Сопротивление металлической сварной балки можно увеличить, если установить преднапряжные затяжки в тех местах балки, где ее волокна растянуты под влиянием сторонней нагрузки. В таком случае металлическая балка обретает функционал статически неопределимой системы, одновременно повышается площадь упругой работы материала.
Балки данного вида нашли самое широкое применение в различных областях, включая возведение капитальных строений и мостовых конструкций. По местоположению затяжек выводятся параметры предварительно напряженной балки. Затяжки выполняются в одном из трех видов – прямолинейные, криволинейные и ломаные, при этом располагаться они могут вариативно – в пределах высоты балки, либо вне этого предела.
Когда затяжка выходит за границу сечения на существенное расстояние балка называется шпрендельной. Среди всех типов металлических двутавровых балок именно шпрендельные наиболее выгодны в плане затрат материала на изготовление. С другой стороны, если затяжки располагаются именно таким образом, это приводит к возникновению ряда нюансов: усложнение перевозки и нанесения АКЗ на поверхность балки, ограничение параметров предварительного напряжения балки устойчивостью пояса, который соединяется с затяжкой.
Затяжки прямолинейного типа закономерно размещать там, где балка испытывает наибольшее изгибающее воздействие. Балки криволинейного или ломаного типа изготавливаются дольше, потому что они конструктивно сложнее. В балках этих двух типов предварительное напряжение по всей их длине, формируемое затяжками, не равнозначно. Но всего одна затяжка криволинейного вида легко заменяет собой несколько прямолинейных.
В процессе установки криволинейных затяжек применяют направляющие особого вида. При этом меж направляющими и устанавливаемыми затяжками возникает трение, и чтобы его скомпенсировать необходимо повышать натяжение (актуально для балок неразрезного типа). В местах размещения затяжек металлическая балка получает усилие предварительного напряжения за счет предварительной установки анкеров и упоров для них.
Затяжки могут быть изготовлены в форме стержней, полос или канатов. Модуль деформации изделий в форме канатов имеет наиболее низкие значения, такие возникает проблема поперечной и продольной ползучести. Однако эти недостатки можно нивелировать, если заранее выполнить вытяжение канатов (что, однако, повышает трудоемкость изготовления и конечную стоимость изделия).
Согласно сведениям от наших партнеров из Воронежа, Челябинска и других городов, особую популярность получили прямолинейные затяжки, выполненные в форме спиральных канатов закрытого вида с оцинковкой. В этом случае применяются анкеры гильзо-клинкового вида и стаканные анкерные крепления. Изделие выполняется из арматурной проволоки повышенной прочности, пучок может обладать сечением любой формы – от трубчатого и полностью круглого до квадратного. В одном пучке для трубчатой затяжки должно быть количество проволок, кратное шести, если же имеет место затяжка сплошного типа, то число проволок абсолютно вариативно.