Балки, предварительно напряженные с помощью затяжек

Предварительное напряжение балок с помощью высокопрочных затяжек применяется наиболее часто, поскольку технология их изготовления и методы контроля натяжения достаточно отработаны.

Основная идея создания предварительного напряжения в балках с затяжками заключается в том, что создаются дополнительные линии передачи усилий растяжения в зоне, расположенной около растянутого пояса. Они играют роль дополнительных поясов (прямолинейных, ломаных или криволинейных).

Более просты в изготовлении прямолинейные затяжки (рис. 8, а), устанавливаемые на небольшом расстоянии от нижнего пояса. 

Затяжку иногда проектируют укороченной (рис. 8, б), а в балках значительных пролетов она может быть выполнена из нескольких ветвей и в средней части – составной внахлестку (рис. 8, д). Наиболее близкое к эпюре изгибающих моментов повышение несущей способности сечения при равномерной нагрузке на балку достигается устройством криволинейных затяжек (рис. 8, в), но это требует устройства направляющих на стенке балки. Возможно и применение шпренгельных предварительно напряженных балок (рис. 8, г, е), однако во избежание потери устойчивости предварительно сжатого нижнего пояса в этом случае требуются более развитые связи, объединение балок попарно в блоки и т.п.

Рис. 8. Схемы размещения затяжек в однопролетных балках

Сечения блок могут быть одностенчатыми (рис. 9, а-в), либо двустенчтатыми (рис. 9 г, д). Более выгодны сечения несимметричные с меньшей площадью растянутого пояса, разгруженного затяжкой. В таких сечениях можно добиться наиболее полного использования несущей способности материала из условия равенства краевых напряжений поясов расчетному сопротивлению материала при действующей расчетной нагрузке. Напряжение в затяжке при этом должно быть также равно расчетному сопротивлению материала затяжки.

Рис. 9. Сечения предварительного напряжения балок с затяжками