از آنجایی که شهرها گسترش می یابند و تقاضا برای تقویت زیرساخت های انعطاف پذیر، صنعت ساخت و ساز با چالش دوگانه مواجه است: ساختارهای ساختمانی که می توانند در برابر فشارهای فزاینده شهری مقاومت کنند در حالی که کاهش تاثیر زیست محیطی فولاد به عنوان یک فعال کلیدی در این تلاش ظهور کرده است، ارائه ترکیبی از قدرت، دوام و کارایی مواد که با اصول توسعه پایدار از برج های بلند مدت به ساخت و ساز مواد کم تر کمک می کند، و استفاده از منابع پایدار و نگهداری مواد طولانی تر.

فولاد پر استرس چیست؟

فولاد ضد استرس یک محصول فولاد با قدرت بالا است، به طور معمول در قالب سیم ها، رشته ها یا میله ها، استفاده شده برای اعمال نیروهای فشرده به بتن یا دیگر عناصر ساختاری است. ایده اساسی این است که یک استرس فشرده دائمی را به عضو قبل از آن که تحت بار خدمات قرار می گیرد، معرفی کند.این پیش فشرده با فشارهای کششی که تحت بارگیری، به طور قابل توجهی کاهش عرض و بهبود ظرفیت بار بار بار بار بار بار بار بار بار بار بار بار بار بار بار بار شارژ عضو.

دو روش اولیه از پیش استرس وجود دارد: پیش فشار و پس از فشار (۱) در پیش فشار، تاندون های فولادی قبل از بتن فشرده می شوند؛ هنگامی که سفت کننده بتن، تاندون ها آزاد می شوند، انتقال نیروی به بتن از طریق پیوند.

چرا فولاد ضد استرس مرکزی برای زیرساخت های شهری پایدار است

بهره وری مواد

اعضای بتنی پیش از تنش می توانند به طور قابل توجهی نازک تر و سبک تر از معادل بتن تقویت شده باشند. یک پل بتنی معمولی که قبلاً پر تنش است می تواند 30 تا 50 متر با نسبت عمق به 1/20 تا 1/25 باشد، در حالی که یک girder بتنی تقویت شده ممکن است به نسبت 1 / 12 یا کمتر نیاز داشته باشد.این کاهش مستقیم حجم بتن مورد نیاز در مقایسه با مصرف سیمان و استفاده از یک پروژه دی اکسید کربن مشخص.

قابلیت دور بودن و کاهش نگهداری

با نگه داشتن بتن در فشرده سازی، prestressing به حداقل رساندن تشکیل میکرو شکاف هایی که اجازه رطوبت، کلرید و دیگر عوامل تهاجمی برای نفوذ در ساختار ساخته شده با فولاد قبل از استرس معمولا زندگی خدمات طولانی تر را نشان می دهد و نیاز به تعمیرات کمتر دارد.یک پل بتنی پیش از تنش می تواند برای 75 تا 100 سال با مداخله حداقل قابل خدمت باقی بماند، در حالی که یک ماده انرژی غیر قابل پیش از حد مجاز ممکن است نیاز به کاهش مصرف اصلی و بازسازی آن باشد.

مزایای هزینه عمر

اگرچه هزینه اولیه فولاد و نیروی کار تخصصی بالاتر از بار معمولی است، هزینه کلی چرخه عمر اغلب پایین تر است. پس انداز از کاهش مقادیر مواد، ساخت و ساز سریع تر (پس از فشار می تواند توالی های نعوظ را تسریع کند)، و هزینه های تعمیر و نگهداری پایین تر است. (FLT:0 عمر تجزیه و تحلیل هزینه پارکینگ

برنامه های کلیدی فولاد Prestressing در پروژه های شهری

پل ها

فولاد پیش از تنش ستون فقرات ساخت پل مدرن است. پل های تقسیم بندی جعبه، پل های کابل باقی مانده، و پل های مداوم طول همه به تاندون های قبل از تنش برای دستیابی به محدوده های طولانی با حداقل موانع بصری است.در محیط های شهری، این تعداد از پاندگان مورد نیاز را کاهش می دهد، که جریان ترافیک را بهبود می بخشد و فضای برای مناطق سبز یا مسیرهای پیاده سازی استفاده می کند.

ساختمان های بلند

در ساختمان های بلند، اسلایهای بتنی پیش از تنش مزایای مختلفی را ارائه می دهند.آنها می توانند مسافت های بیشتری بین ستون ها را طی کنند، معماران را با برنامه های طبقه انعطاف پذیر تر فراهم کنند. اسلات نازک تر ارتفاع کل ساختمان و وزن بر اساس، برش نیازهای کلی مواد پس از تنش در برج های اداری و بلند مسکونی، که در آن آنها همچنین بهبود می یابند و اجازه می دهند چرخه های ساخت و ساخت و ساز سریع تر.

ساختار پارکینگ

پارکینگ ها در معرض کاهش نمک ها، بارهای خودرو و چرخه های حرارتی قرار دارند، و دوام را به یک نگرانی بحرانی تبدیل می کنند. ساختارهای پارکینگ پس از فشار به طول طولانی تر بین ستون ها، افزایش بهره وری پارکینگ و کاهش تعداد ستون هایی که مانع حرکت خودرو می شوند، استرس فشرده شده توسط تاندون ها، عرض های کراک را مسدود می کند، محافظت از فولاد از امکانات پارکینگ در حال حاضر یا سیستم های پیوند نشده را به طور خاص برای سیستم های کنترل سوخت.

