Сущность предварительного напряжения и основные виды предварительно напряженных металлических мостов

Идея предварительного напряжения металлических конструкций заключается в том, что отдельные растянутые элементы или конструкция в целом подвергаются предварительному обжатию кручеными канатам или пучками из стальной высокопрочной проволоки. Канаты (пучки) закрепляют концами в основной конструкции и оставляют натянутыми для совместной работы под нагрузкой .

Натяжение зызызает в элементах усилия, обратные по знаку тем, которые возникают в них от внешней нагрузки. При дальнейших загружениях конструкции канаты (пучки) участвуют в работе соответствующих элементов, воспринимая на себя часть их усилий.

Эффект предварительного напряжения металлических конструкций заключается, во-первых, в замене части потребного для конструкции обычного металла высокопрочным в виде стальных канатов или пучков.

Кроме того, натяжением конструкции можно создать благоприятное для нее изменение распределения усилий. В итоге обычно удается получить уменьшение затраты металла на конструкцию. Зато несколько усложняется процесс ее возведения.

Предварительное напряжение отдельных элементов конструкции может быть применено в сквозных металлических фермах. В этом случае элементы фермы, работающие на растяжение, натягивают канатами (пучками), закрепленными на концах этих элементов.

Если начальное напряжение придавать элементам при изготовлении на заводе и доставлять их на место сборки уже с зходящими в их состав натянутыми канатами, то монтажные соединения этих элементов остаются без предварительного напряжения и передают усилия только через основной металл.

Натяжение элементов может быть осуществлено и после сборки всей фермы. В этом случае канаты (пучки) обычно пропускают от узла к ухту, тем самым создазая предварительное напряжение как в самом элементе, так и в его прикреплениях.

При натяжении фермы после ее сборки напрягающие элементы могут проходить непрерывно через несколько стержней фермы.

Введение в статически определимую ферму напрягающих ее стержни элементов не меняет ее статической схемы (не вызывает дополнительных липших неизвестных).

При предварительном напряжении всей конструкции в целом в нее вводят кабель или шпренгель, проходящий по всей длине пролета, или на значительных его участках.

В простых разрезных балках и фермах кабель ставят вдоль нижнего пояса  или придают ему полигональное очертание в виде криволинейного шпренгеля. В пролетных строениях, объединенных с железобетонной плитой, натяжение часто используют и для предварительного сжатия плиты.

В неразрезных балках и фермах кабели располагают на участках, где пояс работает на растяжение.

Начальное натяжение применяют и в пролетных строениях в виде арки с затяжкой, располагая кабель уровне гибкой или жесткой  затяжки.

Введение предварительного напряжения в статически неопределимой системе вызывает в ней перераспределение усилий во всех элементах. Поэтому в таких системах возможно искусственное регулирование всех внутренних усилий в главной несущей конструкции.

Оставить комментарий