Дослідження технологій влаштування  залізобетонних конструкцій на будівельному майданчику зі застосуванням інноваційного обладнання

Вольвач, Олександр Анатолійович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6101
Title:	Дослідження технологій влаштування залізобетонних конструкцій на будівельному майданчику зі застосуванням інноваційного обладнання
Authors:	Дмитренко, Василь Іванович Вольвач, Олександр Анатолійович
Keywords:	залізобетонні конструкції;будівельний майданчик;опалубка;ТЕНи;монолітне бетонування
Issue Date:	Jan-2025
Abstract:	Вольвач O.A. «Дослідження технологій влаштування залізобетонних конструкцій на будівельному майданчику зі застосуванням інноваційного обладнання». - Рукопис. Кваліфікаційна робота здобувана вищої освіти за спеціальністю 192 - Будівництво та цивільна інженерія. - Черкаський державний технологічний університет, Черкаси, 2025. Кваліфікаційна робота магістра присвячена дослідженню та обґрунтуванню технологій влаштування залізобетонних конструкцій на будівельному майданчику зі застосуванням інноваційного обладнання. Розглянуто технології при застосуванні обладнання для виготовлення залізобетонних конструкцій оптимальних розмірів згідно проекту в заводських умовах та інноваційне застосування безпосередньо на будівництві з використанням високоміцної попередньонапружувальної арматури та високоміцного дроту. Виконано аналіз дослідження ряду технологічних схем виконання робіт в тому числі з термоактивної опалубки, що збирається в будівельних умовах та складається із щитів, нагрівального пристрою, що включає набір плоских дротових спіралей або ТЕНів, електроізоляційного шару між нагрівальним пристроєм і щитом опалубки, теплового захисту на зовнішній поверхні. Ця опалубка має таку ж форму, як і опалубка для бетонування в літніх умовах, але зовні до неї примикає обігрівальний пристрій і теплоізоляційні шари, що пришвидшить влаштування залізобетонних конструкцій в зимових умовах. Визначено результативність технології, яка полягає в тому, що зекономить час, зекономить певну кількість бетону, стрижневої арматури, арматурного дроту та дасть можливість зменшити кількість колон та збільшити їх крок в каркасних спорудах з оптимізацією розмірів прольотів ще на стадії проектування.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6101
Appears in Collections:	192 Будівництво та цивільна інженерія (Промислове і цивільне будівництво)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
Magisterska robota Volvach.pdf Restricted Access		4.12 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
з
Анотація
Вольвач O.A. «Дослідження технологій влаштування залізобетонних конструкцій на 
будівельному майданчику зі застосуванням інноваційного обладнання». -  Рукопис.
Кваліфікаційна робота здобувана вищої освіти за спеціальністю 192 - 
Будівництво та цивільна інженерія. -  Черкаський державний технологічний 
університет, Черкаси, 2025.
Кваліфікаційна робота магістра присвячена дослідженню та обґрунтуванню 
технологій влаштування залізобетонних конструкцій на будівельному майданчику 
зі застосуванням інноваційного обладнання. Розглянуто технології при 
застосуванні обладнання для виготовлення залізобетонних конструкцій 
оптимальних розмірів згідно проекту в заводських умовах та інноваційне 
застосування безпосередньо на будівництві з використанням високоміцної 
попередньонапружувальної арматури та високоміцного дроту. Виконано аналіз 
дослідження ряду технологічних схем виконання робіт в тому числі з 
термоактивної опалубки, що збирається в будівельних умовах та складається із 
щитів, нагрівального пристрою, що включає набір плоских дротових спіралей або 
ТЕНів, електроізоляційного шару між нагрівальним пристроєм і щитом опалубки, 
теплового захисту на зовнішній поверхні. Ця опалубка має таку ж форму, як і 
опалубка для бетонування в літніх умовах, але зовні до неї примикає обігрівальний 
пристрій і теплоізоляційні шари, що пришвидшить влаштування залізобетонних 
конструкцій в зимових умовах. Визначено результативність технології, яка полягає 
в тому, що зекономить час, зекономить певну кількість бетону, стрижневої 
арматури, арматурного дроту та дасть можливість зменшити кількість колон та 
збільшити їх крок в каркасних спорудах з оптимізацією розмірів прольотів ще на 
стадії проектування.
Ключові слова: технологія, залізобетонні конструкції, будівельний
майданчик, опалубка, нагрівальний пристрій, ТЕНи, монолітне бетонування, 
каркас, стрижнева арматура, арматурний дріт.
7
ВСТУП
Актуальність теми. Попередньо напружений залізобетон як технологія 
почав активно розвиватися в першій половині 20-го століття. Перші спроби 
використання цієї технології були ще в кінці 19-го століття, але через обмежені 
знання про властивості матеріалів і недосконалість арматурної сталі, ефективного 
застосування не досягай. Справжній прорив у застосуванні попередньо 
напруженого залізобетону стався в 1920-х роках, коли французький інженер Ежен 
Фрейсіне розробив методи натягування арматури з використанням високоміцної 
сталі та закріплення її в бетоні. Фрейсіне проводив свої експерименти з мостовими 
конструкціями і виявив, що попереднє напруження дозволяє компенсувати 
розтягувальні сили, що значно підвищує міцність конструкцій. У 1930-х і 1940-х 
роках технологія набувала популярності, а в 1950-60-х її почали широко 
застосовувати в будівництві мостів, висотних будівель та інфраструктурних 
об’єктів по всьому світу. Таким чином, сучасний попередньо напружений 
залізобетон розвивається вже близько 100 років, з основними успіхами та 
впровадженням технології в середині 20-го століття. Попередньо напружений 
залізобетон має ряд значних переваг у порівнянні зі звичайним залізобетоном. 
Попередньо напружений залізобетон відіграє важливу роль у сучасному 
будівництві завдяки своїм унікальним властивостям, що поєднують міцність і 
гнучкість матеріалу. Технологія продовжує еволюціонувати, з появою нових 
інновацій у матеріалах, методах натягу арматури та конструюванні, що дозволяє 
розширювати можливості застосування цієї технології. Попередньо напружений 
залізобетон залишається основним елементом багатьох важливих будівельних 
проектів —  від висотних будівель до мостів, тунелів та інших інфраструктурних 
об’єктів. Його ефективність і довговічність гарантують, що технологія 
залишатиметься важливою і в майбутньому, відповідаючи на нові виклики в 
будівництві, екології та стійкості. Технологія влаштування монолітних 
залізобетонних конструкцій перекриття з використанням попереднього напруження 
арматури має ряд суттєвих конкурентних переваг в порівнянні з традиційними 
технологіями будівництва. Це торкається часових затрат на їх зведення, якісних та 
кількісних характеристик конструкцій, а також дає змогу знизити собівартість 
реконструкції, відновлення житлового фонду а також нового будівництва. Але в 
незаводських умовах будівельних майданчиків його розповсюдження не дуже 
велике, тому тема досліджень є актуальною.
8
Метою кваліфікаційної робот и магістра  є дослідження технологій 
влаштування залізобетонних конструкцій на будівельному майданчику зі 
застосуванням інноваційного обладнання.
Задачі дослідж ення: 
дослідження історії проблеми, світового досвіду та сучасного стану питання 
по темі КРМ «Дослідження технологій влаштування залізобетонних 
конструкцій на будівельному майданчику зі застосуванням інноваційного 
обладнання»
- дослідження сучасних методів зведення будівель і споруд за монолітною 
технологією та їх критичний аналіз;
обґрунтування та розробка пропозицій щодо практичного використання 
альтернативної технології домобудування на будівельному майданчику зі 
застосуванням новітніх розробок влаштування попереднього напруження 
арматури.
визначення економічної результативності вдосконалених технологічних і 
організаційних рішень використання технології попереднього напруження 
арматури на будівельному майданчику в сучасних будівельних умовах. 
Об'єктом дослідження є технологій зведення залізобетонних конструкцій 
громадських та промислових будівель і споруд на будівельному майданчику. 
Предметом дослідження є закономірності підвищення ефективності технологічних 
і організаційних рішень та теоретично-практичні основи технології зведення 
будівель з використанням влаштування монолітних залізобетонних конструкцій з 
використанням попереднього напруження арматури на будівельному майданчику в 
тому числі у зимових умовах проведення робіт.
Зв'язок робот и з науковими програмами, планами, темами. Кваліфікаційна 
робота магістра виконана згідно основним напрямам наукових досліджень кафедри 
промислового та цивільного будівництва ЧДТУ.
Практична новизна. Виконано аналіз дослідження ряду технологічних схем 
виконання робіт зі застосуванням інноваційного обладнання, в тому числі з 
термоактивної опалубки, що збирається в будівельних умовах та складається із 
щитів, нагрівального пристрою, що включає набір плоских дротових спіралей або 
ТЕНів, електроізоляційного шару між нагрівальним пристроєм і щитом опалубки, 
теплового захисту на зовнішній поверхні. Ця опалубка має таку ж форму, як і 
опалубка для бетонування в літніх умовах, але зовні до неї примикає обігрівальний 
пристрій і теплоізоляційні шари, що пришвидшить влаштування залізобетонних 
конструкцій в зимових умовах. Запропоновано завдяки рішенню задачі оптимізацїї 
застосовувати системи монолітних залізобетонних конструкцій перекриття з
9
використанням попереднього напруження арматури збільшеним пролітом та 
консолей зі збільшеним вильотом. Тому з ’являється можливість використовувати 
архітектурно-планувальні рішеннями з підвищеною функціональністю та 
комфортабельністю. Визначене скорочення тривалості будівництва за рахунок 
вдосконалення конструктивних схем зведення та сучасних технологій.
Практичне значення одержаних результатів досліджень полягає у 
підвищенні ефективності влаштування системи монолітних залізобетонних 
конструкцій перекриття з використанням попереднього напруження арматури на 
будівельному майданчику із використанням сучасного обладнання, яке досягається 
завдяки:
застосуванню пропонованою додатковою модернізацією обладнання 
попереднього напруження;
використанню розроблених вдосконалених та оптимізованих організаційно- 
технологічних рішень і рекомендацій щодо застосування системи попередньо 
напружених перекриттів;
скороченню часу виконання робіт.
Досліджено використання такої технології покриттів для збільшення 
довговічності та надійності. Застосування таких технологій послугує вирішенню 
проблеми щодо будівництва та його пришвидшення, збільшення відстані між 
елементами вертикального каркасу та прольотів при достатній надійності та 
довговічності будівель і споруд.
Впровадження раціональних рішень технології влаштування попередньо 
напружених конструкцій може забезпечити підвищення якості, зниження 
трудомісткості та тривалості робіт, а також економію електроенергії.
Методи дослідження: Методологічною основою дослідження були праці 
вітчизняних та зарубіжних науковців, технологів, проектувальників та 
будівельників. Застосовано порівняльний аналіз дослідження технологічних схем 
виконання робіт втому числі в зимових умовах; факторний аналіз; (дослідження 
конструктивних і технологічних параметрів технології влаштування попередньо 
напружених залізобетонних конструкцій сучасним обладнанням, статистичне 
опрацювання й аналіз результатів, узагальнення та перевірка отриманих 
результатів.
Структура та обсяг роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається із 
вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел. 
Загальний обсяг роботи складає 124 сторінки.
10
РОЗДІЛ 1 ІСТОРІЯ ПРОБЛЕМИ ТА СУЧАСНИЙ СТАН ПИТАННЯ ПО 
ТЕМІ КРМ «ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ВЛАШТУВАННЯ 
ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЙ НА БУДІВЕЛЬНОМУ МАЙДАНЧИКУ 
ЗІ ЗАСТОСУВАННЯМ ІННОВАЦІЙНОГО ОБЛАДНАННЯ»
1.1 Історія проблеми, використання технології влаштування монолітних 
залізобетонних конструкцій з використанням попереднього напруження 
арматури
Попередньо напружений залізобетон як технологія почав активно 
розвиватися в першій половині 20-го століття. Перші спроби використання цієї 
технології були ще в кінці 19-го століття, але через обмежені знання про 
властивості матеріалів і недосконалість арматурної сталі, ефективного 
застосування не досягли. Справжній прорив у застосуванні попередньо 
напруженого залізобетону стався в 1920-х роках, коли французький інженер Ежен 
Фрейсіне розробив методи натягування арматури з використанням високоміцної 
сталі та закріплення її в бетоні. Фрейсіне проводив свої експерименти з мостовими 
конструкціями і виявив, що попереднє напруження дозволяє компенсувати 
розтягувальні сили, що значно підвищує міцність конструкцій. У 1930-х і 1940-х 
роках технологія набувала популярності, а в 1950-60-х її почали широко 
застосовувати в будівництві мостів, висотних будівель та інфраструктурних 
об’єктів по всьому світу. Таким чином, сучасний попередньо напружений 
залізобетон розвивається вже близько 100 років, з основними успіхами та 
впровадженням технології в середині 20-го століття. Попередньо напружений 
залізобетон має ряд значних переваг у порівнянні зі звичайним залізобетоном [1-3]:
• Вища несуча здатність: Завдяки попередньому натягу арматури, попередньо 
напружений залізобетон може витримувати більші навантаження і 
застосовуватися для більш складних та важких конструкцій.
• Зменшення кількості тріщин: Створення внутрішнього стискання в бетоні 
компенсує розтягувальні напруження під дією зовнішніх навантажень, що 
значно знижує ризик утворення тріщин.
11
• Менша кількість матеріалу: Завдяки кращому використанню властивостей 
матеріалів (бетону та арматури), можна зменшити товщину конструкцій, що 
призводить до економії матеріалів.
• Більші прольоти: Попередньо напружений залізобетон дозволяє будувати 
конструкції з великими прольотами (наприклад, мости або перекриття), 
оскільки він здатен протидіяти вигинам і розтягувальним напруженням 
краще, ніж звичайний бетон.
• Вища стійкість до деформацій: Конструкції з попередньо напруженого 
залізобетону мають менший прогин під навантаженням та краще зберігають 
свою форму з плином часу.
• Збільшення довговічності: За рахунок зменшення тріщин і контролю 
внутрішніх напружень конструкції, такі об’єкти служать довше і краще 
витримують агресивні умови експлуатації (наприклад, морську воду, хімічні 
речовини).
• Ш видший монтаж : Попередньо напружені елементи часто виготовляються 
на заводах і доставляються на будмайданчик готовими для монтажу, що 
скорочує час будівництва.
Попередньо напружений залізобетон відіграє важливу роль у сучасному 
будівництві завдяки своїм унікальним властивостям, що поєднують міцність і 
гнучкість матеріалу. Технологія продовжує еволюціонувати, з появою нових 
інновацій у матеріалах, методах натягу арматури та конструюванні, що дозволяє 
розширювати можливості застосування цієї технології. Попередньо напружений 
залізобетон залишається основним елементом багатьох важливих будівельних 
проектів —  від висотних будівель до мостів, тунелів та інших інфраструктурних
об’єктів. Його ефл ективні• сть •і  довгові• чні• сть гарантують, що технологі•я 
залишатиметься важливою і в майбутньому, відповідаючи на нові виклики в 
будівництві, екології та стійкості. Технологія влаштування монолітних 
залізобетонних конструкцій перекриття з використанням попереднього 
напруження арматури має ряд суттєвих конкурентних переваг в порівнянні з 
традиційними технологіями будівництва. Це торкається часових затрат на їх 
зведення, якісних та кількісних характеристик конструкцій, а також дає змогу
12
знизити собівартість реконструкції, відновлення житлового фонду а також 
нового будівництва. Але в незаводських умовах будівельних майданчиків його 
розповсюдження не дуже велике.
Створивши штучний камінь - бетон, властивості якого можна регулювати на 
свій розсуд, учені знайшли і спосіб боротьби з його основним недоліком - 
низькою міцністю при розтягуванні. Використовуючи арматуру, бетон хоч і не 
руйнується при розтягуванні, але в ньому утворюються тріщини. Першорядний 
конструкційний будівельний матеріал - залізобетон, у всьому світі заслужено 
користується увагою вчених будівельної галузі. Це негативно позначається на 
експлуатаційних властивостях залізобетонних конструкцій і споруд. Одним з 
найбільших досягнень інженерної думки є створення на стадії виготовлення або 
будівництва напруженого стану в конструкції, коли знак напруження в бетоні 
протилежний знаку напруження від експлуатаційного навантаження. У витоків 
цієї концепції стояли Віктор Васильович Михайлов і Ежен Фрейсине (Франція). 
У 1936 році при захисті В.В. Михайловим дисертації, присвяченої цьому 
методу, два опоненти з трьох виступили проти. Навіть видним ученим у той час 
важко було зрозуміти, як можна заздалегідь натягнути арматуру майже до 
розриву, а потім навантажити конструкцію повним розрахунковим 
навантаженням, і вона при цьому працюватиме так, що тріщини в розтягнутому 
бетоні конструкції не з'являться аж до вичерпання її здатності. Проте захист 
дисертації тоді відбувся, оскільки Віктор Васильович зумів у відкритій дискусії 
переконати ведучих учених країни в своїй правоті -  це історичний факт.
Певні види попереднього напруження арматури з різних міркуваннях до цих 
пір знаходяться під сумнівом. Наприклад, в Германії заборонена сегментна збірка 
залізобетонних мостів за допомогою натягу арматури, і лише зовсім недавно було 
дозволено застосовувати в мостових конструкціях напружувану арматуру, 
розташовану поза перерізом [1].
Попереднє напруження арматури у колишньому СРСР застосовувалося 
вельми широко в промисловому, житловому, транспортному і спеціальному 
будівництві. Попередньо напружених конструкцій випускалося більше ЗО млн. м в 
рік, що істотно більше, ніж в якій-небудь іншій країні. На їх частку доводилося
13
більше 20% загального обсягу виробництва збірного залізобетону. Як правило, 
застосовували натяг арматури на упори.
Ш ирока географія технології стала можливою завдяки, перш за все, 
впровадженню електротермічного способу натягнення стрижньової арматури. 
Автори цього способу по заслугах удостоєні високого звання лауреатів Ленінської 
премії, для народного господарства були заощаджені мільйони тонн дефіцитного 
металу.
Ш естидесяті роки були відмічені бурхливим розвитком промисловості 
збірного залізобетону, зокрема попередньо напруженого. У цей період учені і 
фахівці галузі розробили значний об'єм нормативно-технічної літератури за 
розрахунком, проектуванням і технологією виготовлення попередньо-напружених 
залізобетонних конструкцій, що стало надійним фундаментом для подальшого 
ефективного розвитку цього напряму. В результаті СНИП 2.03.01-84 який 
використовувався прямо було сказано: "При виборі елементів повинні
передбачатися переважно попередньо-напружені конструкції...".
Розвиток попереднього напруження арматури дав серйозний вплив на 
прогрес в області технології високоміцних бетонів. У попередньо напружених 
конструкціях з'явилася можливість максимально ефективно використовувати 
підвищену міцність бетону при стискуванні.
На жаль, процес інтенсивного розвитку попередньо-напруженого 
залізобетону був зупинений в роки загального економічного спаду як в Росії так і в 
Україні. Випуск попередньо-напружених конструкцій впав більш ніж в 10 разів, 
тоді як обсяг випуску залізобетонних конструкцій без попереднього напруження 
знизився в 6 разів. Цьому є декілька причин, у тому числі і електроенергія, що 
сильно подорожчала, що зробило електротермічний спосіб натягу арматури 
економічно невигідним.
Проте таке різке зниження в Україні об'ємів застосування збірних 
попередньо напружених конструкцій слід однозначно кваліфікувати як регрес 
залізобетону в цілому. Невиправданий поворот на 180 градусів в політиці 
будівництва із збірного залізобетону веде до неефективного прискореного старіння 
основних фондів цієї галузі будівельної індустрії. І якщо їх активна частина -
14
технологічне устаткування і оснащення - морально застаріла і все одно вимагає 
радикальної модернізації, то пасивна частина - будівлі і споруди - занепадає 
невиправдано. Буде потрібно багато часу і капітальних витрат, щоб побудувати все 
наново. Якщо ж модернізацію почати вже сьогодні, то можна заощадити великі 
кошти.
У більшості розвинених іноземних країн із збірного попередньо 
напруженого залізобетону у все зростаючих об'ємах виготовляють конструкції 
перекриттів і покриттів будівель різного призначення, значну частину виробів, які 
використовуються в інженерних спорудах і в транспортному будівництві; з'явилися 
виробництва елементів зовнішнього архітектурного оформлення будівель.
В США із загального обсягу виробництва збірних залізобетонних виробів з 26 млн. 
м3 попередньо напружені складають 40%. Чверть з них - плити. Плити "на проліт" 
широко виробляються також у Великобританії, Німеччині, Угорщині, Польщі і в 
інших країнах. Значна частина кроквяних і підкроквяних балок, ферм, ригелів, 
стінних панелей виготовляють також попередньо напруженими із застосуванням 
високоміцної дротяної і стрижньової арматури і бетонів з міцністю до 70 МПа.
Тривалий український застій в області застосування попередньо 
напруженого залізобетону частково пов'язаний ще і з тим, що у нас не отримали 
належного вивчення і застосування попередньо напружені конструкції з натягом 
арматури на бетон, зокрема в будівельних умовах. У зв'язку з цим практично 
відсутнє сучасне ефективне вітчизняне устаткування для реалізації такої технології 
на практиці.
Тим часом в світі з попередньо напруженого монолітного залізобетону 
зводяться промислові цивільні і житлові будівлі, дамби і енергетичні комплекси, 
телевежі і т.д.. Телевежі з монолітного попередньо напруженого залізобетону 
виглядають особливо ефектно, ставши визначними пам'ятками багатьох країн і 
міст. Телевежа в Торонто є найвищою в світі окремо стоячою залізобетонною 
спорудою її висота 555 м.
Поперечний переріз башти у вигляді трилисника виявився вельми вдалим 
для розміщення напружуваної арматури і бетонування в ковзаючій опалубці. 
Вітровий перекидаючий момент, на який розрахована ця башта, складає майже
15
півмільйона тонометрів при власній вазі наземної частини башти трохи більше 60 
тис.т. У Германії і в Японії з монолітного попередньо-напруженого залізобетону 
широко будуються резервуари яйцевидної форми для очисних споруд. До
теперішнього часу такі•  резервуари зведені•  сумарною ємкі• стю більше 1,2 млн. м З. 
Окремі споруди цього типу мають ємкість від 1 до 12 тис. м3.
За кордоном все більш широке застосування знаходять монолітні перекриття 
збільшеного прольоту з натягом арматури на бетон. Тільки у США таких
конструкцій щорічно зводиться бі• льше 10 млн.м З. Значний об'єм таких перекриттів 
споруджується в Канаді.
Останнім часом напружувана арматура в монолітних конструкціях все 
частіше застосовується без зчеплення з бетоном, тобто не проводиться ін'єкція 
каналів, а арматуру від корозії або захищають спеціальними захисними 
оболонками, або обробляють антикорозійними складами. Така технологія 
використовується при будівництві мостів, великопролітних перекриттів, висотних 
споруд і інших подібних об'єктів.
Окрім традиційних будівельних цілей монолітний попередньо напружений 
залізобетон знайшов широке застосування для корпусів реакторів і захисних 
оболонок атомних електростанцій. Сумарна потужність АЕС в світі перевищує 150 
млн.кВт, корпуси реакторів і захисні оболонки яких побудовані з монолітного 
попередньо напружуваного залізобетону, складає майже 40 млн.кВт. Захисні 
оболонки для реакторів АЕС стали обов'язковими. Саме відсутність такої оболонки 
стало причиною чорнобильської катастрофи.
Яскравим прикладом будівельних можливостей попередньо напруженого 
залізобетону є морські платформи для добування нафти. В світі таких грандіозних 
споруд зведено більше двох десятків. Побудована в 1995 р. в Норвегії платформа 
"Тролл" має повну висоту 472 м, що в півтора рази вище за Ейфелеву вежу. 
Платформа встановлена на ділянці моря з глибиною більше 300 м і розрахована на 
дію ураганного шторму з висоти хвилі 31,5 м. На її виготовлення було витрачено
З « • •
250 тис.м високоміцного бетону, 100 тис.т звичайної сталі і 11 тис.т напружуваної 
арматурної сталі. Розрахунковий термін служби платформи 70 років.
