Kull Inġinier Ċivili għandu jkun jaf it-tweġiba għal din il-mistoqsija minħabba li huwa meqjus bħala l-iktar mistoqsija importanti għall-Inġinier Ċivili.
Il-Konkrit Prestressed huwa wieħed mill-aktar partijiet importanti tal-kostruzzjoni u għandek u jrid ikollok għarfien xieraq dwarha. Ejjew nifhmu fid-dettall.
Struttura tal-konkrit prestressed hija differenti minn struttura konvenzjonali tal-konkrit rinfurzat minħabba l-applikazzjoni ta 'tagħbija inizjali fuq l-istruttura qabel l-użu tagħha. It-tagħbija jew il-prestress inizjali huma applikati biex l-istruttura tkun tista 'tikkontrobatti l-istress li jirriżultaw matul il-perjodu tas-servizz tagħha. Prestressing ta 'strutturi ġiet introdotta fl-aħħar tas-seklu dsatax. Il-kunċett ta ’prestressing kien jeżisti qabel l-applikazzjonijiet b’mod konkret.
Żewġ eżempji ta 'prestressing qabel l-iżvilupp ta' konkrit ippressat huma pprovduti
Twaħħil bil-forza ta 'faxex tal-metall fuq btieti tal-injam Il-faxex tal-metall jinduċu stat ta' kompressjoni inizjali tal-ċrieki, biex jikkontrobattu t-tensjoni tal-ċrieki kkawżata mill-mili tal-likwidu fil-btieti
Qabel l-imħuħ jiġu ssikkati minn qabel f'rota tar-roti. Il-pre-tensjoni ta ’kelliem f’rota tar-roti hija applikata b’mod li dejjem ikun hemm tensjoni residwa fit-taħdit
Għall-konkrit, huma kkawżati stress interni (ġeneralment, permezz ta 'azzar issikkat) għar-raġunijiet li ġejjin. Is-saħħa tensili tal-konkrit hija biss madwar 8% sa 14% tas-saħħa kompressiva tiegħu. Ix-xquq għandhom tendenza li jiżviluppaw fi stadji bikrija ta 'tagħbija f'membri tal-flessibilità bħal travi u ċangaturi. Biex tevita xquq bħal dawn, il-forza tal-kompressjoni tista 'tiġi applikata kif xieraq fid-direzzjoni perpendikulari. Prestressing itejjeb il-kapaċitajiet tal-liwi, tal-qtugħ u torsjali tal-membri tal-flexural. Fil-pajpijiet u f'tankijiet tal-ħżin tal-likwidu, l-istress tensili taċ-ċrieki jista ’jkun effettivament ikkontrobattut permezz ta’ pressjoni minn qabel ċirkolari.
L-iskeċċ li ġej jispjega l-applikazzjoni tal-prestress.
Qiegħed u iġebbed vireg tal-azzar ħafif, qabel il-konkrit
Figura - Issikkar minn qabel ta 'travi tal-konkrit permezz ta' vireg tal-azzar ħafif
Vireg tal-azzar ħfief huma miġbuda u l-konkrit jitferra madwarhom. Wara t-twebbis tal-konkrit, it-tensjoni fil-vireg tinħeles. Il-vireg jippruvaw jiksbu mill-ġdid it-tul oriġinali tagħhom, iżda dan ma jitħalliex mill-konkrit tal-madwar li miegħu jintrabat l-azzar. Għalhekk, il-konkrit issa huwa effettivament fi stat ta 'prekompressjoni. Jista 'jikkontrobatti l-istress tat-tensjoni, bħal ma jirriżulta mit-tagħbija murija fl-iskeċċ li ġej.
