הקדמה ל-Prestressing Steel

פלדה מתחננת מייצגת אבן הפינה של הנדסה מבנית מודרנית, אך היישום שלה לשימור המורשת הבנויה שלנו הוא התפתחות יחסית לאחרונה וטרנספורמציה.ב ליבה, הפרה פלדה היא אוסף של חוטים גבוהים, סטרנדים, או ברים שנעשו מסגסוגת פלדה, שנועדו להיות מתוחים (מכובש) לפני שהוא מעוגן נגד אלמנט בטון או מגבר זה.

הטכנולוגיה התפתחה בתחילת המאה העשרים, חלוציה על ידי מהנדסים כמו Eugène Freyssinet, אשר זיהה כי הטלת לחצים דחוסים קבועים יכול לשפר באופן דרמטי את יכולת העומס ואת ההתנגדות סדק של מבנים קונקרטיים. בתחילה מיושם בבנייה הגשר ובבניינים גבוהים, עקרונות של מתח דקים יכולים להיות מותאמים בקרוב לשימור.

(ב) ,0) נכסים של פלדה מכוונת לשימור:

  • כוח תשואה גבוה מאוד (בדרך כלל 1,860-2,100 MPa עבור סטראנדים), המאפשרים לכוחות משמעותיים להיות מיושם עם נפח חומרי מינימלי.
  • טיהור טוב והתנגדות עייפות, חיוני לביצועים ארוכי טווח תחת עומס ציליאני.
  • תאימות עם מערכות הגנה מודרניות של קורוזיה (התחר, היתות, הגנה קטוודית) שניתן לשלב באופן דיסקרטי במבנים היסטוריים.

התפקיד של ההוקרה בהיסטורית

מבנים היסטוריים סובלים לעתים קרובות מהשפלה תלויה בזמן: מצמרר וצמצום של מנדרי, אובדן של יושרה מרגמה, קורוזיה של קשרים מקוריים ברזל, וחלוקה מחדש של עומס בשל תיקונים מסורתיים - כגון הוספת מסגרות פלדה, מחזקים מעילים קונקרטיים, או חרטות חיצוניות - יכול לשנות באופן בלתי הפיך את האופי החזותי וההתנהגות המבנית של בניין היסטורי.

על ידי יישום כוחות דחיסות מבוקרים, מתחוללים יכול לסגור סדקים קיימים, ליצור מחדש ניתוק אלמנטים מבניים, ולשחזר פעולה מונוליטית לקירות מפורקים, קמרונות או קשתות.הפלדה פועלים כקשרים פנימיים פעילים, להחליף את הפונקציה של חברים מתח מקוריים אבודים או פגומים (למשל, עגבת עץ, מוטות ברזל חולפות).

יתר על כן, ניתן לתכנן את ההנעה או להסרב – עיקרון שימור אחר הדורש התערבות כדי לאפשר לדורות הבאים לאמץ טכנולוגיות משופרות.ד.טיונים בעלי לחץ דם, למשל, ניתן להשמיט ולהסיר אם יש צורך, בתנאי שהם מותקנים בעגנות ודוכסים מעוצבים כראוי.כדאיות זו היא יתרון משמעותי על חיזוק או זריקות כימיות.

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

  • (ב) ויקרא י"א: "ה', ויקרא י' (במדבר, כד')
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) מבנים מרביים (FLT:1) יחד עם מערכות מתח
  • (המאה ה-20) תחזקו מבנים קונקרטיים הדורשים שימור)

עקרונות טכניים מאחורי היישום

החלת פלדה למבנה היסטורי דורשת גישה שונה מהותית מאשר תכנון גשר בטון חדש prestressed.חומר הקיים הוא לעתים קרובות heterogeneous, סדקים, וכוח לא ידוע מהנדסים חייבים לבצע הערכות מבניות מפורטות - כולל מודלים סופיים, בדיקות חומריות, ניטור - כדי לקבוע את הפריסה אופטימלית, כוח, ומיקום עוגן.

תאימות חומרית

הבחירה של prestressing פלדה כיתה והגנה קורוזיה תלויה החומר המארח.עבור masonry, נוטה מותקנים בדרך כלל ב חורים ממקדחים או דוקטרטים חיצוניים, ולאחר מכן ספוג עם חומרים מלוטשים או epoxy מבוסס חומרים. Stainless פלדונים נוטים להיות מועדפים בסביבות חשופות מאוד (מוריסטרול, גשרים על פני מים) כדי למזער את הסיכון קורוזיאורגי של שיטות פלדה (R) יעיל של GP-Ratea יעיל (Rate) כלומר, כלומר, 000) הוא יעיל יותר מאשר כוחות לבנים (Rate יעיל).

