כל מהנדס אזרחי חייב לדעת את התשובה לשאלה זו משום שהיא נחשבת לשאלה החשובה ביותר עבור מהנדס אזרחי.
Prestressed בטון הוא אחד החלקים החשובים ביותר של הבנייה ואתה צריך ואתה חייב להיות הידע הנכון על זה. תן לנו להבין את זה בפירוט.
מבנה בטון מסובך שונה ממבנה בטון מזוין קונבנציונאלי עקב הפעלת עומס ראשוני על המבנה לפני השימוש בו. הטעינה הראשונית או היוקרה מיושמות על מנת לאפשר למבנה לנטרל את הלחצים העולים במהלך תקופת השירות שלו. התבגרות של מבנים הוכנסה בסוף המאה התשע-עשרה. הרעיון של הידרדרות קיים לפני יישומים בבטון.
שתי דוגמאות של prressing לפני הפיתוח של בטון דחוס מסופקים
הרכבה של להקות מתכת על חביות עץ להקות המתכת גורמות למצב של דחיסת חישוק ראשונית, כדי לנטרל את המתח החישוקי הנגרם על ידי מילוי של נוזלים בחביות
טרום מתח את החישורים בגלגל אופניים. המתח של דיבור על גלגל אופניים מוחל במידה כזו שתמיד יהיה מתח שיורי בדיבור
עבור בטון, מתח פנימי הם המושרה (בדרך כלל, באמצעות פלדה מתוח) מהסיבות הבאות. חוזק מתיחה של בטון הוא רק על 8% עד 14% של כוח דחיסה שלה. סדקים נוטים להתפתח בשלבים מוקדמים של העמסה בחברים גמישים כגון קורות ולוחות. כדי למנוע סדקים כאלה, כוח דחיסה יכול להיות מיושם כראוי בכיוון מאונך. Prestressing משפר את יכולות כיפוף, גזירה ו torsional של חברי הגמישות. בצינורות ומכלי אחסון נוזליים, ניתן לחסום את הלחצים המתוחים של החישוק ביעילות על ידי עיבוי מעגלי.
הסקיצה הבאה מסבירה את היישום של הידרדרות.
מקום למתוח מוטות פלדה קלה, לפני בטון
איור - Prestressing של קורות בטון על ידי מוטות פלדה קלה
מוטות פלדה מתוחים נמתחים והבטון נשפך סביבם. לאחר הקשחת בטון, המתח במוטות משוחרר. המוטות ינסו להחזיר את אורכם המקורי, אך הדבר מונע על ידי הבטון שמסביב אליו מחובר הפלדה. לפיכך, הבטון הוא עכשיו במצב של דחיסה מראש. הוא מסוגל נגד מתח מתיחה, כגון הנובעים העומס המוצג ב סקיצה הבאה.
אבל, ניסיונות מוקדמים של הידרדרות לא היו מוצלחים לחלוטין. זה נצפתה כי ההשפעה של הידרדרות מופחת עם הזמן. עומס ההתנגדות של החברים היה מוגבל. תחת עומסים מתמשכים, החברים נמצאו להיכשל. זאת בשל הסיבה הבאה. בטון מתכווץ עם הזמן. יתר על כן תחת עומס מתמשך, המתח בבטון עולה עם עלייה בזמן. זה ידוע בתור זן זחילה. הירידה באורך עקב השרץ ואת הצטמקות חל גם על פלדה מוטבע, וכתוצאה מכך הפסד משמעותי המתח מתיחה.
צורות של פלדה מתקדמת
חוטים - חוטי תיל היא יחידה אחת העשויה מפלדה.
גדילים - שניים, שלושה או שבעה חוטים הם הפצע כדי ליצור גדיל דוקרני.
Tendon - קבוצה של גדילי או חוטים הם הפצע כדי ליצור גיד היוקרתית.
כבל - קבוצה של גידים יוצרים כבל יוקרתי.
ברים - גיד יכול להיות מורכב של מוט פלדה יחיד. קוטר הבר גדול בהרבה מזה של חוט.
טבע של בטון פלדה ממשק
גיד מלוכדות - כאשר יש קשר מתאים בין הגיד הירוק לבין הבטון, הוא נקרא גיד מלוכדות. גידים לאחר גידולים פוסט-מתוחים ונטועים בגידים שלאחר המוות הם גידים מלוכדות.
גיד נטול - כאשר אין קשר בין הגיד הירוק לבין הבטון, הוא נקרא גיד לא מאולץ. כאשר הדיס אינו מוחל לאחר שלאחר מתיחה, הגיד הוא גיד unbonded. שלבי הטעינה ניתוח של חברים מדוכאים יכול להיות שונה בשלבי הטעינה השונים.
