Beton elemanlarındaki çatlakları hesaplamak, doğrudan dayanıklılık, hizmet edilebilirliği ve uzun vadeli beton yapıların performansını etkileyen yapısal mühendislik temel bir parçasıdır. Amerikan Beton Enstitüsü ACI 224R-16 belgesi, çeşitli yükleme ve çevresel koşullar altında beton üyelerde çatlakları değerlendirmek ve kontrol etmek için kapsamlı kurallar sağlar.
Crack Genişlik Kontrolünin önemini anlamak
Betonda dövme, betonun doğal çekme zayıflığı nedeniyle meydana gelen kaçınılmaz bir fenomendir. Beton mükemmel sıkıştırıcı güç sergiliyorsa, çekme kapasitesi önemli ölçüde daha düşük - sadece sıkıştırıcı gücünün% 10'u.Ne zaman çekme stresi betonun çekme gücü, çatlakları aşıyorsa, bu çatlakları ortadan kaldırır.
Aşırı çatlaklarla ilgili birincil endişe, gömülü çelik takviyenin korozyonu için potansiyeldir, bu da yapının görünümünü önemli ölçüde etkileyebilir ve hizmet ömrünü azaltır. çatlaklar çok geniş olduğunda, nem, oksijen, klorürler ve diğer agresif ajanlar için yollar sağlar. Bu maruziyet, korozyon süreci hızlandırabilir ve beton örtüsünün genişletilmesine yol açar.
Yapısal kaygıların ötesinde, çatlakların hemen yapısal tehdit oluşturamadığı zaman bile bina sahipleri ve konutlar arasında endişeleri azaltabilir. Wide, öngörülemeyen çatlaklar, bina sahipleri ve konutlar arasında yapısal güvenlik konusunda endişeleri azaltabilir.
ACI 224R-16 Kılavuzları ve Evrimi Genel Bakış
ACI 224R belgesi, 1970'lerin başlarında yayınlanan ilk yayınlarından bu yana, yeni araştırma bulguları ve pratik tecrübeleri içeren bir kesintiye maruz kaldı. İlk baskı ACI Komitesi 224 tarafından Cracking'de yayınlandı ve rapor hedeflerinin temel nedenleri güçlendirilmiş ve ön yargı ve önerilen kontrol kriterlerini ve prosedürlerini sunmaktı.
Rapor, çatlakların bozulması ve önerilen çatlaklar kontrol prosedürlerinin başlıca nedenlerini sunar, beton yapılarında çatlakların kontrolü ve çatlakların kontrolü nedeniyle çatlakların kontrolünü kapsar.
Kapsam ve ACI 224R
Belge, flexural üyelerde çatlakların kontrolünü kapsar, iki yönlü plakalarda çatlaklar ve plakalarda çatlakları kırılır, betondaki tüm beton yapısal elementlere ve yükleme koşullarına karşı kılavuzluk sağlar.
Kılavuz, çatlakları tahmin etmek için uygulamanın kodlarının temelleri, çatlakları sınırlamak için denklemlerin temelleri ve takviyeli beton tasarımının doğru detaylandırılması ve minimum takviye ve uygun seçimin sağlanması gibi doğru detaylandırmanın elde edilmesi gerektiğini vurgulamaktadır.
Tolerable Crack Genişlikleri Exposure Koşullarına Göre
ACI 224R'nin en pratik özelliklerinden biri, farklı maruz kalma koşulları için kabul edilebilir çatlaklara olan rehberliktir. Bu öneriler, mühendislik koşullarına göre uygun tasarım kriterleri oluşturmaya yardımcı olur.
Önerilen maksimum Crack Genişlikleri
ACI 224R-01, beton yapılarına beton yapılarının çekme yüzündeki kılavuzlar sunar: kuru hava veya koruyucu membran (0.016 inç veya 0.41 mm), nem, moist hava, toprak (0.012 inç veya 0.30 mm), bu değerler her zaman çelik korozyon ve bozulma (0.006 inç veya 0.15 mm) ve su geçirmez (0.006 inç veya 0.15 mm) ve su geçirmez olmayan borular hariç, nemler (0.004 inç veya 0.10 mm) için güvenilir değildir.
Rapor, mühendislik yargısının egzersiz ve diğer faktörler olması gerektiğini, beton kapak gibi, bu değerleri revize etmeyi dikkate almalıdır. Bu acknowledgment, yalnızca dayanıklılık tek bir belirleyicisi olmadığını ve somut kalite, kapak derinliği gibi faktörler olduğunu kabul eder.
Exposure Sınıfları Tahmin Ediyor
ACI 224R'de listelenen maruz kalma koşulları, farklı ortamlarda beton yapılara empoze edilen çeşitli ciddiyetle yansıyor. Kuru, korunan ortamlardaki yapılar önemli dayanıklılık endişeleri olmadan daha geniş çatlaklara tahammül edebilir, ancak bu maruz kalan kimyasallar veya deniz suyu gibi agresif ortamlar çok daha sıkı çatlakları kontrol gerektirir.
ACI 224R-01, çatlakları nüfuz ettiğinde hızla çelik için yeniden başlatma ve yayılmaya maruz kalanlar için maksimum bir çatlakları önerir.
