автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Точность натяжения высокопрочной стержневой арматуры электротермическим способом

..■ 1 о {Ь

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ, ПРОЕКТНО-КОНСГРУКТОРСКИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА «НИИЖБ»

На правах рукописи

МАСЛЕННИКОВ Юрий Львович

УДК 691.87:693.554

ТОЧНОСТЬ НАТЯЖЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОЙ СТЕРЖНЕВОЙ АРМАТУРЫ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА-1992

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте бетона и железобетона.

Научный руководитель

докт. технических наук, проф. МИХАЙЛОВ К.Ь.

Официальные оппоненты

докт. технических наук, профессор МАРКАРОВ НА.

канд. технических наук, доцент ВОРОНОВ Ю.И.

Ведущее предприятие: НПО «ЭНЕРГОТЕХПРОМ»

Защита состоится «__»_М А. _1992 года в Ш

часов на заседании специализированного совета К 033.03.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук в Научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте бетона и железобетона по адресу: 109428, г. Москва, 2-я Институтская ул, д. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан:«_ /¿У » _1992г.

Ученый секретарь специализированного совета

канд. технических наук

Г.П. Королева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время в нашей стране около 80% предварительно напряженных железобетонных конструкций выпускается с использованием электротермического способа натяжения стержневой арматуры.

От заданной величины предварительного напряжения арматуры существенно зависит качество многих типов железобетонных конструкций. За последние 30 лет в нормировании допускаемых отклонений предварительного напряжения арматуры не было каких-либо изменений, в то время как существенно возросли прочностные характеристики напрягаемой стали и соответственно уровни задаваемых напряжений, появились новые технологические решения заготовки стержней и т.п.

В большинстве известных исследований констатируется, что точность натяжения арматуры на производстве не отвечает требованиям норм. Однако, комплексных исследований всех факторов, влияющих на изменчивость величины преднапряжения арматуры, до настоящего времени не проводилось.

Существующая методика статистической оценки точности натяжения арматуры требует проведения достаточно большого числа измерений. Это как правило тормозит производственный процесс изготовления железобетонных изделий, увеличивает их себестоимость.

В связи с вышесказанным ОСНОВНОЙ ЦЕЛЬЮ НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ является совершенствование нормирования допускаемых отклонений предварительного напряжения высокопрочной стержневой арматуры и методик контроля процессов ее заготовки и электротермического натяжения.

Г. . Т 1 Г

. .... !

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

- результаты экспериментальных исследований изменчивости величины предварительного напряжения арматуры на 14 заводах ЖБИ, расположенные в п:г!"[мии!.г\- п<чигмтп-\-

1-------------с------------I '

- методику и результаты исследований деформативности и прочности различных типов временных концевых анкеров арматурных заготовок, а также предложения по совершенствованию технологии анкеровки и натяжения высокопрочной стержневой арматуры;

- методики и результаты исследований изменчивости длин арматурных заготовок, расстояний между опорными поверхностями упоров и продольной деформативности форм;

- методики и результаты исследований предельной точности натяжения высокопрочной стержневой арматуры электротермическим и групповым механическим способами;

- результаты экспериментально-теоретических исследований влияния числа стержней на изменчивость среднего значения величины преднапря-жения в сечении железобетонного элемента д ля различных видов конструкций и предложения в СНиП 2.03.01-84* по учету совместной работы группы напрягаемых стержней;

- предложения по совершенствованию методики статистического контроля и регулирования величины преднапряжения арматуры.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:

- определены деформативные характеристики 7 типов концевых анкеров арматурных заготовок;

- определена предельная точность натяжения высокопрочной стержне-

вой арматуры электротермическим и групповым механическим способами;

- установлена связь изменчивости величины преднапряжения высокопрочной стержневой арматуры с уровнем ее натяжения;

- получены данные об изменчивости длин арматурных заготовок при различных типах концевых анкеров и длинах изделий;

- определены величины отклонений преднапряжения стержневой арматуры при использовании различных типов концевых анкеров и длинах изделий;

- уточнено влияние числа стержней на изменчивость среднего значения величины предварительного напряжения арматуры в сечении изгибаемого железобетонного элемента.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ:

Результаты проведенных исследований использованы при разработке «Пособия по технологии изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций», «Рекомендаций по контролю расстояний между упорами силовых форм с помощью измерительного устройства ИУ-1» и «Рекомендаций по организации эффективного контроля и регулирования величины предварительного напряжения арматуры при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций».

