Анкеровка напрягаемой арматуры

При изготовлении напряженных железобетонных элементов закрепление арматуры на упорах производят (в зависимости от вида арматуры) посредством инвентарных цанговых, клиновых захватов, высаженных головок, обжимных муфт или шайб, приваренных коротышей (см. рис. 3.3, а...в). После приобретения бетоном требуемой прочности предварительно напряженную арматуру освобождают от закрепления на упорах. Вследствие проявления сил упругости и сцепления с бетоном она обжимает конструкцию (рис. 3.2, а). На концах изделий на длине l_p (рис. 3.2, в) возникают зоны передачи усилий. При небольшой прочности бетона и значительных напряжениях арматура может проскользнуть из-за нарушения сцепления или раскола торца элемента, в результате чего эффект предварительного напряжения может быть утерян. В связи с этим должны быть предусмотрены мероприятия, исключающие нарушение сцепления и обеспечивающие совместную работу арматуры с бетоном. Одним из наиболее часто используемых на практике эффективных методов может быть устройство постоянных анкеров на арматуре в бетоне приопорной зоны элементов.

Опыты показывают, что в элементах с напрягаемой на упоры стержневой арматурой периодического профиля и канатами сцепление арматуры с бетоном оказывается достаточным для восприятия показанных на рис. 3.2, б усилий. Устройства постоянных анкеров в этом случае не требуется. Гладкая круглая проволока класса В-II должна закрепляться в бетоне с помощью специальных анкеров — колец с коротышами и т. п. Устройство анкеров на торцах элемента всегда необходимо при натяжении арматуры на бетон. Конструкции анкеров зависят от вида арматуры и типа натяжных устройств.

Рис. 3.2. Распределение по длине элемента напряжений в арматуре и бетоне

Для стержневой арматуры анкерами могут служить гайки, навинчиваемые на нарезные концы стержня, высаженные на одном из концов головки, а для проволочной арматуры — анкеры стаканного типа или металлические шайбы с запрессованной стальной пробкой (рис. 3.3, г).

Для предотвращения продольных трещин, раскола и нарушения сцепления приопорные участки элемента усиливают путем увеличения их поперечного сечения, устройства поперечной и косвенной арматуры, охватывающей все продольные стержни (рис. 3.3, д), а также повышением класса бетона.

Рис. 3.3. Конструкции анкеров:

а — высаженная головка; б — приваренные коротыши;

в — обжатая шайба; е — анкер с запрессованной пробкой;

д — усиление торца элемента косвенной арматурой;

1 — пучок; 2 — коническая пробка; 3 — распределительный лист;

4 — сетки косвенного армирования

Длина зоны передачи напряжений с арматуры на бетон l_p зависит от диаметра арматуры d, усилия предварительного напряжения σ_sp, прочности бетона к моменту обжатия R_bp [1]:

l_p = (ω_pσ_sp/R_bp+Δλ_p)d,                                       (3.1)

где ω_p, Δλ_p — экспериментальные коэффициенты, завися­щие от вида арматуры.

Для стержневой арматуры l_p ≥ 15 d.

Анкеровка арматуры в элементе с напряжением на упоры может быть нарушена не только в стадии обжатия бетона, но и вследствие образования трещин от эксплуатационных нагрузок, так как арматура на длине l_p работает с пониженным расчетным сопротивлением, принимаемым равным σ_spl_x/l_p (см. риc. 3.2, б). Поэтому нормы требуют производить проверку прочности и трещиностойкости концевых участков элементов также для стадии эксплуатации.