не только на наружней поверхности колонны или торце балкона, но и в пределах канала в колонне или углубления на балконной плите.

По работе опубликованы три печатные работы: I. Исследование работы перекрытий из сборных плит с натяже-"нием арматуры в построечниэс услпният //Пб.Проблему "ядеж-

ности и долговечности строительных конструкций зданий и сооружений - Чимкент, 1993г./Маркаров H.A., Хасенов А.Г. и др./.

2. Надежность каркасной системы с натяжением арматуры в построечных условиях. Депон. в ВНИИНТПИ РФ,

3. Повышение надежности каркасной системы с натяжением арматуры в построечных условиях. - Бетон и железобетон, № 4, 1935./в печати/ Маркаров H.A., Хасенов А.Г.