Разработка новых конструкций, способов пластического обжатия арматурных канатов и оборудования для их реализации

• Автор: Зарецкий, Лев Маркович
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

1. Современное состояние производства и применения арматурных канатов

1.1. Анализ общих требований к арматурным канатам, способов

армирования и технологий серийно выпускаемых канатов

1.2. Анализ особенностей канатов для армирования «на упор»

1.3. Анализ методов оценки сцепления арматуры с бетоном

1.4. Анализ особенностей канатов для армирования «на бетон»

1.5. Способы и оборудование для пластического обжатия канатов

1.6. Постановка цели и задач исследования

2. Разработка способа пластического обжатия канатов для армирования

«на бетон» и оборудования для его реализации

2.1. Анализ внешних усилий при круговом пластическом обжатии

спирального каната продольной деформацией
2.2. Анализ особенностей распределения усилий при различных
способах пластического обжатия каната
2.3. Анализ внешних усилий при круговом пластическом обжатии
спирального каната продольно-винтовой деформацией
2.4. Расчет действующего на ролики калибра радиального усилия
и усилия протяжки каната через калибр
2.5. Расчет возникающего при продольной деформации крутящего
момента и создаваемых им дополнительных напряжений в проволоках каната
2.6. Выводы
3. Разработка новых конструкций канатов для армирования «на упор» и способов их изготовления
3.1. Разработка конструкций арматурных канатов для
армирования «на упор»
3.2. Выбор и обоснование способов изготовления арматурных
канатов для армирования «на упор»

3.3. Разработка критерия оценки сопротивления арматурных
канатов перемещению
3.4. Выводы
4. Разработка технологии изготовления новых видов канатов для
армирования «на упор» и оборудования
4.1. Лабораторный эксперимент
4.2. Промышленный эксперимент
4.3. Сравнительный анализ характеристик сцепления арматурных
канатов
4.4. Факторы получения экономического эффекта при производстве
арматурных канатов продольной прокаткой
4.5. Моделирование формирования спиральных пазов шариковой
волокой и свивки разработанного каната с металлическим винтовым сердечником без касания наружных проволок
4.6. Выводы
5. Применение разработанного способа и оборудования для пластического обжатия канатов различных конструкций и назначения
5.1. Принципиальные схемы пластического обжатия арматурных
канатов
5.2. Оборудование для реализации разработанного способа
пластического обжатия канатов
5.3. Современное состояние производства пластически обжатых
канатов в России и мире
5.4. Возможности разработанного способа пластического обжатия
канатов
5.5. Выводы
Общие выводы
Список литературы
Приложения

Арматурные канаты являются наиболее эффективным видом арматуры для предварительно напряженных железобетонных изделий. Основная часть канатов используются для т.н. армирования «на упор», когда канат заложен в бетон и передает усилие натяжения по всей длине железобетонного изделия, однако в настоящее время расширяется использование канатов для армирования «на бетон», когда канат изолирован каналообразователем от бетона и передает усилие натяжения через торцы изделия.
Основную часть объема производства арматурных канатов в России и мире составляют канаты конструкции 1x7 (1+6) из круглой гладкой проволоки. Это обусловлено наибольшей дешевизной и технологичностью такой проволоки, а также возможностью свивки на машинах сигарного и бугельного типов, развивающих высокую скорость вращения, но не обеспечивающих заданного углового положения проволоки. После свивки канаты проходят термическую или термомеханическую обработку для снижения и перераспределения напряжений.
Одним из основных факторов, сдерживающих использование канатов в качестве арматуры, является неэффективное сцепление - недостаточное для армирования «на упор» и избыточное для армирования «на бетон».
При этом все предлагавшиеся для улучшения армирования «на упор» решения неэффективны, так как предполагают либо ухудшение физикомеханических характеристик, либо значительное повышение себестоимости и трудоемкости армирования, а кажущееся очевидным решение проблемы армирования «на бетон» в виде пластически обжатых канатов не получило широкого распространения. Кроме того, не существует методик, позволяющих производить сравнительную оценку сцепления канатов разной конфигурации, что затрудняет оценку эффективности применяемых технических решений.
Таким образом, существующие конструкции и технологии производства арматурных канатов не содержат резервов для улучшения их потребительских

напряжений по углу закручивания либо определить величину касательных напряжений при известном значении крутящего момента.
Рассчитать величину возникших вследствие закручивания напряжений в отдельной точке, принимая во внимание предшествующее напряженно-деформированное состояние проволоки, можно численными методами.
Однако наибольшее практическое значение имеет не изучение характеристик процесса подкручивания проволок, а его устранение.
Рассчитываем с учетом полученных в табл. 2.1. значений продольного усилия максимальную величину напряжения <У„ в контакте наружной проволоки со смежной наружной проволокой и напряжения Он в контакте
наружной проволоки с центральной проволокой.
Результаты расчетов приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3.
Крутящий момент проволок и контактные усилия при протяжке арматурного
каната в двухроликовом калибре с диаметром роликов 160 мм
Исходный диаметр каната Диаметр обжатого каната Шаг свивки, мм Крутящий момент проволоки, Н-мм Максимальное значение <7Н, Н/мм2 Максимальное значение <УЦ, Н/мм2
6,20 5,75 75 46 67
9,35 8,65 115 160 126
12,40 11,50 150 368 190
15,20 14,10 180 697 266
2.6. Выводы
1. Проанализирован характер распределения нагрузок при продольной деформации каната, определены причины возникновения остаточного крутящего момента в проволоках пластически обжатого продольной прокаткой каната.