הקדמה: תפקידה של Prestressing Steel בבנייה יעילה

בנייה מודרנית דורשת מבנים שאינם רק בטוחים ועמידות, אלא גם יעילים משאבים.Prestressing פלדה, חומר חיזוק גבוה, צמח כאפשרות מפתח של יעילות זו.על ידי הפעלת כוחות Tenile באופן פעיל בטון, prestressing פלדה מאפשר למהנדסים לעצב עיגולים ארוכים יותר, חלקים, וגיאומטריה מורכבת יותר תוך שימוש פחות בחומרים.

מה זה Prestressing Steel?

פלדה מתחוללת מורכבת מסטרדות פלדה גבוהות, ברים או חוטים מתחים - או לפני או אחרי בטון הוא יצק - כדי ליצור מתח דחוס קבוע בטון. זה מתח דחיסה מדגיש את הכוחות העשבים כי מבנה חוויות תחת עומס, המאפשר בטון (חלש במתח) לתפקד ביעילות ביישומים שבהם חזק טהור להיכשל או לדרוש כמות מופרזת.

(הופנה מהדף [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[[[[[1924]]

מועדים נגד פוסט-Tensioning

פלדה מוקדמת ניתן ליישם בשתי דרכים עיקריות:

  • (FLT:0) קדמה: 1FLT:1 strands פלדה מתח בין קצבים קבועים לפני הבטון הוא יצק.לאחר היתרונות קונקרטיים מספיק כוח, הירכיים משוחררים, העברת הטרמפ ל בטון באמצעות האג"ח. שיטה זו נפוצה אלמנטים קונקרטיים precast כגון סלאבים חלושים, ג'ים, גשרים, ושינה.
  • (FLT:0) לאחר הנוקשות: הנטינים מתחוללים במניפסט: 1FLT:1, ההטונות מובלים בגזרות פלדה, ולאחר מכן מעוגן נגד הבטון.הדוכסים מחוסנים מאוחר יותר להגן על הפלדה מפני קורוזיון.

שתי השיטות מאפשרות למעצב ליישם כוח דחוס מבוקר, צפוי, לשפר באופן דרמטי את הביצועים מבניים תוך צמצום כמויות החומריות.

כיצד שימור פלדה מפחית את החומר

העיקרון הבסיסי מאחורי הדחק הוא יצירת מכוונת של לחצים פנימיים כי נגד עומס חיצוני.ב קרן בטון חזקה באופן קונבנציונלי, הרבה של החלקה הצלב הוא לא יעיל תחת מתח - מחיצות מתפתח וה קונקרטי חייב להיות עמוק וכבד כדי לשמור על לחץ רביר נמוך.מעדיף שינויים דינמיים אלה בכמה דרכים להפחית ישירות את הצריכה החומרית.

נפח ה- Concrete

על ידי יישום של טרום-דיכוי, פלדה מתחולל ביעילות נטרל את הלחץ הרבני אשר אחרת לגרום סדקים.זה אומר שכל החלקה של הצלב יכולה לעבוד בדחיסה, המאפשר למתכננים להשתמש FLT:0 (0) אִם ו- זחלים דקים יותר מ-FLT:1 לדוגמה, לאחר ניכוי של מבנה בטון מלוטש יכול להיות 20-30% מאשר שווה ערך לעתים קרובות, בהתאם להפחתה משמעותית של כוח דק או ירידה של כוח על פני בניין זה.

סודיות צלב קטנה יותר ומבנה אור

מכיוון שפלדה מתחננת נושאת הרבה יותר מתח גבוה מאשר ריבר קונבנציונלי, פחות פלדה נדרש כדי להשיג את אותה יכולת חיפוי עומס. a post-tensioned beam עשוי לדרוש 30-40% פחות חיזוק משקל בהשוואה לאם חזק באופן קונבנציונלי של אותה אורכו ועומס.בנוסף, ניתן למזער את החלקה הבטונית.

תמיכה ארוכה יותר ומעט יותר

אלמנטים קונקרטיים מחוננים יכולים לעגל מרחקים גדולים יותר מאשר בטון חזק רגיל.בחניון, למשל, דבורים לאחר חתומות מאפשרות עיגולים ללא עמודה של 18-22 מטרים (60-75 רגל) פחות טורים פירושו פחות הולכי רגל וחומר פחות בסיס. עבור גשרים, גימי אגרוף מנוסים יכולים לעגל 40 עד 60 מטר או יותר, להפחית את מספר הפיטורים הדרושים, לחסוך חפירה, לחסוך עלויות קונקרטיות, חסוכות פלדה.

