Предварительное напряжение можно определить как искусственный способ введения в конструкцию предыдущего состояния напряжения с целью улучшения ее сопротивления или поведения под действием различных напряжений.
Заказать бетонные смеси для любых строительных работ можно здесь — https://hzb.com.ua/catalog?parent=cam
Предварительное напряжение, применяемое к бетону
Устройство предварительного напряжения имеет особое значение в случае бетона по следующим причинам:
Бетон – один из важнейших строительных материалов. Ингредиенты, необходимые для изготовления бетона (цемент, песок, камень и вода), доступны по низкой цене во всех населенных регионах Земли.
Бетон имеет хорошую прочность на сжатие. В работах используются сопротивления порядка 200Кгс/см2 (20МПа) до 500Кгс/см2 (50МПа).
Бетон имеет низкую прочность на растяжение, порядка 10% от прочности на сжатие. Прочность бетона на растяжение не только мала, но и ненадежна. Фактически, когда бетон плохо обработан, его усадка может вызвать появление трещин, которые снижают прочность бетона на растяжение даже до того, как будет приложено какое-либо напряжение. Из-за случайного характера прочности бетона на растяжение ею обычно пренебрегают в расчетах.
Поскольку бетон представляет собой материал с такими разными свойствами сжатия и растяжения, его поведение можно улучшить, применяя предварительное сжатие (т.е. предварительное напряжение) в тех областях, где напряжения вызывают растягивающие напряжения.
Применение высокопрочных сталей, например железобетонной арматуры, ограничено растрескиванием бетона. Действительно, поскольку разные марки стали имеют примерно одинаковый модуль упругости, использование сталей с высокими растягивающими напряжениями предполагает их большое удлинение, что, в свою очередь, вызывает очень открытые трещины. Чрезмерное раскрытие трещин снижает защиту арматуры от коррозии и эстетически нежелательно.
Суть предварительного напряжения, применяемого к бетону, заключается в приложении к балке предварительных усилий, которые уменьшают или сводят на нет растягивающие напряжения в бетоне под действием напряжений в эксплуатации. В этих условиях важность растрескивания как определяющего условия для определения размера балки сводится к минимуму.
На практике предварительное напряжение бетона осуществляется с использованием высокопрочных стальных тросов, натянутых и закрепленных в самом бетоне. Устройство предварительного напряжения смещает рабочий диапазон бетона в область сжатия, где материал более эффективен. При предварительном напряжении к растянутым нагрузками частям сечения прикладывают сжимающие напряжения. Таким образом, манипулируя внутренними напряжениями, можно получить вклад общей площади сечения балки в ее инерцию.
Под действием нагрузок предварительно напряженная балка подвергается изгибу, изменяя ранее приложенные сжимающие напряжения. При снятии нагрузки балка возвращается в исходное положение и восстанавливается прежнее натяжение.
Если растягивающие напряжения, вызванные нагрузками, ниже, чем предыдущие напряжения сжатия, сечение продолжит сжиматься и не пострадает от растрескивания.
Под действием более высоких нагрузок растягивающие напряжения превышают предыдущие, в результате чего бетон становится растягивающим и трескается. Снятие нагрузки, предварительное напряжение вызывает закрытие трещин.
Экономический смысл предварительно напряженного бетона
Прочность бетона, используемого в предварительно напряженном бетоне, в два-три раза выше, чем в железобетоне. Стали, используемые в предварительно напряженных кабелях, имеют прочность в три-пять раз большую, чем обычные стали, используемые в железобетоне.
Экономический смысл предварительно напряженного бетона заключается в том, что процентное увеличение цен намного ниже, чем увеличение полезной прочности как для бетона, так и для предварительно напряженной стали.
