Předpjaté konstrukce – jedná se o konstrukce nebo jejich prvky, ve kterých dříve, tzn. během výrobního procesu jsou počáteční tahová napětí ve výztuži a tlaková napětí v betonu uměle vytvářena v souladu s výpočtem.
Stlačování betonu o určité množství σbp se provádí předepjatou výztuží, která má po uvolnění napínacích zařízení tendenci se vrátit do původního stavu. Skluzu výztuže v betonu se zabrání jejich vzájemným slepením nebo speciálním kotvením konců výztuže do betonu.
Počáteční tlaková napětí se vytvářejí v těch oblastech betonu, které následně zažívají napětí.
Železobetonové prvky bez předpínací práce v přítomnosti trhlin:
kde je provozní zatížení,
– zatížení, při kterém se tvoří trhliny;
Železobetonové předpjaté prvky fungují při zatížení bez trhlin nebo s jejich šířkou omezeného otvoru: .
Předpětí tedy nezvyšuje pevnost konstrukce, ale zvyšuje její tuhost a odolnost proti trhlinám!
Výhody předpjatých konstrukcí:
zvýšená tuhost a odolnost konstrukce proti praskání;
možnost použití vysokopevnostní výztuže (A-IV a vyšší);
předpětí vede ke zmenšení průřezu prvku
schopnost provádět efektivní spoje prefabrikovaných prvků;
předpětí umožňuje výrobu kombinovaných konstrukcí (například zvlněná zóna je vyrobena z těžkého betonu a zbytek je vyroben z lehkého betonu);
zvýšená odolnost při opakovaně opakované dynamické zátěži;
předpjaté konstrukce jsou bezpečnější, protože před zničením mají velký průhyb a tím signalizují, že pevnost konstrukce je téměř vyčerpána;
Nevýhody předpjatých konstrukcí:
zvýšená pracovní náročnost a potřeba speciálního vybavení a klasifikovaných pracovníků;
vysoká tepelná a zvuková vodivost;
zpevnění předpjatých konstrukcí je vždy obtížnější než bez předpětí;
Při vzniku koroze vysokopevnostní výztuž rychle ztrácí své plastické vlastnosti a hrozí křehký lom.
10.1.1. Způsoby a metody napínací výztuže
Způsoby napínací výztuže:
Na zastávkách (před betonáží). Výztuž se umístí do formy před betonováním prvku, jeden konec se zafixuje v dorazu, druhý se napne zvedákem na daný tah σsp. Poté se do formy nalije beton. Poté, co beton dosáhne přenosové pevnosti Rbp výztuž se uvolňuje z dorazů, přičemž stlačuje okolní beton. Aby se zabránilo destrukci betonu na koncích prvků, napětí výztuže se uvolňuje postupně, nejprve se sníží o 50 % a poté na 0.
Na beton. Nejprve je vyroben betonový prvek, ve kterém jsou vytvořeny kanály nebo drážky. Poté, co beton získá přenosovou pevnost Rbp, je pracovní výztuž vedena do kanálů a natažena na beton. Po napnutí se konce výztuže zajistí kotvami. Pro zajištění přilnavosti výztuže k betonu se kanály a drážky vyplní pod tlakem cementovou maltou.
Způsoby napínání výztuže:
Elektrotermální – požadované relativní prodloužení výztuže esp se získá elektrickým ohřevem výztuže na vhodnou teplotu.
Mechanické – požadované poměrné prodloužení výztuže se dosáhne vytažením výztuže pomocí napínacích mechanismů (hydraulické a šroubové zvedáky, navijáky, kalibrační klíče, navíječky atd.).
Elektrotermomechanické – kombinace mechanických a elektrotepelných metod.
Fyzikálně-chemické – spočívá v samonamáhání konstrukce v důsledku využití energie expandujícího cementu.
