Преимущества технологии предварительного напряжения
Основные задачи, эффективно решаемые с помощью технологии предварительного напряжения, приведены ниже.
Трещиностойкость
Все инженеры, работающие с железобетоном знают его основную проблему – низкая прочность на растяжение и как следствие низкая трещиностойкость. С помощью обжатия создаются сжимающие напряжения во всем сечении, с помощью отпора – сжатие в растянутой части сечения. Таким образом при действии внешней нагрузки сначала уменьшаются сжимающие напряжения, и только потом появляются растягивающие.
Деформации
Так как отпор – это вертикальная нагрузка, она создает обратный выгиб конструкции (схоже со строительным подъемом). Таким образом, внешняя нагрузка сначала уменьшает выгиб от преднапряжения и только затем начинает создавать прогиб конструкции.
Строительная высота.
Зачастую вопросы трещиностойкости и деформации решаются стандартными методами: увеличением сечения и армирования. Но при этом возникает новый вопрос – чрезмерная высота несущих конструкций. Это усложняет устройство коммуникаций, воздуховодов, отделку, а также «съедает» внутреннее пространство. С помощью преднапряжения строительную высоту можно сократить в ≈1,5 раза.
Консоли.
Проблема проектирования консолей напрямую связана с двумя вопросами, представленными выше: трещиностойкостью и прогибами. Консоли из железобетона более 2-3 метров практически не проектируются, так как при увеличении вылета консоли значительно возрастают усилия в опорном сечении. Преднапряжение позволяет реализовать консоли 5 и более метров, обеспечивая требуемую несущую способность и прогибы.
Трансферные балки.
Настоящей головной болью проектировщика могут стать такие архитектурные решения, при которых возникает необходимость в трансферных балках. Зачастую трансферные балки к тому же располагаются в перекрытии стилобата здания, а именно парковки. Что дополнительно к значительной вертикальной нагрузке от колонны накладывает ограничение на строительную высоту балки. В таких случаях спроектировать несущую конструкцию без предварительного напряжения практически невозможно.
Прогрессирующее обрушение.
Данный вопрос часто встречается при проектировании многоэтажных и высотных зданий. Из-за требований на прогрессирующее обрушение приходится увеличивать прочность конструкции, хотя их несущей способности достаточно для нормальной эксплуатации здания. Вопрос прогрессирующего обрушения довольно подробно рассмотрен в теории предварительного напряжения и эффективно применяется на практике.