طراحی برای بارهای شدید: فولاد پر تنش در باد و شرایط برف

زیرساخت های مدرن باید مقاومت به طور فزاینده ای شدید نیروهای زیست محیطی، طوفان های زمستانی و تغییر الگوهای آب و هوایی تحمیل باد شدید و برف بار که تست محدودیت های ساخت و ساز متعارف است، مهندسان مدت زیادی بر فولاد قبل از استرس برای مقابله با این چالش ها تکیه کرده اند.با معرفی پیش فشار به اعضای بتونی، پیش از استرس کشیدن تنش های کششی از بارهای خارجی، کاهش ترک و بهبود این مقاله، و بررسی اصول طراحی فولاد برای استفاده از تنش های شدید در مورد استفاده از تنش های شدید و جلوگیری از برف و جلوگیری از برف برای استفاده از تنش های شدید در مورد توجه قرار دادن ملاحظات شدید در مورد استفاده از تنش و جلوگیری از تنش در مورد استفاده از تنش و جلوگیری از تنش های شدید در مورد استفاده از تنش در مورد استفاده از تنش در مورد استفاده از تنش های شدید در مورد استفاده از مواد اولیه برای استفاده از مواد اولیه برای جلوگیری از مواد اولیه در مورد استفاده از تنش های شدید، و جلوگیری از تنش های شدید در مورد استفاده از تنش های شدید در مورد استفاده از تنش های شدید در مورد استفاده از تنش های شدید، و جلوگیری از تنش های شدید در مورد استفاده از تنش و جلوگیری از تنش و جلوگیری از تنش های شدید در مورد استفاده از تنش و جلوگیری از تنش های شدید، و جلوگیری از تنش و جلوگیری از تنش و جلوگیری از

آشنایی با Prestressing Steel

فولاد ضد استرس شامل تاندون های با قدرت بالا، رشته ها یا میله ها است که معمولا از فولاد کششی بالا ساخته شده است ( ASTM A416 یا A722) یا در برنامه های تخصصی، فیبر کربن - پلیمر تقویت شده (CFRP) فولاد قبل از قرار دادن بتن (پیش از فشار) یا پس از درمان بتن (پس از فشرده سازی) استرس در ابتدا تقویت می شود.

خواص مواد

فولاد پیش از استرس، نقاط قوت را از 1600 تا 1،860 psi (232 تا 270 ksi)، که بسیار بالاتر از فولاد تقویت کننده معمولی است، ویژگی های آرامش آن به دقت کنترل می شود تا کاهش استرس طولانی مدت را به حداقل برساند. Ductility، مقاومت خستگی و حفاظت از خوردگی (به عنوان مثال، گالوانیزه یا پوشش اپوکسی) برای طول عمر، به ویژه در محیط های تهاجمی حیاتی است.

انواع سیستم های پیش استرس

] پیش از فشار [ در گیاهان پیش از پرتاب رایج است: تاندون ها بین چنگال کشیده شده اند، بتن در اطراف آنها قرار دارد و پس از درمان فولاد آزاد می شود، انتقال فشرده سازی از طریق پیوند پس از فشار [ از مجاری استفاده می کند یا او در تاندون بتن قرار داده می شود؛ اغلب پس از کنترل سخت تر و جلوگیری از تنظیم مجدد از اتصال، و جلوگیری از مسدود کردن روند.

درخواست در شرایط بار باد

بارهای باد نیروهای جانبی، بالا و لحظات عقب نشینی در سازه ها را تولید می کنند.ساختمان های بلند، پل های طولانی مدت، سقف های استادیوم و برج ها به ویژه آسیب پذیر هستند. فولاد پر تنش باعث افزایش سفت و قدرت در برابر این اقدامات پویا می شود.

Dynamic Response و Deflection Control

پرش های باد باعث ایجاد بارگذاری چرخه ای می شوند که می تواند باعث خستگی در فولاد و کرک در بتن شود. اعضای پر تنش دارای سفتی و انعطاف پذیری بالاتری (EI) نسبت به همتایان غیر استرسی از همان بخش متقابل هستند.این باعث کاهش حرکت های جانبی و شتاب می شود، بهبود راحتی اشغالگر در ساختمان های بلند مدت.