Результаты исследований данной работы были также использованы Дзержинским заводом железобетонных конструкций и Лиепайским комбинатом строительных материалов и конструкций при организации контроля точности процессов заготовки и натяжения арматуры виброопор ЛЭП и многопустотных панелей перекрытий.

Фактический годовой экономический эффект от снижения брака выпускаемой продукции при одновременном уменьшении объема контроля

составил: на Дзержинском ЗЖБИ - 70тыс. руб, на Лиепайском КСМиК-15,2 тыс. рублей.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы доложены и получили одобрение на семинарах в Московском Доме научно-технической пропаганды: «Формы для производства сборного железобетона» (март 1991 г.) и «Новое в технологии производства арматурных работ на предприятиях сборного железобетона» (октябрь 1991 г.), а также на секции N 5 Научно-технического совета НИИЖБ (ноябрь 1991 г.).

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов, библиографии из 177 наименований, 2-х приложений и изложена на 116 стр. машинописного текста, включает 21 таблицу и 55 рисунков, графиков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Над разработкой теоретических основ расчета предварительно напряженных изгибаемых железобетонных конструкций работали многие советские и зарубежные ученые - ГЛ. Бердичевский, АЛ. Васильев, АА Гвоздев, ЮЛ. Гуща, С А Дмитриев, А.С. Залесов, Б А Калатуров, С А Мадатян, НА Маркаров, ВЛ. Михайлов, О. Михайлов, Н.М. Мулин, НЯ. Сапожников, АА Светов, И. Гийон, Ф. Леонгард, Э. Фрейсине и др. Их исследованиями получены основные зависимости для расчета изгибаемых преднапряженных железобетонных конструкций, которые вошли в СНиП 2.03.01-84* и другие нормативные документы.

Совершенствованию заводской технологии электротермического натяжения арматуры посвящены работы Н.М. Богина, А.И. Будникова, Б Л.Горячева, В.Т. Дьяченко, В Д. Досюка, В А Ли, СА Мадатяна, НА Маркарова, АА Мартынова, Н.Ф. Махновского, ВВ. Михайлова,Г.С. Митника, Н.Е.Но-

сенко, В.И. Положного, В.М. Прилуцкого, ЭТ. Ратца, Б Я. Рискинда, МД. Рожненко, Б Л. Скляра, СЮ. Цейтлина, Б А Черемского и др.

В большей части проведенных исследований отмечается, что на производстве точность натяжения арматуры не отвечает установленным требованиям, вопросам контроля величины преднапряжения не уделяется должного внимания.

В этой связи для количественной оценки изменчивости величины предварительного напряжения высокопрочной стержневой арматуры, напрягаемой электротермическим способом, были проведены исследования процессов заготовки и натяжения арматуры на 13 заводах, расположенных в различных регионах страны и одном Монгольском заводе в г. Эрденете. Исследовались точностный параметры напряженного армирования массовых видов изгибаемых конструкций: многопустотных, ребристых и дорожных плит ц длиной около 6 м и виброопор сельских ЛЭП длиной 11 м. Всего был исследован 21 технологический процесс напряженного армирования.

С целью повышения оперативности контроля величины преднапряжения арматуры было продолжено совершенствование конструкции накладного электронно-механического арматурного динамометра ПИН. Разработаны и выпущены опытными партиями, по 70 нпук каждая, три новые модели прибора: ПИН-5, ПИН-8 и ПИН-10. Они отличаются конструкциями рамы, натяжного механизма, электронными схемами. Все приборы, которыми проводились измерения, прошли метрологическую аттестацию во ВНИИФ-ТРИ.

