Устройство предварительно напряженных затяжек

При обеспечении совместной работы дополнительной арматуры с усиливаемой конструкцией только закреплением по концам с помощью анкерных устройств, без сцепления ее в пролете с бетоном конструкции, дополнительная арматура выполняет функцию затяжки.

В зависимости от места закрепления концов дополнительной арматуры могут быть горизонтальная (рис. 12.9, а) и шпренгельная (рис. 12.9, б) затяжки, а также их сочетание (рис. 12.9, в).


Для включения дополнительной арматуры в виде затяжек в работу, предусматривается ее предварительное напряжение с обязательным контролем величины натяжения.

Затяжки выполняют, в основном, из арматурных стержней диаметром 12...40 мм, реже - из прокатных профилей. На концах затяжки, как правило, имеют резьбу с гайками для ликвидации начальных погибов стержней и обжатия анкеров в узлах сопряжения с конструкцией. После корректировки длины затяжек гайки на их концах сваривают с болтом.

Конструкция анкерных устройств зависит от места их закрепления на усиливаемой конструкции. Для балочных конструкций со свободными торцами анкерные устройства принимают седлообразной формы из швеллеров или листовой стали, охватывающими надопорную часть конструкции (рис. 12.10, а, б). Анкерные устройства устанавливают на цементнопесчаном растворе. Для неразрезных опор анкеры принимают в виде отрезков швеллеров, привариваемых со стороны боковых граней к оголенной арматуре усиливаемой конструкции через прокладки и соединенных между собой соединительными стержнями (рис. 12.10, в).

Если опорами усиливаемой конструкции являются колонны, то анкерные устройства выполняются в виде обойм, охватывающих колонны (рис. 12.10, г). При опирании конструкций на промежуточные опоры, которыми служат главные балки и ригели, анкеры принимаются в виде упорного уголка с вертикальным держателем (рис. 12.10, д). Для обеспечения надежной совместной работы дополнительной арматуры с усиливаемой конструкцией анкерные устройства должны быть максимально жесткими.


Предварительное напряжение затяжек осуществляют созданием уклона ветвей затяжек в горизонтальной или вертикальной плоскости. Уклон ветвей затяжек в вертикальной плоскости создается отклонением ветвей затяжки от усиливаемой конструкции или подтягиванием к ней.

В случае малой ширины поперечного сечения или большой длины усиливаемой конструкции, когда расстояния между ветвями затяжки недостаточно для придания им требуемого уклона в горизонтальной плоскости, применяется их взаимное стягивание несколькими стяжными болтами с установкой между ними дополнительных распорок.

При натяжении затяжек путем создания уклона их ветвей величина отклонения от первоначального положения каждой ветви определяется в зависимости от величины предварительного напряжения и отношения длины отклоняемого участка между крайними упорами к полной длине ветви (рис. 12.11)


В местах перегиба между шпренгельной затяжкой и усиливаемой конструкцией устанавливают прокладки из пластины и круглого коротыша с ограничителями, предотвращающими взаимное сближение ветвей затяжки при их предварительном напряжении взаимным стягиванием.

На горизонтальных затяжках и горизонтальных участках шпренгель- ных затяжек с параллельными ветвями без стяжных болтов устанавливают соединительные прокладки, предотвращающие смещение ветвей затяжки от проектного положения в процессе предварительного напряжения и эксплуатации (рис. 12.12).


Для усиления растянутой зоны большепролетных конструкций затяжки могут состоять из отдельных стержней, поперечные сечения которых уменьшаются от середины пролета к опорам в соответствии с эпюрой моментов. Концы затяжек закрепляют на анкерных устройствах в виде корытообразных элементов, приклеенных к конструкции. С помощью стяжных болтов стержни затяжек напрягают (рис. 12.13). Анкерные устройства рассчитывают на восприятие разности усилий в смежных стержнях затяжки.


Для усиления конструкций в виде длинных консолей, работающих, главным образом, на изгиб, применяются горизонтальные и диагональные предварительно напряженные затяжки, которые закрепляются одним концом в верхнем узле за опорой, а другим - на свободном конце в верхнем узле для горизонтальных или в нижнем - для диагональных затяжек (рис. 12.14). Для предотвращения смятия бетона диагональной затяжкой в месте перегиба устанавливают уголки-подкладки. Предварительное напряжение создают: для горизонтальной затяжки - взаимным стягиванием ветвей с помощью стяжных болтов; для диагональной - путем оттягивания ее ветвей к низу конструкции с помощью болтов с захватами. С целью исключения проскальзывания болтов по диагональной затяжке на ее ветвях приваривают упоры.

Дополнительная арматура в виде шпренгельной затяжки при усилении сборных плит может устанавливаться в пустоты или расширенный шов между плитами с последующим обетонированием или без него. Концы затяжки при предварительном напряжении заанкеривают с помощью концевых анкеров в виде уголков, опираемых на торцы плит. Предварительное напряжение осуществляют завинчиванием гаек по концам затяжки или отклонением затяжки в пролете с помощью натяжных болтов с упором на смежные плиты (рис. 12.15).


Величина предварительного напряжения затяжек определяется из рассмотрения деформированной системы при условии, что в предельном состоянии сумма предварительного напряжения и приращения напряжения от нагрузки, приложенной после усиления, достигнет расчетного сопротивления арматуры затяжки.

Потери предварительного напряжения определяются в соответствии с [8] как для конструкций с натяжением арматуры на бетон с учетом податливости концевых анкеров и прокладок в местах сопряжения с усиливаемой конструкцией: металлический упор на бетон с раствором - 3.. .4 мм/узел; то же без раствора - 4...5 мм/узел; сопряжение металла с металлом с помощью болтов - 1 мм/узел.