16
Традиційно широкою сферою застосування попередньо напруженого 
залізобетону є мостобудування. У СИІА, наприклад, споруджено більше 500 тисяч 
залізобетонних мостів з різними прольотами. За останній час там побудовано 
більше двох десятків вантових мостів завдовжки 600-700 м з центральними 
прольотами від 192 до 400 м. Мости прольотом до 50 м зводяться в збірному 
варіанті із залізобетонних попередньо напружених балок.
Досягнення в мостобудуванні з попередньо напруженого залізобетону є і в 
інших країнах. У Австралії, в м. Брісбен, побудований балочний міст з 
центральним прольотом 260 м, найбільшим серед мостів цього типу. Байтовий міст 
"Баррнос де Луна" в Іспанії має проліт 440, "Анасис" в Канаді - 465, міст в Гонконзі 
- 475 м. Арочний міст в Південній Африці має найбільший проліт - 272 м. Світовий 
рекорд для вантових мостів належить мосту "Нормандія", де проліт 864 м. Не 
багато поступається йому мостом "Васько де Гамору" в Лісабоні, побудований до 
всесвітньої виставки ЕКСПО-98. Загальна протяжність цього мостового переходу 
перевищує 18 км. Конструкції виконані з бетону з міцністю при стискуванні більше 
60 МПа. Гарантований термін служби моста 120 років по критерію довговічності 
бетону
Зарубіжний досвід показує високу ефективність застосування попереднього 
напруження в монолітних плитних фундаментах великої протяжності, в монолітних 
без балочних перекриттях, в опорних пристроях і постаментах під важке 
устаткування, в монолітних конструкціях підземних споруд, зокрема 
багатоповерхових. Є цікаві приклади попереднього напруження при реставрації 
пам'ятників старовини.
Виключно плідною є ідея двох - і тривісного напруження конструкцій. 
Обширні дослідження в цій області були проведені професором В.В. Михайловим і 
його учнями. В.В. Михайлов розробив навіть проект башти заввишки 2 км., 
змонтованою з тривісних попередньо напружених елементів заводського 
виготовлення. Розрахунковий опір стискуванню в стійках башти складали 150 
МПа. Тим часом, ці конструкції, що мають спіральну попередньо напружувану 
арматуру, запроектовані з бетону з міцністю всього
17
60 МПа. Титттими словами, попереднє напруження в трьох напрямах дозволяє 
створювати якісно інший залізобетон.
Ш ироке використання попередньо напруженого залізобетону відкриває 
значні можливості для зниження витрати сталі в будівництві. Це може бути 
досягнуто головним чином за рахунок зменшення металоємності ряду 
залізобетонних конструкцій, що несуть і захищають, а також шляхом заміни 
металевих конструкцій залізобетонними.
Немає сумніву, що розвиток виробництва попередньо напруженого 
залізобетону необхідний для подальшого вдосконалення вітчизняного капітального 
будівництва [1].
1.2 Сучасні технології монолітного будівництва
В даний час найбільш розвиненою системою попереднього напруження 
арматури є натяг її на бетон без зчеплення з бетоном та зі зчепленням з бетоном.
Актуальним, а можливо й найбільш перспективним для монолітного 
залізобетону є попереднє напруження арматури з натягом її на бетон саме на 
будівельному майданчику.
Особливістю громадського будівництва з монолітного залізобетону є
складання й монтаж арматур безпосередньо на будівельному об'єкті, але це
призводить до значних працевитрат і багаторазових перевитрат арматури у
порівнянні з використанням перекриттів зі збірних попередньо напружених
2 .
пустотних плит, де витрати арматури на 1 м становить від 2 до 7 кг проти 10-40 кг 
у перекриттях з монолітних залізобетонних тих же прольотів і навантажень. По цій 
же причині в монолітному масовому будівництві прольоти перекриттів, як правило, 
не перевищують 4-6 м і не забезпечують можливості вільного планування будинку. 
Як альтернатива перекриттям зі звичайного монолітного залізобетону можна 
розглядати, крім попередньо напружених збірних пустотних настилів, також два 
варіанти попередньо напружених перекриттів з монолітного залізобетону
Перший варіант - це класична технологія й конструктивне рішення натягу на 
бетон, що включає установку в опалубку каналоутворювачів з арматурними 
елементами, що напружуються. Після укладання й твердіння бетону здійснюється 
натяг напружуваної арматури, з передачею зусилля натягу на бетон з наступним
18
ін'єкцююванням каналів цементним розчином для забезпечення зчеплення й 
спільної роботи напружуваної арматури, з бетоном і захисту її від корозії.
Перевагою даної технології, як і при застосуванні попередньо напружених 
збірних плит, виготовлених з натягом на упори, також є повне використання 
високих міцнісних властивостей напружуваної арматури.
Однак натяг на бетон «зі зчепленням» досить трудомісткий й вимагає 
високої кваліфікації й відповідальності інженерів і робітників [2]. Головною 
проблемою є якість ін'єкцюювання й захисту напружуваної арматури, від 
попадання води або повітря й, відповідно, від корозії. Причому, навіть якщо 
вдається встановити факт ушкодження напружуваної арматури то її заміна без 
розбирання конструкції не можлива.
Ці обставини послужили основними причинами переходу в громадському 
будівництві на більш просту й надійну технологію попереднього напруження 
арматури з натягом її на бетон без зчеплення з бетоном. Ця відносно нова 
технологія з'явилася в середині минулого сторіччя [3, 4]. Принципова відмінність 
полягає в тому, що арматурні елементи, що напружуються, покриваються захисним 
змащенням, що забезпечує захист від корозії й відсутність зчеплення з бетоном. За 
рахунок цього напружується арматура, має можливість вільного переміщення щодо 
бетону як у процесі натягу, так і при експлуатації конструкції. Арматура, що 
напружується, як правило, розташовується при цьому в гладких поліпропіленових 
трубках, але може розташовуватися й на внутрішніх або зовнішніх гранях 
залізобетонного елемента.
Відомим прикладом натягу канатів без зчеплення є Останкінська телевізійна 
вежа, можливість простого й швидкого відновлення якої після пожежі визначалася 
саме цим конструктивним рішенням. У цей час ця технологія попереднього 
напруження застосовується практично у всіх побудованих будинках з монолітного 
залізобетону в СІЛА й у багатьох спорудах у Європі, Японії, Китаї й інших країнах. 
Причому ця технологія застосовується в 80% випадків у громадському й 
дорожньому будівництві й
лише в 20% випадків - при будівництві мостів, АЕС і ін. унікальних спорудах.
19
Нажаль в Україні жодна з будівельних організацій не займається 
впровадженням даної технології на ринок України. А в цей час систему натягу на 
бетон застосовують ряд будівельних організацій, у т.ч. «ББІ-РБК», ЗАТ 
«СТЕФС», ТОВ «СТС» і ін. Ця система використовувалася при будівництві різних 
споруд, однак у більшості випадків це багатоповерхові паркінги або торговельні 
площадки. Тому основним завданням в наш час є освоєння масового застосування 
систем натягу на бетон без зчеплення з бетоном в громадському й дорожньому 
будівництві з монолітного залізобетону.
При цьому важливо розглянути застосування попереднього напруження без 
зчеплення в ПЦБ у плитних конструкціях, починаючи з фундаментних плит і 
включаючи з плитами перекриттів багатоповерхових будинків і дорожніх й 
аеродромних плит.
Розглянута система попереднього напруження обговорювалася в нашій 
країні наприкінці 70-х, початку 80-х років минулого століття й не одержала 
широкої підтримки головним чином тому, що відсутність зчеплення напружуваної 
арматури з бетоном не дозволяло використовувати в розрахункових формулах 
першого граничного стану розрахункових опорів напружуваної арматури, а 
враховувати зусилля, передане тільки за рахунок передачі натягу по торцях 
виробів, представлялося недостатнім.
Однак багаторічна практика показала, що при застосуванні сучасних 
стабілізованих канатів, анкерних елементів, трубок і змащення, дія зусилля 
попереднього напруження гарантується в будь-якому перерізі виробів з досить 
невеликими втратами й може не тільки постійно контролюватися, але й 
регулюватися в часі й відновлюватися після аварійних ситуацій. Тому виконувати 
розрахункові перерізи для конструкцій з попередньо напруженого залізобетону з 
натягом арматури на бетон без зчеплення так само просто, як і для інших 
конструкцій.
Необхідно також підкреслити, що роботи В.Е. Асатряна й інших дослідників 
показали значний вплив попереднього напруження на підвищення опору 
залізобетону продавлюванню й довели можливість скорочення армування навколо 
колон у конструкціях із плоскими перекриттями. Збільшення міцності й зменшення
20
прогинів перекриттів не вимагають також додатково значного посилення їх у 
частині можливих аварійних ушкоджень.
Попереднє напруження діє тут як "пружина", що знижує наслідки вибуху 
або сейсмічні впливи (останнє було однієї з головних причин широкого 
застосування цих систем у США). Є також переконливі дані про високу 
вогнестійкість таких попередньо напружених конструкцій [5] .
Масове застосування попереднього напруження дозволить істотно скоротити 
витрати арматури, бетону й коштів у житловому будівництві. На обсяг 10 млн.м3 
бетону потрібно 50 тис.т стабілізованих арматурних канатів у трубках, що 
дозволить скоротити витрату звичайної арматурної сталі періодичного профілю 
класів А500-А400 на 120-150 тис.т і забезпечити економію в народному 
господарстві не менш 3 млрд. грн., Усього для виконання житлової програми буде 
потрібно 150-170 тис.т стабілізованих арматурних канатів у трубках, виробництво 
яких необхідно освоїти найближчим часом і замінити ними застосовувані імпортні 
канати.
Таким чином, розглянута технологія попереднього напруження арматури в 
монолітному залізобетоні поряд із простотою здійснення, високою надійністю й
ремонтопридатністю забезпечує, навіть при відносно невеликих прольотах 6,0-7,2
м економі* чний ефект бі* льше 600 грн. на 1 м2  перекриття при скороченні витрати
арматури в 1,7-2,0 рази, а бетону на 20-30%. Зі збільшенням прольотів ефект
збільшується майже пропорційно. Цю технологію можна рекомендувати для
застосування при будівництві житлових, суспільних і інших будинків і споруджень
із монолітного залізобетону.
1.3. Визначення питання зменшення маси перекриття в монолітних 
залізобетонних конструкціях при використанні попереднього напруження 
арматури в умовах на будівельному майданчику громадських та промислових 
споруд
Розглянемо можливість попереднього напруження полегшених 
залізобетонних перекриттів громадських споруд в умовах будівельного майданчика 
з використанням способу натягу арматури на бетон.
21
Основний будівельний матеріал XXI століття залізобетон в усьому світі 
користується підвищеною увагою науковців та будівельників. Залізобетонні 
конструкції займають провідне місце в загальному обсязі капітального будівництва 
в нашій країні. Створення економічних і надійних залізобетонних конструкцій на 
основі раціонального проектування з використанням новітніх досягнень науки й 
сучасних будівельних норм і правил - одне з найважливіших завдань, що постають 
перед інженерами-будівельниками. У цей час широке поширення в країнах СНД 
одержало будівництво будинків і споруд каркасної конструктивної системи з 
монолітного бетону. Розглянемо позитивні переваги монолітного домобудівництва 
[17]:
- зниження витрати бетону й маси споруди в порівнянні з без каркасною 
великопанельною системою при малому кроці внутрішніх поперечних стін;
- можливість реалізації вільного планування, а також більше сприятливих умов для 
модернізації й перепланування;
- висока стійкість до впливів зовнішнього середовища;
- можливість великої різноманітності об'ємно-планувальних рішень у порівнянні 
з іншими конструктивними схемами.
Однак існують і недоліки:
- більш тривалі строки будівництва;
- необхідність виконання технологічних процесів на будівельному майданчику 
(бетонування в зимовий період при низьких температурах);
- збільшення витрати бетону й арматури в порівнянні з каркасними 
системами.
Підвищені витрати бетону є наслідком трудомісткості в умовах будівельного 
майданчика, що приводить до неефективного використання механічних 
властивостей бетону. Значні перевитрати арматури викликані використанням у 
монолітних залізобетонних конструкціях армування без попереднього напруження, 
що збільшує міцність і тріщиностійкість. Саме ці дві характеристики є 
визначальними для великопролітних конструкцій. Попереднє напруження, як 
показує закордонний досвід, дозволяє одержати наступні переваги[17]:
- придбання високої несучої здатності перекриття всього за 3-4 доби;
22
- зниження сумарних витрат на будівництво об'єкта більш ніж в 2 рази;
- економічна ефективність від скорочення витрат сталі й бетону до 50%;
- полегшення будинку в 2-3 рази, що дозволяє збільшити його висотність;
- здешевлення вартості фундаментів за інших рівних умов;
- значне збільшення прольотів перекриття (до 24 м по закордонних аналогах);
- підвищення стійкості й сейсмостійкості.
У зв'язку з такою кількістю позитивних якостей і наявністю великого 
досвіду закордонних будівельників народилася ідея створення вітчизняної 
технології виконання монолітних полегшених залізобетонних конструкцій 
перекриттів з попередньо напруженою арматурою у будівельних умовах.
Спробуємо дослідити закордонний досвід попереднього напруження в умовах 
будівельного майданчику.
Ідея полягає в наступному:
- за основу було взято кесонне перекриття із системою головних і другорядних 
балок, розташованих з рівним кроком у сітці колон 6x6 м, однакових по висоті. 
Дане перекриття має більшу несучу здатність і міцність у порівнянні зі звичайними 
монолітними перекриттями товщиною 200 мм.
При влаштуванні полегшених монолітних перекриттів роботи виконуються в 
наступній послідовності [20]:
- влаштування опалубки;
- армування головних і другорядних балок полегшеного перекриття напружуваною 
арматурою;
- армування плити перекриття напружуваною арматурою;
- армування плити перекриття не напружуваною арматурою (сітками);
- бетонування конструкції;
- натяг напружуваної арматури гідравлічними домкратами;
- зняття опалубки.
Розглянута технологія дозволяє одержати наступні переваги: 
спрощення виконання опалубних робіт
- зниження витрат бетону в порівнянні зі звичайними монолітними перекриттями 
товщиною 220 мм;
23
- технологічність при влаштуванні комунікацій між перекриттями;
- економія при виконанні опоряджувальних робіт у зв'язку з одержанням гладкої 
поверхні в порівнянні з кесонним перекриттям;
- зменшення маси будинку за рахунок зменшення щільності монолітного 
перекриття;
- зменшення вартості фундаментів у зв'язку зі зменшенням навантаження.
- 1.4. Застосування попередньо напружених залізобетонних конструкцій
Стандартизація та класифікація бетонів: Розробкою системи стандартизації бетонів 
у Європі займається комітет CEN (Comite European de Normalization), до якого 
входять національні організації із стандартизації країн Західної Європи (Австрія, 
Бельгія, Данія, Фінляндія, Франція, ФРН, Греція, Ірландія, Ісландія, Італія, 
Люксембург, Нідерланди, Норвегія, Португалія, Іспанія, Швейцарія, 
Великобританія, Чеська республіка).
Євростандарт на бетон EN 206-1, затверджений у 2000 році, містить технічні 
вимоги до вихідної сировини, оцінку властивостей бетонної суміші та отриманого 
бетонного каменю. Технічні вимоги до бетону передбачають визначення класу 
бетону за міцністю на стиск (від С 8/10 до С 100/115 ) та класу середовища 
експлуатації, встановлюють обмеження щодо максимального розміру крупного 
заповнювача, вмісту хлоридів, а для товарного бетону додатково встановлюється 
клас за легкоукладальністю або рухомістю бетонної суміші.
Українські стандарти на бетон дещо відрізняються від євростандартів, причому 
різниця полягає не тільки в абсолютних показниках тих чи інших характеристик, 
наприклад клас важких бетонів характеризується міцністю на стиск в межах 
ВЗ,5...В80. Проте має місце інший підхід до проектування складу бетонної суміші 
та оцінки якості затверділого бетону.
Структура євростандартів та відповідних стандартів України на бетон та 
залізобетон наведена на рисунку 1.1.
Поділ бетонів (за українськими стандартами) може бути здійснений за такими 
ознаками, як основне призначення, середня густина, вид використаних в ’яжучих та 
заповнювачів, тип структури.
24
За основним призначенням  бетони поділяють на конструкційні та спеціальні 
(гідротехнічні, дорожні, корозійностійкі, жаростійкі та вогнетривкі, 
декоративні, радіаційно-захисні тощо).
Рис. 1,1.. Структура євростандартів та відповідних стандартів України 
на бетон та його вихідні компоненти
Для розширення конструкційних можливостей бетону використовують його 
армування, що дозволяє отримувати різні види композиційних матеріалів з 
поліпшеними фізико-механічними та експлуатаційними характеристиками.
Залізобетон -  композиційний будівельний матеріал, властивості якого 
обумовлені спільною роботою матриці, що представлена бетоном, та армуючим 
компонентом у вигляді сталевої арматури.
25
Бетон здатний чинити опір стискувальним навантаженням, проте 
відрізняється низькою міцністю при розтягу, яка становить 1/10...1/12 
міцності при стиску. Сталь характеризується високою міцністю при розтягу, і 
тому в залізобетоні її розташовують так, щоб вона сприймала розтягувальні 
зусилля, а стискувальні передавалися на бетон. Можливість спільної роботи 
сталевої арматури та бетону зумовлена міцним зчепленням між ними й 
майже однаковими температурними коефіцієнтами лінійного розширення 
при зміні температури в інтервалі від 0 до 80°С (для бетону цей коефіцієнт 
становить 1010"6 К '1, а для сталі -  ІЗ ІО ^К "1).
Для захисту арматури від корозії та дії вогню (при пожежі), а також 
забезпечення її надійного зчеплення з бетоном необхідно, щоб товщина 
захисного бетонного шару була не менше 10...ЗО мм, а при роботі 
залізобетону в агресивному середовищі -  навіть ще більше.
Застосування залізобетону у промислових масштабах почалось наприкінці 
XIX ст. і пов’язане з іменами Ж.Л.Ламбо (1848 р.), Ж.Моньє (1849 р.), 
Хеннебика (1880 р.), Ж.Борденава (1889 р.), Е.Коаньє (1892 р.), А.Бонна 
(1893 р.), Л.Консидера (1900 р.).
Поява нового матеріалу викликала справжню революцію у мистецтві 
конструювання. Перші параболічні покриття із склепінь-оболонок 
використані у 1910 р. (вокзал де Берсі у Парижі).
Другий етап значних змін у використанні залізобетону пов’язаний із 
появою попередньонапруженого бетону, ідея створення якого належить 
Фрейссіне (будівництво у 1930 р. морського вокзалу в Гаврі).
Незважаючи на деякі недоліки залізобетону як конструкційного матеріалу 
(висока власна маса виробів та конструкцій, значна тепло- і 
звукопровідність), він має широке застосування завдяки високим 
механічним властивостям, довговічності, вогнестійкості, гігієнічності, 
доступній сировинній базі при відносній простоті виготовлення виробів, 
економії металу в деяких конструкціях, незначних експлуатаційних 
витратах, можливості створення на його основі різноманітних 
архітектурних форм. Залізобетон впливає на формоутворення у сучасній 
архітектурі завдяки пластичності і простоті виготовлення елементів,
26
широко використовується у просторових конструкціях у вигляді 
тонкостінних оболонок, циліндричних сегментів, криволінійних поверхонь 
тіл обертання (куля, гіперболічний параболоїд) (рис. 1.2), для створення 
різноманітних малих архітектурних форм (наприклад, роботи Ле 
Корбюзьє).
Рис. 1.2. Спортивний комплекс у Римі (1956 р.)
Нові тенденції щодо більш широкого застосування залізобетону пов’язані із 
зменшенням його маси і наданням більшої декоративності його поверхні 
(застосування білого та кольорового цементів для оздоблення поверхні, 
утворення фактури шляхом підбору виду та гранулометрії заповнювача, 
застосування механічної обробки поверхні).
Залізобетонні конструкції за способом виготовлення поділяють на монолітні та 
збірні.
Монолітні конструкції зводять безпосередньо на будівельному майданчику, 
застосовують у будівлях і спорудах, які важко розділити на окремі стандартні 
елементи, при великій кількості типорозмірів, нестандартності і малій 
повторюваності виробів і елементів конструкцій, при необхідності надати 
архітектурної виразності спорудам, при створенні гідротехнічних, меліоративних 
та транспортних об’єктів, що витримують великі навантаження в процесі 
експлуатації.
Особливістю технології виготовлення монолітного залізобетону є те, що основні 
технологічні операції (монтаж опалубки, укладання арматури і бетонної суміші в 
опалубку, ущільнення, твердіння і догляд за бетоном) здійснюють на місці 
проведення будівельних робіт.
Застосування монолітного залізобетону доцільне при виконанні робіт 
індустріальними методами, в тому числі при використанні інвентарних
27
металевих або дерев’яних опалубок (ковзких, переставних, пересувних^) при 
зведенні башт, промислових труб, градирень, силосів, багатоповерхових будівель 
і тонкостінних оболонок покриттів. Для бетонування багатоповерхових будинків 
найчастіше використовують ковзку опалубку (рис. 1.3). Це просторова опалубна 
форма, яка встановлюється по периметру стін і піднімається в міру їх 
бетонування гідродомкратами.
Рис. 1.3.. Ковзка опалубка для монолітного бетонування багатоповерхових 
об’єктів:
1 -  щити; 2 -  домкратна рама; 3 -  робоча підлога; 4 -  огородження козирка; 5 -  
внутрішні підвісні підмостки; 6 -  зовнішні підвісні підмостки; 7 -  домкрат
Для монолітного залізобетону застосовують бетонні суміші певної консистенції, 
тобто для більшості монолітних залізобетонних конструкцій легкоукладальність 
за осадкою конуса становить 1...3 см (фундаменти, подпірні стінки, блоки 
масивів та ін.), або може досягати 6...8 см -  для конструкцій, що насичені 
арматурою (тонкі стінки, плити, колони малого перерізу та ін.).
Досвід монолітного домобудування виявив техніко-економічні переваги 
цього методу будівництва порівняно з цегляним та крупнопанельним 
(зниження енерго- та матеріалоємності). Проте монолітне бетонування 
потребує великої кількості ручної праці, збільшуються строки будівництва 
та ускладнюється бетонування взимку.
Збірні залізобетонні вироби та конструкції виготовляють на 
механізованих і автоматизованих підприємствах. Перевагою збірного
28
залізобетону, порівняно з монолітним, є істотне підвищення 
продуктивності праці і якості будівництва, скорочення строків 
будівництва, в тому числі і за рахунок використання великорозмірних 
виробів та елементів конструкцій повної заводської готовності.
Основна частина робіт по зведенню будівель переноситься з будівельного 
майданчика на механізовані та автоматизовані підприємства, що 
випускають продукцію високої якості при мінімальних трудових і 
матеріальних витратах. Особливо ефективним є застосування збірного 
залізобетону при мінімальній кількості типорозмірів виробів, великому 
об’ємі їх виготовлення, мінімальних відстанях перевезення (до 200 км).
Проте збірні залізобетонні вироби мають значну масу і розміри, що 
потребує потужного спеціалізованого підйомно-транспортного 
обладнання. Основними напрямами розвитку збірного залізобетону є 
укрупнення конструктивних елементів, зниження матеріало- та 
металомісткості, підвищення ступеня заводської готовності.
Збірні залізобетонні конструкції класифікують за видом армування, 
середньою густиною, видом бетону, внутрішньою будовою та 
призначенням.
За видом армування залізобетонні вироби бувають зі звичайним 
армуванням та попередньонапружені. Звичайний спосіб армування, що 
складається з укладання сталевих стрижнів, сіток чи каркасів у бетон, не 
перешкоджає утворенню мікротріщин в зоні розтягування, тому що при 
навантаженні сталева арматура, гранична розтяжність якої у 5...6 разів 
більша, ніж бетону, не бере на себе повністю розтягувальні напруження. 
Тріщиноутворення, що відбувається задовго до руйнування виробу, може 
призвести до корозії арматури під дією вологи та газів. Ось чому 
застосування високоміцної арматури не виправдане, оскільки часто не дає 
змоги повністю використати її несучу здатність. Запобігти утворенню 
тріщин, які збільшують прогин елементів конструкцій та підвищують 
загрозу виникнення корозії відкритої арматури, можна за рахунок 
використання попередньонапруженого залізобетону, тобто арматуру в цій 
зоні піддають попередньому розтягуванню (напруженню). Такий спосіб 
підвищення якості композиту було запропоновано ще наприкінці XIX ст.,
29
але впроваджений він був значно пізніше, при будівництві 
багатопрогонних залізобетонних мостів і шляхопроводів з малою стрілою 
підйому, а потім у тонкостінних просторових конструкціях.