Статистическая обработка больших (представительных) выборок результатов измерений величины преднапряжения показала, что с доверительной вероятностью 0,95 ни на одном из исследованных заводов точность натяжения арматуры не отвечает требованиям проектов.

При этом в 57 % случаев отмечено значительное смещение центров настройки, в 90 % случаев поля рассеяния величины преднапряжения превыси-

ли установленные допуски.

Для выявления возможной статистической нестабильности процессов натяжения арматуры в течение контролируемых периодов использовали также метод малых выборок. Анализ значений малых выборок осуществляли с помощью контрольных карт средних арифметических значений (карт X по ГОСТ 15894-70). Анализ контрольных карт позволил не только выявить и исключить из больших выборок выпадающие формы, но и зафиксировать на Лиепайском КСМиК резкое нарушение хода процесса натяжения арматуры, которое при анализе большой выборки замечено не было.

Выявленные несоответствия фактических значений величин преднапря-жения установленным допускам потребовали проведения более полных исследований факторов, влияющих на изменчивость величины преднапряже-ния стержневой арматуры.

Применяемые в настоящее время значения допусков задаваемыхудлине-ний Д{ и получаемых напряжений б5рарматуры при электротермическом способе натяжения были предложены ЭГ. Ратцем и С.Ю. Цейтлиным. Указанные допуски рассчитаны путем алгебраического суммирования значений допусков двух главных факторов, влияющих на изменчивость величины преднапряжения арматуры - отклонений длин арматурных заготовок ? ^ и расстояний между упорами форм Еу . Допуски и Т{у в нормативных документах приняты равными между собой, а зависимость их значений от линейного размера арматурной заготовки или формы - аналогичной используемой в машиностроении. Дифференцирования значений допусков в зависимости от класса, диаметра напрягаемой арматуры, величины преднапряжения, типа концевых анкеров и других факторов не предусмотрено.

В работе предпринята попытка комплексной оценки всех факторов, влияющих на изменчивость величины преднапряжения при электротермическом способе натяжения арматуры.

Для расчета полей отклонений задаваемых удлинений и получаемых

напряжений арматуры бьш использован вероятностный метод расчета плоских размерных цепей по ГОСТ 16320-80 с использованием зависимости

тд.

ч> 1=1

где ^ - передаточное отношение I -го составляющего звена размерной цепи;

Л[, - коэффициент относительного среднеквадратического отклонения I -го звена;

Т[ - допуск I -го звена;

1 - коэффициент риска (нормированный параметр распределения).

На рисунке представлена расчетнаая технологическая размерная цепь, состоящая из 6 звеньев, соответствующих факторам, влияющим на величину отклонений задаваемых удлинений арматурных заготовок и, следовательно, на отклонения величины преднапряжения стержневой арматуры

ТД!*

тДГс тДГс Т

Е.К

Рис.

где Тдр - поле отклонений деформаций концевого анкера арматурных

се

заготовок;

Т[} - поле отклонений длин арматурных заготовок;

- поле отклонений расстояний между упорами форм; ТдЕ-поле отклонений продольной деформации форм; Те к - поле отклонений удлинений арматуры при данной величине

преднапряжения, вызванных изменчивостью упруго-пластических свойств стали.

В связи с этим в работе исследованы деформативные и прочностные характеристики различных типов временных концевых анкеров, в том числе пяти разновидностей анкера «обжатая спираль»: с необжатым опорным витком; с дополнительной шайбой, устанавливаемой перед анкером; впрессованного из спиральных заготовок, предварительно уплотненных в продольном направлении; опрессованного в конусных матрицах; опрессованно-го из спиральных заготовок с плоскоотрезанным торцом.