שלבי הטעינה הם כדלקמן.
1) ראשוני: זה יכול להיות מחולק לשני שלבים.
א) במהלך מתיחות של פלדה
) ב בהעברת הידרדרות לבטון.
2) ביניים: זה כולל את העומסים במהלך ההובלה של החברים הנדונים.
3) סופי: זה יכול להיות מחולק לשני שלבים.
א) במהלך השירות, במהלך המבצע.
ב) בסופו של דבר, במהלך אירועים קיצוניים
היתרונות של Prestressing
את הבניה של בטון יש מספר יתרונות לעומת בטון מזוין מסורתי (RC) ללא דגרסיה. חבר בטון מוחלש לחלוטין הוא נתון בדרך כלל דחיסה במהלך חיי השירות. זה מתקן כמה ליקויים של בטון. הטקסט הבא מזכיר את היתרונות של חבר בטון מסודר עם חבר מקביל. עבור כל אפקט, היתרונות מופיעים.
הקטע נשאר ללא הפרעה תחת עומסי שירות.
הפחתה של קורוזיה פלדה עלייה בעמידות.
נעשה שימוש בחלק מלא
רגע גבוה יותר של אינרציה (נוקשות גבוהה יותר)
פחות עיוותים (יכולת שירות משופרת).
הגדלת קיבולת גזירה.
מתאים לשימוש בכלי לחץ, מבנים שמירה נוזלית. ביצועים משופרים (עמידות) תחת עומס דינמי ועייפות.
יחסי תוחלת-עומק גבוהים יותר טווחים גדולים יותר אפשריים עם גידולים (גשרים, בניינים עם חללים גדולים ללא עמודים) ערכים טיפוסיים של יחסי עומק בין-עומק בלוחות ניתנים להלן.
לוח לא מתוחכם 28: 1 לוח מתוחכם 45: 1 עבור אותו טווח, פחות עומק לעומת חבר RC.
הפחתה במשקל עצמי.
עוד אסתטיקה ערעור עקב חלקים דקים
סעיפים חסכוני יותר.
מתאים לבנייה מוקדמת
היתרונות של בנייה precast הם כדלקמן.
בנייה מהירה
בקרת איכות טובה יותר
תחזוקה מופחתת המתאימה לבנייה חוזרת ונשנית שימוש רב בטפסות.
הפחתת טפסות.
זמינות של צורות סטנדרטיות.
לאחר מתיחות
מערכות ה - Prestressing התפתחו במהלך השנים וחברות שונות רשמו פטנט על מוצריהן. מידע מפורט על המערכות ניתן בקטלוגי המוצרים ובחוברות שפורסמו על ידי חברות. ישנם הנחיות כלליות של הידרדרות בסעיף 12 של IS 1343: 1980. המידע המובא בסעיף זה הוא מבוא בטבע, תוך שימת דגש על מושגי היסוד של המערכות. המערכות וההתקנים היוקרתיים מתוארים עבור שני סוגי הדחיסה, טרום המתח והמתח, בנפרד. סעיף זה מכסה שלאחר מתיחה. מראש מתח מערכות ומכשירים, מכסה מראש מתח. לאחר מתיחות, המתח מוחל על גידים לאחר הקשחת הבטון. השלבים שלאחר מתיחות מתוארים בהמשך.
שלבים לאחר מתיחה
במערכות לאחר מתיחות, הצינורות של הגידים (או גדילים) ממוקמים יחד עם חיזוק לפני הליהוק של בטון. הגידים ממוקמים בצינורות לאחר הליהוק של בטון. הצינור מונע מגע בין בטון לגידים במהלך פעולת המתיחה. שלא כמו pre-tensioning, הגידים נמשכים עם התגובה לפעול נגד בטון הקשה.אם הצינורות מלאים בדיס, אז זה נקרא מלוכדות שלאחר מתיחה. הדיס הוא הדבק מלט מסודר או מרגמה חול מלט המכיל תערובת מתאימה .
ב מתיחה שלאחר unbonded, כפי שהשם מרמז, הצינורות הם מעולם לא grouted ואת גיד מוחזק במתח רק על ידי סוף endchorages. סקיצה הבאה מציגה ייצוג סכמטי של חבר שלאחר מתיחה שלאחר. הפרופיל של הצינור תלוי בתנאי התמיכה. עבור חבר פשוט נתמך, צינור יש פרופיל שקוע בין הקצוות. עבור חבר רציף, את צינור sags ב span ו חזירים מעל תמיכה.
השלבים השונים של המבצע שלאחר מתיחה מסוכמים כדלקמן.