Для виготовлення попередньонапружених виробів потрібно створити у 
бетоні по усьому перерізу (або лише в зоні розтягувальних напружень) 
попереднє обтискування, яке перевищує напруження розтягу, що виникає у 
бетоні під час експлуатації. Зазвичай попереднє обтискування бетону 
становить 5...6 МПа, а при виготовленні залізобетонних напірних труб -
10... 12 МПа. Обтискування досягається силами пружної післядії натягнутої 
арматури, що передаються бетону за рахунок зчеплення арматури з ним 
або за допомогою анкерних пристроїв.
Попереднє натягування арматури можна виконувати до і після бетонування 
конструкції. У першому випадку арматуру попередньо розтягують, а після 
бетонування й затвердіння бетону її вивільняють від натягу. У другому 
випадку залізобетонні вироби виготовляють із поздовжніми каналами, де 
прокладають арматуру, яку розтягують, а її кінці закріплюють 
спеціальними пристроями на торцях виробу. Після цього канали 
заповнюють цементним розчином, щоб захистити арматуру від корозії.
Використання попереднього напруження дозволило значно збільшити 
прогони залізобетонних конструкцій (в першу чергу балочних), знизити 
їхню масу, скоротити (до 70 %) загальну витрату арматурної сталі та 
складових матеріалів у бетоні, підвищити жорсткість, тріщиностійкість, 
витривалість до багаторазових навантажень, а тому і довговічність 
залізобетону, знизити вартість будівництва. Архітектурні залізобетонні 
конструкції набули витонченості, “легкості”, зберігаючи при цьому 
характерну для бетонних споруд статичність і монументальність. Прогони 
залізобетонних мостів 150...200 м і більше стали звичайним явищем.
Головним недоліком несучих і огоджувальних залізобетонних конструкцій 
є висока власна маса -  особливо при збільшенні габаритів залізобетонних 
будівель. Так, при прогоні близько 300 м залізобетонний міст стає важчим, 
ніж металевий, у 5 разів, збільшується трудомісткість і вартість зведення 
конструкцій. Таким чином, ефективність використання цього матеріалу у 
висотних і багатопрогонних конструкціях різко знижується. Але разом з
зо
тим, висока вогнестійкість, жорсткість, технологічність зведення та інші 
переваги залізобетонних конструкцій впливають на вибір та використання 
цього конструкційного матеріалу в будівництві.
Залежно від проектних вимог з а середньою густиною  залізобетонні вироби 
можна класифікувати як вироби із особливо важких, важких, полегшених, 
легких, особливо легких (теплоізоляційних) бетонів.
За видом використаних бетонних сумішей залізобетонні вироби поділяють 
на вироби з цементних бетонів, силікатних, ніздрюватих, спеціальних 
(хімічно стійких, декоративних, жаростійких тощо).
Вироби можуть складатися з одного виду бетону (одношарові) або з 
кількох різних видів бетону (багатошарові).
Залізобетонні вироби одного виду можуть відрізнятися типорозмірами 
(наприклад, стіновий блок основний, кутовий, підвіконний тощо). Вироби, 
що відносять до одного типорозміру, розрізняють за марками залежно від 
армування, відмінностей у закладних деталях та монтажних отворах.
За внутрішньою будовою  залізобетонні вироби можуть бути суцільними, 
порожнистими та комбінованими. їх отримують із застосуванням різних 
матеріалів (теплоізоляційних чи оздоблювальних).
За призначенням збірні залізобетонні вироби поділяють на вироби 
загального призначення, для житлових, громадських, промислових 
будівель; для споруд сільськогосподарського та гідротехнічного 
будівництва.
Вироби для цивільного та промислового будівництва становлять 80% 
загального обсягу виробництва збірного залізобетону. Залізобетонні 
вироби масового виробництва мають бути типовими та уніфікованими, 
щоб їх можна було застосовувати у будівлях та спорудах різного 
призначення.
Вироби повинні мати максимальний ступінь заводської готовності, 
випускатися в закінченому, зібраному й повністю укомплектованому 
вигляді.
31
Виробництво збірного залізобетону в світі продовжує розвиватися й має 
своє майбутнє, що пов’язане з декількома причинами:
- в умовах стаціонарного виробництва краще забезпечується стабільність 
якості продукції шляхом організації поопераційного контролю;
- всі етапи виробництва краще піддаються автоматизації;
- сучасні полімерні матеріали, що застосовуються для виготовлення форм, 
дозволяють суттєво розширити номенклатуру виробів та збільшити 
кількість варіантів їхнього архітектурного оздоблення;
- застосування широкого спектра сучасних добавок дозволяє спрощувати 
та скорочувати окремі етапи технології.
Як приклад доцільного та вдалого використання збірного залізобетону 
можна навести його застосування у мостобудівництві при спорудженні 
мостів з використанням навісних сегментів. На сьогодні мости з прогонами 
до 50 м споруджуються тільки зі збірних балкових конструкцій. Доцільним 
також є використання технології збірного залізобетону для виготовлення 
архітектурних елементів багатоповерхових споруд. В заводських умовах є 
можливість виготовлення архітектурних конструкцій за дво- або 
тристадійною технологією, причому їхні декоративні властивості 
обумовлені утворенням різної текстури і фактури поверхонь, 
застосуванням різноманітної кольорової гами, включаючи оздоблення з 
природного каменю або кераміки.
Арматура є важливим компонентом залізобетону. Арматурою називають 
сталеві стрижні та каркаси й сітки, розміщені у масі бетону згідно з 
характером роботи конструкції. У заводському виробництві частка 
арматури становить майже 20% собівартості залізобетонних виробів.
Для армування залізобетонних конструкцій застосовують стрижневу та 
дротяну арматуру із сталі. Стрижневу арматуру поділяють на гарячекатану, 
яка не піддається після прокатування зміцнювальній обробці, і зміцнену 
термічною обробкою чи витягуванням. Залежно від основних механічних 
характеристик стрижневу арматурну сталь поділяють на класи. Провідним 
показником кожного класу є значення мінімальної границі текучості сталі, 
яке вважається нормативним опором арматури. Прийняте позначення
32
класів стрижневої арматури А доповнюється індексами, які в разі потреби 
вказують спосіб виготовлення, властивості чи призначення. Наприклад, 
термічно зміцнену стрижневу арматурну сталь позначають Ат, термічно 
оброблену сталь -  А-ІІІС, А-ІУС, сталь із підвищеною стійкістю проти 
корозійного розтріскування під напруженням -  А-ІУК, А-УІК. Для класів 
А-І і А-ІІ застосовують здебільшого вуглецеву сталь СтЗ, Ст5, для вищих 
класів (А-ІІІ, А-ІУ) -  низьколеговану сталь різних марок.
Арматуру класу А-І виготовляють круглого перерізу із гладкою 
поверхнею. Сталева арматура решти класів має періодичний профіль, який 
забезпечує краще зчеплення та анкерування арматури у бетоні. 
Арматурний дріт виробляють гладкого й періодичного профілю діаметром
3...8 мм способом холодного волочіння. Його поділяють на класи В-І, В-ІІ і 
Вр-І, Вр-ІІ (літера “р” означає наявність періодичного профілю).
У залізобетонних конструкціях як ненапружену арматуру здебільшого 
використовують стрижневу сталеву класів А-ІІІ, а також арматурний дріт 
Вр-І. До ефективних видів ненапруженої арматури належать стрижнева 
сталева класів А-У, А-VI і Ат-У, Ат-УІ, високоміцний дріт та арматурні 
канати з нього. Стрижневу арматурну сталь діаметром до 10 мм 
поставляють на завод у мотках (бухтах), а діаметром 10 мм і більше -  у 
прутках завдовжки 5...12 м або іншою замовленою довжиною. Арматурний 
дріт поставляють у мотках.
Технологія виготовлення залізобетонних виробів та конструкцій 
передбачає такі основні операції, що виконуються послідовно: підготовку 
складових матеріалів і бетонної суміші; виготовлення арматури; армування 
виробів; формування (укладання бетонної суміші та ущільнення); 
твердіння виробів (найчастіше, в умовах тепловологої обробки); 
оздоблення лицьової поверхні виробів.
Ущільнення бетонної суміші зазвичай виконують з використанням 
вібрування.
Формування виробів спеціального призначення має свої особливості. Так, 
для виготовлення труб та опор ліній електропередач застосовують 
центрифугування, яке полягає в тому, що рухома бетонна суміш,
33
завантажена у форму, піддається швидкому обертанню (швидкість 80... 150 
хв '1 з поступовим її збільшенням до 800... 1000 х в '1). Розподіл та 
ущільнення бетонної суміші, яка характеризується осадкою конуса 7... 10 
см, відбувається під дією відцентрової сили та вібрування, спричиненого 
струшуванням форми у процесі обертання. Цей спосіб дає можливість 
виготовляти вироби високої щільності (водопоглинання не більше 3%), 
міцності (40...60 МПа) та довговічності.
Для формування виробів невеликого розміру з метою одержання бетону 
особливо щільного та міцного при мінімальній витраті цементу (100... 150
кг/м З ), застосовують пресування. В технологі« ї збі• рного залі.зобетону цей 
метод використовують як додатковий спосіб ущільнення бетонної суміші 
при її вібруванні. Виконують вібропресування плоскими та профільними 
штампами. Так формують сходові марші, деякі види ребристих панелей. 
Різновидом пресування є прокатування.
Вакуумування -  це спосіб ущільнення, при якому у бетонній суміші 
створюється розрідження до 0,7...0,8 МПа, що сприяє видаленню зайвої 
води та повітря, втягнутого у процесі приготування суміші. Вакуумування 
часто поєднують із вібруванням. Товщина шару суміші, яку можна піддати 
вакуумуванню, не повинна перевищувати 12... 15 см. Цей спосіб 
застосовують для підвищення щільності поверхневого шару конструкцій.
Твердіння бетонних та залізобетонних виробів у заводських умовах при 
звичайній температурі (15...20°С) вважається нераціональним.
Для прискорення твердіння виробів застосовують теплову обробку: 
пропарювання в камерах при нормальному тиску та температурі до 95°С; 
пропарювання в автоклавах при температурі 175...200°С і тиску пари 
0,8...1,2 МПа; електропрогрівання; контактне прогрівання у формах; 
твердіння у басейнах з гарячою водою; обігрівання променистою енергією; 
гаряче формування.
Відповідність готових залізобетонних виробів вимогам стандарту 
перевіряють визначенням фактичної міцності бетону при стиску, якості 
армування та товщини захисного шару, водонепроникності (для бетонних 
труб), вибірково (для партії виробів) -  тріщиностійкості та жорсткості.
34
Подальший розвиток у галузі виготовлення та підвищення ефективності 
застосування залізобетону пов’язаний із істотним зниженням його маси за 
рахунок використання легких, в тому числі ніздрюватих бетонів, із 
застосуванням високоміцних бетонів класів В60 та вище (для несучих 
конструкцій); збільшенням випуску попередньонапруженого залізобетону; 
широким впровадженням ефективних тонкостінних залізобетонних і 
армоцементних конструкцій; підвищенням якості вихідних матеріалів; 
вдосконаленням технології заводського виробництва виробів і методів 
зведення збірних та монолітних конструкцій. Також не повною мірою 
розкриті естетичні можливості залізобетону, що реалізуються за рахунок 
здатності матеріалу до формоутворення та можливості зміни кольору, 
фактури і текстури.
Дисперсноармовані бетонні вироби та конструкції виникли як 
альтернатива залізобетонним, особливо в разі їхнього застосування як 
тонкостінних.
Як було вище наведено, для підвищення міцності бетону при згині його 
підсилюють сталевою арматурою, здатною витримувати розтягувальні 
напруження. Проте при армуванні конструкцій малої товщини виникають 
проблеми розмірів і надійності захисту арматури, тому до складу бетонної 
суміші замість звичайної арматури вводять волокна, рівномірно 
розподіляючи їх в об’ємі матеріалу. Зазвичай армування будівельних 
матеріалів волокнами сприяє підвищенню їхньої міцності при згині, 
тріщиностійкості, ударної в ’язкості, зносо-, термо- та корозійної стійкості.
Досвід застосування дисперсноармованих матеріалів свідчить про 
доцільність їхнього використання для оздоблення різних видів бетонних і 
залізобетонних виробів, для виготовлення покрівельних матеріалів, 
облицювальних плит, легких фасадних панелей із звукоізоляцією або без 
неї, багатошарових стінових панелей і перегородок, об’ємних блоків для 
наземного та підводного будівництва, утеплених і неутеплених 
просторових оболонок, матеріалів для будівництва нафтосховищ, силосів, 
тюбінгів для тунельного і шахтного будівництва, вентиляційних коробів, 
труб, каналів, повітровідводів, во довідних лотків, гідроізоляції об’єктів 
різного призначення, тонкостінних оболонок для захисту теплоізоляції
35
трубопроводів, опалубки, що обертається, захисного шару 
вогненебезпечних споруд, штукатурки тунелів та об’єктів шахтного і 
гірського будівництва.
Кращі якості армованих композицій виявляються при виготовленні 
тонкостінних несучих конструкцій типу оболонок, коробчастих і 
гофрованих панелей, резервуарів, а також різних тонкостінних профілів 
типу кутників, швелерів, таврів та ін. Ці конструкції при рівній несучій 
здатності із залізобетоном мають в 5...6 разів меншу масу і в 2 ...З рази 
нижчу вартість.
Існуючі способи отримання попередньонапружених залізобетонних 
конструкцій та технологічні засоби
Арматура, яку піддають попередньому напруженню перед або після 
виготовлення бетонного чи залізобетонного елемента називається 
попередньо напруженою.
Основна ідея попереднього напруження залізобетону полягає в створенні в 
процесі виготовлення елементу початкових напружень обтиснення бетону в 
зонах, де в процесі прикладання розрахункового навантеження (під час 
експлуатації) виникають розтягуючі напруження.
Попереднє напруження приймають з метою:
1. Зниження витрат сталі за рахунок використання високоміцної арматури;
2. Зменшення ваги конструкції за рахунок використання бетонів високих 
марок;
3. Створення конструкцій з меншою шириною розкриття тріщин;
4. Підвищення жосткості залізобетону (зменшення прогинів).
Для попередньо напружених залізобетонних конструкцій використовувують 
стрижні та канати класів А600, А600С, А600К, А800, А800К, А800СК, А 1000, 
К-7 та проволоку класів В, Вр.
36
Таблиця 3 .5 [ 1 ]  - Характеристичні значення опору та деф ор м ац ій н и х  
характеристик п оп ередн ьо н ап руж уван ої арматури
Характеристики арматури
Клас арматури ірО ,1к  ,  
і р к , (МПа) 1 Ер , (МПа)
(МПа) ик : іІ
1
А600, А600С, 
630 і 575 І 190000 0,02 І
А600К
А800, 800К, 
840 765 і 190000 0,018
А800СК
А1000 1050 955 190000 0,018
Вр1200 1260 І 1145 І 190000 0,016
ВрІЗОО 1365 І 1240 190000 0,016
ВрІ400 1470 1335 ; 190000 0,016 І
ВрІ500 1575 1430 190000 0,016
К1400 (К-7) 1470 І 1335 і 180000 0,014 :
К1500 (К-7) 1575 1430 180000 0,014 і
К1500 (К-19) 1575 | 1430 і 180000 0,014 І
Ер - модуль пружності арматури;
єик - гранична відносна деформація видовження арматури.
В звичайному (не напруженому) залізобетоні при відносно невеликих 
навантаженнях що відповідають напруженням в розтягнутій арматурі 200- 
400 М Па (в залежності від класу арматури), напруження в розтягнутій зоні 
бетону досягають граничних величин опору бетону на розтяг. При 
подальшому збільшенні навантаження в розтягнутій зоні бетону з'являються 
тріщини. Це обумовлено малою розтягуваністю бетону (малого відносного 
подовження) і порівняно великим відносним подовженням арматури 
(розтянута арматура в 4-6 разів більше подовжується за бетон). Крім того, 
зростає прогин елементу.
37
Попереднє напруження стиску в бетоні створюється шляхом попереднього 
напруженя робочої арматури - поздовжньої в затяжках, балках, плитах, 
стійках і поперечною (спіральною) в стінках резервуарів, напірних трубах і 
т.д.
Щоб краще зрозуміти суть попереднього напруження, розглянемо 
однопролітну балку, до якої прикладені зусиля попереднього обтиснення N 
та розрахункове навантаження ц. (рис. 1.4).
напруження розтягу в бетоні нейтральна вісь
напруження стиску в бетоні
ч
:напру»нннястИсщдебетоні .Л іЩ М М аЖ і::
1 ...............■ / -  ......- 1
: ::::
.<гВтШ- тріщина
Рис. 1.4 Робота залізобетонної попередньо-напруженої балки: а при 
повздовжньому обтисненні силами 14, б - при розрахунковому навантаженні
Під впливом поздовжніх сил N проходить попереднє обтиснення балки і в 
нижній зоні виникають напруження стиску.
Під впливом експлуатаційного навантаження ц в нижній зоні балки 
виникають розтягуючі напруження, які врівноважуються напруженнями від 
попереднього обтиснення. При цьому, якщо сумарні розтягуючі зусилля не 
перевищують за величиною розрахункового опору бетону на розтяг, тріщини 
в з/б елементі не виникнуть (застосовують для конструкцій, в яких за 
умовами експлуатації не повинні виникати тріщини). В іншому випадку 
з'являються тріщини але ширина їх розкриття буде невеликою.
38
Жосткість такого перерізу значно більша за аналогічний переріз з 
звичайного залізобетону. Це дозволяє при однакових зусиллях зменшити 
розміри поперечного перерізу елементу з попередньо напруженого 
залізобетону і тим самим зменшити витрати бетону, сталі та зменшити вагу 
конструкції.
Так як перерізи елементів із попередньо напруженого залізобетону мають 
більшу жосткість, при однакових перерізах можна збільшити розміри 
прольотів конструкцій і тим самим розширити сферу ефективного 
використання залізобетону.
Існує два основних способи попереднього напруження робочої арматури:
1. Натяг арматури на упори до бетонування елементу;
2. Натяг арматури безпосередньо на бетон після бетонування елементу і 
затвердіння бетону.
Перший спосіб полягає в тому, що до кінців робочої арматури до 
бетонування прикладають силу Ы, яка розтягує її в межах пружності. Під 
впливом сили N стрижні подовжуються на величину А1. В такому 
натягнутому положенні арматури сила N  передається на спеціальні упори або 
торці опалубки і елемент бетонується. Після затвердіння бетону, коли він 
досягне необхідної міцності, натягнута арматура звільняється від тримаючих 
її в натягнутому положенні пристроїв. Працюючи як пружина, арматура 
намагається скоротитися, але завдяки зчепленню з бетоном виявляється 
обтисненою силою N1, прикладеній до арматури під час її натягу. Конструкція 
стає попередньо напруженою.
В залежності від виду профілю арматури зусилля N передається на бетон або 
через торці за допомогою анкерних пристроїв, або за рахунок сил зчеплення 
арматури з бетоном по всій довжині елементу. В останньому випадку в якості 
напруженої арматури використовують арматури періодичного профілю, що 
забезпечує самоанкерування арматури по довжині елементу і сумісну, 
монолітну роботу з бетоном.
39
Перший спосіб може бути рекомендовано при виготовленні елементів 
конструкцій, що вимагають відносно невеликого зусилля обтиснення N. До 
таких конструкцій належать елементи перекриття цивільних будівель (плити, 
балки, панелі звичайних прольотів).
Різновидом першого способу є електротермічний метод напруження 
арматури. Через укладену в форму арматуру пропускають електричний струм 
і нагрівають її до 300°С, внаслідок чого стрижні подовжуються. Кінці 
стрижнів закріплюють в формах або спеціальних упорах, що сприймають 
зусилля внаслідок охолодження стрижнів. Після проводять бетонування, і, 
коли бетон набере необхідну міцність, кінці стрижнів звільняють. При цьому 
відбувається обтиснення (напруження) бетону. Даний метод використовують 
звичайно для виготовлення малогабаритних виробів, армованих стрижневою 
арматурою.
Другий спосіб, коли арматуру натягують на бетон, проводять після 
бетонування і затвердіння бетону. В цьому випадку в якості упорів 
використовують торці залізобетонного елементу. Напружувану арматуру 
звичайно пропускають через поздовжні канали, що залишають в елементі під 
час бетонування або розміщують зовні елементу. По мірі натягування 
арматури реактивна сила передається на торці елементу, викликаючи в його 
перерізах напруження стиску. Для створення зчеплення між бетоном і 
арматурою і захисту стрижней від корозії зазори між арматурою і стінками 
каналу заповнюють під тиском цементним розчином.
Другий метод використовують при виготовленні елементів, які вимагають 
більших зусиль обтиснення. Такими елементами є перекриття та покриття 
великих прольотів, ферми, прольотні споруди мостів і ін.
Характер епюри попереднього напруження в бетоні залежить від величини 
ексцентриситету еО - відстані від точки прикладення сили N до центру ваги 
перерізу (нейтральної вісі).
Якщо сила N  прикладена в вздовж нейтральної вісі (де еО = 0), то 
напруження розподіляться рівномірно по перерізу елементу (прямокутна 
епюра напружень). Якщо силу N прикласти на грані перерізу, то епюра 
напружень прийме форму трикутника. При більших ексцентриситетах
40
прикладення сили N  для забезпечення міцності елементу в процесі 
виготовлення і монтажу може знадобитися напружена арматура в верхній 
зоні балки.
При виготовленні елементів необхідно точно дотримуватись розрахунковим 
положенням арматури - величину еО і величину сили N попереднього 
обтиснення бетону. Невиконааня цих умов може призвести до руйнування 
елементу під час його виготовлення.
В розділі 2 розглянемо більш детально технологію та обладнання для попереднього 
напруження конструкцій в умовах будівельного майданчику.
Висновки за розділом 1
В результаті аналізу сучасної ситуації в галузі будівництва будівель і споруд в 
Україні та в світі я визначив, що динамічний розвиток науково-технічного прогресу 
обумовлює необхідність перегляду існуючих технологій виробництва з метою 
зниження собівартості кінцевої продукції та підвищення її якості й ефективності. 
Дослідив проблеми й недоліки в сфері будівництва з монолітного залізобетону в 
даний час. Виявив, що глобалізаційні процеси в світовому господарстві, 
підвищення відкритості національних ринків сприяли посиленню конкурентної 
боротьби в сфері будівництва. Тепер перед вітчизняними виробниками постає 
нагальна потреба в перегляді вітчизняних підходів щодо вдосконалення технологій 
в домобудівництві з використанням к закордонного досвіду. Зокрема, це стосується 
технології зведення будівель технологією попереднього напруження 
залізобетонних конструкцій на будівельному майданчику.
Дослідивши зарубіжний досвід технології зведення будівель з використанням 
попередньо напруженого залізобетону, а саме конструктивних схем БПК, знайшов 
низку суттєвих конкурентних переваг в порівнянні з традиційними технологіями 
будівництва з монолітного залізобетону. Це стосується часових затрат на їх 
зведення; якісних та кількісних характеристик конструкцій, а також дає змогу 
знизити собівартість будівництва. Все вищевикладене обумовило вибір теми 
дослідження, її актуальність, значимість та практичну цінність.
41
В ході досліджень були розроблені практичні рекомендації щодо вдосконалення 
класичної вітчизняної технології зведення будівель і споруд.
Дослідженні сучасні методи зведення будівель і споруд за монолітною 
технологією та їх критичний аналіз.
Вивчений світовий досвід будівництва та аналіз можливості його 
застосування в Україні.
Розроблені пропозицій щодо практичного використання альтернативної 
технології домобудування зі застосування новітніх розробок.
На основі теоретичних та експериментальних досліджень запропоновано 
застосовувати системи попередньо напружених перекриттів прольотом до 18,5м та 
консолей з вильотом до 6,5м. Доведено можливість використовувати архітектурно- 
планувальні рішеннями з підвищеною функціональністю, комфортабельністю. 
