극단적인 짐을 위한 디자인: 바람과 눈 짐 조건에 있는 Prestressing 강철

극단적인 짐을 위한 디자인: 바람과 눈 상태에 있는 Prestressing 강철

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Prestressing 강철의 밑에

고강도의 강도가 높고, 가닥, 또는 바로 구성된 Prestressing 강철은 고강도의 강도로 이루어져 있습니다. 고강도의 강도는 고강도의 강도가 높고, 탄소 섬유 강화한 중합체 (CFRP)에서 합니다. 강철은 콘크리트 배치 (pre-tensioning)의 앞에 또는 콘크리트가 치료한 후에 긴장됩니다 (post-tensioning). 결과 압축 응력은 서비스 부하에 의해 유도된 장력 응력을 상쇄하고, 콘크리트가 대우한 후에, 구체적인 배치 (pre-tensioning)의 밑에 남아 있습니다.

물자 재산

Prestressing 강철은 1,600에서 1,860 MPa (270 ksi에 232)에 배열하는 항복 강도를, 전형적으로 강화 강철 초과합니다. 그것의 이완 특성은 장기간 응력 손실을 극소화하기 위하여 주의깊게 통제됩니다. 연성, 피로 저항 및 부식 보호 (예를들면, 직류 전기를 통하거나 에폭시 코팅)는 경도를 위해 긴 수명, 특히 공격적인 환경에 중요합니다.

Prestressing 시스템의 유형

Pre-tensioning은 프리캐스트 플랜트에서 일반적이다: 그 사이에 뻗어있는 경향이, 콘크리트는 그 주위에 캐스팅, 강철을 치료 한 후, 결합을 통해 압축을 해제. Post-tensioning]는 덕트 또는 콘크리트에 배치 칼집을 사용; 심줄은 경화 후 긴장하고 앵커리지 어셈블리, 더 나은 부식을 사용하여 얇게 움직여, 더 나은 부식을 방지하기 위해.

풍력 하중 조건

바람 하중은 구조에 옆 힘, 상승 및 과도한 순간을 일으킵니다. 큰 건물, 긴 경 교량, 경기장 지붕 및 탑은 특히 취약합니다. 강철을 Prestressing는 이 동적인 행동을 저항하기 위하여 뻣뻣함 및 힘을 강화합니다.

동적 응답 및 방어 제어

풍력 굴절은 강철에서 피로를 일으킬 수 있는 순환적 로드를 생성하고 콘크리트에서 부수는. Prestressed 회원은 동일한 단면의 비 스트레스가 없는 반대 부분보다 높은 굴곡 강성을 가지고 있습니다. 이것은 측면 편류 및 가속을 감소시키고, 고층 건물에 있는 점유적 안락을 개량합니다. 예를 들면, prestressed 콘크리트 전단 벽 및 아우트리거 시스템은 코드 개정 값 (e-recommended value)에 반대 층을 제한할 수 있습니다. (e-surg, H/500).

Uplift 및 과도한 저항

공항이나 스포츠 경기장에서 그와 같은 지붕 구조, 풍력에서 중요한 상승 경험. 포스트 긴장된 콘크리트 지붕 석판은 더 얇은, 더 가벼운 디자인을 손상 없이 상승 저항 가능하게 합니다. 교량 배관공에서는, 수직 포스트 긴장은 과도한 구조에 바람에서 과도한에 대하여 닻 중력 짐을 돕습니다.

허리케인 프로네 지역의 사례 연구 (예 :, [[FLT :0]]]Precast/Prestressed Concrete Institute])는 분류 4 폭풍 동안 기존의 캐스트 인 플레이스 구조보다 더 적은 구조 손상을 겪고있는 건물을 통합하는 것을 보여줍니다.

피로를 위한 디자인

풍력발전 진동은 심줄에서 높은 사이클 피로를 일으킬 수 있습니다. 설계 기준(ACI 318, ASCE 7)은 응력 범위가 임계값을 초과하는 피로 평가를 요구합니다. 적절한 피로 수명을 가진 응력 강철을 방지하고, 수십 년 동안 선명한 굽힘의 주의적인 디테일을 통해 달성됩니다.

Snow Load 조건 적용

무거운 눈 축적은 지붕, 주차 구조 및 냉 기후의 교량에 특히 실질적으로 수직 죽은 하중을 추가합니다. Prestressing 강철은 이 성분이 더 가볍고 더 강하며 무게가 적습니다.