Iżda, l-attentati bikrija ta 'prestressing ma kinux ta' suċċess kompletament. Ġie osservat li l-effett tal-prestressing naqas biż-żmien. Il-kapaċitajiet li jirreżistu t-tagħbija tal-membri kienu limitati. Taħt tagħbijiet sostnuti, il-membri nstabu li fallew. Dan kien minħabba r-raġuni li ġejja. Il-konkrit qed jiċkien biż-żmien. Barra minn hekk, taħt tagħbija sostnuta, ir-razza fil-konkrit tiżdied biż-żieda fil-ħin. Dan huwa magħruf bħala razza creep. It-tnaqqis fit-tul minħabba creep u jinxtorob huwa applikabbli wkoll għall-azzar inkorporat, li jirriżulta f'telf sinifikanti fl-istrain tensili.
Forom ta 'Prestressing Azzar
Wajers-Wajer li jissikkaw minn qabel huwa unità waħda magħmula mill-azzar.
Strands - Tnejn, tlieta jew seba 'wajers huma feruti biex jiffurmaw linja ta' qabel il-pressjoni.
L-Għerq - Grupp ta 'spag jew wajers huma feruti biex jiffurmaw għerq ta' qabel il-pressjoni.
Cable - Grupp ta 'għeruq jiffurmaw kejbil ta' pressjoni minn qabel.
Bars - L-għerq jista 'jkun magħmul minn strixxa tal-azzar waħda. Id-dijametru ta 'bar huwa ħafna ikbar minn dak ta' wajer.
Natura ta 'l-Interface tal-Konkrit-Azzar
Għerq magħqud - Meta jkun hemm rabta adegwata bejn l-għerq ta 'qabel il-pressjoni u l-konkrit, huwa msejjaħ għerq magħqud. L-għeruq ta 'wara t-tensjoni u l-ħalib tat-tikħil huma għeruq magħqudin.
Għerq bla rbit - Meta ma jkun hemm l-ebda rabta bejn l-għerq ta 'qabel il-pressjoni u l-konkrit, huwa msejjaħ għerq mhux imqabbad. Meta l-ħalib tat-tikħil ma jiġix applikat wara l-issikkar ta 'wara, l-għerq huwa għerq bla rbit. Stadji tat-Tagħbija L-analiżi tal-membri prestressed tista 'tkun differenti għall-istadji differenti tat-tagħbija.
L-istadji tat-tagħbija huma kif ġej.
1) Inizjali: Jista 'jinqasam f'żewġ stadji.
a) Matul l-issikkar tal-azzar
b) Fit-trasferiment tal-prepressing għall-konkrit.
2) Intermedju: Dan jinkludi t-tagħbijiet matul it-trasport tal-membri prestressed.
3) Final: Jista 'jinqasam f'żewġ stadji.
a) Fis-servizz, waqt l-operazzjoni.
b) Fl-aħħar, waqt avvenimenti estremi
Vantaġġi ta 'Prestressing
Il-prestressing tal-konkrit għandu bosta vantaġġi meta mqabbel ma 'konkrit rinfurzat tradizzjonali (RC) mingħajr pressjoni minn qabel. Membru tal-konkrit kompletament prestressed huwa ġeneralment soġġett għal kompressjoni matul il-ħajja tas-servizz. Dan jirranġa diversi nuqqasijiet tal-konkrit. It-test li ġej isemmi b’mod ġenerali l-vantaġġi ta ’membru tal-konkrit prestressed b’membru RC ekwivalenti. Għal kull effett, il-benefiċċji huma elenkati.
Is-sezzjoni tibqa 'mhux ikkrekkjata taħt tagħbijiet ta' servizz.
Tnaqqis tal-korrużjoni tal-azzar Żieda fid-durabilità.
Tintuża sezzjoni sħiħa
Mument ogħla ta 'inerzja (ebusija ogħla)
Inqas deformazzjonijiet (manutenzjoni aħjar).
Żieda fil-kapaċità ta 'shear.
Adattat għall-użu f'reċipjenti tal-pressjoni, strutturi li jżommu l-likwidu. Prestazzjoni mtejba (reżiljenza) taħt tagħbija dinamika u ta 'għeja.