Також новизна полягає в скороченні тривалості будівництва за рахунок 
впровадження сучасних технологій і конструктивних схем зведення.
Виконано аналіз сучасної ситуації в галузі домобудування за існуючими 
технологіями та технологією що пропонується, виявлено останні тенденції в 
розвитку цієї галузі. Проаналізовано і систематизовано результати досліджень.
42
РОЗДІЛ 2 ТЕХНОЛОГІЯ ВЛАШТУВАННЯ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ 
КОНСТРУКЦІЙ З ВИКОРИСТАННЯМ ІННОВАЦІЙНОГО ОБЛАДНАННЯ 
ТА НАГРІВАЛЬНОЇ ОПАЛУБКИ НА БУДІВЕЛЬНОМУ МАЙДАНЧИКУ 
2Л Оцінка доцільності використання технологій попереднього напруження 
стрижневої арматури та канатів
Кількість виробленого бетону в країні, на сьогоднішній день, є одним із 
критеріїв рівня розвитку цивілізованого суспільства й по всіх прогнозах, на 
найближче десятиліття, обсяги будівельних конструкцій з бетону й залізобетону в 
Україні будуть збільшуватися. Ш ирокому застосуванню монолітного залізобетону 
в будівництві сприяло: освоєння нових будівельних технологій, матеріалів і 
встаткування; використання сучасних опалубок; застосування сучасних технологій 
виготовлення, укладання й догляду за бетоном; виникнення нових науково- 
виробничих колективів; проектування сучасних і авангардних будівельних 
конструкцій; сучасні темпи життя й розвитку суспільства [21].
Поряд із загальним збільшенням обсягів залізобетонних конструкцій невиправдано 
малий відсоток споруд з попередньо напруженого монолітного залізобетону, 
особливо в житловому будівництві. В 80 роки в колишньому СРСР були досягнуті 
високі обсяги застосування попередньо напруженого залізобетону, в перерахунку 
на арматуру порядку 180-200 тисяч тон високоміцних канатів і високоміцного 
дроту в рік. У порівнянні із сьогоднішнім днем у СІЛА споживання високоміцних 
канатів становить 250 тисяч тон у рік, де 90 % канатів іде в промислове й цивільне 
будівництво, а саме: паркінги, спортивні споруди, торговельні й офісні будинки, 
висотні будинки, фундаменти котеджів і т.д.. У цей час у передових країнах, в 
основному, іде монтаж і попереднє напруження канатів на будівельному 
майданчику, у будівельних умовах, а не на стендах ЗБК, як це було в 80 роки в 
колишньому СРСР [21 ]
2.2 Основні переваги технологій попереднього напруження арматури в 
монолітному будівництві із монолітного та збірного залізобетону
Найбільшою ефективністю попередньо напруженого моноліту є зняття 
обмежень по максимально можливому кроку колон. Всі архітектори принципово 
міняють концепцію будинків і споруд, як тільки застосовують попередньо
43
напружений монолітний залізобетон із кроком розташування колон до 20-24 метрів 
і консолей до 6,5 метрів.
Іншою головною ефективністю попередньо напруженого моноліту є висока 
якість попередньо напружених залізобетонних конструкцій. Для попереднього 
напруження застосовується бетон класу не менше С30-С35, в іншому випадку під 
час натягу високоміцних канатів неякісний бетон зруйнується. Крім вимоги 
обов'язкового застосування якісного бетону попередньо напружені конструкції
мають, як загальновідомі, високі експлуатаційні властивості такі як,
трігциностійкість, сейсмостійкість, стійкість до руйнування від вибухів І Т.Д .. 
Основні переваги технологій попереднього напруження монолітного залізобетону:
- Зменшення товщини плит перекриттів і фундаментів, залежно від 
навантажень і кроку колон, до 50 % у порівнянні з звичайними 
конструкціями. Навантаження від ваги перекриттів у підсумку 
зменшують навантаження на колони й фундаменти, що істотно зменшує 
загальні витрати бетону на перекриття, колони й фундамент.
- Виконання всіх технологічних операцій з попередньо напруженим 
монолітом виключає необхідність застосування заводів ЗБК й відповідно 
транспортування виробів ЗБК на будівельний майданчик. Однак ряд
типових конструкцій ЗБК доцільно виготовляти на заводі за стендовою
технологією (наприклад - ферми перекриття).
Зменшення витрат періодичної арматури у конструкціях із попередньо 
напруженими високоміцними канатами до 40%. Наприклад, у плитах перекриття 
основна кількість арматури розміщуються навколо колон для компенсації 
напруження від продавлювання, а з досвіду американських будівельників, по всій 
плиті у нижньому поясі арматурна сітка.
- Витрати високоміцних канатів на квадратний метр для перекриттів 
становить близько 4-6 мп. Але для кожного проекту необхідно проводити 
ретельний розрахунок, де визначаться фактичні витрати матеріалів. 
Іноземні компанії, за матеріалами «РТІ» («Post tensioning institute)) 
СІЛА), нагромадили великий досвід проектування попередньо 
напружених конструкцій і склали найбільш ефективні, по економії
44
матеріалів, співвідношення розмірів плит перекриття: товщина/крок 
колон і вага: корисне навантаження/власна вага.
- Сучасні технології попереднього напруження побудовані на 
мінімальному часі роботи на будівельному майданчику, тому що оплата 
праці робітника на будівельному майданчику (у США) в 3-4 рази вище, 
ніж робочого заводу ЗБК. Тому в цей час повний цикл попередньо 
напруженого монолітного залізобетону, від монтажу опалубки, до 
попереднього напруження канатів становить 1 добу. Цей цикл 
забезпечується за рахунок заздалегідь заготовлених і зібраних елементів 
для попереднього напруження, хімічних добавок у бетон, 
автоматизованого устаткування й строгої технологічної дисципліни.
Всі ці якості попереднього напруженого монолітного залізобетону постійно 
вдосконалюються й розширюють сфери застосування в інших напрямках. 
Наприклад, уже досить широко застосовується попереднє напруження дорожнього 
полотна в США.
Останнім часом починає підніматися інтерес до технології попереднього 
напруження монолітного залізобетону саме в промисловому й цивільному 
будівництві. Основним «локомотивом» цих технологій стало мостобудування, де за 
останні 15 років відроджувалися, спрацьовувалися й впроваджувалися матеріали, 
устаткування й технології попереднього напруження саме вітчизняного 
виробництва. Пункт 2.2 згідно [21]
2.3 Основні елементи розвитку технологій попереднього напруження 
арматури для монолітного залізобетону
Перший важливий елемент
Для широкого застосування цих високоефективних технологій необхідно в 
першу чергу проектувальникам вивчати й застосовувати методи розрахунку 
попередньо напружених конструкцій, які проходять у навчальних закладах і які 
можна вивчати нашою вітчизняною сертифікованою програмою «Ліра». У цей час 
проходять сертифікацію іноземні програми для проектування попереднього 
напруження конструкцій, але їх ще необхідно адаптувати під СНиП або 
враховувати їх при завданні вихідних даних. Проектувальники попереднього
45
напружених мостів і шляхопроводів уже давно модернізували свої програми, але 
мости мають свою розрахункову специфіку і їхні програми не можуть прямо 
проводити розрахунок і оптимізацію каркасних конструкцій у ПЦБ. Тому самим 
головним є впровадження технологій попереднього напруження в промисловому й 
цивільному будівництві є слабка розрахункова база й відсутність досвіду 
проектувальників з розрахунку попереднього напружених конструкцій.
Другий важливий елемент
Другий важливий елемент технології попереднього напруження практично
вирішений, завдяки постійній високій вимозі мостовиків до високоміцних канатів.
Два металургійних заводи починають випускати саме стабілізований високоміцний
2 .
канат, що відповідач Е1Ч 10138-98 з тимчасовим опором розриву 1860 Н\мм і 
коштує близько 300 тисяч грн із ПДВ за тонну, що майже у два рази менше 
імпортного. Обсяги випуску цих стабілізованих канатів буде становити порядку 50 
тисяч тон у рік, що на найближчі роки вистачить для споживання будівельниками у 
Росії. Високі міцністні властивості цього канату дозволяють зменшити витрати 
канатів у конструкціях на 15-20% (а також зменшити кількість анкерів) і істотно 
підвищити якість попереднього напружених конструкцій за рахунок низької 
релаксації (подовженням канатів у процесі експлуатації споруди). ІНШОЮ важливою 
умовою до високоміцних канатів є його подвійний антикорозійний захист, а саме 
покриття канату захисним змащенням і формування навколо канату зі змащенням 
поліетиленової трубки.
На жаль, поки такі канати випускають тільки за кордоном, а при споживанні 
канатів у захисті більше 10 тисяч тон у рік, буде економічно виправданим 
виготовляти захист для канатів. Канат у захисті дозволяє уникнути тривалу й 
складну операцію по ін'єкцюванню каналів з натягнутими канатами цементним 
розчином, для забезпечення захисту від корозії й передачі попереднього 
напруження канату на бетон по всій довжині канату.
Третій важливий елемент
Третім важливим елементом технології попереднього напруження є анкер, 
що втримує попередньо напружений канат. У відмінності від мостобудування, де 
сьогодні застосовуються пучки від 1 до 31 канатів й десятки типів анкерів, то для
46
тонкостінних перекриттів у ПЦБ застосовують звичайно тільки два анкери на 1 і 4. 
Тому ці анкери набагато легші, більш технологічні й дешевші мостових анкерів, 
наприклад однопрядний анкер на 1 канат коштує близько (600 грн).
Четвертий важливий елемент
Четвертим необхідним елементом є устаткування для попереднього 
напруження високоміцних канатів. Знову ж виходячи з досвіду попереднього 
напруження канатів у мостобудуванні, для одного канату є легкий 16 кг. 
гідравлічний домкрат, спеціально спроектований для ПЦБ із мінімальною 
технологічною довжиною захоплення канату (для зменшення відходів канатів). У 
цей час спеціально для цього однопрядного домкрата використовується технологія 
мікропроцесорного керування гідроприводом за всім циклом процесу натягу канату 
й гарантованого зусилля натягу кожного канату. Введення автоматизації за всім 
циклом натягу канату виключає вплив людського фактора на точність натягу 
канату.
П'ятий важливий елемент
У зв'язку з високими темпами будівництва необхідно скорочувати час 
твердіння й набору міцності бетону, а для попередньо напруженого бетону 
необхідно мати не менш 80% міцності під час натягу канатів, що призводить до 
декількох днів очікування. Знову ж, виходячи з досвіду попереднього напруження 
залізобетону в мостобудуванні, розроблена й успішно застосовується технологія 
керованого обігріву залізобетонних конструкцій.
В основу технології керованого обігріву бетону, що твердіє, закладений 
принцип витримування теоретичного температурного графіка за допомогою 
керуючого мікропроцесора. Температурний режим утримується у всіх перерізах 
конструкції із припустимим відхиленням ±3°С. Спочатку проводиться 
теплофізичний розрахунок враховуючий склад і марку бетону, різномасивність 
конструкції й можливі тепловтрати опалубки. За даними розрахунку призначається 
температурний графік витримування бетону. Вся опалубка розбивається на сектори 
за принципом однакової теплоємності. Всі сектори обладнаються індивідуальними 
електронагрівниками, що мають свій температурний датчик. Додатково, теж 
виходячи з даних розрахунку, установлюється тепловологісне захисне покриття. У
47
процесі витримування бетону керуюча програма одержує дані по температурах від 
всіх датчиків і, відповідно до заданого закону набору температур, включає або 
виключає відповідні елементи, що гріють.
Сучасні імпортні хімічні добавки дозволяють прискорити й збільшити 
міцність бетону, але на нашу думку такий різкий вплив хімії на бетон не до кінця 
вивчений й відсутні дані про збереження таких високих показників бетону 
протягом тривалого часу в наших кліматичних умовах. Тому для якісного бетону 
класів С 30-С45 цілком достатньо застосовувати вітчизняні добавки, для кожного 
регіону необхідно ретельно провести підбор складу інертних застосовуваних у 
даному регіоні, виходячи з їх конкретного хімічного складу й активності, і строго 
забезпечити технологічний цикл готування, доставки, укладання, рівномірного 
температурного прогріву й догляду відповідно до теплофізичних розрахунків на 
даний склад бетону й форму залізобетонної конструкції. При строгому дотриманні 
технологічного регламенту на бетонні роботи, із застосуванням керованого 
обігріву, для перекриттів будинків розпалубочна міцність досягається через добу. 
Виходячи з досвіду керованого обігріву конструкцій у мостобудуванні, розроблена 
термоопалубка, що по вагових і вартісних показниках нижче застосовуваної в цей 
час у будівництві. А наявність тривалого періоду з негативною температурою в 
нашому регіоні, технологія керованого обігріву дозволяє якісно укладати бетон 
протягом року.
Ш остий важливий елемент
Останнім основним елементом попереднього напруження є технологічний 
регламент на проведення робіт з виготовлення, монтажу й натягу пучків з 
високоміцних канатів. Знову ж, виходячи з досвіду технологічних регламентів у 
мостобудуванні, відпрацьовані строгі вимоги за матеріалами, їхнього приймання й 
зберігання, черговості монтажу, вимог до устаткування, послідовності натягу, 
техніці безпеки, необхідній номенклатурі здавальної документації, навчанню 
персоналу й т.д. Всі ці вимоги розроблялися протягом багатьох років і кожний 
рядок цих регламентів несе досвід помилок і сучасні технологічні прийоми, які в 
остаточному підсумку дозволяють швидко і якісно виконати операції попереднього 
напруження.
48
Попередньо напружені конструкції будинків із застосуванням технології 
керованого обігріву, дозволяють скоротити вартість робіт і збільшити темпи 
будівництва в цілому, а також значно підвищити їхні експлуатаційні 
характеристики, якість і довговічність. Пункт 2.2 згідно [22].
2.4 Системи попереднього напруження канатної арматури
2.4.1 Система попереднього напруження канатної арматури без 
зчепленням з бетоном
Суть методу полягає в тому, що в процесі арматурних робіт між верхньою й 
нижньою сіткою арматур укладається арматурний канат в оболонці, який 
фіксується у криволінійному положенні відповідно до епюр згинаючих моментів. 
Основним елементом системи є арматурний семідротовий канат діаметром від 12 
до 15.7 мм. Канат у заводських умовах укладається в пластикову оболонку із 
прошарком мастильного складу. Канатна арматура поставляється, як правило, у 
бухтах вагою 2,5-3 т. Такий канат в оболонці одержав у нашій країні й закордоном 
назву «моностренд». У процесі арматурних робіт канат розміщається в арматурних 
каркасах і фіксується по торцях конструкції за допомогою анкерних пристроїв.
На даний момент найбільше поширення одержав канат з наступними 
характеристиками:
- Номінальний діаметр стального сердечника - 15,7мм;
- Площа перерізу сталі - 150мм2;
- Межа міцності - 1860 Н/мм ;
- Умовна межа текучості - 1640 Н/мм ;
- Модуль пружності - 195.000 Н/мм ;
- Відносна релаксація - 2,5%;
- Товщина пластикової оболонки - 2мм;
- Зовнішній діаметр пластикової оболонки - 20мм; Пункт 2.4.1 
згідно [22],[23].
49
ê *.u чмш. і
f ,'iiu. > |Щ111 -ц-шг іі
-'llLI if ІІП II I •< Ulli s
К :ін іт
: ■ ш' і"ч і грі йі. і
Рис.2.4.1.1 - Складальні одиниці v .i-u v  рсн гі
hu-J.4  і. ! Анкериті >п\а:і і і ц.ии ,і і
МОпровл пмапкд
А рМ Пі г у р НІШ К : ІНИТ __ _
< колонка -, по meTii.TieHv
PiieJ.-J. I А - Ічапаїпа армаі>р;і іі по. іієі и. ісж ' иііі і р \ oui
50
' ЇЇ! >'||ІПІІІ і ! П і: II•-і і.
Звгжюдаишш діш Коїіоіоірш-іші ’ .іМ!' X
■ І.'.п- І1"| і |І11Іі11. II
■■.|І .1 І с. [II ЦІЇ І 1. III іГ
І.'.ІІІ III . І і ір
:.Г.1Т- II І І 1НIII» .1 та оболонці
Рис.2.4,1,4 - Моностренд в розрізі
Рис.2,4.1.5 - Моностренд
Рис.2.4.1.6- Моностренд в бухті;
2.4.2 Система попереднього напруження канатної арматури зі 
зчепленням з бетоном
Основою системи є високоміцні канати аналогічні канатам застосовуваним у 
системі без зчеплення. У процесі арматурних робіт у конструкції укладається 
каналоутворювач із гофрованої сталі товщиною 0.2 -0.3 мм, діаметра необхідного
51
для розміщення необхідної кількості канатів (як правило від 1 до 31). При 
необхідності відрізки каналоутворювачі фіксуються за допомогою сполучних 
муфт. У точках перегину каналоутворювачів встановлюються клапани з виходом 
на поверхню бетону для наступного ін'єкцюювання. Після установки 
каналоутворювачів у проектне положення, виконується проштовхування в них 
канатних арматур -«набивання». Набивання може створюватися як до так і після 
заливання бетону. Після набору бетоном достатньої міцності створюється натяг 
канатів і ін'єкцюювання - заповнення каналів цементним розчином під тиском до 
810 кПа.
Проштовхування канатів у каналоутворювачі, натяг канатів і ін'єкцюювання 
створюється за допомогою спеціального устаткування. Як правило, система зі 
зчепленням має більші розміри, чим система без зчеплення й може застосовуватися 
у випадку більших габаритів конструкцій - наприклад у мостобудуванні, масивних 
конструкціях
Таблиця 2.4.2.1 -  Діаметр каналоутворювача в залежності від кількості 
канатів
К ількість канатів В нутріш ній  д іам етр  каналоутні р к ...та
. ..................  ... і : ........................ 20
2 40
3 50
4 55
..................  5 60
б 65
................ % 65
д 75
12
15 90
19 35
22 100
У ї : . : :::::::::::: У:::::::: . : :: : ■ :.:: : ■ :::. :■ і у у :  . ^
27 110
37 130
Ы...........  _ і : 170
ІШ1ІІ
0о0.
 ; У
Рис. ] 4 2 .1 i’i' і V і 11 їси і ■ >i каїки ні к клин.un і воріиісічі
Рис.2.4.2.3: Д исковий  анкер  SD  ( іноземного  виробництва  )
53
Рис.2.4,2.4 - Дисковий анкер 8 0  ( іноземного виробництва )
2.5 Гідравлічне устаткування й прилади для попереднього напруження
Сформулюємо найбільш загальні вимоги до устаткування технології 
попереднього напруження [24] :
- Кваліфікація фахівців з попереднього напруження;
- Збільшення потужності домкратів за рахунок тиску робочої рідини;
- Групове запресовування цанг у штатній активній обоймі;
- Напрямні телескопічні труби для зручності вдягання домкрата на пучок;
- Виключення з постійної роботи запобіжного клапана на 70,9 М Па насосної 
станції;
- швидкороз'ємне з'єднання на рукавах високого тиску;
- Скорочення кількості рукавів високого тиску до домкрата;
- Чистота робочої рідини;
Керування потоками робочої рідини в гідроприводі;
- Точність натягу пучків;
- Захист канатів від корозії;
- Введення автоматики на весь технологічний процес натягу пучка, 
виключення впливу людського фактора на точність натягу.
Ще однією суттєвою проблемою даної галузі будівництва є те що, останні 
досягнення за технологією й устаткуванням для попереднього напруження 
практично не викладаються в навчальних закладах, а той обсяг інформації, що 
вивчають студенти, не відбиває того, із чим їм доведеться зштовхнутися при 
виконанні всіх технологічних операцій на будівельному майданчику. З іншої 
сторони сучасні ринкові відносини не сприяють безоплатним витратам у розвиток 
нових технологій і встаткування й вільну передачу всіх технологічних операцій у 
загальноосвітні навчальні заклади
Тому значимість фахівців з попереднього напруження з кожним роком все 
зростає і якщо немає постійного обсягу робіт вигідніше запросити фахівця з боку,
54
тому що у випадку помилки на будь-якому етапі будівництва фінансові наслідки 
можуть перевищувати вартість будівництва, не говорячи вже про престиж 
організації. Величезний досвід з попереднього напруження, накопичений за останні 
15 років, дозволив створити струнку сучасну технологію, необхідний обсяг 
інформації якої сконцентрований у навчальній програмі й інформативних 
технологічних регламентах. Фахівцям з попереднього напруження досить тільки 
строго дотримуватися технологічного регламенту й щорічно проходити навчання 
по підвищенню кваліфікації в постійно, що розвивається технології, попереднього 
напруження.
Відродження технології попередньо-напруженого монолітного залізобетону 
із застосуванням анкерних захватів дозволило застосувати надійну, уніфіковану й 
компактну систему для натягу пучків з високоміцного дроту В-ІІ, Вр-ІІ або 
канатної арматури К1400 (К7) номінальним діаметром 12 і 15 ММ.
Анкерний захват (див. рис.2.5.1) дозволив істотно змінити технологічні 
процеси на будівельному майданчику, а саме:
а) створювати попереднє-напруження в мостах, тунелях і ПЦБ;
б) проводити ремонт і реконструкцію будівель;
в) робити насув, підйом і опускання різних вантажів з найвищою точністю;
г) створити регульовану систему підвісу на вантах та ін.
Рис.2.5.1- Види анкерних захватів (цанг)
Але принцип індивідуального закріплення канату анкерним захватом виявив 
необхідність створення цілого комплексу нових матеріалів, вузлів, приладів, 
устаткування й технологій для попереднього напруження. Це спеціальні питання по 
матеріалознавству, міцності матеріалів, гідродинаміки й теорії управління на 
будівельному майданчику. Розглянемо будівельно-технологічні особливості 
устаткування.
55
Принциповим технологічним питанням було створення й відпрацьовування 
великосерійного виробництва анкерних захватів, що розроблялися на протязі 90-х 
років. Сучасна конструкція анкерних захватів може робити багаторазові натяги 
високоміцних пучків близько 1000 разів, що дозволило встановлювати штатні 
багаторазові анкерні захвати на активний анкер домкратів [24].
Один з основних сучасних принципів попередньо-напруженого моноліту 
припускає перенос всіх основних технологічних операцій на будівельний
майданчик, що приводить до ряду вимог.
У процесі розробки й впровадження гідравлічного встаткування для 
попереднього напруження залізобетону як на будівельному майданчику, так і при 
заводському виготовленні конструкцій, ураховувалися вимоги, які складалися з 
технологічних особливостей його призначення й умов застосування:
- Всі технологічні операції повинні виконаються з мінімальним
використанням важкої техніки й допоміжних механізмів, тобто гідравлічне 
встаткування повинне бути максимально мобільним і полегшеним;
- З огляду на значну величину зусиль натягу арматурних елементів необхідно 
виключити небезпеку травмування працівників, що обслуговують 
устаткування, навіть при його не значних поломках;
- Високе забруднення у виробничих умовах накладають підвищені вимоги до 
надійності встаткування;
- Устаткування повинне бути стійко до випадкових механічних впливів і 
витримувати річний режим роботи;
- Устаткування повинне бути досить просте в обслуговуванні й дозволяти 
усувати дрібні й середні несправності в умовах виробництва.
Устаткування яке використовувалося раніше для попереднього напруження (із 
груповою схемою закріплення пучка типу «кукурудза») не відповідало багатьом з 
перерахованих вимог, крім того, практично припинилося його виробництво й 
обслуговування. Завдання зводилося до проектування, виготовлення й 
впровадження у виробництво якісно нового обладнання.
Для створення сучасного парку технологічного встаткування 
використовувалися сучасні методи машинобудівного конструювання, прогресивні 
матеріали й технології виготовлення. Накопичений інженерний і технологічний 
досвід дозволив уникнути значної кількості помилок на всіх стадіях роботи. З 
урахуванням стислих строків, відпущених на проведення всієї роботи в цілому, 
доводилося робити доробки в основному на стадії впровадження, однак тісна 
взаємодія всіх інженерно-технічних і виробничих
56
служб і обов'язковий облік їхніх думок дозволило успішно впоратись із завданням.