Статистическая обработка результатов испытаний анкеров типа «обжатая спираль», опрессованных на образцах арматуры класса Ат-У1 диаметром 10-12 мм, показала, что спиральные анкера с необжатым опорным витком обладают наибольшей деформативностью среди анкеров данного тиод. Значения коэффициента деформативносги ГП с , определяемого как тс= А^/Сэ^р, где Д £с - абсолютная величина деформации анкера при данном напряжении, находятсяв пределах 0,0040-0,0066 мм3/Н. Прочность и деформативность этого анкера зависят от положения конца витка спирали: в пазу или на упоре. Постановка перед анкером дополнительной опорной шайбы статистически значимо (Р=0,95) неотразилась на наклоне кривойде-формирования ( тс =0,0051 мм3/Н), но существенно снизила неравномерность деформирования.

Анкера из предварительно уплотненных в продольном направлении спиральных заготовок по методу В.Н. Плотникова и Б.М. Зайцева имеют в два раза меньшую деформативность, чем анкера первой разновидности, при существенно меньшей величине ее изменчивости. Однако из-за многократного деформирования металла анкера возрастает вероятность его охрупчи-вания, что резко снижает надежность анкера. Низкотемпературный отпуск спиральных заготовок при I = 300± 50 ° С позволил не только повысить прочность анкера, но и снизить его деформативность.

Деформативные и прочностные свойства анкеров, обжатых в конусных матрицах конструкции А.Ф. Шашина и BJP. Минкина, близки к анкерам из предварительно уплотненных спиралей. При увеличении ширины паза упора с 14 до 16 мм при диаметре арматуры 10 мм деформативность анкера с доверительной вероятностью 0,95 не изменяется. Однако этот фактор оказывает существенное влияние на прочность анкера, которая в первую очередь зависит от соосности установки стержня в пазу упора.

Для повышения надежности работы спирального анкера в упорах форм, имеющих ширину паза больше рекомендуемой, предложено устанавливать на арматурный стержень дополнительную центрирующую спираль, которая может закрепляться, как между витков основной спирали анкера, так и путем отгиба ее конца, который заводится под основную спираль вдоль продольного ребра арматуры. Предложение защищено авторским свидетельством.

Спиральные анкера, обжатые из заготовок с плоскоотрезанными по методу Домодедовского ЗЖБИ торцами, из всех исследованных разновидностей данного типа анкера обладают самой низкой деформативностью.

Исследованные концевые анкера типа «обжатая обойма» имеют деформативность на 25-75 % меньшую принятой в нормативных документах. Нелинейность деформирования до напряжения С>5р =500Н/мм2 не превышает 15 %.

Деформативность анкеров, образованных опрессовкой двух шайб, не отличается от деформативности анкеров, выполненных из цельных обойм эквивалентного размера.

Полуавтоматические зажимы по ГОСТ 23117-91 имеют существенный недостаток, заключающийся в значительной величине смещения корпуса зажима относительно анкеруемого стержня в процессе заклинивания. Для устранения этого недостатка разработана конструкция предваритально напряженного анкерного устройства, собираемого из двух инвентарных зажимов. Предложение защищено авторским свидетельством. Деформативность

предложенного анкерного устройства по сравнению со стандартным зажимом уменьшилась в 8 раз, а ее максимальная величина не превысила 0,5 мм.

Контроль отклонений длин арматурных заготовок осуществляли с помощью специально разработанного измерительного устройства ИУ-2, снабженного нониусной шкалой н механизме:,!, обеспечивающим стабильность величины измерительного усилия в пределах 1000 Н ± 5 %.

В результате статистической обработки данных проведенных исследований получены величины полей рассеяния длин арматурных заготовок раз' ных длин и с различными типами концевых анкеров.

Установлено, что изменчивость длин арматурныхзаготовокзначительно меньше зависит от их размера ^ , чем это принято в нормативных документах и определяется применяемым типом концевых анкеров.

