Předpjatá výztuž v železobetonových konstrukcích: technologie, metody napínání, použití

Tradiční železobetonové prvky jsou někdy ve stavebnictví nahrazovány pevnějšími analogy, rovněž ze železobetonu, ale předpjaté. Výsledkem je zlepšený výkon a rozšířená funkčnost materiálu. Předpjatá výztuž do betonu díky speciální technologii výroby lépe chrání materiál před deformací, déle vydrží a lze ji použít pro velké konstrukce.

Výrobní funkce

Pevnost betonu se zvyšuje pomocí výztuže, která může být nepředpjatá nebo předepjatá. První možností je však pasivní betonářská výztuž, která nechrání konstrukce před ohybovým a zejména dynamickým zatížením. Účinnější ochranu lze zajistit natažením armovací oceli v železobetonovém výrobku a jejím uvolněním z tahu během tvrdnutí betonového roztoku. Při stlačení výztuž ovlivňuje železobeton a zvyšuje jeho mez tahu v důsledku součtu dvou deformací – předtlaku a tahu.

Existují 3 způsoby napínání výztuže.

1. Mechanická – napínací výztuž pomocí šroubových nebo hydraulických zvedáků.
2. Využívá se elektrotermický – elektrický proud, s jehož pomocí se ocelové tyče ohřívají a prodlužují.
3. Elektrotermomechanické je současné použití mechanických a elektrotermických metod.

Požadavky na armatury

V roli předpjaté výztuže je nutné použít třídy výztuže s vysokou pevností a nízkou tekutostí. S ohledem na malé ztráty předpětí při výrobě železobetonových konstrukcí je hodnota tohoto ukazatele stanovena výše. Běžnými typy výztuže jsou za studena deformované a za tepla válcované vyztužené, výztužné dráty, svařované rámy a lana. Profil výztužných prvků může být periodický a hladký. Jakou výztuž použít pro vyztužení závisí na roli, kterou hraje v železobetonové konstrukci.

1. Namáhaná výztuž. Nachází se v podélném směru. Používají za tepla válcovanou a termomechanicky zpevněnou výztuž třídy A800, A600 a A1000 periodického profilu, ocel zpracovanou za studena třídy BP1200 až BP1500 a také lanovou ocel K1400, K1500 (K-7, K-19).
2. Nepřízvučný. Pokládá se napříč podélného. Používají výztuž třídy A500C, B500C, A1 (A240), A400, A300 a armovací drát VR-1.

Příklad vyztužení s hladkým a periodickým profilem.

Předpjatá výztuž musí být ve formě plných prutů.

Doporučení pro beton

K vytvoření předpjatých konstrukcí se používají betony s následujícími vlastnostmi:

• hustota v rozmezí 2200–2500 kg/kub. m;
• třída axiální pevnosti v tahu – ne méně než 0,8;
• úroveň pevnosti – ne méně než 250–260 kg/m20. cm (třída BXNUMX);
• vodotěsný stupeň – W2 a vyšší;
• mrazuvzdornost – ne nižší než F50.

Jakou třídu betonu použít, závisí na třídě předpínací výztuže. Při absenci potřebných údajů o betonu lze jeho třídu určit 28 dní po nalití.

Výhody a nevýhody materiálu

Důvody pro použití předpjatého železobetonu mohou být následující výhody vyztužených konstrukcí:

• vysoká úroveň ochrany materiálu před praskáním a korozí – důležitý parametr pro konstrukce, které jsou neustále v kontaktu s vodou;
• snížení průřezu a hmotnosti železobetonu o 30 %;
• snížení spotřeby ocelové výztuže o 40 %;
• zvýšení odolnosti vůči dynamickému zatížení;
• zvýšení požární odolnosti budov;
• zvýšení životnosti konstrukcí – zejména při použití prefabrikovaných monolitických bloků.

Předpjatý beton je méně náchylný k praskání.

Kromě výhod mají konstrukce využívající předpětí také několik závažných nevýhod. Včetně obtížnosti kontroly výztuže hotových prvků, pracného výrobního procesu a potřeby přilákat kvalifikované řemeslníky. Hmotnost konstrukcí se oproti železobetonu vyrobenému tradiční technologií zvyšuje, tato nevýhoda je však eliminována použitím dutých konstrukcí a lehkého kameniva.

Aplikace ve stavebnictví

Předpjatý železobeton se používá v různých oblastech stavebnictví a vyrábí z něj následující předměty:

• výškové věže, včetně televizních věží;
• velkorozponové stropy průmyslových a obytných budov;
• nádrže pro zpracovatelská zařízení;
• hydraulické stavby, včetně přehrad, kanálů a plavebních komor;
• mosty s velkým rozpětím;
• sloupy a sloupy elektrického vedení;
• budovy jaderných reaktorů a oplocení jaderných elektráren.

Opěrné stěny a obvodové panely jsou vyrobeny ze stejného materiálu. Je také vhodný, když je nutné zpevnit základy budov a schodišťových ramen, budov a prostor umístěných v seismických a výbušných oblastech. A pro další zvýšení pevnosti stavebních rámů a tunelů se používají prefabrikované monolitické konstrukce sestavené z jednotlivých železobetonových prvků.

Příklad mostu postaveného technologií předpínání železobetonové konstrukce.

Výrobky z předpjatého železobetonu se vyznačují velkým množstvím výhod, což umožňuje jejich široké použití ve stavebnictví. A nedostatky jsou spojeny především s nedostatečným zpracováním a lze je kompenzovat zodpovědným přístupem k výrobě. Abyste se vyhnuli problémům a získali nejen zvýšenou pevnost, ale také dlouhou životnost, měli byste svěřit vytvoření takových železobetonových konstrukcí profesionálům.