Збільшення тиску робочої рідини до 70,9 МПа дозволило істотно зменшити 
габарити гідродомкратів. Для корпусів гідроциліндрів пружні деформації від тиску 
рідини становлять кілька сотень мікронів, що приводить до розкриття стику у 
звичайному ущільнюючому вузлі, а в розподільній апаратурі пружне збільшення 
радіального зазору циліндричного золотника на 5-10 напівтемних повністю 
виключають можливість тонкого регулювання потоком рідини. Рішення цих 
принципових питань дозволило почати створити основу для парку домкратного 
встаткування [24].
У процесі натягу пучка, особливо більше 7 канатів, більшу частину часу 
становило індивідуальне вдягання, змащення й підбиття активних цанг в активній 
обоймі. Після рішення численних питань взаємодії канату з напрямними трубами й 
активною цангою, процес групового заклинювання пучка в активній обоймі став 
становити кілька секунд. Досвід роботи ручний груповий заклинки активних цанг 
дозволив створити автоматизовані системи заклинки - розклинки цангових затисків 
у гідроприводах.
Твердість високоміцних канатів створює додаткові проблеми при вдяганні 
домкрата на пучок, особливо для пучків 7 і більше канатів. Для скорочення часу 
вдягання домкрата на пучок і істотне зменшення важкої ручної праці монтажників 
стали застосовувати телескопічні трубки в гідродомкратах серії МГД, які 
розташовані по сітці обойми анкера. Процес вдягання зводиться до розташування 
домкрата напроти пучка на відстані 10-15 см. і висуванні із вдяганням 
телескопічної трубки на відповідній сітці розташування канатів.
Надійність і довговічність гідравлічного встаткування істотно залежить від 
величини тиску робочої рідини. Процес натягу пучка гідродомкратом передбачає 
досягнення максимального тиску й витримка його в перебігу часу релаксації й 
дотягування пучка, що небезпечно й неефективно навантажує весь гідропривід 
тиском настроювання запобіжного клапана в 70,9МПа. Тому була створена схема 
регулювання процесом натягу на насосних станціях , що взагалі виключає 
досягнення тиску настроювання запобіжного клапана під час натягу пучка. 
Використання швидко роз'ємних з'єднань на гідравлічних рукавах високого тиску 
істотно скоротило час монтажу домкрата на пучок і надійність ручного з'єднання, 
тому що в більшості випадків гідравлічні рукави після натягу знімають із домкрата.
Вирішило також істотну екологічну проблему по витоках масла на 
будівельному майданчику й виключило влучення значної кількості повітря в 
гідропривід, тому що він має внутрішній зворотний клапан. Але постійне зняття
57
гідравлічних рукавів з домкрата дало основне джерело влучення забруднень у 
гідросистему, з якими доводиться боротися додатково.
Одним зі способів скорочення влучення забруднень, це скорочення кількості 
гідравлічних рукавів від насосної станцій до домкрата, без порушення технології 
натягу. Але скорочення кількості рукавів стало можливим, у першому наближенні, 
за рахунок зміни гідравлічної схеми гідроприводу, і по-друге, за рахунок 
підвищення надійності цангових затисків, що дозволяє повністю відмовитися від 
гідроциліндра запресовування цанг [24].
Як уже говорилося вище, основною причиною порушення працездатності 
гідроприводу на будівельному майданчику, це забруднення робочої рідини 
(близько 80 %  випадків). Загальновідомі технологічні й конструктивні вимоги до 
чистоти робочої рідини не змогли дати стовідсоткової гарантії влучення 
забруднень на частину розподільної апаратури. Істотне підвищення надійності 
гідроприводу дало застосування плоского золотникового розподільника з 
металокераміки із взаємно притертими поверхнями.
Питання регулювання потоками робочої рідини вирішувалися за допомогою 
відсічного клапанного розподільника «або/або», але у зв'язку із чутливістю 
клапанного розподільника до забруднення, останнім часом переходять до плоских 
золотників з метало - кераміки із взаємно притертими поверхнями з «нульовим» 
зазором. Але плоский золотник теж має релейну схему регулювання потоком 
робочої рідини. Основне завдання, у цей час, це створення пристрою для 
регулювання, що стежить за витратою рідини до 1 літра у хвилину й робочим 
тиском 70,9МПа. Принципово новий циліндричний золотник у втулці з радіальним 
зазором 200-300 ангстрем дозволив вирішити одночасно чотири проблеми. По- 
перше, виключення впливу витоків робочої рідини через радіальний зазор на тиску 
70,9МПа, за рахунок твердості матеріалу золотника й гільзи. По-друге, безперервне 
керування витратою робочої рідини на високому тиску й «краплинним» витратою. 
По-третє, виключити вплив забруднень у робочій рідині на працездатність 
регулюючих крайок золотника.
По-четверте, нарешті вирішений принципове питання про керування 
витратою робочої рідини на високому тиску в режимі, що стежить за 
електронними системами керування.
Впровадження нових технологій вимагає фактичного уточнення різних 
розрахункових параметрів при проектуванні. Застосування нових типів 
каналоутворювачів, анкерних склянок, політональність пучків, різна потужність 
пучків і технологічні фактори при монтажі вимагає виміру фактичного значення
58
зусилля в пучку. Для цих цілей був розроблений цифровий тензорезисторний сило 
вимірювач СИЗ-500 на зусилля до 500 тон з точністю виміру 0,2 % , та сило 
вимірювач СИЗ-ЗОСТС до ЗО тон створений для виміру зусилля в одиночному 
канаті 15К7, що застосовується для виміру зусилля натягу вантових і шпренгельних 
систем. Вимір фактичного зусилля в пучку на різних об'єктах дозволило набирати 
базу даних по втратах на тертя в пучках для проектувальників попередньо- 
напруженого моноліту.
Не можна недооцінювати відповідальність антикорозійного захисту канатів від 
корозії, а саме ін'єкцюювання каналів із попередньо-напруженої арматурами. У 
зв'язку зі складністю фізичного стану ін'єкційного розчину (не Ньютонівської 
рідини) і важливістю витримування строгих пропорцій складу розчину найчастіше 
йде порушення пропорцій складу. Сучасні ін'єкційні установки типу УСИ- 
20/100/160 мають: змішувальний і накопичувальний баки для розчину,
регулювання частоти обертання міксерів і основного розчину, колоїдний насос, 
ресурс шнека насоса досягає більше 500 годин роботи. Ін'єкцюювання каналів 
виправдовує себе при потужних пучках (7 і більше), але для застосування 
високоміцних пучків у тонкостінних конструкціях на 1, 2, 3 і 4 канати доцільно 
застосовувати канати в подвійному антикорозійному захисті: антикорозійне 
змащення + пластикова трубка (типу «моностренд»). Саме високоміцні канати типу 
«моностренд» знаходять все більше застосування в будівництві, особливо при 
ремонті й реконструкції штучних споруджень і житловому будівництві [24].
Після рішення питання про керування малими витратами робочої рідини на 
високому тиску від електронних систем керування, автоматично напрошується 
висновок про виключення впливу людини на весь процес натягу. З однієї сторони 
йде ускладнення насосної станції, а з іншої сторони впевненість точного виконання 
технологічного процесу натягу пучка, що виключає ймовірну помилку в черговості 
проведення операцій некваліфікованим фахівцем і високою точністю витримки 
зусилля на домкраті за рахунок більше високого класу точності датчика тиску в 
порівнянні з манометром.
Робота монтажників зводиться в такому випадку до елементарного вдягання 
домкрата на пучок і натисканню кнопки «пуск» майстром, а всі операції по натягу 
пучка виконає програма закладена в електроніці.
В пункті 2.6 розглянемо більш детально характеристики гідравлічного 
устаткування.
59
2.6 Характеристики обладнання для попереднього напруження безпосередньо 
в умовах будови
2.6.1 Насосна станція
Призначення :
Насосна станція призначена для нагнітання чистого мінерального мастила в 
гідродомкрати для натягу арматури, а також для силових гідродомкратів простої та 
подвійної дії, які застосовуються для опресовування анкерів та інших цілей, а 
також будь-які інші гідравлічні силові пристрої, що працюють під тиском.
Сфера застосування :
Застосовується в області будівельного виробництва як на залізобетонних 
заводах, так і на будівельних майданчиках для натягнення арматури механічним 
способом при виготовленні попередньо-напружених залізобетонних конструкцій.
Таблиця 2.6.1.1 - Технічні характеристики насосної станції ГНС-220
Найменування параметру Значення
Мін. об'єм мастила в баку 20л
Тиск насоса на виході:
- номінальний 200кгс/см2
- максимальний 250кгс/см2
Подача мастила, номінальна 5,5л/хв.
Номінальна потужність 1,5Квт
електродвигуна
Частота обертання 1500 об/хв.
Габаритні розміри:
- довжина 65см
- ширина 50см
- висота 55см
Вага 65кг
Пункт 2.6.1 згідно [22]
60
Рис. 2.6.1.1 - Насосна станція ГНС-220 (російського виробництва)
2.6.2. Пристрій опресовування 
Призначення:
Пристрій для опресовування анкерних втулок (гідропрес) призначений для 
обтискання металевих втулок на канатну арматуру, за допомогою яких арматура 
може фіксуватися в натягнутому стані
Пристрій яя опресовування анкерних гільз (втулок) може 
мстосовуватиея и.і пі іпритмствах, ню■ виготовляють попередньо-напружені 
іалізобетонп конс трукції  і а на івельних майданчиках в будівельних
vмовах
І Іункт 2.6.2 зг ідно  |22 | .
1 аблиця 2.6.2.1 -  Технічні  характерне  пяка  пресувальної  о нрис'грою У 0 - 3 0  
; . 1 ісгіхг. .і . : н і і>\ і іікіЧ'Лііія
І Д іаметр  арматури:  : 2
[ • -канатно ї 9-15мм
1 - стержньової _________________8-20мм_________________
Зусилля опресовування 30000кгс  1
! Тиск в г ідросистемі бООкі с/см2
1 Габаригні  розміри:  j
1 -довжина  . і 42,5см
«амстр ; 11 [Осм І
. [Вага 1 12,0кг ~ ....... 1
Рію.Л.(>. Л. I - ! І рис і piii опрсаонч вапна УО Чи ірисііюі.кши ішроіміпп і па і 
2.Л.З І І ф іІИ .ііч п и іі д о ч ік р а ї 
І і pit ііііічсіііія :
! і іро юмкрді ддя паїяіч армій \ рп. прп їпачсніїіі д.ія г.ні о м и  ммня 
иопсро ін і.о (іамрч ЛчСіміч м.іі n u V io iiiu ix  копсірч кній - оаі а м п \л іп ш и х  
і üio.ioii : юракрі 111 і її. її им ’ k iv icp i:; і і:.. падок і і.д.
< ф е р а  і и с ю с л  в а ш і й  :
1 м р и  м м к р а ї  і а к ш с м л і  п .ая їм підпріи  мс іп ач .  іди піп <>мцд>циі і. 
і шпоро un,st нап ру,коні  іаді «оГч-пчпп кої іо ірх кіпї.  а і а к о ж  при наїх і  \ і и т н і  
а р м н і х р н п ч  v_MOM-_*ti і її; м с чм п іч іш м  с п о с о б о м  па n \  и и с іь н о м ч  май і а п ч п к у
і Іу нкт 2 ,6 .3  аг ї /ш о  [ 2 2 Ц 2 5 Ї ,
L u ’i ш и я  І і с ч і і і ч і п  ч а р д к і о р н с і п к і ї  і і д р а к і  іч мої  о  . ю м к р а . \ [ . i l s  ?{)
І Іаіімснупннпя пар.імої ру Значення
, І іамсір армлічріг
И'2; '. ". . " :... 7 -1 2мм 
- С І оржі І пової !<) і4\ім 
!() I t мм 4 S mm
5\сп ідя па і яі \ 1  ' Ш О О кгс
І пак п ’ і/іриоіи. icu i ■ ■210кгс/см2." f t
: Х ід ш ю к а ■■' ІНШІЇ І1111ІИ
І лолри іііі ’р ш м іри .
Я И И И и И м И и И И  Р щ вж йнЬ ■-'«̂ёЛЁЁЁЯШШ j
1 1  ж і .. д;;д' а -д їам 'етрд  | ;:13 ,5сїй ; j j j j |  
1 Вага І 2.5 кг 1
Рис,2.6.3.1 - Гідравлічний домкрат Гд.18-50 (російського виробництва)
Таблиця 2.6.3.2 -  Технічні характеристики гідравлічних домкратів 
(іноземного виробництва)
Число Зусилля Робочий Плоша Хід Габарити
Тип канатів натягу тиск поршня поршня Маса Домкрату
■’ шах КІ 1( іС) МПа см2 мм м.м
ДН-1 260,7
1 0=1 15 мм 
(26.6) 70 38 200 16
Ь=397мм
ДН-4 4 927
(94,6) 70 135,2 300 130 О=220мм
Г=585мм
Д І1-7 1534
І І  І 70 ■1>=280мм'
(156,5) 223,6 300 190 І_=588мм
г Дії 
12 12(13) 2432 70 О=370мм 
(П і (284,1) 405,8 400 400
0=910мм
ДН-
19 19 5253 О=520мм 
(535,8) 70 765.4 400 800
Ь= 1037мм
дн- 7175
31 31(25)
(731.9) 70 1045,6 200 1500 0=600мм 
(25) Ь= 1055мм
Гідравлічний,дрмкрат Д їІ -1 (іноземного виробництва)
Гідравлічний домкрат ДН-4 (іноземного виробництва)
Гідравлічний домкрат ДН- і 9 (іноземного виробництва):
І !|)іі '«■ і ;іа: 111 :ї
ш с к ц и ш а  установка . і.і> ірпп ваі ш інскцінного розчину 
і м ‘ < і;иіиі<!!їашія капа .ш :1:..ч п . і  • к іноюг.леппя попередньо
папр> уК о і ї и .ч  к і . і і  ; с и ю и ' і ! і ! . і \  к-ш с 1і".  і . и і . і . ш ;  псрскри і і і н . б н  ю к  і і . . .
( ф е р а  ніс і о с м . а і і і і я
Ін'єкційна установка застосовується ,,, на :■ підприємствах, ідо  
їшготовляють.тгопередньо напружені залізобетонні конструкції, а також при 
натягуванніуарматурних елементів механічним способом на будівельному! 
майданчику.Пункт 2.6.4 згідно [25].
Iі і і с 2.(х-і. І Іім кпіііпа чскшопка мім N4' і і 50100100
1 аб.шіім 2.0.4.1 Гехшчні харакіернс іпки і ідрнп.іічної о лом краї \  І і !5-50
11аіімеп\ нашім парамсіру Значення
' іміпл на. н.ішіі баї. 100.і
1 Іаксппчх н а д и м  з м і 111 ч нллі.шііі бак К іО . і
До па.и.ний бак л.ія моди ‘•70 л  є
І- .текір.ивигун:'
■ - напруга 
І  Й Ш | ЦІ ;;|ДідтужНГСТЬ : ' :
Гішніиг.ніі насос:
ні,і 0 г.і і. 50 , і/ \н
М И  И И - - р р б р ч н й Щ Ь к . [ ___  2 VI На______
 ̂Я д У В агіг" Й М  - ; 1 4 0 0 к г "  
МЦ І Щ М и ;дУ Г 'аб арй тм В  ИИ ■ | 7 7 6 x 1 4 0 0 \ 2 : ( . 0 м м
65
2.6,5 Т е ш о р е з и с т о р н и й  си л  « в и м ір ю в а ч
Призначення :
Тензорезисторний силовимірювач призначений ддд вимірювання фактичного 
зусилля натягу в пучку. Цифровий блок обробляє дані й виводить їх на 
дисплей або мікропроцесор.
Сфера застосування :
Тензорезисторний силовимірювач застосовується па підприємствах, що 
виготовляють попередньо напружені залізобетонні конструкції, а також при 
натягуванні арматурних елементів механічним способом на будівельному 
майданчику.1 Іункт 2.6.4 згідно [25].
І ехшчні характеристики:
Джерело живлення - вбудований акумулятор 14 У 
Максимальне зусилля -  4902кН(500 тс.); 
Погрішність виміру - 0,1 %;
Висновки про виміри - на дисплей;
Маса вимірювального датчика - 85 кг;
Рис.2.6.5.1 - Тепзорезисториий силовимірювач (іноземного виробництва)
66
2.7 Застосування в технології попереднього напруження монолітного 
залізобетону гріючої опалубки на будівельному майданчику
Впровадження гріючої опалубки в технологію попереднього напруження 
монолітного залізобетону в умовах будівельного майданчика має суттєву перевагу - 
це зменшення тривалості будівництва. Але основним недоліком є збільшення 
матеріальних витрат на будівництво, а саме електроносїїв. Використання гріючої 
опалубки в традиційних схемах монолітного будівництва не рентабельно. В розділі 
З досліджені системи попередньо напружених безбалочних перекриттів, а в 4 
розділі розглянута економічна ефективність впровадження безригельних 
попередньо напружених каркасів. За рахунок зменшення вартості будівництва при 
використанні систем БПК витрати на електроносії перекриваються. Таким чином 
використання гріючої опалубки при влаштуванні систем БПК доцільно й вигідно. 
Розглянемо конструктивні особливості такої опалубки.
Щити такої опалубки оснащені нагрівальними елементами, вмонтованими з 
тильної сторони палуби й закритим шаром утеплювача. Нагрівальними елементами 
можуть бути оснащені щити будь-якої опалубки (дрібнощитової, крупнощитової, 
ковзаючої й т.д.). Застосовують гріючі опалубки при бетонуванні в зимових 
умовах, а також для прискорення твердіння бетону в літніх умовах з метою 
прискорення робіт і скорочення виробничого циклу. Передача тепла в таких 
опалубках відбувається шляхом теплопровідності, тобто контактним способом від 
нагрітої поверхні опалубки до бетону.
Грію ча опалубка має палубу з металевого листа або водостійкої фанери, з 
тильної сторони якої розміщені електричні нагрівальні елементи. У сучасних 
опалубках як нагрівані використовуються дроти і кабелі, сітчасті й вуглецеві 
стрічкові нагрівані, струмопровідні покриття й ін. Найбільш  ефективні кабелі 
з константового дроту в термостійкій ізоляції, ізоляція у свою чергу 
захищ ена від механічних уш коджень металевим чохлом (рис.2.7.1) [26]
Рис. 2.7.1 - Технічні засоби для кондуктивного нагрівання бетону
а - термоактивная опалубка з гріючим кабелем; б - те ж, із сітчастими 
нагрівачами; в - термоактивне гнучке покриття із гріючими проводами;
1 -гріючий кабель; 2 - азбестовий аркуш; 3 - мінеральна вата; 4 - захисний 
сталевий аркуш; 5 - клема; 6 - палуба з фанери; 7 - розводящі шини;
8 - сітчасті нагрівачї; 9 - захисний чохол; 10 - алюмінієва фольга; 11 -отвори 
для кріплення покриття; 12 -утеплювач; 13 -листова гума; 14 - гріючий 
провідник; 15 - комутаційні виводи.
Також можна застосовувати плоскі графіто пластикові нагрівані, які являють 
собою графітову тканину, що по контуру окантована електродами, підключеними 
до комутаційних проводів. Цей нагрівай розміщений у склопластикову або 
поліпропіленову ізоляцію, загальна товщина щита не перевищує 2 мм. Щити 
можуть випускатися різних розмірів у плані, мають низьку вартість. Щити можна 
розташовувати із зовнішньої або внутрішньої сторони палуби, але оптимальним 
вважається їхнє розташування між щитами опалубки на відстані 5...6 мм від 
внутрішньої поверхні, що підвищує строк експлуатації до 50...60 тис. год. 
Температура на робочій поверхні —  у межах 80...120°С, для одержання 70% 
марочної міцності досить експлуатації установки протягом 24...З6 год. (залежно від 
температури зовнішнього повітря)[26].
Сітчасті нагрівачі з металу ізолюють із двох сторін прокладкою тонких 
азбестових листів, лист із тильної сторони додатково покривають теплоізоляцією.
В гріючу опалубку, може бути переобладнана будь-яка інвентарна опалубка 
з палубою зі сталі або фанери. Опалубку застосовують при зведенні тонкостінних і 
середньомасивних конструкцій, а також при замонолічуванні вузлів збірних 
залізобетонних елементів.
Термоактивна опалубка, що збирається в будівельних умовах (рис.2.7.2), 
складається із щитів (сталевих або фанерних); гріючого пристрою, що включає 
набір плоских дротових спіралей або ТЕНів; електроізоляційного шару між 
гріючим пристроєм і щитом опалубки; теплового захисту на зовнішній поверхні. 
Ця опалубка має таку ж форму, як і опалубка для бетонування в літніх умовах, але 
зовні до неї примикає обігрівальний пристрій і теплоізоляційні шари [26].
69
а) б)
Рис. 2.7.1 - Технічні засоби для кондуктивного нагрівання бетону
а - із дротовим нагрівачем; б - із трубчастим нагрівачем (ТЕН); 1 - щит 
сталевої опалубки; 2 - азбестовий картон; 3 - дротовий нагрівач на 
абеетоцементном листі; 4 - мінеральна вата; 5 - фанера; б - сталевий аркуш 
для кріплення ТЕН; 7 - трубчастий нагрівач.
Також можна використовувати термоактивне покриття (ТРАП) —  легкий, 
гнучкий пристрій з вуглецевими стрічковими нагрівачами або гріючими 
проводами, що забезпечують нагрівання поверхні дотику до50° С. Основою 
покриття є склотканина, до якої й кріплять нагрівані. Для теплоізоляції 
застосовують листове скловолокно з екранованим шаром з фольги. Як гідроізоляція 
використовують прогумовану тканину.
Гнучке покриття можна виготовляти різних розмірів. Для кріплення окремих 
покриттів між передбачені спеціальні затискачі. Покриття можна розташовувати на 
вертикальних, горизонтальних і похилих поверхнях конструкцій. По закінченні 
роботи з покриттям на одному місці його знімають, очищають і для зручності 
транспортування звертають у рулон.
70
Висновки за розділом 2
Досліджено основні переваги технології попереднього напруження 
монолітного залізобетону на основі зарубіжного досвіду, а саме:
- Зменшення товщини плит перекриттів і фундаментів, залежно від 
навантажень і кроку колон, до 50 % у порівнянні з звичайними 
конструкціями. Навантаження від ваги перекриттів у підсумку 
зменшують навантаження на колони й фундаменти, що істотно зменшує 
загальні витрати бетону на перекриття, колони й фундамент.
- Виконання всіх технологічних операцій з попередньо напруженим 
монолітом виключає необхідність застосування заводів ЗБК й відповідно 
транспортування виробів ЗБК на будівельний майданчик.
- Зменшення витрат періодичної арматури у конструкціях із попередньо 
напруженими високоміцними канатами до 40%.
Витрати високоміцних канатів на квадратний метр для перекриттів 
становить близько 4-6 м.п.
Також досліджені сучасні матеріали та устаткування для технології попереднього 
напруження монолітного залізобетону.
71
РОЗДІЛ 3. ДОСЛІДЖЕННЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ 
РІШЕНЬ ПОПЕРЕДНЬО-НАПРУЖЕНИХ БЕЗБАЛОЧНИХ ПЕРЕКРИТТІВ 
ЗЛ. Основні відомості про системи попередньо напружених перекриттів 
Принциповою базою проектів БПК (безригельний попередньо напружений 
каркас) є конструктивно-технологічна схема монолітного будівництва, що 
припускає застосування технології попереднього натягу арматурних елементів у 
будівельних умовах.
Основні переваги будівельної продукції, отриманої в результаті реалізації 
проектів серії БПК, полягають у забезпеченні наступних показників:
економічність (високий рівень економічної ефективності будівництва, що 
припускає зниження собівартості зведення будинків до 30%); 
надійність (високі якісні характеристики будинків при скороченні 
тривалості будівництва за рахунок впровадження сучасних технологій і 
конструктивних схем зведення);
сучасність (збільшення прольотів до 18,5 м, що дозволяють широко 
варіювати архітектурно-планувальними рішеннями з підвищенням 
функціональності, комфортабельності й зручності експлуатації).
Область застосування проектів БПК (без ригельний попередньо напружений 
каркас) досить широкий. У першу чергу це будівництво житлових будинків і 
об'єктів суспільного призначення різної поверховості: житлові будинки,
багатоповерхові паркінги, котеджі, таунхауси, об'єкти інфраструктури, прибудови 
до існуючих будинків.