Proporzjonijiet għoljin bejn l-isplond u l-fond Jistgħu jestendu l-akbar possibilitajiet bi pressjoni minn qabel (pontijiet, bini bi spazji kbar ħielsa mill-kolonna) Il-valuri tipiċi tal-proporzjonijiet bejn l-ispan u l-fond f'ċangaturi huma mogħtija hawn taħt.
Ċangatura mhux ippressata 28: 1 Ċangatura kkalkulata minn qabel 45: 1 Għall-istess medda, inqas fond imqabbel ma 'membru tal-RC.
Tnaqqis fl-awto-piż.
Appell aktar estetiku minħabba sezzjonijiet irqaq
Sezzjonijiet iktar ekonomiċi.
Adattat għall-kostruzzjoni precast
Il-vantaġġi tal-kostruzzjoni precast huma kif ġej.
Kostruzzjoni rapida
Kontroll tal-kwalità aħjar
Manutenzjoni mnaqqsa adattata għall-kostruzzjoni ripetittivaUżu multiplu ta ’strutturi temporanji.
Tnaqqis ta 'strutturi temporanji.
Disponibbiltà ta 'forom standard.
Post-tensjoni
Is-sistemi ta ’qabel l-istressing żviluppaw matul is-snin u diversi kumpaniji brevettaw il-prodotti tagħhom. Informazzjoni dettaljata tas-sistemi hija mogħtija fil-katalgi tal-prodotti u fuljetti ppubblikati mill-kumpaniji. Hemm linji gwida ġenerali ta 'pressjoni minn qabel fit-Taqsima 12 tal-IS 1343: 1980. L-informazzjoni mogħtija f'din it-taqsima hija ta' natura introduttorja, b'enfasi fuq il-kunċetti bażiċi tas-sistemi. Is-sistemi u l-apparat ta ’qabel il-pressjoni huma deskritti separatament għaż-żewġ tipi ta’ prestressing, ta ’qabel it-tensjoni u ta’ wara t-tensjoni. Din it-taqsima tkopri wara t-tensjoni. Sistemi u Apparat ta ’qabel it-Tensjoni, tkopri t-tensjoni minn qabel. Fil-post-tensioning, it-tensjoni tiġi applikata għall-għeruq wara t-twebbis tal-konkrit. L-istadji ta ’wara t-tensjoni huma deskritti wara.
Stadji ta ’wara t-tensjoni
F'sistemi ta ’wara t-tensjoni, il-kanali għall-għeruq (jew il-fergħat) jitqiegħdu flimkien mar-rinfurzar qabel l-ikkastjar tal-konkrit. L-għeruq jitpoġġew fil-kanali wara l-ikkastjar tal-konkrit. Il-kanal jipprevjeni kuntatt bejn il-konkrit u l-għeruq matul l-operazzjoni tat-tensjoni. B'differenza minn qabel it-tensjoni, l-għeruq jinġibdu bir-reazzjoni li taġixxi kontra l-konkrit imwebbes. Jekk il-kanali jimtlew bit-tikħil, allura din tkun magħrufa bħala magħquda wara t-tensjoni. Il-ħalib tat-tikħil huwa pejst tas-siment pulit jew tajn tas-siment tar-ramel li jkun fih taħlita xierqa .
F'tagħmir wara tensjoni bla rbit, kif jissuġġerixxi l-isem, il-kanali qatt ma jitħaffer u l-għerq jinżamm f'tensjoni biss mill-ankoraġġi tat-tarf. L-iskeċċ li ġej juri rappreżentazzjoni skematika ta 'membru imħallat wara t-tensjoni. Il-profil tal-kanal jiddependi fuq il-kundizzjonijiet ta' appoġġ. Għal membru sempliċement appoġġjat, il-kanal għandu profil li jdur bejn it-truf. Għal membru kontinwu, it-tubu jdur fil-medda u l-qżieqeż fuq l-irfid.