مقاومت در برابر Uplift و Overturn

ساختارهای سقف، مانند فرودگاه ها یا عرصه های ورزشی، افزایش قابل توجهی از فشارهای باد را تجربه می کنند. پس از فشار بتن بتن، طرح های نازک تر، طراحی های سبک تر بدون مقاومت به خطر انداختن بالا، در پای پل، لنگر پس از فشار عمودی کمک می کند تا بارهای گرانش در برابر بازگشت از باد بر روی ابرساختار.

مطالعات موردی از مناطق طوفانی (به عنوان مثال، پیش بینی / پیش از تنش موسسه بتن نشان می دهد که ساختمان های با استفاده از عناصر پیش از استرس آسیب ساختاری کمتری نسبت به ساختارهای معمولی در محل در طول 4 طوفان رنج می برند.

طراحی برای خستگی

ارتعاشات ناشی از باد می تواند باعث خستگی بالا در تاندون ها شود. استانداردهای طراحی (ACI 318، ASCE 7 نیاز به ارزیابی خستگی که در آن محدوده استرس از آستانه عبور می کند.

درخواست در شرایط بار برف

تجمع برف سنگین بارهای قابل توجه را به ویژه در سقف ها، ساختارهای پارکینگ و پل ها در آب و هوای سرد اضافه می کند. فولاد پر تنش اجازه می دهد این عناصر هر دو سبک تر و قوی تر باشند و ظرفیت بار را با وزن خود متعادل کنند.

برف بار و توزیع

بارهای برف با مکان، هندسه سقف و قرار گرفتن در معرض تفاوت دارند (به عنوان مثال، ASCE 722) بارهای برف زمینی، عوامل تکان دهنده و الگوهای بارگیری نامتعادل را مشخص می کند. اسلهای سقف بتن می توانند مسافت های طولانی را با حداقل کامبر و انحراف زیر این بارهای، کاهش تعداد پشتیبانی های متوسط.

دانلود بازی Cold-Thaw Durability

در مناطق برفی، بتن در معرض چرخه های مکرر یخ زده قرار دارد. Prestressing خطر ترک را کاهش می دهد، که یک مسیر اولیه برای آسیب های آب و یخ زده است. علاوه بر این، بتن آموزش دیده هوا همراه با فشرده سازی پیش از استرس، به حداقل رساندن سطح عمق ساختار حفظ می شود حتی پس از سال ها قرار گرفتن در معرض نمک زدایی.

طراحی برای بار های برف Uneven Snow Loads

برف های پیچ و خم می توانند گرادیان بار را بسیار بالاتر از طرح های یکنواخت ایجاد کنند. پرتوهای بتنی و اسلات می توانند با پروفایل های تاندون متغیر متناسب باشند تا با پاکت لحظه مطابقت داشته باشند.برای مثال، در یک سقف گاراژ طولانی مدت، T-beam های پس از فشار با پروفایل های تاندون پارابولیک مقاومت کارآمد را برای هر دو بار یکنواخت و خیره کننده فراهم می کنند.

مثال: پل های بتنی در مناطق کوهستانی

بسیاری از پل های کوهستانی در آمریکای شمالی و اروپا از زرافه های بتنی قبل از تنش استفاده می کنند، این ساختارها بارهای سنگین برف را حمل می کنند و در عین حال نگهداری زیر شرایط سخت زمستانی را به حداقل می رسانند.تخصوصی ذاتی از پیش استرس نیز ظرفیت هلیوم را بهبود می بخشد که برای پل هایی که در معرض برف های کم شده قرار دارند، بسیار مهم است.

طراحی ذهنیت

طراحی موفق برای بارهای شدید نیاز به توجه دقیق به انتخاب مواد، طرح تاندون، روش های ساخت و ساز و عملکرد بلند مدت دارد.