Для контроля отклонений расстояний между упорами форм разработано измерительноеустройство,отвечающеетребованиямГОСТ26433.1-89.0но снабжено нониусной шкалой и обеспечивает постоянство величины измерительного усилия с погрешностью не более ±5 %.

Статистическая обработка результатов контроля отклонений размера Е у форм, проведенного на 8 заводах ЖБИ показала, что значениям допусков этого размера, установленным в ГОСТ 18886-73, отвечают на разных заводах от 28 до 73 % пар упоров форм.

Характер изменения значений поля рассеяния сОр^с увеличением длины форм соответствует зависимости, принятой в нормативных документах.

Измерения величины продольной деформации форм от усилия натяжения арматуры предложено осуществлять более простым, по сравнению с ГОСТ 26438-85, способом с помощью упомянутого выше измерительного устройства ИУ-1. Сравнительный статистический анализ показал, что результаты измерений, проведенных по предлагаемой методике, соответствуют данным, полученным путем нивелирования форм по методике ГОСТ 26438-85.

На Дзержинском ЗЖБК исследована изменчивость механических свойств арматурной стали класса Ат-У1 до и после электронагрева в рабочем режиме. В1985 и 1987 годах проведено 2 серии экспериментов продолжительностью по 20 дней каждая.

Установлено, что степень перегрева выше оптимальной для данной марки стали температуры электронагрева и соответственно степень ее разупрочнения, как правило, зависит не только от настроенности и стабильности технологического процесса натяжения арматуры, но и от организации контроля за этими параметрами. Эффективной методикой контроля является использование контрольных карт средних арифметических значений (карт X) временного сопротивления арматурной стали после электронагрева.

Для оценки величины минимальной изменчивости предварительного напряжения арматуры при электротермическом и групповом механическом способах натяжения на динамометрических стендах нами проведены эксперименты со сталью классов A-IV, A-VI и At-VL

Методика натяжения стержней была тщательно отработана, что позволило свести к минимуму влияние геометрических факторов. Электротермическому натяжению подвергали арматурные заготовки длиной 6 м, диаметром 10,12 и 14 мм на три уровня напряжений, соответствующих 0,5; 0,7 и 0,9 <jQ2. Температуру электронагрева устанавливали от 350 до 600 ° С с шагом 500 С. В каждой точке плана напрягали по 20 стержней. Всего таким способом напряжено 318 стержней.

Проведены эксперименты по механическому натяжению исследованных марок арматурной стали. От каждой пачки стержней было напряжено механическим способом по 20 стержней длиной также по 6 м с поэтапной регистрацией задаваемых усилий и получаемых деформаций.

Статистической обработкой полученных данных установлено, что с ростом величины преднапряжения арматуры всех исследованных марок и классов сталей, как при электротермическом, так и при механическом способах

натяжения, увеличиваются и средние квадратические отклонения Б^р этой величины. Указанная корреляционная связь в диапазоне напряжений ббр= 400 - 950 Н/мм2 может быть описана линейным уравнением вида:

5бзр = Х' <3£Р+ У

Численные значения коэффициента корреляции Г и параметров уравнений регрессии, полученные методом наименьших квадратов, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Класс стали

Коэффициент корреляции

Параметры линейных уравнений регрессии

Электротермический способ натяжения

А-1У 0,94

А-У1 0,98

Ат-У1 0,95

Обобщенное уравнение

^зр 5б5Р

= 0,028б$р- 7,8 = 0,023 б8р- 7,5 = 0,023б5р- 5,8 = 0,021ббр- 4,5

Механический способ натяжения

А-1У 0,96

А-У1 0,93

А-У1 0,95

Обобщенное уравнение

Зб

эр >бБр >С*р 'Сер

= 0,019 б,р+ 0,4 = 0,014 б&р+ 2,1 = 0,018 б5р+ 3,5 = 0,016 б£р+ 1,3

Значение коэффициента корреляции обобщенных данных всех трех марок исследованных сталей при электротермическом способе натяжения равно 0,949 с 95 % доверительными границами: нижней - 0,848 и верхней - 0,984. Таким образом, для практических целей характер этой зависимости может быть принят линейным.