눈 짐 Magnitude와 배급

눈 짐은 위치, 지붕 기하학 및 노출과 다를 수 있습니다. 부호 (예를들면, ASCE 7-22)는 지상 눈 짐, 편류 요인 및 불균형 선적 본을 지정합니다. Prestressed 콘크리트 지붕 석판은 이 짐의 수를 감소시키기 위하여 최소한도 캠버와 편향도에 긴 거리를 경간할 수 있습니다.

동결-Thaw 내구성

비강성 지구에서는, 콘크리트는 반복한 동결 사일로 주기에 드러납니다. Prestressing는 물 진입과 동결 사일로 손상을 위한 1 차적인 통로인, 균열의 위험을 감소시킵니다. 게다가, prestressed 압축과 결합된 공기에 의하여 흘러 관통되는 콘크리트는 표면 스케일링을 극소화합니다. 구조상 무결성은 소금을 deicing에 노출의 년 후에도 유지됩니다.

언트라 스노우로드 설계

드리프트 눈은 균일 한 디자인보다 훨씬 높은 부하를 만들 수 있습니다. Prestressed 콘크리트 빔 및 슬랩은 순간 봉투와 일치하기 위해 가변형 트라우 프로파일과 비례 할 수 있습니다. 예를 들어, 긴 수명 차고 지붕에서, parabolic tendon 프로파일과 포스트 긴장 된 T 빔은 균일하고 역류 된 부하에 대한 효율적인 저항을 제공합니다.

예: 산 지역에 있는 Prestressed 콘크리트 다리

북미 및 유럽의 많은 산악 교량은 콘크리트 상자 girders를 미리 설치했습니다. 이 구조는 가혹한 겨울 조건 하에서 유지 보수를 최소화하면서 무거운 눈 하중을 수행합니다. 또한 prestressing에서 무장한 압축은 빙하 눈 은행에 수여 된 교량에 중요한 전단 용량을 향상시킵니다.

설계 고려 사항

극단적인 짐을 위한 성공적인 디자인은 물자 선택, tendon 배치, 건축 절차 및 장기 성과에 주의를 요구합니다.

물자 선택과 부식 보호

Prestressing tendons는 응력 부식 부수기 및 수소 embrittlement에 저항해야 합니다. 에폭시 입히는 물가, 직류 전기를 통한 막대기 및 CFRP tendons는 공격적인 환경을 위한 선택권입니다. 포스트 긴장에서, 완전히 유대된 grouted tendons는 제일 부식 보호를 제공합니다; unbonded tendons는 두 배 방어적인 칼집을 요구합니다. ACI 가이드 는 적당한 윤활 절차를 강조합니다.

Tendon 프로필 및 덕트 레이아웃

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Prestress 손실

짧은 기간 손실 (탄력 단축, 마찰, 앵커리지 슬립) 및 장기 손실 (creep, 수축량, 강철 휴식) 효과적인 prestress를 감소. 디자이너는 경향이 sizing 때 이러한 계정에 계정 해야 합니다. 극단적인 부하 시나리오에 대 한, 손실의 보수적 추정은 필요한 압축 구조의 수명을 통해 남아 있다. 모니터링 시스템 사용 로드 셀 및 변형 게이지에서 확인 하는-situ prestress.

건축 품질 관리

긴장 가동은 신장과 힘의 감시, 측정 및 적당한 sequencing를 측정하는 측정 잭을 요구합니다. 포스트 긴장에서, 윤활은 voids를 피하기 위하여 완료되어야 합니다. 겨울 조건의 밑에 콘크리트의 치료는 힘이 방출을 위해 필요한 이른 힘을 달성하기 위하여 방법을 가속했습니다 (증기 또는 방사성 열). 비파괴 검사 (경력, 방사선 조사)는 tendon 무결성을 확인합니다.

다른 부하와 상호 작용

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현대화 및 사례 연구

최근 개발에는 100 MPa를 초과하는 힘과 고성능 콘크리트 (HPC)가 포함되어 있으며, 가벼운 prestressed 섹션을 가능하게합니다. 강철 섬유를 가진 초고성 콘크리트 (UHPC)는 허리케인 파편 충격을 견딜 수 있는 탄력있는 지붕 패널을 만들 수 있습니다.

1개의 주목할만한 신청은 Moscow Stadium Roof], 280 미터를 경간하는 포스트 긴장된 케이블 회전 체계를 사용하고 3 kN/m2를 초과하는 눈 짐에 저항하기 위하여 사용됩니다. 또 다른 것은 Millau Viaduct 프랑스에서, prestressed 콘크리트 해적 및 갑판은 바람 굴뚝 (200 km/h)에 저항하고 이 극단적인 신뢰성의 밑에 강철 전진합니다.