Id-diversi stadji ta ’l-operazzjoni ta’ wara t-tensjoni huma miġbura fil-qosor kif ġej.
Tidwib ta 'konkrit.
Tqegħid tal-għeruq.
Tqegħid tal-blokka tal-ankraġġ u tal-ġakk. Applikazzjoni ta 'tensjoni fuq l-għeruq.
Sedili tal-kunjardi.
Qtugħ tal-għeruq
Konkrit rinfurzat (RC) huwa materjal kompost li fih is-saħħa tensili relattivament baxxa u d-duttilità tal-konkrit huma miġġielda bl-inklużjoni ta 'rinfurzar li jkollu saħħa jew duttilità ogħla tat-tensjoni. Ir-rinfurzar huwa ġeneralment, għalkemm mhux neċessarjament, vireg ta 'rinfurzar ta' l-azzar (rebar) u ġeneralment huwa mdaħħal passivament fil-konkrit qabel is-settijiet tal-konkrit. Skemi ta 'rinfurzar huma ġeneralment iddisinjati biex jirreżistu tensjonijiet ta' tensjoni f'reġjuni partikolari tal-konkrit li jistgħu jikkawżaw qsim inaċċettabbli u / jew ħsara strutturali. Konkrit rinfurzat modern jista 'jkun fih materjali ta' rinfurzar varjati magħmulin mill-azzar, polimeri jew materjal kompost alternattiv flimkien ma 'ganċ jew le. Konkrit rinforzat jista 'jkun ukoll enfasizzat b'mod permanenti (f'tensjoni), sabiex titjieb l-imġiba ta' l-istruttura finali taħt tagħbijiet ta 'xogħol. Fl-Istati Uniti, l-aktar metodi komuni biex isir dan huma magħrufa bħala t-tensjoni minn qabel u wara t-tensjoni.
Għal kostruzzjoni b'saħħitha, duttili u durabbli r-rinfurzar għandu jkollu mill-inqas il-karatteristiċi li ġejjin:
Saħħa relattiva għolja.
Tolleranza għolja ta 'strain tensili.
Irbit tajjeb mal-konkrit, irrispettivament mill-pH, umdità u fatturi simili.
Kompatibilità termali, li ma tikkawżax tensjoni mhux aċċettabbli bi tweġiba għal temperaturi li jinbidlu.
Id-durabilità fl-ambjent tal-konkrit, irrispettivament mill-korrużjoni jew l-istress sostnut.
Użu fil-kostruzzjoni
Rebars tas-saqaf ta 'Sagrada Família fil-kostruzzjoni (2009)
· Ħafna tipi differenti ta 'strutturi u komponenti ta' strutturi jistgħu jinbnew bl-użu ta 'konkrit rinfurzat inklużi ċangaturi, ħitan, travi, kolonni, pedamenti, gwarniċi u aktar.
Konkrit rinfurzat jista 'jiġi kklassifikat bħala konkrit precast jew fondut fil-post.
It-tfassil u l-implimentazzjoni tas-sistema tal-art l-aktar effiċjenti huma kruċjali għall-ħolqien ta 'strutturi ottimali tal-bini. Bidliet żgħar fid-disinn ta 'sistema ta' l-art jista 'jkollhom impatt sinifikanti fuq l-ispejjeż materjali, l-iskeda tal-kostruzzjoni, is-saħħa aħħarija, l-ispejjeż operattivi, il-livelli ta' okkupanza u l-użu aħħari ta 'bini.
Mingħajr rinfurzar, il-kostruzzjoni ta 'strutturi moderni b'materjal tal-konkrit ma tkunx possibbli.
Karatteristiċi Ewlenin
Tliet karatteristiċi fiżiċi jagħtu konkrit rinfurzat il-karatteristiċi speċjali tiegħu:
Il-koeffiċjent tal-espansjoni termali tal-konkrit huwa simili għal dak tal-azzar, u jelimina t-tensjoni interna kbira minħabba d-differenzi fl-espansjoni jew il-kontrazzjoni termali.