На основании полученных данных выполнены расчеты технологической

размерной цепи. При этом решали две задачи: сначала проверочную, а затем проектную.

При решении проверочной задачи в формулу для определения значений Тд ^ вместо допусков подставляли фактические значения полей рассеяния о! ¡, составляющих звеньев размерной цепи, полученные экспериментальным путем и определяли теоретические значения полей рассеяния величины Д (д , которые сравнивали с фактическими значениями, полученными опытным путем .Для сопоставления с принятой в нормах методикой расчета допусков величину поля рассеяния сОд определяли также методом максимума-минимума по формуле:

<->де0 =

Проведенные расчеты показали, что вероятностный метод дает на 30 %

/

лучшую сходимость с опытными данными по сравнению с методом максимума-минимума.

Расчеты, выполненные вероятностным методом, одновременно подтвердили высокую достоверность полученных в работе значений полей рассеяния звеньев, входящих в принятую технологическую цепь, что позволило определить значения допусков величины преднапряжения арматуры при различных типах временных концевых анкеров арматурных заготовок и длинах изделий.

При выполнении расчетов в соответствии с результатами проведенных исследований для всех звеньев технологической размерной цепи, кроме звена Тру , приняты одинаковые значения коэффициента А [ = ^^, соответствующие нормальному закону распределения и доверительной вероятности Р = 0,95.

Допуск Т£у вводился в расчет со стандартизированными значениями по ГОСТ 18886-73. Учитывая, что расстояния между упорами подлежат периодической нормализации, значение коэффициента Лр„ для звена Т{у было

приняго соответствующим равномерной функции распределения при Р = 0,95.

Таким образом расчет допусков задаваемых удлинений производился по формуле:

гт^ + т2, +т*еА+т*.к т2еу

196 V-—

По полученным значениям Тд(о и учитывая, что Т^ = 2 р , определены значения величин допускаемых отклонений предварительного напряжения арматуры с использованием известной формулы:

р = Тде° Ес

Р 2?у

Значения предельных отклонений р> Н/мм2 при различных типах концевых анкеров представлены в табл. 2.

В работе проведена оценка эффекта «группы стержней». При анализе изменчивости величины преднапряжения в изделиях с однорядным и двухрядным армированием установлено, что с доверительной вероятностью 0,95 принятая в СНиП 2.03.01-84* зависимость имеет неиспользуемый запас в 10%.

Предложенная формула точнее отражает связь между числом стержней в сечении элемента и уменьшением изменчивости величины среднего напряжения в них и имеет вид:

Оптимальное нормированиедопускаемыхотклонений предварительного напряжения должно исходить не только из технологических точностных возможностей производства, но и из необходимости той или иной точности

Таблица 2

Тип концевого Расстояние между упорами форм

анкера (м)

5 6,5 9,5 13 16

Обжатые обоймы,

высаженные головки 105 87 72 63 55

Обжатые спирали с необжатым опорным витком 310 240 170 130 110

Обжатые спирали с опорной шайбой 230 180 130 100 85

Обжатые спирали с плоским торцем 163 128 97 77 70

Инвентарные

цанговые зажимы 215 170 122 95 83

натяжения арматуры для каждой конкретной конструкции.

В работе предлагается развитие предложения, обоснованного в исследованиях Г.И. Бердичевского, НА Маркарова и НЛ. Сапожникова о разделении всех изгибаемых железобетонных конструкций на три класса по точности натяжения арматуры в зависимости от величины отношения Мд / М0д, гдеМ5- момент, воспринимаемый бетонным сечением элемента, МоГ момент от суммарного усилия предварительного напряжения.

В работе исследованы изделия II и 1П классов точности.