שיטות של יישום

שתי שיטות עיקריות משמשות לשימור היסטורי:

  • (FLT:0) לאחר העלייה: FLT:1, strand פלדה מתח לאחר הבטון או המנדרית הוא במקום.עבור מבנים היסטוריים, זו הגישה הנפוצה ביותר, כפי שהוא מאפשר לנטוונים להיות מותקנים באמצעות דוקטרקטים מראש או ממקדים, ולאחר מכן לחוץ נגד עיגון בקצה.
  • (FLT:0) סיקור חיצוני: FLT:1 Tendons ממוקמים מחוץ למבנה המקורי (לצד קיר או מתחת לכסף) ולאחר מכן מוגן על ידי כיסוי שמתאים לסימורים הקיימים. שיטה זו משמשת כאשר ההתקנה הפנימית תפגע בד היסטורי או כאשר הגישה לבדיקה עתידית היא הרצויה.

עיצוב אנקורג

אנקן הכוח המניע לתוך מזכרות ישנות דורש הפצה זהירה כדי להימנע ריכוזי מתח. לוחיות Bearing, לפעמים להטיל בלוקים קונקרטיים או מוטבעים מאחורי חזיתות אבן, להפיץ את הכוח על שטח גדול יותר.בהרבה שיקום קתדרלה אירופית, עיגון מוסתר בתוך או מולדות או מתחת לרמות הרצפה.העוגן עצמו חייב להיות קורוזי-עמיד נגיש עבור מתח עתידי אם צריך.

מחקרים מקרים

רומא: פונטון דה גרד וקווייה

עתיקות רומיות aqueducts, חגג עבור הקשתות המונומנטלית שלהם, סבלו מאות שנים של מזג אוויר, אירועים סיסמיים, ואת הבערה עירונית. at the Pont du Gard (צרפת), prestressing פלדה strands הותקן בתוך החללים הריקים של הקשת העליונה לספק יציבות מאוחרת יותר.

גשר היסטורי בוונציה - ריאלטו ודאדמיה

גשרים בוונציה, שנבנה על אלפי ערמות עץ ו נתון תנודות tidal, חוו התיישבות שונה ועייפות חומרית הידראולית.גשר ריאל (מאוחר מהמאה ה -16) עבר תוכנית חיזוק מקיפה בשנות ה-90 שכללה את ההתקנה של תנאים לא ממונודים מראש בתוך גשר האבן, אשר היה מוזרק בעבר כוח clamp אופקי, למנוע את התפשטות של מזכרון מסוכן כי היה מעורב גשר מייצבים מסוכנים עם לחץ דם חיצוני, אשר היה מעורבב גשר מייצבים קשים יותר, אשר היה מעורבבגדומי פלדה, אשר היה מעורבבוני ברזל, אשר היה מעורבבגדילה.

קתדרלת אירופה - St. Stephen's and St. Peter's

קתדרלה גותית עם קמרונות גבוהות ופסחות מעופפות נוטה החוצה כי במשך מאות שנים, יכול שבר אבן צלעות ורשתות קמרונות. בקתדרלת סנט סטיבן (Vienna), טראנסים לאחר ספוגה לרוץ דרך הגג נטולי קשר לקשור את קירות האנימה העיקריים יחד בכמה רמות.המערכת, מוסתרת מעל הכתר, נגד המאוחר יותר ללא ניפוצים גלויים, נחשבו הקדמיים יותר על בסיס סטרום חזק של רוקם חזק יותר של קדמית (Ricrecerecerecerecerecerecerecerece) ו-Ricernbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbnbn) אשר נחשבומטר חזק יותר.

דוגמאות בינלאומיות אחרות

הטכניקה התפשטה באופן נרחב. בסין, הגשרים העתיקים של רשת התעלה של סוז'ואו ייצוב באמצעות מתח חיצוני עם ברים של נירוסטה. בארצות הברית, החזיתות של מבנים מסחריים מהמאה ה -19 בשיקגו נקשרו למסגרות מבניות פנימיות באמצעות מוטות מתוחות מוסתרות מאחורי הקרניות בדרום אמריקה, הכנסיות הקולוניאליות של פרו, אשר נבנות מתחומים פנימיים, תוך שמירה על קירות פנימיים, תוך כדי לחץ על פני האדמה, אשר עברו מכבלים פנימיים, אשר נשמרים על פני האדמה, תוך כדי שמירה על פני קירות פנימיים של קירות פנימיים, אשר עברו מקירות פנימיים, אשר עברו מחץ, אשר עברו מחץ עמוק בתוך קירות פנימיים, אשר נשמרו על פני האדמה, אשר עברו מחץ עמוק בתוך קירות פנימיים, אשר נשמרו על פני האדמה, תוך כדי לחץ על ידי מכווצים, אשר נשמרו על ידי מכופרים, תוך כדי לחץ על ידי מכוערים על ידי מכבלי אבן-פנים של קירות פנימיים, אשר נשמרו על ידי מחץ עמוק בתוך קירות פנימיים, אשר נשמרו על ידי מוטות תחת מחץ עמוק בתוך חץ עמוק בתוך קירות אחוריים, אשר נשמרו על ידי מוטות תחת מחץ אחוריים, אשר נשמרים, אשר נשמרים, אשר נשמרו על ידי מוטות אחוריים