יציקת בטון.
מיקום הגידים.
מיקום בלוק מעגן jack.Applying המתח לגידים.
ישיבה של טריזים.
חיתוך הגידים
בטון מזוין (RC) הוא חומר מרוכב שבו בטון חוזק מתיחה נמוכה יחסית משיכות הם counteracted על ידי הכללת חיזוק שיש חוזק מתיחה גבוה או משיכות. החיזוק הוא בדרך כלל, אם כי לא בהכרח, פלדה חיזוק ברים (מוטות) והוא בדרך כלל מוטבע באופן פסיבי בבטון לפני הבטון קובע. תוכניות חיזוק נועדו בדרך כלל להתנגד ללחץ מתיחה באזורים מסוימים של הבטון שעלולים לגרום פיצוח בלתי מקובל ו / או כשל מבני. בטון מזוין מודרני יכול להכיל חומרי חיזוק מגוונים עשויים מפלדה, פולימרים או חומרים מרוכבים חלופיים בשילוב עם מוט ברזל או לא. בטון מזוין עשוי גם להיות לחוץ לצמיתות (במתח), כדי לשפר את ההתנהגות של המבנה הסופי תחת עומס העבודה. בארצות הברית, השיטות הנפוצות ביותר לעשות את זה ידועים מראש מתיחה שלאחר מתיחה.
עבור חזקה, רקיע ועמיד בנייה החיזוק צריך את התכונות הבאות לפחות:
חוזק יחסי גבוה.
סובלנות גבוהה של מתיחה מתיחה.
קשר טוב לבטון, ללא קשר של pH, לחות, וגורמים דומים.
תאימות תרמית, לא גורם ללחצים בלתי מקובלים בתגובה לטמפרטורות המשתנות.
עמידות בסביבה בטון, ללא קשר של קורוזיה או מתח מתמשך.
השתמש בבנייה
Rebars של גג Sagrada Família של הבנייה (2009)
· סוגים שונים של מבנים ורכיבים של מבנים ניתן לבנות באמצעות בטון מזוין כולל לוחות, קירות, קורות, עמודות, יסודות, מסגרות ועוד.
בטון מזוין ניתן לסווג כמו precast או יצוק במקום.
תכנון ויישום מערכת הרצפה היעילה ביותר היא המפתח ליצירת מבנים אופטימליים הבניין. שינויים קטנים בתכנון מערכת רצפה יכולים להשפיע באופן משמעותי על עלויות החומר, לוח הזמנים לבנייה, הכוח האולטימטיבי, עלויות התפעול, רמות התפוסה ושימוש סופי בבניין.
ללא חיזוק, בניית מבנים מודרניים עם חומר בטון לא יהיה אפשרי.
מאפיינים מרכזיים
שלושה מאפיינים פיזיים לתת בטון מזוין תכונות מיוחדות שלה:
המקדם של התפשטות תרמית של בטון דומה לזה של פלדה, ביטול לחץ פנימי גדול בשל הבדלים בהתרחבות תרמית או התכווצות.
כאשר הדבק בטון בתוך הבטון מתקשה, זה תואם את הפרטים פני השטח של פלדה, המאפשר כל הלחץ להיות מועברת ביעילות בין חומרים שונים. בדרך כלל מוטות פלדה הם מחוספסים או גלי כדי לשפר עוד יותר את הקשר או לכידות בין בטון ופלדה.
הסביבה הכימית אלקליין מסופקת על ידי מילואים אלקלי (KOH, NaOH) ואת פורטלנדייט (סידן הידרוקסיד) הכלול להדביק את המלט הקשה גורם הסרט פסיבטי להיווצר על פני הפלדה, מה שהופך אותו הרבה יותר עמיד בפני קורוזיה מאשר זה היה להיות במצב ניטרלי או חומצי. כאשר הדבק המלט חשוף לאוויר, מים מטאורים מגיב עם CO2 באטמוספירה, פורטלנדייט ואת סידן סיליקט הידרט (CSH) של להדביק את המלט הקשוי להיות מוגבר בהדרגה ואת ה- pH גבוה יורד בהדרגה מ 13.5-12.5 ל 8.5, ה- pH של מים שיווי משקל עם קלציט (סידן פחמתי) ואת הפלדה כבר לא פסיבי.
ככלל אצבע, רק כדי לתת מושג על סדר גודל, פלדה מוגן ב pH מעל ~ 11, אבל מתחיל לאכל מתחת ~ 10 בהתאם למאפייני פלדה ותנאים פיסיקליים כימיים מקומיים כאשר הבטון הופך להיות מוגזים. קרבונטציה של בטון יחד עם כלוריד לחדור הם בין הסיבות העיקריות לכישלון של ברים חיזוק בבטון.