המונחים: Structural Depth

עידוד מאפשר למהנדסים לשלוט בסטיות מדויקות יותר.במקום להגביר את העומק כדי לעמוד במגבלות ההשתקפות (שמניעים שימוש בחומר), מעצבים יכולים להתאים את הכוח המניע ופרופיל הנוטה.היכולת הזו "לנצח" את המבנה לעתים קרובות תוצאות בגבהים דקים יותר לקומה למטה במבנים, אשר לא רק מפחיתים חומרים באלמנטים אנכיים אלא גם מורידה את גובה הבנייה הכולל, שמירה על מערכות מחוספסות, מכניות, ומסתיות, ומסתיימות.

יתרונות של צמצום השימוש בחומרים

צמצום הצריכה החומרית ישירות מוריד את טביעת הרגל הסביבתית של פרויקט בנייה או תשתיות. ייצור קונקטר אחראי על כ-8% מפליטת הפחמן הדו-חמצני העולמית, בעיקר מההקפיד של אבן גיר והאנרגיה הנדרשת לייצור מלט. ייצור פלדה גם יוצר CO2 משמעותי באמצעות פחות בטון ופלדה, בנייה מואצת מפחיתה פחמן ממות.

אנרגיה מופחתת

מחקרים הראו כי אופטימיזציה של לוחות בטון לאחר לחץ דם במקום בטון חזק יכול להפחית את האנרגיה המוטבעת של מערכת הרצפה של בניין על ידי 15-25%.זה בגלל נפח מופחת של בטון ואת המשקל התחתון של חיזוק. עבור בניין משרדים טיפוסי גבוה, שיכול להשוות למאות טון של CO2 הציל את מחזור החיים של המבנה.

שירות מורחב חיים וצמצום תחזוקה

מבנים קונקרטיים מנוסים הם מטבעם עמידים יותר סדקים מאשר מחזקים את בטון. סדקים קטנים יותר משמעות הגנה טובה יותר עבור פלדה מוטבעת נגד קורוזיה.עם פרטים מתאימים ו grouting, לאחר נטיות יכול להשיג חיי שירות מעל 100 שנים. מבנים ארוכים יותר דורשים פחות תיקון תכופים והחלפת משאבים לאורך זמן.

עיצוב משקל קל וחיסכון בקרן

מבנה סופר בהיר יותר מקטין את העומס על יסודות, אשר בדרך כלל בטון ופלדה-חושיבי.עבור מבנים על אדמה ירודה, היכולת להשתמש ברגלים קטנים יותר או פחות ערימות יכול לקצץ חומר הבסיס ב-15-30% בהשוואה למסגרת בטון קונבנציונאלית מתחזקת.החיסכון המשולב בטון, פלדה, וחפירה נמוכה יותר הן עלויות והשפעות סביבתיות.

הפחתה: יותר מאשר ניכוי חומרי

בעוד שההתמקדות העיקרית של מאמר זה היא חיסכון חומרי, כדאי לציין כי השימוש בחומרים הפחית ישירות מתרגם חיסכון בעלויות. פחות בטון ופלדה פירושו עלויות רכישה נמוכות יותר, פחות משלוחים של משאיות, והפחתה בטיפול באתר. יתר על כן, יותר לטווח ארוך יותר עם עדיפות להפחית את מספר העמודים והקירות, להאיץ את הבנייה והורדת עלויות העבודה.

עם זאת, מתחולל דורש מומחיות מיוחדת, בקרת איכות זהירה, ולעתים קרובות בטון גבוה יותר סטרנגנט.ה נוטה עצמם יקרים יותר לקילוגרם מאשר ריבאוגרם קונבנציונלי, אבל ניתוחי עלות מחזור החיים מראים כי החיסכון הכולל של עלויות מחומרים מופחתים, בנייה מהירה יותר (המתחת רגל יכולה לחסל את הצורך עבור עבודות reshoring), ותחזוקה נמוכה יותר לעתים קרובות עולה על העלות הראשונית גבוהה יותר עבור מגרש חניה גדול, כמו גשרים, כמו גשרים סטנדרטיים, כמו גשרים, הפך גבוה, כמו בניינים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000,