יתרונות על אכיפת האמנה

פלדה מוקדמת מציעה יתרונות ברורים שהופכים אותה לעליון שיטות חיזוק קונבנציונליות למבנים היסטוריים:

  • (FLT:0) השפעה חזותית מינימלית: 1FLT:1 Tendons מוסתרים בתוך חומר קיים או מאחורי כיסויים דקים.
  • (FLT:0) יושרה מבנית:FLT:1 (התחילה) סוגרת באופן פעיל סדקים ושומר עליהם סגורים תחת עומסי שירות, מניעת לחות בתוקפנות ונזקי פאסיבי יכול לפעול רק לאחר קרידוק מתרחש.
  • (FLT:0) ,Extended Lifespan:FLT:1 עם הגנה מודרנית קורוזיה, פלדה יכולה להימשך 50-100 שנים לפני צורך בצמיחה או החלפת - חיי שירות שמתאימים או עולה על התערבויות מסורתיות.
  • (FLT:0) נדרש לשיקום: FLT:1 Prestressing מאפשר החומר המקורי להישאר במקום לקחת חלק בהעברת העומס.זה נמנע אובדן של בד היסטורי המתרחש לעתים קרובות בעת הסרת והחלפת אבנים או לבנים.
  • (FLT:0) התאמות מבוקרות: FLT:1, ניתן למדוד את הכוח המניע ולהתאים לפי הצורך.במבנהים שימשיכו לפענוח, לחץ מחזורי יכול לשמור על הכוחות בגבולות בטוחים.
  • (ב) ניתן להסיר את הנטיות:0 (ב): 1) ניתן להסיר את הנטיות הבלתי מובנות עם נזק מינימלי, שמירה על אפשרויות עתידיות לשימור טכנולוגיה.

יתרונות אלה תואמים לסטנדרטים של שימור בינלאומי כגון אמנת ונציה ומגילת הבוררה, אשר מדגיש כי התערבויות צריכות להיות ניתנות, תואמות, וכבוד של הבד המקורי.התחבורות עומדות בקריטריונים אלה באופן מלא יותר מאשר ברוב שיטות חיזוק החלופות.

טכניקות ואתגרים מודרניים

כלי ניטור ועיצוב מתקדמים

בפועל עכשווי משלב מודלים דיגיטליים עם ניטור בריאות מבני.מודלים אלמנט פיניט, מצופה עם מדידות באתר של כוח חניכיים קשיחות ונוקשות, להנחות את המיקום האופטימלי של נוטה.סיבים אופטי יכול להיות מוטבע ב נוטה למדוד בזמן אמת, מתן נתונים כדי לאמת כי כוחות המחמירים נשארים יציבים כמו המבנים המצטיפים או מיישבים.זה זו מאפשרת מהנדסים ל-une-התקאין זמן רב לאחר ההתקנה הארוכה.

פתרונות הגנה על קורוזיה

Moisture ו- chloride ingress נותרו האיומים הגדולים ביותר להפחתת פלדה.עבור סביבות היסטוריות, מהנדסים פיתחו הגנה רב-שכבתית:

  • גראז' מלא פוליאתילן היאaths for unbonded נוטה (הופנהmon in Bridge Applications).
  • strands מאוקסים או galvanized עם סחף מלטיטיבי במערכות מחוברות.
  • סטרואנטים פלדה (באמצעות ⁇ כגון 304 או 316) עבור תרחישים בסיכון הגבוה ביותר.
  • מערכות הגנה קטודיות Active Cathodic המפעילות זרם חשמלי קטן לתאי הקורטוזיה נגד קידוד המנוגדים, המאגדים בתוך המבוך.

התקנה ללא נזק

קידוח ארוך, ישר חורים במזכרות עתיקות ללא פרסקועים מזיקים, נגרמים, או אבן שברירית הוא אתגר גדול.בדיקות אולטרה סאונד ו מכ"ם חודר קרקע יכול לאתר ריקנים ומבנים פנימיים.במיוחד מקדחות שבץ רצופים עם החזקות ריקות ממזער אבק ורטט. בפנים הרגישות ביותר, תרגילים רובוטיים משמשים כדי לשמור על דיוק ולהפחית את השגיאה אנושית.