Meta l-pejst tas-siment fil-konkrit jibbies, dan jikkonforma mad-dettalji tal-wiċċ ta 'l-azzar, li jippermetti li kwalunkwe stress jiġi trasmess b'mod effiċjenti bejn il-materjali differenti. Normalment il-vireg ta 'l-azzar huma msaħħna jew immewwġin biex itejbu aktar ir-rabta jew il-koeżjoni bejn il-konkrit u l-azzar.
L-ambjent kimiku alkalin provdut mir-riżerva alkali (KOH, NaOH) u l-portlandit (kalċju idrossidu) li jinsab fil-pejst tas-siment imwebbes jikkawża film passivanti biex jifforma fuq il-wiċċ ta 'l-azzar, li jagħmilha ferm aktar reżistenti għall-korrużjoni milli kieku tkun jkun f'kondizzjonijiet newtrali jew aċidużi. Meta l-pejst tas-siment jiġi espost għall-arja u l-ilma meteoriku jirreaġixxi mas-CO2 atmosferiku, il-portlandit u l-idrat tal-kalċju silikat (CSH) tal-pejst tas-siment imwebbes isiru progressivament karbonati u l-pH għoli gradwalment jonqos minn 13.5 - 12.5 sa 8.5, il-pH ilma fl-ekwilibriju mal-kalċit (kalċju karbonat) u l-azzar m'għadux passiviv.
Bħala regola ġenerali, l-azzar huwa maħsub biss biex jagħti idea dwar ordnijiet ta 'kobor, f'pH' il fuq minn ~ 11 iżda jibda jissaddad taħt ~ 10 skont il-karatteristiċi tal-azzar u l-kundizzjonijiet fiżiko-kimiċi lokali meta l-konkrit isir karbonizzat. il-karbonatazzjoni tal-konkrit flimkien ma 'dħul ta' klorur huma fost ir-raġunijiet ewlenin għall-falliment ta 'vireg ta' rinfurzar fil-konkrit.
L-erja ta 'l-azzar trasversali relattiva meħtieġa għall-konkrit rinfurzat tipiku hija ġeneralment pjuttost żgħira u tvarja minn 1% għal ħafna travi u ċangaturi għal 6% għal xi kolonni. Il-vireg tat-tisħiħ normalment huma tondi f'sezzjoni trasversali u jvarjaw fid-dijametru. Strutturi tal-konkrit rinfurzati xi drabi għandhom dispożizzjonijiet bħal qlub vojta vventilati biex jikkontrollaw l-umdità u l-umdità tagħhom.
Id-distribuzzjoni tal-karatteristiċi tal-konkrit (minkejja r-rinfurzar) tul is-sezzjoni trasversali tal-elementi tal-konkrit rinfurzat vertikali mhijiex omoġenja
Rinfurzar u terminoloġija ta 'raġġi
Żewġ raġġi li jaqtgħu lil xulxin li huma integrali għall-parkeġġ tal-garaxx li jkun fih kemm l-azzar rinfurzat kif ukoll il-wajers, il-kaxex tal-ġonta u komponenti elettriċi oħra meħtieġa biex tiġi installata d-dawl ta ’fuq għal-livell tal-garaxx taħtu.
Raġġ jitgħawweġ taħt il-mument tal-liwi, li jirriżulta f'kurvatura żgħira. Fil-wiċċ ta 'barra (wiċċ tensili) tal-kurvatura l-konkrit jesperjenza stress tensili, filwaqt li fil-wiċċ ta' ġewwa (wiċċ kompressiv) jesperjenza stress kompressiv.
Travu rinfurzat waħdieni huwa wieħed li fih l-element tal-konkrit huwa rinforzat biss ħdejn il-wiċċ tat-tensjoni u r-rinfurzar, imsejjaħ azzar li jifforma t-tensjoni, huwa ddisinjat biex jirreżisti t-tensjoni.