تونل ها و سیستم های مترو

تونل های حمل و نقل شهری اغلب از پوشش های بتنی پیش از انفجار استفاده می کنند که فولادهای پیش از استرس را برای مقاومت در برابر فشارهای زمینی و نفوذ آب ترکیب می کنند. فشرده سازی کنترل شده توسط تاندون ها توانایی حلقه برای مقاومت در برابر بارهای ناهموار در طول نصب و خدمات بلند مدت را بهبود می بخشد.قبل از خواب های بتنی (ties) برای ریل ها همچنین از کاهش کرک و بهبود توزیع بار، کمک به عملیات آرام تر و آرام تر بهره مند می شوند.

محیط زیست و ذهنیت پایداری

کاهش کربن

در حالی که تولید فولاد انرژی فشرده است، اثر زیست محیطی خالص استفاده از فولاد قبل از تنش مثبت است زمانی که چرخه زندگی کامل در نظر گرفته می شود. مطالعات نشان می دهد که برای هر تن از فولاد قبل از استرس استفاده شده است، تقریبا 4-6 تن از تقویت کربن می تواند از طریق کاهش مصرف سیمان بر روی زندگی ساختار اجتناب شود.

قابلیت های قابل دسترسی و پایان زندگی

فولاد پر تنش به طور کامل قابل بازیافت است و خواص مواد خود را پس از بازیافت حفظ می کند.در پایان زندگی یک ساختار، فولاد می تواند بهبود یابد و در محصولات جدید استفاده شود. بتن، اگر خرد شود، می تواند به عنوان کل برای برنامه های پایین درجه بازیافت شود.

کمک به گواهینامه ساختمان سبز

سیستم های بتنی پیش از استرس می توانند به سیستم های رتبه بندی پایداری مانند LEED و BREEAM کمک کنند، به عنوان مثال، کاهش استفاده از مواد (اعتبارMR: کاهش اثر بر اثر Life-Cycle)، بهبود دوام (اعتبار دریایی: نگهداری طولانی مدت)، و استفاده از محتوای بازیافت شده (اعتبار: سورینگ مواد خام) همه می توانند با راه حل های پیش از استرس به درستی طراحی شده به دست آورند که همچنین اجازه می دهد تا بار آوردن نور طبیعی بیشتر و استفاده از حد استفاده از حد استفاده از آن، و کاهش می تواند باعث کاهش سرعت نفوذ بیشتر شود.

چالش ها و نوآوری ها

حفاظت از خوردگی

یکی از نگرانی های اصلی با فولاد prestressing استرس است و هیدروژن (تحریم هیدروژن، به ویژه در محیط های تهاجمی، عمل مدرن این را از طریق لایه های متعدد حفاظت می کند: گالوانیزه، پوشش اپوکسی، کشاسیون خوردگی-inhibiting کش برای تاندون های پیوند خورده، و پلاستیک برای تاندون های غیر بادی، پیش از آنکه از آن، روش های نظارت بر زمان بالا را فراهم کنند، انجام می دهد: ردیابی فیبروزفید.

ادغام با Ultra- High-Performance Concrete

ترکیب فولاد پیش استرس با بتن فوق العاده بالا (UHPC) نشان دهنده یک مرز در طراحی پایدار است. UHPC بسیار کم قابلیت و قدرت فشرده سازی بالا اجازه می دهد حتی بخش های نازک تر و طول طولانی تر برخی از عناصر پل پیش ساخته شده در حال حاضر استفاده از UHPC با تاندون های پیش از استرس، تولید پانل های عرشه که کمتر از 150 میلی متر است، اما قادر به حمل بار سنگین مصرف مواد است.

طراحی دیجیتال و ساخت و ساز

ساخت اطلاعات مدل سازی (BIM) و ابزارهای طراحی محاسباتی، کارایی طرح های پیش از استرس را بهبود می بخشد. مهندسان می توانند پروفایل های تاندون را برای به حداقل رساندن استفاده از فولاد بهینه سازی کنند در حالی که تمام استرس و محدودیت های حرکت تاندون خودکار و تجهیزات استرس باعث کاهش هزینه های کار و بهبود دقت می شوند.این روش های دیجیتال به ایجاد راه حل های پیش از استرس برای پروژه های کوچکتر شهری، نه فقط زیرساخت های بزرگ کمک می کند.

نتیجه گیری

فولاد پیش از استرس به عنوان یک سنگ بنای زیرساخت شهری پایدار، ساختارهایی که سبک تر، طولانی مدت و منابع کمتری نسبت به گزینه های معمولی هستند، توانایی آن برای کاهش حجم بتن، گسترش زندگی خدمات و هزینه های چرخه عمر پایین تر آن را به یک ماده از انتخاب برای پل ها، ساختمان ها، امکانات پارکینگ و سیستم های حمل و نقل مداوم تبدیل می کند، همانطور که شهرها همچنان به تثبیت و نیاز به روش های ساخت و ساز کم کربن، تنها به گسترش مواد مقاوم در برابر با استفاده از مقاومت در برابر با استفاده از مواد با استفاده از مقاومت در برابر با استفاده از این روش های طراحی، کمک می کنند.