Досвідом зарубіжних компаній та фірм доведена раціональність застосування 
розглянутих проектів при реконструкції будинків і споруд із можливістю 
збільшення обсягів забудови. Пункт 3.1 згідно [22]
3.2 Види конструктивних схем безригельних попередньо напружених 
каркасів та їх аналіз
До основних конструктивних схем БПК, які ефективно застосовуються 
закордонними та російськими компаніями відносяться :
72
- БПК-К (безригельний попередньо напружений каркас з кесонним 
перекриттям);
- БГІК-П (безригельний попередньо напружений каркас з плоским 
перекриттям);
- БПК-ПС (безригельний попередньо напружений каркас з пустотним 
перекриттям);
- БПК-СВ (безригелний попередньо напружений каркас з дворівневим 
перекриттям);
- БПК-СМ (безригельний попередньо напружений каркас з збірно- 
монолітним перекриттям);
- БПК-Я (безригельньїй попередньо напружений каркас з чарунковим 
перекриттям);
- Консолі з максимальним вилітом 3,5; 4,5 ; 6,5 метрів;
Пункт 3.2 згідно [22].
Розглянемо кожну конструктивну схему БПК більш детально.
3.2.1 Безригельний попередньо напружений каркас з плоским 
перекриттям
За рахунок використання в конструктивній схемі БГЖ-П технології 
попередньо напруженого залізобетону з'явилась можливість значно збільшити 
довжину прольоту, залишивши при цьому перекриття плоским (безбалочним). 
Основним достоїнством даної конструктивної схеми є плоска плита малої товщини, 
простота проведення опалубних робіт і наступних опоряджувальних робіт.
Дана конструктивна схема найбільш актуальна при будівництві житлових 
будинків, офісних приміщень, малих торговельних споруджень (магазинів, 
невеликих торговельних комплексів, комерційних складських приміщень і т.д.), а 
також при реконструкції будинків і споруд різного призначення.
Конструктивна схема БПК-П дозволяє одержати приміщення вільного 
планування площею до 81 кв.м. і більше.
Технічні характеристики:
- Максимальний проліт: 9 м;
- Товщина плити перекриття: 180- 2 5 0 мм;
73
'у
- Витрати арматурних елементів (загальні): 1 5 - 2 2  кг/м .
Максимальний проліт даний для конструктивної схеми з армуванням плити 
перекриття канатною арматурою тільки по осях конструкції. Можливе збільшення 
прольоту до 10 - 11 м при армуванні канатною арматурою по всій площі плити 
перекриття, при цьому товщина плити перекриття складатиме 250 - 280  мм, 
залежно від навантажень. Пункт 3.2.1 згідно [22]
3.2.2 Безригельний попередньо напружений каркас з кесонним перекриттям
Конструктивна схема БПК-К дозволяє ще більше збільшити довжину 
прольотів каркаса, при цьому армування не напружуваною арматурою зростає 
незначно в порівнянні із плоским перекриттям. У традиційному будівництві також 
застосовується конструктивна схема кесонного перекриття, однак у цьому випадку 
армування залізобетонних ригелів викликає великі витрати арматури, тому що вони 
представляють собою монолітні залізобетонні балки. Використання попереднього 
напруження дозволило значно знизити витрати арматури і позбутися додаткового 
армування ригелів кесонного перекриття. Наведена товщина плити при цьому 
наближається до товщини плоского перекриття.
Дана конструктивна схема найбільш актуальна при будівництві паркінгів, 
торговельних, виробничих і складських будинків.
Використання конструктивної схеми кесонного перекриття дозволяє 
одержати приміщення вільного планування площею до 144 кв.м. і більше. Пункт
3.2.2 згідно [22].
Технічні характеристики:
М аксимальний проліт: 12 м;
- Товщина плити: 200 - 220 мм;
ригеля: 3 0 0 - 3 5 0  мм;
- Товщина плити перекриття (наведена): 220 - 250 мм;
Витрати арматури (загальні): 2 2 - 2 5  кг/м2.
74
3.2.3 Безригельний попередньо напружений каркас з дворівневим 
перекриттям
Дана конструктивна схема дозволяє влаштовувати перекриття із прольотами 
аналогічними конструктивній схемі кесонного перекриття. Однак конструктивна 
схема дворівневого перекриття дозволяє більш ефективно використовувати 
конструкційні матеріали, внаслідок чого зменшується наведена товщина плити. Це 
одна з найбільш економічних конструктивних схем на основі технології БПК. 
Армування виконується по тому ж принципі, що й у кесонному перекритті, витрати 
арматури в обох схемах практично ідентичний.
Дана конструктивна схема найбільш актуальна при будівництві більших 
торговельних приміщень, паркувальних майданчиків і гаражних приміщень, 
виробничих і складських будинків.
Використання конструктивної схеми дворівневого перекриття на основі 
технології БПК дозволяє одержати приміщення площею до 144 кв.м. і навіть 
більше з абсолютно вільним плануванням.
Пункт 3.2.3 згідно [22].
Технічні характеристики:
- М аксимальний проліт: 12 м ;
- Товщина конструктивних елементів:
Ригель ( 1-я щабель): 2 5 0 - 300 мм ; Ригель ( 2-я щабель): 140 - 180 мм ; Плита:
80- 1 0 0 м м ;
- Товщина плити перекриття (наведена): 170-22 0 мм;
'У
Витрати арматури (загальні): 1 8 - 2 5  кг/м
3.2.4 Безригельний попередньо напружений каркас з збірно-монолітним 
перекриттям
Дана конструктивна схема дозволяє використовувати спільно збірні 
конструкції й монолітні залізобетонні конструкції з високою ефективністю. Всі 
збірні залізобетонні конструкції заводського виготовлення - типові багатопустотні
75
попередньо напружені плити. При влаштуванні перекриттів з використанням схеми 
збірно-монолітного перекриття значно скорочуються витрати арматури і опалубки. 
Товщину ригелів можна підібрати як відповідно до товщини використовуваних 
багатопустотних плит, так і не залежно від них. Дана схема є однієї з найбільш 
економічних конструктивних схем на основі технології БПК.
Дана конструктивна схема найбільш актуальна при будівництві житлових 
будинків, офісних приміщень, малих і більших торговельних споруд (магазинів, 
торговельних комплексів, комерційних складських приміщень І Т .Д .).
Використання конструктивної схеми збірно-монолітного перекриття на 
основі технології БПК дозволяє одержати приміщення площею до 144 кв.м. і навіть 
більше з абсолютно вільним плануванням.
Технічні характеристики:
- М аксимальний проліт: 12 м;
- Товщина плити перекриття: 220 - 300 мм;
'у
- Витрати арматури (загальні): 1 5 - 2 2  кг/м .
В 2003 році НИИЖБ були проведені випробування стику примикання 
монолітної ділянки плити із багатопустотною плитою збірно-монолітного 
перекриття. Випробування показали наступне:
- Величина зусилля, зрушення, при якому відбувалося руйнування зразків, 
перевищує гранично припустиму величину з урахуванням коефіцієнта 
безпеки у від 2,0 до 2,2 рази.
На пустотних плитах перекриття розчленовування верхньої полиці від нижньої не 
відбувалося. Горизонтальних тріщин не спостерігалося.
3.2.5 Безригельний попередньо напружений каркас з пустотним 
перекриттям
Дана конструктивна схема дозволяє влаштовувати великопролітні 
перекриття, у тому числі розраховані на більші навантаження, у напрямку ребер 
перекриття. Використання технології БПК дозволило створити легку плиту, здатну 
сприймати більші навантаження на прогин. Незважаючи на те, що загальна висота 
плити виходить досить велика, її вага істотно знижується за рахунок влаштування 
пустот у середині плити перекриття і її наведена товщина залишається не більше
76
300 мм. Нижня й верхня поверхня даної плити плоска, що полегшує наступні 
опоряджувальні роботи. Пустотна плита перекриття влаштовується в 2 етапи: 
спочатку заливається нижня плита й вертикальні ребра, потім здійснюється 
попереднє напруження нижньої плити, після чого заливається верхня плита 
перекриття. Армування верхньої плити перекриття може складатися лише з 
металевої сітки малого перетину, тому на таких прольотах витрати арматури 
невеликі.
Дана конструктивна схема найбільш актуальна при будівництві парковок і 
гаражних приміщень, виробничих і складських будинків, різних спортивних, 
концертних і виставочних споруд. Також її можна застосовувати в сполученні з 
іншими конструктивними схемами в місцях, де необхідно перекрити більший 
проліт в одному напрямку (наприклад, переходи між корпусами будинків).
Використання конструктивної схеми пустотного перекриття на основі 
технології БПК дозволяє одержати приміщення площею до 185 кв.м. і навіть 
більше з абсолютно вільним плануванням.
Технічні характеристики:
Максимальний проліт уздовж ребер: 18,5 м;
- М аксимальний проліт поперек ребер: 9 - 10 м;
- Загальна висота плити: 450 - 700 мм;
- Товщина плити перекриття (наведена): 25  0 -3  00  мм;
Витрати арматури (загальні): 30 - 3 5 кг/м2
У технічних характеристиках зазначена максимальна довжина прольоту 
перекриття, що був реалізований на об'єкті у Росії. Однак потенціал даної 
конструктивної схеми повністю не розкритий. При невеликому збільшенні витрати 
арматури можливе збільшення прольотів. Пункт 3.2.5 згідно [22].
3.2.6 Безригельний попередньо напружений каркас з чарунковим 
перекриттям
Дана конструктивна схема дозволяє влаштовувати великопролітні 
перекриття, у тому числі розраховані на більші навантаження, але вже у двох 
напрямках. Використання технології БПК дозволило створити легку плиту, здатну 
сприймати більші навантаження на прогин. Незважаючи на те, що загальна висота
77
плити виходить досить велика, її вага істотно знижується за рахунок влаштування 
пустот у середині плити перекриття і її наведена товщина залишається не більше 
320 мм. Нижня й верхня поверхня даної плити плоска, що полегшує наступні 
опоряджувальні роботи. Чарункова плита перекриття влаштовується в 2 етапи: 
спочатку заливається нижня плита й вертикальні ребра, потім здійснюється 
попереднє напруження нижньої плити, після чого заливається верхня плита 
перекриття. Армування верхньої плити перекриття може складатися лише з 
металевої сітки малого перетину, тому на таких прольотах витрати арматури 
невеликі.
Дана конструктивна схема найбільш актуальна при будівництві парковок і 
гаражних приміщень, виробничих і складських будинків, різних спортивних, 
концертних і виставочних споруд. Також її можна застосовувати в сполученні з 
іншими конструктивними схемами в місцях, де необхідний пристрій перекриття з 
більшими прольотами (наприклад, приміщення кінотеатрів усередині торговельних 
комплексів).
Використання конструктивної схеми пустотного перекриття на основі 
технології БПК дозволяє одержати приміщення площею до 340 кв.м. і навіть 
більше з абсолютно вільним плануванням. Пункт 3.2.6 згідно [22].
Технічні характеристики:
М аксимальний проліт: 18,5 м;
Загальна висота плити: 4 5 0 - 7 0 0  мм;
- Товщина плити перекриття (наведена): 270 - 320 мм;
Витрата арматур (загальний): 35 - 4 0 кг/м .
3.2.7 Консолі з максимальним вильотом 3,5 ; 4,5 ; 6,5 метрів
Окремий інтерес представляють собою консольні елементи на базі проектів серії 
БПК.
Інноваційні рішення дозволили істотно збільшити довжину консольних 
елементів каркасу без застосування додаткового армування не напружуваної 
арматурами.
Особливості проектів БПК дозволяють залежно від прийнятої конструктивної 
схеми одержати виліт консольної частини довжиною до 6,5 м. Пункт 3.2.7 згідно 
[22]
Висновки за розділом З
В 3 розділі досліджено системи попередньо напружених безбалочних перекриттів 
(БПК). Досліджені найбільш вдалі області застосування проектів БПК; основні 
переваги з традиційними схемами монолітного будівництва, а саме:
економічність (високий рівень економічної ефективності будівництва, що 
припускає зниження собівартості зведення будинків до 30%);
надійність (високі якісні характеристики будинків при скороченні тривалості 
будівництва за рахунок впровадження сучасних технологій і конструктивних 
схем зведення);
сучасність (збільшення прольотів до 18,5 м, що дозволяють широко 
варіювати архітектурно-планувальними рішеннями з підвищенням 
функціональності, комфортабельності й зручності експлуатації).
79
РОЗДІЛ 4. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЇ ВЛАШТУВАННЯ МОНОЛІТНОЇ ПЛИТИ 
ТА ВИЗНАЧЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ІННОВАЦІЙНОГО ОБЛАДНАННЯ 
ПОПЕРЕДНЬОГО НАПРУЖЕННЯ АРМАТУРИ НА БУДІВЕЛЬНОМУ 
МАЙДАНЧИКУ
4Л Встановлення опалубки для плити перекриття
- Обов'язково необхідно починати монтаж опалубки з кута, який прилягає до 
самої довшої стіни;
- Повинна бути забезпечена прямокутність першої панельної секції;
- Напрямок опалублення - згідно розкладки опалубки або по мінімальному 
добору залишкового зазору;
- Перед початком опалублення насадити на падаючу голівку або опорну 
голівку на стійку і налагодити потрібну довжину стійки. При цьому потрібно 
дотримуватись монтажних розмірів системи;
- Оптимальний склад ланки опалубників в звичайних умовах - дві людини;
- Після встановлення опалубки рекомендується складувати порожні 
транспортні піддони під опалубку. Таким чином, при розпалублені піддони 
можуть завантажуватись безпосередньо. Для простого поперечного 
перевезення використовується візок для піддонів
фірми PERI.
Розглянемо технологічну послідовність монтажу опалубки фірми SKYDECK:
1. Встановити першу стійку з опорною голівкою в куті на відстані 125 мм від 
повздовжньої стіни, і 250 мм від поперечної стіни і зафіксувати триногою. 
Поставити другу стійку з падаючою голівкою на відстані 125 мм від повздовжньої 
стіни, і 250 мм від поперечної стіни. Потім навісити перший повздовжній ригель і 
зафіксувати стійку
2. Встановити третю стійку з опорною голівкою на відстані 1500 мм від 
повздовжньої стіни, і 250 мм від поперечної стіни і зафіксувати. Поставити 
четверту стійку з падаючою голівкою на відстані 1500 мм від повздовжньої стіни, і 
2275 мм від поперечної стіни. Потім навісити другий повздовжній ригель і 
зафіксувати стійку
80
3. Накласти перші три панелі. При цьому звернути увагу на правильну посадку 
панелей. При монтажі наступних панелей, їх центрування відбувається 
автоматично (дивись пункт 1). Таким чином, перша панельна секція БКУ БЕСК 
змонтована.
4. Змонтувати на кожній другій секції настінний кронштейн 8\\ТТ Він являється 
допоміжним пристосуванням для забезпечення горизонтального положення під час 
монтажу. За допомогою 8\УН можна зафіксувати повздовжні ригелі, а також 
панель. Тепер приймаються триноги.
5. Для встановлення поперечної секції (дивись пункт 2) спочатку встановлюється 
стійка з опорною голівкою. Потім встановлюється з падаючою голівкою і 
підвішуються повздовжні ригелі.
6. Тепер захищається друга стійка від перекидання триногою. Панелі укладаються 
знизу. На кожній другій секції вздовж стіни необхідно змонтувати настінний 
кронштейн 8 \¥Н  - 2.
7. Для встановлення повздовжньої секції спочатку підвішуються два повздовжні 
ригелі і піднімаються за допомогою стійок з падаючими голівками нагору. Стійки 
повинні фіксуватися триногами (дивись пункт 3).
8. Панелі укладаються зверху. На кожній другій секції вздовж стіни необхідно 
змонтувати настінний кронштейн 8 \¥Н  - 2.
9. Завдяки систематичній послідовності монтажу тепер операції повторюються 
таким же чином : палубник, який знаходиться знизу, підвішує повздовжні ригелі
10. В кінці укладаються щілинні плінтуса 8КУТ)ЕСК і нівелюється опалубка.
81
Рис.4,1.1 -  1 етап встановлення опалубки SKYDECK
Р и с .4 . 1. 2 - 2  етап  в с т а н о в л е н н я  о п а л у б к и  S K Y D E C K
Рис.4.1.3 - 3  етап встановлення опалубки SK Y DECK
Рис.4 .1 .4  4 етап встановлення опалубк и  S k ï  D E C K
Р и с .4 .1 .5  5 е га и  в с т а н о в л е н н я  о п а л у б к и  S K \  DEC К
1 <
Р и с .4 .1 .6 -  6  е т а п  в с т а н о в л е н н я  о п а л у б к и  S K Y D E C K
Р и с.4 .1.7 • 7 стан встановлення опалубки SKYDH CK
Рис.4 .)  9  сгам встановлення опалубки 8к У І)Г 'С К
Рис.4 .1 .10  -  10 етап встановлення опалубки 8КУТ)ЕСК
Технологічні особливості опалубки при влаштуванні попередньо напруженої плити 
перекриття . Згідно [27].
При виборі типів опалубки необхідно дотримувати вимог 
ТОСТ 23478 - 79;
При виборі типу опалубки, при зведенні бетонних і залізобетонних 
конструкцій, варто передбачити:
85
а) деформації опалубки й упорів (попередньо напружених конструкцій) 
від зусиль обтиснення;
б) скруглення прямих і гострих кутів конструкції що бетонується 
радіусом 20 мм або фаскою розміром не менш 10x10 мм (якщо в 
проекті немає інших вказівок);
в) величину ухилу бічних поверхонь нероз'ємної блокової 
опалубки 1/20.
- Приймання інвентарної опалубки, що надходить із заводу виготовлювача, 
варто здійснювати відповідно до вимог СНиП 3.03.01-87 і ГОСТ 18242 - 
72*;
- Підготовлену до бетонування опалубку варто приймати по акту;
- Поверхня опалубки, повинна бути перед укладанням бетонної суміші 
покрита змащенням. Змащення варто наносити тонким шаром на ретельно 
очищену поверхню;
- Поверхня опалубки після нанесення на неї змащення повинна бути 
захищена від забруднення, дощу й сонячних променів;
- Не допускається попадання змащення на арматуру й закладні деталі;
- Допускається для змащення дерев'яної опалубки використовувати емульсії 
ЗКС у чистому виді або з добавкою вапняної води;
- Для металевої й фанерної опалубки допускається застосовувати емульсії з 
добавками уайт-спірита або поверхово активних речовин, а також інші 
склади змащень, що не впливають негативно на властивості бетону й 
зовнішній вигляд виробу й зменшенням зчеплення опалубки з бетоном;
- Змащення з відпрацьованих машинних масел застосовувати не допускається; 
Опалубка й арматура масивних конструкцій перед бетонуванням повинні 
бути очищені стислим (у тому числі гарячим) повітрям від снігу й пилу. 
Очищення й нагрівання арматури паром або гарячою водою не 
допускається;
- Всі відкриті поверхні свіжоукладеного бетону після закінчення бетонування 
й при перервах у  бетонуванні повинні бути ретельно вкриті й утеплені.
4.2 Армування плити перекриття
До початку армування перекриття повинні бути виконані наступні роботи :
1 Повністю закінчені опалубочні роботи на захватці, встановлені бортові 
дошки, які формують торець перекриття. Встановлені і закріплені дерев'яні і
86
металеві отвороутворювачі отворів шахти ліфтів, сходинкового маршу, шахт 
вентиляції, та інших отворів.
2 Виконана перевірка опалубки, виявлені дефекти усунені, оформлений акт на 
приймання опалубки на основі виконаної геодезистами виконавчої зйомки.
3 Привезені і складовані в зоні дії баштового крану арматурні вироби, 
фіксатори захисного шару бетону, в'язальний дріт, відсікані захваток із сітки, 
короба для отворів, переріз яких використовується не повністю.
Виконана розмітка осей, розмітка встановлення великих розподільчих коробок для 
замонолічування розводок, розмітка місць встановлення арматури підсилення, лінії 
встановлення термовкладишів.
4 Виконані виноски рівня бетонування відмітки на випусках арматури і 
зафіксовані в'язальним дротом.
5 Очищені від іржі і цементного розчину, бруду випуски арматури стін і колон. 
Розібрані дерев'яні бруски від сікачів попередньої захватай, очищені 
підтікання .
6 Робітники та інженерно-технічні робітники ознайомлені з технологічною 
картою і організацією робіт, навчені безпечним методам праці.
7 Підготовлені, перевірені інструменти, інвентар і пристосування.
4.2.1 Армування плити перекриття не напружуваною арматурою
Армування не напружуваною арматурою монолітної плити складається з :
- заготівлі (як правило, централізовано) арматурних елементів;
- транспортування арматури на об'єкт будівництва, сортування її й 
складування;
- укрупнювального складання на приоб’єктній площадці арматурних 
елементів і підготовка арматури, яка монтується окремими стрижнями;
- установки (монтажу) арматурних блоків, просторових каркасів, сіток і 
стрижнів;
- з'єднання монтажних одиниць у проектному положенні в єдину 
армоконструкцію.
До початку армування перекриття повинні бути виконані наступні роботи: 
Повністю закінчені опалубочні роботи на захватці, встановлені бортові дошки, які 
формують торець перекриття. Встановлені і закріплені дерев'яні і металеві
87
отвороутворювачі отворів шахти ліфтів сходинкового маршу, шахт вентиляції, та 
інших отворів;
- Виконана перевірка опалубки, виявлені дефекти усунені, оформлений акт на 
приймання опалубки на основі виконаної геодезистами виконавчої зйомки;
- Привезені і складовані в зоні дії баштового крану арматурні вироби, 
фіксатори захисного шару бетону, в'язальний дріт, відсікані захваток із сітки, 
короба для отворів, переріз яких використовується не повністю;
- Виконана розмітка осей, розмітка встановлення великих розподільчих 
коробок для замонолічування розводок, розмітка місць встановлення 
арматури підсилення, лінії встановлення термовкладишів;
- Виконані виноски рівня бетонування відмітки на випусках арматури і 
зафіксовані в'язальним дротом;
- Очищені від іржі і цементного розчину, бруду, випуски арматури стін і 
колон. Розібрані дерев'яні бруски попередньої захватки, очищені підтікання 
бетону;
- Робітники та інженерно - технічні робітники ознайомлені з технологічною 
картою і організацією робіт, навчені безпечним методам праці;
- Підготовлені, перевірені інструменти, інвентар і пристосування.
- Перевірити освітлення, огородження отворів і торця опалубки перекриття, 
місця кріплення запобіжних пасків, закриття отворів;
- Прийнята необхідна кількість арматури і арматурних виробів, в'язального 
дроту, фіксаторів захисного шару. Забороняється укладання арматури на 
будь - які предмети, крім дерев'яних підкладок. Арматура не повинна 
торкатися поверхні опалубки;
- Встановити дерев'яні рейки товщиною 20 мм з кроком 100 см в напрямку 
перпендикулярному розташуванню першого рівня нижньої арматури;
На дерев'яні рейки покласти перший рівень нижньої арматури вздовж 
цифрових осей з проектним кроком, використовуючи для укладання и для 
контролю одиночні і багатомісні шаблони;
На перший укладений рівень нижньої арматури покласти проектну арматуру 
нижньої сітки в перпендикулярному напрямку вздовж буквених осей, місця 
перетину зв'язати в'язальним дротом;
- Одночасно встановлюють елементи захисного шару і витискаються дерев'яні 
рейки з під нижньої сітки плити;
- Встановлюються передбачені проектом установочні каркаси для фіксування 
верхньої арматури;
88
Встановлюються стержні верхньої арматури спочатку одного напрямку, 
потім іншого. Арматурники в'яжуть перетини, відступаючи від готової 
ділянки, або в'яжуть перетини після того, як вся верхня арматура буде 
розкладена. При розкладання і в'язанні обов'язкове застосування шаблонів. 