انتخاب مواد و حفاظت از خوردگی

تاندون های پر تنش باید در برابر ترک خوردگی استرس و هیدروژن (تحریم های پوششی Epoxy، میله های گالوانیزه، و حتی تاندون های CFRP گزینه هایی برای محیط های تهاجمی هستند.در تاندون های پس از تنش، به طور کامل پیوند خورده شده بهترین محافظت از خوردگی را ارائه می دهند؛ تاندون های غیر بونو نیاز به محافظت دوگانه دارند.

Tendon Profile و Duct چیدمان

مشخصات عمودی تاندون ها (در ابتدا، هارپ یا مستقیم) توزیع نیروهای پیش استرس را در امتداد عضو کنترل می کند.برای بارهای باد و برف، پروفایل باید به دقت از نمودار لحظه برای به حداکثر رساندن بهره وری استفاده کند.در پرتوهای مداوم، تاندون ها ممکن است نزدیک به بالا و نزدیک به پایین در اواسط اسپن قرار بگیرند.

کاهش استرس

زیان های کوتاه مدت (کاهش سریع، اصطکاک، لغزش لنگراژ) و زیان های بلند مدت (creep، کوچک شدن، ریلکسون فولادی) کاهش استرس موثر طراحان باید برای این موارد در هنگام تجزیه و تحلیل تاندون ها برای سناریوهای بار شدید، برآورد محافظه کارانه از زیان تضمین می کند که فشرده سازی مورد نیاز در سراسر سیستم های نظارت بر زندگی ساختار باقی مانده است.

کنترل کیفیت

عملیات تنش نیاز به جک های کالیبره، نظارت بر بلند شدن و زور و توالی مناسب دارد.در پس از تنش، grouting باید کامل باشد تا از حفره های بتنی در شرایط زمستان، نیاز به روش های شتاب دهنده (تیم یا گرمای تابشی) برای دستیابی به قدرت اولیه لازم برای آزاد کردن تست های غیر مخرب تاندون (ultrasonics، رادیوگرافیک) تأیید کند.

تعامل با سایر بارهای

باد و برف به ندرت در انزوا عمل می کنند، همراه با بارهای لرزه ای یا اثرات حرارتی، پاکت طراحی پیچیده تر می شود. فولاد پر تنش باید جزئیاتی برای مقاومت در برابر این ترکیبات بدون عملکرد بیش از حد یا ایجاد اصول طراحی ظرفیت شکننده باشد - حالت های شکست مجاری مورد ترجیح قرار می گیرند - جزئیات لنگراژها و تقویت.

پیشرفت های مدرن و مطالعات موردی

تحولات اخیر شامل بتن با عملکرد بالا (HPC) با نقاط قوت بیش از 100 PSI، قادر به حتی بخش های از پیش استرس سبک تر است. بتن فوق العاده با عملکرد بالا (UHPC) با الیاف فولاد می تواند پس از فشار برای ایجاد پانل های سقف انعطاف پذیر قادر به مقاومت در برابر اثرات زباله های طوفان.

یکی از کاربردهای قابل توجه، سقف ورزشگاه است که از یک سیستم پس از فشار کابل برای طول 280 متر استفاده می کند و مقاومت در برابر بارهای برف بیش از 3 اسپکت / m2 دیگر Milla Viaduct در فرانسه، که پیش از تنش و تجمع واقعی برف در برابر این دو مایل اطمینان و برف (75) نشان می دهد از برف و از برف ثابت کردن واقعی است.

نتیجه گیری

از آنجایی که الگوهای آب و هوایی تشدید می شود، تقاضا برای زیرساخت های انعطاف پذیر رشد می کند. فولاد فشار بالا یک روش اثبات شده و کارآمد برای افزایش قدرت، سفتی و دوام در برابر بارهای باد و برف را ارائه می دهد، با درک رفتار مواد، بهینه سازی طرح های تاندون و پیروی از استانداردهای طراحی دقیق، مهندسان می توانند ساختارهایی را ایجاد کنند که به طور ایمن بر زندگی خدمات مورد نظر خود عمل می کنند.آینده احتمالا ادغام بیشتر مواد پیشرفته و سیستم های نظارت را مشاهده می کند، اما اصول اساسی طراحی بار پایه و اساسی از سنگ بنای اساسی از یک سنگ بنای اساسی از پیش از بار باقی خواهد ماند.