תאימות עם חומרים קיימים

הנוקשות וההתנהגות המצמררת של אבן זקנה ומרגמה נבדלים מה בטון מודרני.אם הכוח המניע גבוה מדי, זה יכול לגרום לדיכוי מקומי או עיוות יתר של עיוותים.מדנו מחקרים על הכוח הדחוס של החומר ואפקטים מצפצפים לטווח ארוך הם חיוניים.במקרים מסוימים, מהנדסים להפחית את הכוח נוטה להגדיל את מספר הנתונים להפיץ את העומס בצורה אחידה יותר.

חוסר הנחיות סטנדרטיות

בניגוד למבנים קונקרטיים חדשים, אשר נשלטים על ידי קודים כגון ACI 318 או EN 1992, מבנים היסטוריים אין קוד הדבקה מקובל אוניברסלי.כל פרויקט מבוסס על שיפוט הנדסי שפותח באמצעות ניסיון, הערכות סיכון ספציפיות לאתר, וסקירה עמיתים.חוסר סטנדרט יכול להפוך ביטוח ואישור יותר קשה, אבל זה גם מעודד חדשנות מותאמת אופי ייחודי של כל בניין.

עתיד ההפריה לשימור המורשת

כאשר אנשי מקצוע במורשת מתמודדים עם הלחץ הכפול של שינויי האקלים ומימון ציבורי מוגבל, שיטות חיזוק יעילות ונמוכות לפשוט נמוך יהפכו אפילו יותר חיוניות.התעל פלדה מתפתחת במספר כיוונים מבטיחים:

  • (FLT:0) סגסוגת של שאפ-מזיכרון (Silpe-memoryסגסוגת נוטה: ibph:1 ; Alloys כגון Ni-Ti (nitinol) ניתן לאמן את החוזה כאשר מחומם, יצירת מערכות של לחץ עצמי שאינן דורשות ציוד מכני לאחר העצמה.
  • (FLT:0) ,FLT:0 ,FRP) נוטה פולימרים חזקים (CFRP): אנדרט 1 אלה שאינם ממתכתיים הם חסינים מפני קורוזיה וניתן להתקין אותם בצורת לפני חתומה.הם כבר נשפטים בקשתות אבן היסטורית שבו משקל פלדה יהיה בעייתי.
  • (FLT:0) מערכות טרום-המתחים של ההרחבה:FreaLT:1) שילוב חיישנים ופועלים אשר באופן אוטומטי להתאים את הכוח בתגובה לעומסי רוח או תנועה יכול להאריך את החיים מבניים תוך צמצום עייפות על הפלדה.
  • (FLT:0)Digital Twin Modeling:FLT:1 Integrating Building Information Modeling (BIM) עם נתוני ניטור בזמן אמת יוצר עותק וירטואלי שיכול לחזות מתי יש צורך בהפחתה מחדש, המאפשר תזמון תחזוקה פרואקטיבי.

הדור הבא של התערבויות טרום-המתחות יהיה ככל הנראה תערובת פלדה וחומרים מורכבים, תוך שימוש בכל מקום שבו תכונותיה מועילות ביותר. Steel תישארו סוס העבודה עבור כוח גבוה, יישומים ארוכי טווח בשל עמידותו המוכחת ועלות נמוכה, בעוד שרכיבים מתקדמים ישמשו ב-Horosion-prone מוסתר, או קונטקסטים קלים מאוד.

מסקנה

פלדה מוקדמת הרוויחה את מקומה ככלי חיוני בערכת הכלים של שימור מבני.מממתיאוריה של רומא ועד הקתדרדרלות של אירופה וגשרים של ונציה, היכולת להציג כוחות דחיסה מבוקרת איפשרה למהנדסים להפוך מאות שנים של דעיכה ללא obscuring את היופי והאותנטיות של הבד ההיסטורי.

ככל שהמלאי של המבנים ההיסטוריים בעולם, וככל שהלחצים הסביבתיים גוברים, הביקוש לתגבורת אינטליגנטית, מכובדת יגדל רק.תמריץ פלדה – בין אם בצורת מסורתית או מסגסוגת בחומרים חדשים – ימשיך לספק פתרון חזק, גמיש והיסטורי רגיש.נוכחותו השקטה מאחורי אבן ובטיח כי הסיפורים של העבר שלנו נשארים לעמוד לדורות הבאים כדי להעריץ וללמוד מהמדע האופציונלי, הוא כבר לא מתחנן חיוני של האמנות.

(ב) [ה] [ה]]: [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]: [ה] [ה]]][ה]]]] [ה'[ה]] [ה'[ה] [ה']'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']']'[ה']']']'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[