При в'язанні верхньої сітки ноги арматурника повинні розташовуватись на 
дерев'яних ходах, але ні в якому разі в чарунках арматурної сітки - щоб 
уникнути травм;
Одночасно з армуванням верхньої сітки плити ведуться роботи по 
прокладанню замонолічуваних розводок. Ці роботи виконуються 
спеціалістами —  монтажниками зі зберіганням умов, які розроблені в їх 
технологічних картах;
Замонолічувані розводки повинні бути розташовані як змога ближче до 
середньої зони плити (посередині між верхньою і нижньою арматурою); 
Одночасно з армуванням верхньої сітки плити в місцях утворення отворів, 
переріз яких використовується неповністю і дерев'яні бруски по контуру 
короба;
Для обмеження бетонування захватки плити перекриття встановлюють 
відсікані, як правило, об'єднуючи з встановлювальним каркасом, який 
підтримує верхню арматуру. Тому час їх встановлення диктується загальним 
ходом робіт. По контуру відсікана на висоту захисного шару арматури 
встановлюють дерев'яний брусок. Бажано встановлювати брусок для 
верхнього і нижнього захисного шару. Сітка відсікана з чарункою 10x10 мм 
повинна розташовуватись між бетоном плити і арматурою встановлюваного 
каркаса;
Встановлюються направляючі для вирівнювання бетону;
Виконується контрольний огляд і перевірка виконаних робіт. Прибираються 
бирки, раптово потрапивши сміття, шматки в'язального дроту та ін. 
перевіряється арматура на предмет іржі, очищення повинно виконуватись до 
встановлення арматури;
З захватки, яка передається під бетонування прибирається зайва арматура, 
оснащення, інструмент, в'язальний дріт та інші непотрібні для бетонування 
матеріали та вироби;
Стиснути повітрям видувається пил і мілке сміття. Повітря подається від 
компресора за допомогою шланга;
Складається акт на приховані роботи, підписується виконавцем робіт. 
Виконані арматурні роботи пред'являються представнику технічного нагляду
89
Замовника. Представником технічного нагляду Замовника підписується акт 
на приховані роботи, що свідчить про приймання арматурних робіт.
Вимоги які повинні бути виконані при армуванні плити перекриття не 
напружуваною арматурою:
- Монтаж арматури ведуть, як правило, з використанням механізмів і 
пристосувань, які застосовуються для інших видів робіт (опалубних, 
бетонних і ін.) і передбачених проектом виконання робіт. Ручне укладання 
допускається тільки при масі арматурних елементів не більше 20 кг; 
З'єднують арматурні елементи в єдину армоконструкцію зварюванням і в 
нахлест, а у виняткових випадках - в'язанням;
З'єднання в нахлест без зварювання використовують при армуванні 
конструкцій звареними сітками або плоскими каркасами з однобічним 
розташуванням робочих стрижнів арматури й при діаметрі арматур не вище 
32 мм. При цьому способі стикування арматури величина перепуску 
(нахлестки) залежить від характеру роботи елемента, розташування стику в 
перетині елемента, класу міцності бетону й класу арматурної сталі;
При монтажі арматури необхідно елементи й стрижні встановлювати в проектне 
положення, а також забезпечити захисний шар бетону заданої товщини, тобто 
відстань між зовнішніми поверхнями арматур і бетону. Правильно влаштований 
захисний шар надійно охороняє арматури від корозійного впливу зовнішнього 
середовища. Для цього в конструкціях арматурних елементів передбачають 
спеціальні упори або подовжені поперечні стрижні (Рис.4.2.1.1, а,б). Цей метод 
застосовують у тому випадку, якщо конструкція працює в сухих умовах. 
Забезпечити проектні розміри захисного шару бетону можна також за допомогою 
бетонних, пластмасових і металевих фіксаторів, які прив'язують або надягають на 
арматурні стрижні. Пластмасові фіксатори (Рис.4.2.1.1, д) характеризуються 
високими технологічними властивостями
90
2т. .т о
Рис.4.2.1.1 — Способи забезпечення захисного шару арматури 
а - у балках і ребрах плит за допомогою упорів;
6 - у  балках за допомогою подовжених стрижнів;
в - бетонною підкладкою із дротовою скруткою;
г - бетонною пробкою із пружинною скобою;
д - пружним пластмасовим фіксатором;
е - металевими штампованими підставками.
Захисний шар у плитах і стінах товщиною до 10 см повинен бути не менш 
10 мм; у плитах і стінах більше 10 см - не менш 15 мм; у балках і колонах 
при діаметрі поздовжніх арматур 20...32 мм - не менш 25 мм, при більшому 
діаметрі - не менш 30 мм. Згідно [28].
4.2.2 Армування плити перекриття напружуваною арматурою
По способу укладання напружуваної арматури, метод підрозділяють на:
- лінійний;
- безперервний.
При лінійному способі в напружуваних конструкціях, при їхньому 
бетонуванні залишають канали (відкриті або закриті). По придбанні бетоном 
заданої міцності в канали укладають арматурні елементи й роблять їхній натяг з
91
передачею зусиль на напружувану конструкцію. Лінійний спосіб застосовують для 
створення попереднього напруження в балках, колонах, рамах, трубах, силосах і 
багатьох інших конструкціях.
Безперервний спосіб полягає в навивці із заданим натягом нескінченного 
арматурного дроту по контуру забетонованої конструкції. У вітчизняному 
будівництві спосіб застосовують для попереднього напруження стінок 
циліндричних резервуарів [28].
Армування напружуваною арматурою монолітної плити складається з :
- заготівлі (як правило, централізовано) арматурних елементів;
- транспортування арматури на об'єкт будівництва, сортування її й 
складування;
- укрупнювального складання на приоб'єктній площадці арматурних 
елементів і підготовка канатної арматури;
фіксації моностренду за допомогою пластикових фіксаторів та анкерних 
плит;
- контрольне вивірення монострендів та складання акту на приховані роботи;
- після набуття бетоном проектної міцності, натяг арматурних елементів з 
подальшим опресовуванням;
- замонолічування опорних елементів;
- складання акту на приховані роботи.
Вимоги які повинні бути виконані при армуванні плити перекриття 
напружуваною арматурою:
Електродугове різання високоміцного арматурного дроту, канатів і 
стрижневої арматур, що напружується, газове різання канатів на барабані, а 
також виконання зварювальних робіт у безпосередній близькості від 
напружуваної арматури без захисту її від впливу підвищеної температури й 
іскор, забороняються;
У випадку, коли в проекті передбачене ручне в'язання арматурних каркасів і 
сіток, застосування монтажного зварювання (прихваток) не допускається;
Високоміцний дріт, сталеві й арматурні канати, що поставляються за ГОСТ 
7348-81* і ГОСТ 13840-68* а також арматурні елементи з них, варто зберігати в 
спеціальних ємкостях або в закритих сухих вентильованих приміщеннях при 
відносній вологості повітря, що виключає корозію дроту.
Переміщати арматурні пучки без пристосувань, що охороняють їх від 
різких перегинів, ушкоджень і забруднення, забороняється.
92
Арматурну сталь і готові арматурні елементи варто транспортувати в 
засобах, що виключають потрапляння вологи, бруду, солей і кислот;
- Анкерні закріплення до установки їх на арматурні елементи повинні бути 
ретельно очищені від змащення, бруду й іржі без ушкодження нарізки, а конусні 
пробки (клини) перед запресовуванням у колодку анкера знежирені до 
одержання чистої сухої поверхні;
- Перед установкою в конструкцію вся напружувана арматура, повинна бути 
прийнята по акту;
У процесі установки напружуваної арматури, забороняється приварювати 
(прихоплювати) до неї розподільні арматури, хомути й закладні деталі, а також 
підвішувати опалубку, устаткування й т.п.
Арматуру, що натягається на бетон, варто встановлювати безпосередньо 
перед натягом у строки, що виключають можливість її корозії;
Всю встановлену арматуру збірних і монолітних конструкцій варто 
приймати до їхнього бетонування; результати огляду й приймання варто 
оформляти актом на приховані роботи.
Послідовність натягу арматури конструкції повинна бути зазначена в проекті;
Результати натягу кожного арматурного елемента або групи елементів при 
їхньому одночасному натягу повинні бути занесені в журнал проведення робіт;
- Зусилля натягу арматури з упорів на бетон конструкції варто передавати по 
досягненні бетоном міцності не нижче зазначеної в проекті;
- Зовнішні анкерні пристрої арматурних елементів, що напружуються, треба 
забетонувати шаром товщиною не менш товщини захисного шару основної 
конструкції;
- Контроль за якістю стиків не напружуваної арматури необхідно призначати 
залежно від їхньої категорії, що вказується в проекті конструкції споруди.
Метод контролю встановлюється проектом [27].
4.3 Нормативні вимоги при виробництві арматурних робіт
Таблиця 4.3.1 - Нормативні вимоги при виробництві арматурних робіт
Технічні вимоги Контроль Метод та 
спосіб контролю
1 2 3
1. Тривалість зберігання 100% високоміцної Вимірювальний
високоміцної дротової арматурної сталі
арматури, арматурних і 
сталевих канатів у 
закритих приміщеннях або 
спеціальних ємкостях - не 
більше одного року. 
Відносна вологість 
повітря, що допускається - 
не більше 65%
2-Відхилення, що Кожного арматурного Вимірювальний 
допускаються, при елемента (перевірка по шаблону) 
заготівлі,установці й сонтрольних зразків перед Вимірювальний 
натягу напружуваної початком робіт. Повторні (випробовування 
арматури від проектних випробування після на відрив) 
значень: висадки кожних Ютис. Вимірювальний 
а) взаємний поздовжній головок, у випадку заміни (перевірка 
зсув висаджених головок матриць пуансонів і штангенциркулем)
на кінцях арматурного ремонту обладнання для 
елемента 0,5 мм на кожні висадки головок. Теж саме
1 Ом довжини пучка
б) міцність анкерних 
головок високоміцних 
дротів на розрив - не 
нижче гарантованого 
розривного
зусилля за ГОСТ7348-81*
в)розмірів анкерних 
головок 0,2 мм
3. Відхилення, мм, у Кожного арматурного Вимірювальний 
контрольованій довжині елемента (перевірка стальною 
двохпучкових елементів Теж саме рулеткою)
при натязі: Теж саме
а) груповому - 10
б) почерговому - ЗО
1 2 3
4.ВІДХИЛЄННЯ у відстанях Кожної конструкції Вимірювальний 
між канатами, стрижнями (перевірка стальною 
й іншими елементами що рулеткою)
напружуються, мм: а) 
при проектній відстані в 
створі до - 60
5. Відхилення від Кожного Вимірювальний 
проектного положення арматурного (перевірка стальною 
внутрішніх анкерів при елемента рулеткою)
натязі арматурних Теж саме Теж саме
елементів і канатів на 
упори, мм: а) 
найближчих до торців 
балок убік торця -  40 
б)те ж, убік середини - 
60 інших анкерів у будь- 
яку сторону 200 
(при мінімальній відстані 
в створі між анкерами 
100 мм)
6. Відхилення Кожного елемента Вимірювальний 
контрольованої довжини, (вимірювання при 
що допускається Ь установці на упори або 
арматурного елемента на спеціальному стенді)
(відстань між 
внутрішніми площинами 
склянкових анкерів і 
анкерів з висадженими 
головками) 0,001 у
межах + 5 0 ; - 4 0 мм
7. Перекіс опорних Один раз в місяць при Вимірювальний 
(упорних) поверхонь в натягу на упори і в (перевірка кутником або 
Місцях установки кожному вузлі при щупом по вивіреній базі)
домкратів і анкерів не натягу на бетон
більше 1:100
8. Точність установки Кожної установки Вимірювальний 
домкратів при груповому домкрату вимірювання лінійкою)
натягу арматури щодо 
рівнодіючого зусилля 10 
мм
9. Попереднє обтиснення Всіх канатів Вимірювальний (заміри 
протягом 30 хв. сталевих натягу частотоміром або 
канатів зі спіральної або іншим
з подвійною пряддю і динамометричним
закритих сталевих прибором)
канатів на 10% вище 
контрольованого зусилля 
натягу
1 2 3
10. Відхилення величин, що Кожного арматурного Вимірювальний ^  
допускаються, зусиль натягу елемента (перевірка по 
арматури домкратами (від 20% арматурних елементів в манометру і витяжці) 
контрольованого зусилля), групі Теж саме
%: Кожної групи Теж саме
в окремих арматурних 
елементах,канатах, стрижнях 
і дротах при натягу:
а) почерговому - 5
б) груповому - 10
в) сумарне для всіх 
арматурних елементів, 
канатів, стрижнів і дротів 
в одній групі - 5
11. Відхилення величин Кожного арматурного Вимірювальний 
витяжки від проектної, %: в елемента (перевірка стальною 
окремих арматурних Кожної групи рулеткою)
елементах, канатах, Теж саме
стрижнях і дротах —  15. В 
одній групі арматурних 
елементів, канатів, стрижнів 
і дротів - 10.
12. Точність виміру Кожного арматурного Вимірювальний 
пружного подовження елемента (вимірювальним 
арматури при її натягу, мм: Теж саме інструментом 
а)поздовжньої - 1 відповідної точності) 
б)поперечної Теж саме
(хомутів) - 0,1
13.Сумарні втрати зусиль, 
що допускаються, натягу, 
викликані тертям у 
домкратах і анкерних
97
закріпленнях, %: 1 2 3
а)при анкерних закріпленнях Тільки при визначені Вимірювальний 
дротів з висадженими (заміри натягу 
головками й склянковими контрольного зусилля частотоміром або іншим 
анкерами 5*0) Теж саме динамометричним 
б) при конусних анкерах 10*(1) прибором)
Теж саме
Примітки: 1.Арматурні елементи, канати й стрижні, що мають 
відхилення значень зусилля натягу більше зазначених величин, повинні 
бути повторно натягнуті або замінені.
2. Допускається залишати в конструкції не більше 20% робочих 
арматурних елементів, що напружуються, з обірваними або не повністю 
напруженими дротами при числі останніх не більше 5% загального числа 
в арматурному елементі.
3. При визначенні пружного подовження арматури за умовний нуль 
приймається зусилля попередньої напруги, що відповідає 20% 
контрольованого.
П ункт 4.3 згідно [27].
4.4 Подача бетонної суміші та укладання її в конструкцію плити 
перекриття
До початку бетонування конструкції повинні бути виконані наступні вимоги :
- Змонтована опалубка плити перекриття;
- Перевірена правильність встановлення опалубки і надійність кріплення її 
елементів;
- Перевірена наявність підпірних стійок на нижніх поверхах;
- Встановлена вся проектна арматура, підписаній акт на приховані роботи;
- Встановлені закладні деталі, отвороутворювачі, коробки і труби 
замонолічуваної електророзвідки та інші елементі згідно проекту;
- Перевірене встановлення фіксаторів товщини захисного шару;
- Перевірена наявність змазки на поверхні палуби опалубки;
- Із опалубки прибрані всі зайві предмети;
- Отриманий дозвіл майстра (виконроба) на виконання бетонних робіт;
- Виконане освітлення робочих місць бетонників, черговий електрик повинен 
перевірити на дієздатність, виявлені несправності - ліквідувати;
98
- Підготовлені і випробувані машини, інструменти, інвентар та 
пристосування;
- Призначені робітники які відповідають за чистоту до і після 
бетонування.
Вимоги до бетонування конструкції
- Готувати й транспортувати бетонну суміш треба відповідно до діючих 
нормативних вимог. При цьому бетонну суміш варто готувати в змішувачах 
примусового перемішування; допускається готування бетонних сумішей з 
рухливістю 5 см. і більше в гравітаційних змішувачах (вільного падіння). 
Цементно-піщані розчини варто готувати в бетонозмішувачах. Допускається 
готування цементно-піщаних розчинів у бетонозмішувачах примусового 
перемішування;
- Розчини добавок варто подавати в змішувач одночасно з водою. 
Концентровані розчини добавок необхідно готувати завчасно. Комплексні 
добавки необхідно змішувати безпосередньо перед заливанням у 
бетонозмішувач або дозувати роздільно;
- Ємкості, у  яких перевозиться бетонна суміш, необхідно очищати й 
промивати після кожної зміни й перед тривалими (більше ЗО хв) перервами в 
транспортуванні;
- Бетонну суміш необхідно укладати відповідно до ПВР. При цьому бетонну 
суміш укладають у форму або опалубку горизонтальними шарами без 
технологічних розривів з напрямком укладання в одну сторону у всіх шарах. 
При значних площах поперечного перерізу конструкції що бетонується 
допускається укладати й ущільнювати бетонну суміш похилими шарами. Кут 
нахилу до горизонту поверхні покладеного шару бетонної суміші перед її 
ущільненням не повинен перевищувати 30°;
- Бетонну суміш можна подавати бетононасосами в усі види конструкції при
о
інтенсивності бетонування не менш 6 м /год, а також у стиснутих умовах і в 
місцях, не доступних для інших засобів механізації;
- Перед початком ущільнення кожного шару, бетонну суміш варто рівномірно 
розподілити по всій площі поперечного перерізу конструкції що бетонується. 
Висота окремих виступів над загальним рівнем поверхні бетонної суміші 
перед ущільненням не повинна перевищувати 10см. Забороняється
99
використовувати вібратори для перерозподілу й розрівнювання шару що 
укладається, бетонної суміші, поданої в опалубку. Бетонну суміш у 
покладеному шарі ущільнювати тільки після закінчення розподілу й 
розрівнювання площі що бетонується;
Бетонна суміш, що втратила до моменту укладання задані характеристики, 
подачі в конструкцію що бетонуються не підлягає. Відновлювати 
характеристики бетонної суміші додаванням води на місці укладки 
забороняється;
Наступний шар бетонної суміші необхідно укладати до початку 
схоплювання бетону в попередньому покладеному шарі. Якщо перерва в 
бетонуванні перевищив час початку схоплювання бетону в покладеному 
шарі (бетон втратив здатність до тиксотропного розрідження при наявних 
засобах віброущільнення), необхідно влаштувати робочий шов. У цьому 
випадку бетон у покладеному шарі повинен бути витриманий до проектної 
міцності, не менш зазначеної в табл. 2 СНиП 3.03.01-87 (залежно від способу 
очищення від цементної плівки). Строк поновлення укладання бетону після 
перерви визначається лабораторією;
Бетонну суміш у кожному покладеному шарі або на кожній позиції 
перестановки наконечника вібратора ущільнюють до припинення осідання й 
появи на поверхні й у місцях зіткнення з опалубкою блиску цементного 
тіста.
Майданчикові вібратори можуть бути використані для ущільнення тільки 
бетонних конструкцій; товщина бетонної суміші не повинна перевищувати 
25 см. При бетонуванні залізобетонних конструкцій поверхневе вібрування 
може бути застосоване для ущільнення верхнього шару бетону й обробки 
поверхні;
Відкриті поверхні свіжоукладеного бетону негайно після закінчення 
бетонування (у тому числі й при перервах в укладанні) варто надійно 
захистити від випаровування води. Свіжоукладений бетон повинен бути 
також захищений від попадання атмосферних опадів. Захист відкритих 
поверхонь бетону повинна бути забезпечена протягом строку, що забезпечує 
придбання бетоном міцності не менш 70%;
У процесі укладання бетонної суміші необхідно постійно стежити за станом 
форм, опалубки й підтримуючого риштування. При виявленні деформацій
100
або зсувів окремих елементів опалубки, риштування або кріплень варто 
вжити негайних заходів для їх усунення й, якщо буде потреба, припинити 
роботи на цій ділянці. Згідно [27].
- Розглянемо детальніше технологію подачі бетонної суміші за допомогою 
бетононасосів ( на прикладі автобетононасосу С Б-170-1.1111-18)
- В наш час широке застосування знайшли автобетононасоси, що 
представляють собою бетононасос з поворотною розподільчою стрілою, яка 
змонтованої на рамі, що, у свою чергу, прикріплена на шасі автомобіля (Рис.4.4.1).
- Автобетононасоси призначені для подачі бетонної суміші до місця 
укладання як по вертикалі, так і по горизонталі. По стрілі, що складається із трьох 
шарнірно зчленованих частин, проходить бетоновід із шарнірами-вставками в 
місцях зчленувань стріли, що закінчується гнучким розподільним рукавом 
(Рис.4.4.3) на опорах (Рис.4.4.4).
Нормальна експлуатація бетононасосів забезпечується в тому випадку, якщо по 
бетоноводу перекачують бетонну суміш рухливістю 5... 15 см, що задовольняє 
технічним вимогам, тобто здатності до транспортування по трубопроводу на 
граничні відстані без розшарування й утворення пробок. Оптимальна рухливість 
бетонної суміші з погляду її технічним вимогам 6...8 см, а водоцементне 
відношення - 0,4...0,6.
Як великий заповнювач рекомендується застосовувати гравій або щебені 
неголковатої форми. Найбільший розмір зерен великого заповнювача не повинен 
перевищувати 0,4 внутрішні діаметри бетоновода для гравію й 0,33-для щебеню. 
Кількість зерен найбільшого розміру й зерен пластинчастої або голкової форми не 
повинне перевищувати 15% по масі.
Рис.4.4.1 - П од ач а  б ето н н о ї сум іш і авто б ето н о н асо со м  (загальний  вид) 
1 - гн у ч ки й  рукав;
2- ш арн ірн о  п ри кр іп лен а  стріла;
3- б стон овод ;
4- гідроциліндр;
5- б етон он асос;
6- п ри й ом н и й  бункер  насоса;
7- автобетонозмішувач.
Р ііс.4.4.2 -  схема можливих положень стріли автобстононасоса (цифрами в 
метрах зазначена дальність подачі)
102
ОН.
Р и с .4 .4 .3 - П од ач а  б етон н о ї сум іш і
І.Зм
а)
Рис.4.4.4 - Вид опор під бетоновая
а) Інвентарна телескопічна стійка;
б) інвентарні козелки з арматурної сталі
103
Перед початком транспортування бетонної суміші трубопровід змазують, за 
допомогою прокачування через нього вапняне тісто або цементний розчин. Після 
закінчення бетонування бетоновод промивають водою під тиском і через нього 
пропускають еластичний пиж. При перерві більш ніж на ЗО хв. суміш, щоб 
уникнути утворення пробок активізують шляхом періодичного включення 
бетононасоса, при перервах більш ніж на 1 год. бетоновод повністю звільняють від 
суміші. Пункт 4.6 згідно [29]
4.5 Ущільнення бетонної суміші в плиті перекриття
Ущільнення бетонної суміші є основною технологічною операцією при 
бетонуванні, від якості якого в основному залежить щільність і однорідність 
бетону, а отже, його міцність і довговічність.
Ущільнення виконується вібруванням використовуючи глибинні вібратори 
та шурниками в недоступних для вібратора місцях. Вібрування бетонної суміші 
засноване на поширенні в ній коливань у вигляді хвиль, що створює динамічний 
тиск. Під дією їх суміш немовби розріджується, стає рухливою і текучою, 
частинки заповнювачів, хитаючись і осідаючи в цементному розчині, щільно 
прилягає одна до одної, із суміші виводиться повітря.
Тривалість вібрування становить ЗО.... 100с. За цей час закінчується осідання 
бетонної суміші і на поверхні бетону утворюється цементне молоко і бульби 
повітря, що свідчить про необхідність закінчення дії вібрації. Подальше вібрування 
може призвести до розшарування суміші внаслідок осідання крупних частинок.
При ущільненні бетонної суміші глибинними вібраторами, вібронаконечник 
швидко опускається вертикально або трішки нахилено в ущільнюючий шар з 
захватом раніше укладеного шару на глибину 5.... 10 см. Залишається нерухомим на 
протязі 10.... 15с, а потім повільно витягується із бетонної суміші зі швидкістю, яка 
необхідна для створення заповнення бетонною сумішшю простору.
Крок перестановки вібратора не повинен перевищувати 1,5 радіусу його 
дії. Радіус дії вібратора залежить від рухливості бетонної суміші, ступеня 
армування, форми конструкції, характеристик вібратора та інших параметрів і тому 
уточнюється бетонником візуально.
Для якісного ущільнення бетонної суміші при бетонуванні великих 
монолітних масивів потрібно, щоб ланка бетонників, які виконують цю роботу,
104
дотримувалось певної розстановки людей. Переміщення їх в процесі 
віброущільнення бетонної суміші повинно відбуватися не хаотично, а на певній 
відстані один від одного при ущільненні бетонної суміші.
Після закінчення дії вібрації властивості бетонної суміші значно 
змінюються.
Рис.4,5.1 - С хем а розстан овк и  і перем іщ ен ня б етон н и к ів  з в ібраторам и  
при ущ ільн ен н і б ето н н о ї сум іш і 
И -  рад іус  д ії  вібратора; 
п о зн ач к а  коло -  робоч і м ісця.