Raġġ rinfurzat darbtejn huwa wieħed li, minbarra r-rinfurzar tat-tensjoni, l-element tal-konkrit huwa msaħħaħ ukoll ħdejn il-wiċċ kompressiv biex jgħin lill-konkrit jirreżisti l-kompressjoni. L-aħħar rinfurzar jissejjaħ azzar kompressiv. Meta ż-żona ta 'kompressjoni ta' konkrit ma tkunx adegwata biex tirreżisti l-mument ta 'kompressjoni (mument pożittiv), għandu jiġi pprovdut rinforz żejjed jekk il-perit jillimita d-dimensjonijiet tas-sezzjoni.
Travu rinforzat inqas huwa wieħed li fih il-kapaċità tat-tensjoni tar-rinforz tat-tensjoni hija iżgħar mill-kapaċità ta 'kompressjoni kkombinata tal-konkrit u l-azzar tal-kompressjoni (rinfurzat taħt wiċċ tensili). Meta l-element tal-konkrit rinfurzat huwa soġġett għal żieda fil-mument tat-liwi, l-azzar tensjoni jipproduċi filwaqt li l-konkrit ma jilħaqx il-kondizzjoni ta 'ħsara aħħarija tiegħu. Hekk kif l-azzar tat-tensjoni jipproduċi u jinfirex, konkrit "rinforzat inqas" jagħti wkoll b'mod duttili, li juri deformazzjoni u twissija kbira qabel il-falliment aħħari tiegħu. F'dan il-każ l-istress tal-produzzjoni tal-azzar jirregola d-disinn.
Travu rinfurzat iżżejjed huwa wieħed li fih il-kapaċità tat-tensjoni tal-azzar tat-tensjoni hija akbar mill-kapaċità ta 'kompressjoni magħquda tal-konkrit u l-azzar kompressiv (rinfurzata żżejjed fuq wiċċ tensili). Allura r-raġġ ta '"konkrit rinfurzat żżejjed" jonqos billi jitfarrak il-konkrit taż-żona kompressiva u qabel ma l-azzar fiż-żona tat-tensjoni joħroġ, li ma jipprovdi l-ebda twissija qabel il-ħsara minħabba li l-ħsara hija istantanja.
Travu rinfurzat bbilanċjat huwa wieħed li fih kemm iż-żoni kompressivi kif ukoll dawk tensili jilħqu rendiment bl-istess tagħbija imposta fuq ir-raġġ, u l-konkrit se jfarrak u l-azzar tensili jipproduċi fl-istess ħin. Dan il-kriterju tad-disinn huwa madankollu riskjuż daqs konkrit rinfurzat iżżejjed, minħabba li l-falliment huwa f'daqqa hekk kif il-konkrit tfarrak fl-istess ħin tar-rendimenti ta 'l-azzar tensili, li jagħti ftit twissija ta' periklu fil-ħsara fit-tensjoni.
Elementi li jġorru l-mument tal-konkrit rinfurzat mill-azzar għandhom normalment ikunu ddisinjati biex ikunu rinforzati biżżejjed sabiex l-utenti ta 'l-istruttura jirċievu twissija dwar il-kollass imminenti.
Is-saħħa karatteristika hija s-saħħa ta 'materjal fejn inqas minn 5% tal-kampjun juri saħħa aktar baxxa.
Is-saħħa tad-disinn jew is-saħħa nominali hija s-saħħa ta 'materjal, inkluż fattur ta' sigurtà tal-materjal. Il-valur tal-fattur tas-sigurtà ġeneralment ivarja minn 0.75 sa 0.85 fid-disinn tal-istress Permissibbli.
L-istat tal-limitu aħħari huwa l-punt ta 'falliment teoretiku b'ċerta probabbiltà. Huwa ddikjarat taħt tagħbijiet fatturati u reżistenzi fatturati.