השטח היחסי חתך של פלדה נדרש בטון מזוין טיפוסי הוא בדרך כלל די קטן משתנה מ 1% עבור רוב הקורות לוחות עד 6% עבור כמה עמודות. ברים חיזוק הם בדרך כלל עגול בחתך רוחב להשתנות בקוטר. מבני בטון מזוין לפעמים יש הוראות כגון ליבות חלולים מאוורר כדי לשלוט הלחות שלהם ואת הלחות.
הפצה של בטון (למרות חיזוק) מאפייני כוח לאורך חתך רוחב של אלמנטים מבטון מזוין אנכי אינו הומוגני
חיזוק ומינוח קורות
שני קורות מצטלבות אינטגרציה ללוח מוסך החניה שיכיל הן פלדה לחיזוק ואת החיווט, תיבות צומת ורכיבים חשמליים אחרים הדרושים כדי להתקין את תאורת התקרה עבור רמת המוסך מתחתיו.
קרן מתכופף תחת רגע כיפוף, וכתוצאה מכך עקמומיות קטנה. על הפנים החיצוניים (מתיחה הפנים) של העקמומיות הבטון חווה מתח מתיחה, ואילו בפנים הפנימיים (פנים דחיסה) הוא חווה מתח דחיסה.
קורת חיזוק אחת היא אחת שבה אלמנט הבטון מתחזק רק ליד הפנים מתיחה ואת החיזוק, המכונה פלדה מתח, נועד כדי לעמוד בפני המתח.
קרן מחוזקת כפליים היא אחת שבה מלבד חיזוק מתיחה אלמנט הבטון הוא חיזק גם ליד הפנים דחיסה כדי לעזור להתנגד בטון דחיסה. חיזוק האחרון נקרא פלדה דחיסה. כאשר אזור דחיסה של בטון אינו מספיק כדי לעמוד בפני רגע דחיסה (רגע חיובי), חיזוק נוסף צריך להינתן אם האדריכל מגביל את הממדים של החלק.
קורת תחת חיזוק היא אחת שבה קיבולת המתח של חיזוק מתיחה הוא קטן יותר מאשר קיבולת דחיסה משולבת של הבטון ואת פלדה דחיסה (תחת חיזוק הפנים מתיחה). כאשר אלמנט הבטון מזוין כפוף להגדלת רגע כיפוף, מתח התשואות פלדה בעוד הבטון אינו מגיע למצב הכשל האולטימטיבי שלה. כמו המתח פלדה תשואות ומתח, בטון "מתחת מחוזק" גם התשואות בצורה רקיע, המציג עיוות גדול אזהרה לפני הכישלון הסופי שלה. במקרה זה הלחץ תשואה של פלדה מסדיר את העיצוב.
קורות חיזוק יתר הוא אחד שבו קיבולת המתח של פלדה המתח הוא גדול יותר קיבולת דחיסה משולבת של הבטון ואת פלדה דחיסה (חיזק יתר על הפנים מתיחה). אז את "בטון מזוין" קרן נכשל על ידי ריסוק של אזור בטון דחיסה ולפני התשואות מתח אזור פלדה, אשר אינו מספק שום אזהרה לפני הכישלון כמו הכישלון הוא מיידי.
קרן מחוזקת מאוזנת היא אחת שבה הן אזורי דחיסה מתיחה להגיע התשואה באותו עומס המוטל על הקורה, ואת הבטון יהיה למחוץ ואת פלדה מתיחה יניב באותו זמן. קריטריון התכנון הזה הוא מסוכן כמו בטון מוגבר יתר על המידה, משום שכישלון הוא פתאומי כאשר הבטון מוחץ באותו זמן של תשואות פלדה מתיחה, אשר נותן אזהרה קטנה מאוד של מצוקה בכישלון המתח.
אלמנטים בעלי רגע של בטון מזוין עשויים להיות מתוחזקים מתחת לבסיס, כך שמשתמשי המבנה יקבלו אזהרה מפני קריסה מתקרבת.
הכוח האופייני הוא כוחו של חומר שבו פחות מ 5% של הדגימה מראה כוח נמוך יותר.
חוזק התכנון או הכוח הנומינלי הוא כוחו של חומר, כולל גורם בטיחות חומרים. ערך מקדם הבטיחות נע בין 0.75 ל -0.85 בתכנון מתח מותרים.
מצב הגבול הסופי הוא נקודת הכישלון התיאורטית עם הסתברות מסוימת. זה נאמר תחת עומסים factured והתנגדויות factored.