В соответствии с этим условие СНиП 2.03.01-84*ограничивающее значение , может бьггь записано для конструкции:

II класса точности Д г ОД

III класса точности Д & 0,15

В случаях, когда имеется излишний запас точности значения допускаемых отклонений р отдельных стержней могут быть увеличены до выполнения приведенных граничных условий.

Для нахождения величины р по принятой в СНиП 2.03.01-84* зависимости формулы примут вид для изделий:

0.2 0« Р

II класса точности р =-

1 + 1 \/п

0.3 б'"

Ш класса точности р =-——

1 + 1 \/гГ

Соответствующие формулы, с использованием полученной в настоящей работе уточненной зависимости для нахождения величины имеют вид для изделий:

0 286 б8Р

П класса точности р =-——

1+2\ЛГ

ттт 0.430 6 8р

Ш класса точности р =--

1+ 2 \ПГ

Использование в расчетах конструкций увеличенных значений р допустимо только с учетом возможных отрицательных последствий, таких как увеличение зоны анкеровки стержней, опасное перенапряжение арматурной стали и т.п.

Анализ проведенных исследований изменчивости величины преднап-ряжения с использованием полученных нами зависимостей показал, что в этом случае расширенным значениям допусков б$ротвечает 65 % от общего числа исследованных процессов.

На ряде заводов опробована методика статистического регулирования процесса электротермического натяжения арматуры с помощью контрольных карт средних арифметических значений и размахов (карт Х-Я) по ГОСТ 15894-70.

Для практического использования контрольных карт (Х-Ш определены значения коэффициентов формул для нахождения границ регулирования. Установлены объемы и период проведения контроля.

ОСНОВНЫЕ ВЬШОДЫ

1. Точность величины предварительного напряжения арматуры на всех исследованных заводахЖБИ, расположенных в различных регионах страны, а также в Монголии во многих случаях не отвечает требованиям проектов.

2. Определены с обеспеченностью 95 % прочностные и деформативные характеристики различных типов концевых анкеров. Разработаны и проверены три технических решения, позволяющие снизить деформативносгь и повысить надежность концевых анкеров.

3. Установлено, что изменчивость длин арматурных заготовок, изготавливаемых в кондукторах, в меньшей степени зависит от их длины, чем это принято в нормах и в основном определяется типом используемых концевых анкеров. Получены зависимости изменчивости длины арматурных заготовок от размера Е^.

4. Установлено, что минимальная изменчивость величины предварительного напряжения стержневой арматуры при электротермическом и групповом механическом способах натяжения, обусловленная изменчивостью ее упруго-пластических свойств, зависит от величины напряжения. При этом, при одних и тех же средних значениях напряжений, средние квадратические отклонения при электротермическом способе натяжения статистически значимо меньше, чем при механическом способе с фиксированным удлинением стержней.

Указанная зависимость в диапазоне напряжений 450-750 Н/мм2 может быть выражена уравнениями вида:

для электротермического способа натяжения:

0021 • 05р- 4.5

для группового механического:

Б бур = 0.016 • б5р+ 1.3

-205. Комплексная оценка всех факторов, влияющих на точность натяжения арматуры, и проведенные расчеты подтвердили высокую достоверность вероятностного метода суммирования полей отклонений величины предварительного напряжения арматуры,напрягаемой электротермическим способом. Это позволило определить значения отклонений преднапряжения, которые возникнут при использовании разных типов концевых анкеров.

6.Установлено, что формула (7) СНиП 2.03.01-84* для определения коэффициента точности натяжения арматуры имеет излишний запас. Значения А при электротермическом способе натяжения арматуры, с доверительной вероятностью не ниже 0,95, могут определяться по формуле:

7. Предложен новый подход при определении величины допускаемых отклонений р предварительного напряжения для случаев, когда при расчете величины Д кбр вступает в силу принятое в СНиП 2.03.01-84* ограничение Д > 0,1. В этом случае расчет величины р следует производить с учетом класса точности натяжения арматуры, к которому относится данная конструкция по формулам:

0.286 • С£Р

для II класса р

1 + 2 \/гГ

0.430 • б5р

для III класса р = -

1+ 2 %/п

8. Для уменьшения объема ежесменного контроля и обеспечения наг-лядностихода процесса заготовки напряженной арматуры контроль величины предварительного напряжения следует осуществлять путем статистического регулирования с помощью контрольных карт средних арифметических значений и размахов (карт X - Я) величины <35(1 с использованием для опреде-

ления границ регулирования уточненных значений коэффициентов А и Б.