עיצוב גמישות וחופש אדריכלי

פלדה מוקדמת לא רק מפחיתה חומר, אלא גם מרחיבה את לוח הצבעים של המעצב.היכולת ליצור את (FLT:0long, עמודה חינם חללים FLT:1) מוערך מאוד בבניינים מסחריים, זירות ספורט, ואולמות תצוגה.פוסט-מדבקות יכול להיות מצופה צורות לא סדירות, גיאומטריה מעוקלות, או דפוסים ללא צורך כבד להיות גמישים, מאפשר לפתח תוכניות ממושכות.

בבניית הגשר, גשרים מקטעים קונקרטיים מוכווצים ניתן להקים במסגרות מעוקלות ופרופילי עומק משתנים, להסתגל לטופוגרפיה ללא שימוש בחומר פסולת. בדומה, גגות דקים – כגון אלה המשמשים בתחנות אוויר או מרכזי ועידות - יש שפע של עיגולים גדולים עם עובי מינימלי, לפעמים קטן כמו 75 מ"מ (3 אינץ ').

יישומים אמיתיים ו Case Studies

גשרים

בטון מחונן הוא החומר הדומיננטי עבור גשרים בינוניים וארוכים ברחבי העולם.לדוגמה, ה-FLT:0 (Seven Mile BridgecioFLT:1) בפלורידה משתמש בפערים precasted, בעוד ה-FLT:2Millau ViaductanceFLT 3: בצרפת - למרות שפלדה-deced פלדה - מתמזגת על פי בטון prestressed באסיה, נוסף על ידי 150 יסודות ממולאים של פלדה -2, 000 יעיל יותר מ"ל פחות מ"ל, 000 -2, 000 - 000 - 000 יעיל של פלדה - 000 - 000 - 000 - 000 - 000 - 000 - 000 קלושים של פלדה - 000 - 000 קלושים עד 150 - 000 יעיל של פלדה - 000 - 000 - 000 - 000 - 000 - 000 יעיל של פלדה - 000 - 000 יעיל של פלדה - 000 - 000 קלושים יותר מ"ל יעיל של פלדה - 000 - 000 - 000 קלושט פלדה - 000 - 000 יעיל של פלדה - 000 - 000 - 000 - 000 קלושט פלדה - 000 קלושים בדרך כלל גבוה יותר מ"ח פלדה - 000 000 קלושים על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על ידי על

בניינים גבוהים

אתר הנופש של דירות מלוטש (FLT:0) הוא רכיב מרכזי בבנייה גבוהה.לדוגמה, אתר הנופש "Marina Bay SandsFLT:1" בסינגפור משתמש בקומות לאחר חתומות המאפשרות קזינו ללא עמודה ומרחבי מלון.ההפחתה בעובי סלאב אפשרה להשיג יותר קומות באותה גובה, וקידוד הן שימוש בחומרים חומריים והן ליצירת מרחב.

חניה Garages

מבנים החנייה הם אחד מסוגי הבנייה הרגישים ביותר של בנייה.Prestressed בטון - עם התקופות הארוכות שלה, רצפות שטוחות ותחזוקה נמוכה - הפך למערכת ברירת המחדל.החניון שטח:0500-500 דולר בחניון של דנוור התעופה הבינלאומי 1FLT השתמש בלהקות סלאב דחוסות לאחר דחוסות ו precasted prestressed beams, צמצום נפח קונקרטי על ידי 25% לעומת עיצוב מדויק כמעט 1000 טון כמעט 1000 טון.

הגבלות ושיקולים

למרות היתרונות הרבים שלה, פלדה מתחוננת אינה פתרון אוניברסלי.יש למנוע כמה גורמים כדי למנוע נפילה:

  • (ב) סיכון:0 קורנוזיה: 1FLT:1 נוטה לחוצים גבוהה רגישים יותר לדיכוי קריסת לחץ אם הגילוח או ההשמדה נפגע.
  • התנגדות:0 (Fire Resistance:FLT:1) פלדה מוקדמת מאבד כוח בטמפרטורות גבוהות. Adequate כיסוי בטון ציפוי הגנה הם חובה עבור מבנים מתואמים אש.
  • (FLT:0) skilled Work and Monitoring: FLT:1 ; פעולות ניתוק דורשות צוותים מאומן וציוד מדויק.שגיאות במיקום נוטה או כוח גבירת יכולות להוביל לכישלונות מבניים.
  • (FLT:0) שינויים לאחר ההתקנה: FIRLT:1 ; לאחר שמקובל, אין זה יכול להיות מותאם בקלות או להחליף אותו.זה הופך שינויים עתידיים מאתגרים יותר מאשר עם ריבאורד קונבנציונלי.
  • (FLT:0) סף: 1FLT (בקיצור קצר מאוד או מבנים עמוסים באור בהיר, המורכבות והעלות החומרית של ההפריה לא יכולה להיות מוצדקת.

מגבלות אלה מובנות היטב על ידי קהילת ההנדסה, וקודי עיצוב (כגון ACI 318, EN 1992-1) מספקים הדרכה לצמצום הסיכונים.כאשר החלים נכון, פלדה מספקת חיסכון חומרי נטו שעולה בהרבה על המורכבות הנוספת.

מגמות עתידיות ב Prestressing Steel and Materials

Ultra-High-Performance Concrete (UHPC)

שילוב UHPC עם פלדה טרום מתח גבוה הוא לדחוף גבולות עוד יותר.ה-HPC של כוח דחיסה גבוהה מאוד ו דוקטריות Tenile לאפשר אפילו סעיפים דקים - לפעמים רק 25-50 מ"מ עבה עבור סיפון גשר הולכי רגל. פרויקטים מחקר הוכיחו כי UHPC-prestressed grders יכול להפחית את נפח החומרי הכולל עד 40-60% לעומת בטון prestressed.

פחמן-Fiber-Reinforced Polymer (CFRP) Tendons

כדי לטפל בבעיות קורוזיה, כמה פרויקטים משתמשים כעת ב-CRP נוטה במקום פלדה. בעוד CFRP הוא יקר יותר ויש לו תכונות תרמיות שונות, זה לגמרי לא קורוזיות, קל יותר, ומספק כוח דומה. עבור סביבות אגרסיביות (למשל, צמחים כימיים, מבנים ימיים), CFRP יכול לחסל את הצורך כיסוי בטון כבד וסביבה כבדה, פוטנציאל להפחית את השימוש בחומר נוסף.

מערכות חכמות

חיישנים מעומקים (סיבים אופטיים Bragg gratings, מדלים חוטיים אינפורמטיביים) מאפשרים כעת ניטור רציף של כוחות נוטה.זה מאפשר מבנים "אדפטיים" שניתן לכווץ מחדש אם כוחות נסחף עקב חישוק, התכווצויות, או עומסים בלתי צפויים.על ידי שמירה על רמת המחוכים המתוכננת, מערכות אלה מבטיחות שימוש חומרי אופטימלי על כל החיים.

שילוב עם BIM ו- Digital Design

בניית מידע מודלים (BIM) וכלים עיצוב חישוביים מאפשרים למהנדסים לייעל את הניקודים ואת החלקים הצלב קונקרטיים בגרנריות בסדר גודל.מודלים פארמטריים יכולים לרוץ מאות של חומרים כדי למצוא את הגיאומטריה הממזערת את החומר תוך מתן כוח, דמנציה, וקריטריונים עמידים. כמו זרימת עבודה דיגיטלית, החיסכון החומרי ניתן להשיג עם פלדה מוקדמת רק יגדל.

מסקנה

פלדה מתחננת היא אבן הפינה של בנייה מודרנית, יעילה משאבים. על ידי הצגת מתחים דחוסים מבוקרים, היא מאפשרת מבנים קונקרטיים להיות דק יותר, ארוך יותר, וקל יותר - באופן דרמטי להפחית את כמות הבטון והחיזוק הנדרש. אלה חיסכון חומרי עלויות הבנייה נמוכות יותר, להפחית פחמן ממותג, ולהפוך את הצורות האדריכליות האפשריות שפעם היו לא מעשיות.

(ב) ראו את המדריך של המכון לטיהור (FLT:1design and BuildingFLT:2, the US Department of Transported Institute of Transported Concrete Institute of the Sea of the Sea of the Sea of the Compenters of Bridge girdersFLT:4, and this study on FLT:5emboated Energyduction in post-tensbated Bridge girdrsFLTsFLT: 7.