4.6 Натяг попередньо напружуваної арматури на бетон
При натягу арматури на бетон конструкції необхідно дотримуватися наступних 
вимог:
1) Міцність бетону конструкції й стиків повинна бути не нижче встановленої 
проектом для даної стадії, що підтверджується не руйнуючим методом контролю
105
або випробуванням контрольних зразків; до початку натягу необхідно перевірити 
відповідність фактичних розмірів конструкції
проектним і переконатися у відсутності раковин, тріщин і інших дефектів,іцо 
послабляють бетон конструкції;
2) Попередньо напружена конструкція повинна обпиратися в місцях, 
зазначених у проекті, а опорні вузли повинні мати волю переміщення;
3) Анкери й домкрати повинні бути відцентровані щодо осі напружуваної 
арматури і зберігати це положення в період натягу;
4) Зусилля натягу арматури з упорів на бетон конструкції варто передавати по 
досягненні бетоном міцності не нижче зазначеної в проекті. При цьому необхідно 
дотримувати наступних вимог:
а) конструкція повинна бути обперта в місцях, передбачених проектом, 
мати волю переміщення й не піддаватися навантаженням, не передбаченим 
проектом, у  тому числі реактивним від упорів, що
завантажуються;
б) обтиснення конструкцій повинне бути виконане плавно; порядок і 
послідовність відпустки окремих арматурних елементів повинні 
відповідати проекту;
в) перед обрізкою арматури газовою горілкою: арматура повинна бути 
очищена від бетону; зона обрізки арматури - нагрівається до червоного 
розжарювання (після чого виконується обрізка). Обрізка арматури 
електрозварюванням забороняється.
Пункт 4.6 згідно [27]
4.7 Розпалубка монолітної плити перекриття
Зчеплення бетону з опалубкою із часом збільшується, тому опалубку 
необхідно знімати, як тільки бетон придбає необхідну міцність. Розпалубка бічних 
поверхонь бетонних конструкцій допускається після досягнення бетоном міцності, 
що забезпечує захист їхніх кутів і країв, це досягається через 1...6 днів залежно від 
марки бетону, якості цементу й температурного режиму твердіння бетону.
Видалення несучої опалубки залізобетонних конструкцій 
допускається при досягненні проектної міцності бетоном, %:
плити прольотом до 2 м ............................................................ 50
балки й прогони прольотом до 8 м ..........................................70
плити прольотом 2...8 м ...............................................................70
несучі конструкції прольотом більше 8 м ........................100
106
У всіх випадках навантаження конструкцій повним розрахунковим 
навантаженням допускається після придбання бетоном проектної міцності.
Розпалубка конструкцій повинна вестися в певній послідовності. У 
багатоповерхових будинках розпалубка ведеться поверхово, а в межах поверху 
окремі конструкції розпалублюються в різний термін. При демонтажі стійок 
опалубки перекриття ( 1-го поверху) залишаються всі, якщо над ним виконується 
бетонування перекриття ( 2-го поверху). Стійки безпеки повинні розташовуватися 
на відстані не більше 3 м від опор і один від одного. Розпалубка конструкцій 
повинна виконуватися без ударів і поштовхів. Щ об не ушкодити щити опалубки 
при відриванні від бетону, користуватися різного виду ломиками. Відривати щити 
від бетону за допомогою кранів і лебідок не дозволяється.
Після зняття опалубки дрібні раковини на поверхні бетону можна розчистити 
дротовими щітками, промити струменем води під напором і затерти жирним 
цементним розчином складу 1:2.
Великі раковини розчищають на всю глибину з видаленням слабкого бетону й 
виступаючих шматків заповнювача, потім обробляють поверхня дротовими 
щітками й промивають струменем води під напором, зашпаровують твердою 
бетонною сумішшю й ретельно ущільнюють. Пункт 4.7 згідно [29]
4.8 Особливості забезпечення твердіння бетону в зимових умовах
1) При середньодобовій температурі зовнішнього повітря нижче 5 °С і 
мінімальній добовій температурі нижче 0°С необхідно вживати спеціальних 
заходів по витримуванню покладеного бетону у конструкціях і спорудах, які 
бетонуються на відкритому повітрі.
Спосіб витримування бетону при зимовому бетонуванні повинен бути 
встановлений у ПВР на підставі техніко-економічного зіставлення способів для 
конкретних умов. Бетон може бути витриманий способами, зазначеними в СНиП 
3.03.01-87, а також:
а) екзотермічним способом, у тому числі з компенсаційним обігрівом, при 
забезпеченні саморозігріву всього обсягу покладеного бетону;
б) в обігріваємих тепляках, коробах, оболонках, під знімними 
ковпаками й в інших подібних конструкціях, що обгороджують;
в) комбінованими способами, що сполучають способи активного 
прогріву покладеного бетону з наступним витримуванням його способом 
термоса.
107
2) Спосіб термоса варто застосовувати при забезпеченні початкової температури 
покладеного бетону в інтервалі від 5 до 10°С і наступному збереженні середньої 
температури бетону в цьому інтервалі протягом 5 - 7  діб.
3) Екзотермічний спосіб варто застосовувати при забезпеченні початкової 
температури покладеного бетону не нижче 15°С (по всьому обсязі конструкції, у 
тому числі по контакті з раніше покладеним бетоном) при теплозахисних 
властивостях конструкцій, що обгороджують, опалубки, коли рівень тепловтрат не 
перевищує 60% тепла.
4) Витримувати бетон без обігріву за рахунок введення протиморозних добавок 
треба у випадках, коли неможливо забезпечити температуру покладеного бетону в 
інтервалі від 5 до 10°С у плині перших 5 - 7  діб.
5) Контактний обігрів покладеного бетону в термоактивній опалубці варто 
застосовувати при бетонуванні конструкцій з модулем поверхні 6 і більше.
Після ущільнення відкриті поверхні бетону й прилягаючі ділянки щитів 
термоактивної опалубки повинні бути надійно захищені від втрат бетоном вологи й 
тепла.
6) Електродний прогрів бетону необхідно робити відповідно до 
технологічних карт.
Забороняється використовувати як електроди арматуру конструкції що 
бетонується.
Електродний прогрів варто робити до придбання бетоном не більше 50% 
розрахункової міцності. Якщо необхідна міцність бетону перевищує цю величину, 
то подальше витримування бетону варто забезпечувати методом термоса.
4.9 Особливі вимоги до матеріалів
1) А рм атуру, щ о м ає на поверхні продукти корозії, за  винятком  
високом іцного дроту й канатів, допускається до застосування за  умови, що 
після очищ ення її поверхн і м еталевою  щ іткою  м еханічні властивості й 
розм іри періодичного проф ілю  залиш аться не м енш  допустим их 
(передбачених[54]).
Н а поверхні д ротово ї арматури, щ о напруж ую ться, допускається р івном ірний 
наліт іржі (поверхневе окислю вання), видаляти легко сухим  дрантям . 
Н аявність на поверхн і високом іцного дроту й канатів виразкової корозії 
(«питингов») не допускається.
2) К онтроль за  станом  високом іцного арм атурного дроту й арматурних 
канатів класу К  1400 (К-7) проти корозійного розтр іскування утворений у
108
випадку недотрим ання ум ов їхнього зберігання й правил виконання робіт 
проводиться згідно до обов 'язкового додатка 2 Г О С Т  10884-81*.
3) Н езалеж но від  наявності сертиф іката перед будівництвом  необхідно 
проводити контрольн і випробування всієї напруж уваної арматури, а 
звичайної (не напруж уваної) арм атури - у випадках, спеціально затвердж ених 
проектом . П ри випробуваннях  високом іцного дроту, арм атури класу К  1400 
(К-7) і сталевих канатів необхідно брати по одном у зразку від  обох кінців 
кож ного м отка (бухти).
П ри невідповідності даних сертиф іката й контрольних випробувань 
партія арм атурної сталі у  виробництво не допускається й м ож е бути 
використана в конструкціях  за узгодж енням  із проектною  організацією , а в 
необхідних випадках, і із зам овником  з обліком  ї ї  ф актичних властивостей.
4) Н ом інальний склад бетону підбираю ть за  затвердж еним  завданням . С клад 
бетону (розчину) п ідбираю ть виходячи з ум ови  забезпечення середнього 
рівня м іцності, значення якого варто визначати з урахуванням  однорідності 
бетону (розчину). П ри  відсутності даних про ф актичну однорідність бетону 
(розчину) середній  р івень м іцності необхідно прийм ати р івним  необхідної 
м іцності для бетону даного класу при коеф іц ієнті вар іац ії 13,5 %.
5) В ведення в бетонну (розчинну) сум іш  ком плексних добавок для 
забезпечення м орозостійкості обов'язково для бетонів (розчинів) із проектною  
маркою  Б200 і вищ е, а також  для бетонів (розчинів) м ен ш ої м арки по 
м орозостійкості на портландцем енті, щ о м істить більш е 5%  м інеральних 
добавок.
6) О птим альне дозування добавок, щ о вводяться в бетонну суміш , варто 
встановлю вати експерим ентально при підборі складу бетону з урахуванням  
даних, зазначених у таблицях [27].
П ункт 4.9 згідно [27].
4.10 Контроль якості бетону
М іцність бетону в проектном у віці встановлю ється через 28 діб  після 
ф ормування конструкцій . М ож ливе встановлення в проекті інш их строків 
визначення ц ієї м іцності з урахуванням  різних ум ов конструкцій  і т.п.
1) П ри контролі м іцності м онолітних конструкцій  по зразках бетонної 
суміш і їх  варто обов 'язково відбирати на м ісц і укладання суміш і.
109
4) П ри необхідності контролю  м іцності бетону до  м ом енту розпалубки, 
складування зб ірних елементів, раннього навантаж ення конструкцій  й т.д., 
варто виготовляти й випробовувати додаткові сер ії контрольних зразків, 
витрим аних в ум овах, аналогічних умовам  твердіння бетону в конструкції.
5) У м ови твердіння контрольних зразків повинні в ідповідати  ГО С Т  18105 - 
86* і ПВР.
М ісця установки  контрольних зразків при прискореном у твердінні 
бетону зб ірних і м онолітних конструкцій визначаю ться П В Р виходячи з 
конкретних ум ов твердіння бетону.
6) Т ем пературний реж им  твердіння м онолітного бетону необхідно 
контролю вати: у  л ітн іх  ум овах - вим іром  тем ператури  зовніш нього повітря 
(м асивних конструкц ій  - не рідш е одного разу  кож ні 8 год. твердіння); у  
зим ових ум овах  - в ідповідно до ПВР.
7) Т ем пературу покладеного бетону м онолітних конструкцій варто 
контролю вати:
а) при бетонуванні з обігрівочним  або безобогрівочним  витрим уванням  
бетону два  рази  на добу до закінчення витрим ування;
б) при паропрогріві - перш і 8 год. через кож ні 2 год., у  наступні 16 год. 
- через 4 год., в інш ий час - не р ідш е одного разу  кож ні 8 год.;
в) при екзотерм ічном у розігріві бетону в перш у добу  - через кож ні 4 
год., потім  - через кож ні 8 ч.
7. Ч исло контрольних ш пар для вим іру тем ператури  бетону і їхнє 
розташ ування повинні бути зазначені в П ВР.
Всі ш пари повинні бути нанесені на схеми спорудж ення й 
пронумеровані.
8. Т ем пературу  бетону в конструкціях з м одулем  поверхні більш е 8 
варто вим ірю вати в м ісцях найбільш  несприятливого розігр іву  конструкції - у 
ш парах на глибині 4 - 6  див.
У  конструкціях  з модулем  поверхні м енш  8 повинні бути передбачені 
як поверхневі, так  і глибинні ш пари, при цьом у обов'язково пристрій  ш пар у 
кутах блоків і виступаю чих ребер.
9. Т ем пературу  бетонів і розчинів із противом орозним и добавкам и 
варто вим ірю вати  не р ідш е двох  разів у  добу протягом  15 діб. від м ом енту 
укладання.
110
10. Т ем пературу  води, заповню вачів, розчинів  добавок, а також  
приготовленої бетонної суміш і, щ о зам іриться в зим ових умовах, варто 
реєструвати не р ідш е, ніж  через кож ні 4 год., а також  на початку зміни. 
Тем пературу бетонної сум іш і в м ісця укладання варто систем атично 
контролю вати таким  чином , щ об виклю чити м ож ливість подачі й укладання в 
конструкцію  бетонної сум іш і тем пературою , щ о не відповідає заданої. 
П еріодичність контролю  ц ієї тем ператури  повинна встановлю вати 
лабораторія.
11. У  випадку, коли норм овані значення в ідп ускної або передатної 
м іцності бетону становлять 100% класу (марки), установленого для даної 
конструкції, м іцність у проектном у віці не контролю ю ть.
П ри контролі м іцності бетону балкових конструкцій , виготовлених у 
терм оф орм ах без п ід ігр іву  піддона, контрольні зразки й датчики  тем ператури 
бетону варто встановлю вати  на р івні ниж нього пояса балки. [27].
4.11. Ефективність застосування безригельних попередньо напружених 
каркасів
4.11.1 Ефективність застосування конструктивних схем БПК
О сновні резерви  зниж ення собівартості будівництва полягаю ть у 
зм енш енні витрати  бетону й арматури, зниж енні трудом істкості опалубних і 
бетонних робіт.
О сновним и недолікам и монолітного будівництва є необгрунтовані 
технологічн і м етоди  зведення будинків, невдалі конструктивно-планувальні 
р іш ення, спроби розви тку  м онолітного будівництва без організац ії 
відповідної ви робни чої бази й спец іалізованої п ідготовки  будівельників, не 
еф ективне використання робочого ф онду часу, в ідведеного під будівництво 
об'єкта.
К лю човим  напрям ком  техн ічної політики в області будівництва є 
зниж ення його вартості, трудом істкості й  енергоєм ності при високій  
довговічності й надійності будинків, п ідвищ ення технологічності як  окремих 
елементів, так  і конструкцій  у цілому.
111
Багато з перерахованих недоліків м онолітного будівництва м ож ливо 
усунути за рахун ок  застосування прогресивних будівельних технологій  і 
сучасних конструктивних схем зведення будинків, щ о припускаю ть 
використання попередньо напруж ених арм атурних елементів.
За кордоном  все більш е ш ироке застосування знаходять монолітні 
перекриття зб ільш еного  прольоту з натягом  арм атури на бетон. Т ільки в 
СІЛ А  таких конструкцій  щ орічно зводиться більш е 10 м лн.куб.м .
О станнім  часом  попередньо напруж ена арм атура у  м онолітних 
конструкціях все частіш е застосовується без зчеплення з бетоном, тобто без 
ін 'єкцію вання каналів, а арматуру від корозії захищ аю ть спеціальним и 
захисним и оболонкам и, або обробляю ть антикорозійним и складами. Така 
технологія використовується при будівництві мостів, багатопролітних 
перекриттів, висотних споруд і інш их подібних об'єктів.
Н есучий каркас такого будинку являє собою  стриж неву систему, 
виконану в м оноліті або з окремих елем ентів, з натягом  арматури 
безпосередньо в процесі будівництва.
Т акий каркас на 20-40%  легш е, ніж  традиційний. П ри цьому 
внутріш ній  і зовн іш ній  ш ари таких стін м ож уть бути з будь-яких матеріалів, 
щ о відповідаю ть архітектурним , експлуатаційним  і інш им вимогам.
Н ові м етоди  зведення попередньо напруж еного каркасу дозволяю ть 
знизити власну вагу будинку в 1,5-2 рази , і до  35%  скоротити собівартість 
монолітного будівництва. Таким  чином, зам ість одного звичайного будинку 
мож на одерж ати д ва  в безригельном у виконанні, зі зб ільш еним и прольотами 
й із ш ироким и м ож ливостям и для планування. К рім  того, такі будинку маю ть 
високу сейсм остійкість, надійність й довговічність. Застосовую чи попереднє 
напруж ення в конструкціях, поверховість будинків м ож е бути збільш ена 
вдвічі без п ідвищ ення навантаж ення на ниж ній  поверх і ф ундамент.
П опереднє напруж ення розкриває нові м ож ливості п ідвищ ення 
еф ективності будівництва й визначає перспективу розвитку  залізобетону як 
матеріалу для зведення сучасних будинків і споруд. Згідно [30]
112
4.11.2 Конструктивна ефективність конструктивних схем БПК в порівнянні з 
сучасним монолітним будівництвом
Використання проектів БПК при зведенні будинків і споруд дозволяє при меншій 
собівартості будівництва на виході одержати об'єкт більш високого класу по своїх 
архітектурних, конструктивних і планувальних показниках [22].
4.11.3 Економічна ефективність конструктивних схем БПК
Застосування прогресивних конструктивно-технологічних схем зведення 
будинків з монолітного залізобетону серії БПК дозволяє знизити загальну вага
Таблиця 4.11.1. - П ринципові особливості конструктивних схем проектів 
серії БП К
№  п.п К о н с т р у к т и в н а К рок колон Т овщ ина В иліт
с х е м а перекриття В итрат консолі
и арматури
1 Б П К -П до 9,0м 18-25см 15-22кг/м2 до 3,5м
2 Б П К -К до 12,0м 22-25см 22-25кг/м 2 до 6,5м
3 БП К -С В до 12,0м 17-22см 18-25кг/м 2 до 6,5м
4 Б П К -С М до 12,0м 22-30см 15-22кг/м2
5 БП К -П С до 18,5м 25-30см 30-35кг/м 2
6 Б П К -Я до 18,5м 27-32см 35-40кг/м 2
будинків до 40%, що свідчить про істотне зниження матеріалоємності будівництва 
(у першу чергу витрати сталі й бетону) при одночасному збереженні високого рівня 
показників надійності конструкцій.
Як наслідок собівартість будівництва будинків із застосуванням проектів 
БПК скорочується до 30%. В умовах рівних обсягів будівництва й вартості 
реалізації побудованих площ економічна ефективність будівництва зростає до 35% 
щодо проектів, що припускають застосування традиційних схем будівництва. 
Згідно [30].
Нижче представлені основні показники, що наочно підтверджують 
економічну ефективність застосування попередньо напруженого залізобетону в 
будівництві, на прикладі реалізованих проектів (таблиця 4.11.2). Всі показники
113
розраховані в ідповідно до д ію чих норм ативів і м етодичних реком ендацій  на 
базі вихідних даних проектно-кош торисного докум ента. Згідно [22].
Таблиця 4.11.2 —  Е кон ом ічна еф ективність застосування попередньо 
напруж еного зал ізобетону  в ум овах будівельного м айданчику_____________
№  п.п Найменування Функціональне призначення об'єкту
показника Проект Житлова Бізнес Торгово-
будівля1 -центр2 розважальний
центр3
1 Витрати Без 34кг. 40кг.
арматури попер.напруж. 51кг.
16кг. 19кг.
3 попер.напруж. 21кг.
2 Витрати бетону Без 0,25м.куб 0,25м.куб 0,35м.куб 
попер.напруж. 0,23м.куб 0,22м. куб 0,25м.куб
3 попер.напруж.
3 Трудомісткість Без 2,5 л.год. 2,7 л.год. 3,2 л.год. 
попер, напруж. 
3 попер.напруж. 2,2 л.год. 2,3 л.год. 2,4 л.год.
4 Енергоємність Без 5,ЗкВт.-г 5,5кВт.-г 7,1кВт.-г
попер.напруж. 
3 попер.напруж. 4,9кВт.-г 4,9кВт.-г 5,0кВт.-г
5 Тривалість Без 0,23г. 0,26г. 0,31г.
будівництва по пер.напруж. 0,21г. 0,21г. 0,22г.
3 попер.напруж.
6 Собівартість Без 3650грн. 4300грн. 5460грн.
попер.напруж. 
3 попер.напруж. 2780грн. 2960грн. 3300грн.
114
Таблиця 4.11.3 — Економічна ефективність застосування попередньо напруженого 
залізобетону в умовах будівельного майданчику
№  п.п Найменування Функціональне призначення об'єкту
показника Проект Ж итлова Зізнес-центр2 Торгово-
будівля1 Розважальний
центр3
2 3
1 Витрати арматури Без 34кг. 40кг.
попер.напруж, 51кг.
16кг. 19кг.
з попер.напруж. 21кг.
2 Витрати бетону Без 0,25м.куб 0,25м.куб 0,35м.куб 
попер.напруж, 0,23м.куб 0,22м. куб 0,25м.куб
з попер.напруж.
3 Трудомісткість Без я. год. я.год. л.год.
попер.напруж. 
3 попер.напруж. п.год. я.год. я.год.
4 Енергоємність Без 5,3 кВт.-г 5,5кВт.-г 7,1 кВт.-г
попер.напруж.
3 попер.напруж. 4,9кВт.-г 4,9кВт.-г 5,0кВт.-г
5 Тривалість Без 0,23г. 0,26г. 0,31г.
будівництва попер.напруж, 0,21г. 0,21г. 0,22г.
з попер.напруж.
6 Собівартість Без 3650грн. 4300грн. 5460грн.
попер, напруж.
3О
попер.напруж. 2780грн. 2960грн. 3300грн.
Розрахункові значення основних показників будівництва, наведені на 1 кв.м. 
загальної площі перекриттів..
Примітки:
115
1 - Житловий будинок «Будинок Альянсу».
Загальна площа будинку - 13 700 кв.м. Поверховість - 13 (у т.ч.1 підземний).
2 - Бізнес центр «Газойл Плаза».. Загальна площа будинку - 36 500 кв.м. 
Поверховість - 27 (у т.ч. З підземних).
3 - Торгово-розважальний центр «Єреван Плаза». Загальна площа будинку - 38 500 
кв.м. Поверховість - 5 (у т.ч. 1 підземний).
Таблиця 4.11.4 - Порівняльна характеристика будівництва зі застосуванням 
попередньо напруженого монолітного залізобетону_______________________
Н айм енування показника Е ф ективність *,%
К рок колон (проліт), м. + (30-100)
Т овщ ина перекриття, см. - (5-20)
Т рудоєм кість, лю д/год. -(5 -2 5 )
Е нергоєм ність, кВт*год. -(15-35)
трати на експлуатацію . М аш ини  і устаткування, - (200-300)
грн.
Заробітна плата, грн. -(5-15)
В итрати  арматури,т. - (35-75)
В итрати  бетону, куб.м . - (5-25)
С обівартість, грн. -(100-300)
*В даній графі приведена розрахункова оцінка діапазону значень порівняльного 
ефекту ( у відсотковому віднош енні) при будівництві споруд, які побудовані за 
допомогою систем БПК в порівнянні з традиційними схемами будівництва (дані по 
7 об'єктах).
Таблиця 4.11.5 -  Виборка за об'єктами зі застосуванням попередньо напруженого 
монолітного залізобетону
№ Функціональне Загальна площа, 
п.п призначення кв.м
Торгівельно-
1 розважальний 38200
центр
2 Торгівельно- 41000
розважальний
центр
3 Бізнес центр 36400
4 Житловий 13650
будинок
Виробничо-
116
5 логістичний 111500
комплекс
6 Багатоповерхо 11700
вий паркінг
7 Багатоповерхо 8980
вий паркінг
Фабрика по 
8 виробництву 2500
шоколадної маси
0 Житлово-офісна 3200
будівля
10 Офісна будівля 3000
11 Офісна будівля 1400
Висновки за розділом 4
В 4 розділі досліджені особливості технології влаштування попередньо 
напруженої монолітної плити на будівельному майданчику. Та зробив висновок, 
що технологія влаштування попередньо напруженої монолітної плити на 
будівельному майданчику суттєво не відрізняється від традиційної. Відмінність в 
одному технологічному процесі, такому як натяг арматури на бетон та заходи по 
контролю якості і особливі вимоги до матеріалів.
Досліджено економічну та конструктивну ефективність впровадження 
безригельних попередньо напружених каркасів (БПК). До конструктивних 
особливостей відніс : крок колон, товщину перекриття, витрати арматури, виліт 
консолі.
Доведено економічну ефективність на прикладі аналізу 3 існуючих об'єктів, а саме:
- собівартість будівництва будинків із застосуванням проектів БПК 
скорочується до 30%;
- в умовах рівних обсягів будівництва й вартості реалізації побудованих площ 
економічна ефективність будівництва зростає до 35% щодо проектів, що 
припускають застосування традиційних схем будівництва.
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