9. При внедрении результатов исследований на Дзержинском ЗЖБК, при изготовлении виброопор сельских ЛЭП, и на Лиепайском КСМиК, при изготовлении многопустотных панелей перекрытий, подтвержденный годовой экономический эффект от снижения брака и уменьшения объема контроля составил 70,0 и 15,2 тыс.руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Горячев Б.П, Масленников ЮЛ. Устройство для разметки стержней арматуры// Эффективные виды сварки в строительстве. Волгоград, 1986 - с. 16.

2. Масленников ЮЛ. Сокращение трудозатрат при испытаниях строитель-

ных материалов и конструкций// Ресурсосберегающие технологии производства бетона и железобетона. - М.: НИИЖБ, 1988 - с. 90-95.

3. Масленников Ю Л., Фомин В.В, Пономарев В .Б. Деформативность техно-

логических анкеров типа «обжатая спираль»// Бетон и железобетон. -1988-1411-с. 35-36.

4. Масленников ЮЛ. Повышение надежности методики контроля величины

предварительного напряжения арматуры при массовом производстве железобетонных конструкций// Экономичное армирование железобетонных конструкиций: Тез. докл. Всесоюзн. коорд. совет., т. 2 - Фрунзе: Фрунзенский ПИ, 1990 - с. 28-33.

5. Масленников ЮЛ., Банзекуливахо Ж. О предельной точности натяжения

высокопрочной арматуры электротермическим способом / / Материалы XXII Международной конф. молодых ученых и специалистов в области бетона и железобетона. - Иркутск, 1990 - с. 62-63.

6. Пособие по технологии изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций. Глава 8. - М.: НИИЖБ, 1990.

7. Рекомендации по контролю расстояний между упорами силовых форм с

помощью измерительного устройства ИУ-1. Авторы: Мадатян СА, Михайлов КЛЗ, Масленников ЮЛ. - М.: НИИЖБ, 1991 - с. 19

8. Рекомендации по организации эффективного контроля и регулирования

ррпмчмнт.т ппртгеяпнтрпьнпгг) ННПпЯЖеНИЯ 11<лМ2ТуглЫ ППИ ИЗГОТОБЛеНИИ

предварительно напряженных железобетонных конструкций. Авторы: Михайлов КЗ, Масленников ЮЛ. - М: НИИЖБ, 1991 - с. 24

9. Ас. 1631148 СССР, МКИ Е04. Анкер/ Масленников ЮЛ, Шарипов

РЛ1.// Открытия. Изобретения. -1991 - N 8 - с. 82.

10. Ас. 1631149 СССР, МКИ Е04. Способ анкеровки арматуры/ Михайлов . КБ, Масленников ЮЛ.// Открытия. Изобретения. - 1991 - N 8.

11. Ас. 1663148 СССР, МКИ Е04. Анкерное устройство для напрягаемой арматуры/ Масленников ЮЛ.// Открытия. Изобретения - 1991 - N 26.

12. Решение о выдаче авторского свидетельства по заявке N 4879669/10, МКИ <301. Прибор для измерения силы натяжения арматуры/ Масленников ЮЛ.

13. Свидетельство на промышленный образец N 35383, МКПО 10.04. Прибор контроля силы натяжения арматуры/ Масленников ЮЛ.

14. Свидетельство на промышленный образец N 35384, МКПО 10.04. Прибор для контроля силы натяжения арматуры (2 варианта)/ Масленников ЮЛ.