Su geçirmez yapılar için, önerilen maksimum kratik genişliği 0.004 inç (0.10 mm) daha da kısıtlayıcıdır. Bu sıkı kontrol sadece korozyonu önlemek için değil aynı zamanda tanklar, rezervuarlar ve benzer yapılar için birincil hizmet edilebilirlik gereksinimi olan beton aracılığıyla su sızıntısını en aza indirmek için gereklidir.
Crack Genişlik Geliştirme Faktörleri
Beton elementlerinde gelişen çatlakların genişliği, sayısız ilişkili faktörlerden etkilenmektedir. Bu faktörleri anlamak hem çatlakları tahmin etmek hem de tasarım ve inşaat sırasında etkili çatlakları uygulamak için gereklidir.
Dondurucu Özellikleri
Çelikin yeniden dağıtılması ve özellikleri, çatlakların birkaç geniş çatlaklar yerine daha büyük bir miktar çatlaklar meydana gelmesiyle çatlakların sayısını ve genişliğini azaltacaktır.
Ahşap çatlaklardaki üç önemli parametre çelik stres, kapak ve bar ışımadır; bunlardan, çelik stres, hizmet yüklerindeki yüksek stres seviyeleri daha fazla gerginlik ve sonuç olarak daha geniş çatlaklara yol açar. Bu ilişki birçok çatlaklar tahmin denklemleri için temel oluşturur.
Yeniden yürütme barları arasındaki spat da önemli bir rol oynar. Uzaylı olan Barlar da daha az ama daha geniş çatlaklarla sonuçlanabilir, daha yakın bar yayılma, daha da dar çatlakların oluşumuna teşvik eder, bu genellikle her iki dayanıklılık ve estetik açıdan daha arzu edilir.
Bar çapında çatlakları bağ özellikleri üzerindeki etkisi ve her barın etrafındaki gerginlikte betonun etkili alanı ile etkiler. Küçük çaplı barlar genellikle eşdeğer toplam çelik alanı ile daha iyi çatlaklar kontrolü sağlar, çünkü gerginlik bölgesi boyunca daha etkili dağıtılabilirler.
Beton Derinliği
Çelik, bar büyüklüğü, kuvvetlendirici bar ve çelik dağıtım yüzey geometrisi çatlakları etkileyen önemli faktörlerdir: yangın koruması sağlar, korozyondan takviye sağlar ve yeterli tahvil geliştirme sağlar.
Bir çatlaklar genişliği perspektifinden, daha büyük kapak derinliği, belirli bir kuvvetle takviye için daha geniş yüzey çatlaklarında genellikle sonuçlar doğurur. Bu meydana gelir çünkü çatlaklar betonun betonun daha fazla betondan yüzeye çıkmasını sağlamalıdır. Ancak, bu ilişki karmaşıktır, çünkü yeterli kapak da dayanıklılık ve korozyon koruması için önemlidir.
Çarpıcı genişliği etkileyen ana faktör, en yakın çelik bara hesaplanan noktadan uzaktır, bu, beton kapağının kalınlığıdır; yüzey çatlakları sadece çelik barın etrafındaki betonun eşitsiz stres ve deformasyonu ile oluşturulur.Bu anlayış, beton yüzeyinin takviyesini dikkate alan çatlakların temelini oluşturur.
Yükleniyor Koşulları ve Stres Düzeyleri
Yüksek hizmet yükleri çatlakları önemli ölçüde etkileyebilir. Servis yükü koşulları hem beton hem de güçlendirmedeki stres seviyelerini belirler, ki bu doğrudan çatlaklara neden olan yüksek hizmet yükleri daha yüksek stresler ve sular üretir.
Yükleme tarihi de önemlidir.İstained yükler köprü yapıları tarafından deneyimli olsa bile, çatlakların sürekli kalmasına neden olabilir. Cyclic yüklemesi, köprü yapıları tarafından deneyimli olan yorgunluk etkilerine yol açabilir.
Beton Özellikler ve Mix Design
Betonun özellikleri, çatlakların ilk form olacağını belirleyen betonun gücü, elastikliğin modları beton ve takviye arasındaki su dağıtımını etkilerken, beton ve güçlendirilmenin ısıtılmasında önemli ölçüde etkiler.
Beton karışımının geometrik özellikleri özellikle önemlidir. Çünkü kurutma, beton çekirdeğine doğru yüzeyden uzaklaşıyor ve çatlakları temelde yüzey ve sıkıştırmaya yakın iç çatlaklar yaratacak ve diferansiyel küçülmeler sonucu olabilir.
Kombinasyon türü ve içerik aynı zamanda küçülme ve çatlakları da etkiliyor. Yüksek sertlikle Aggregates, potansiyel olarak çatlakları azaltmak için daha büyük kısıtlamalar sağlar, ancak muhtemelen çatlakların sayısını artırmaktır.Su-cement oranı, çimento içeriği ve ekser çimento malzemelerinin kullanımı tüm betonun küçültüğünü etkiler.
Çevre Faktörleri
İnşaat sırasında ve sonrasında çevresel koşullar çatlakları önemli ölçüde etkiler. Sıcaklık varyasyonları ısı genişleme ve sözleşmeye neden olabilir, ki bu da stresleri ve çatlakları kırabilir. Hızlı sıcaklık damlaları özellikle sorunludur, çünkü betonun çekme kapasitesini aşıyor.
Nem seviyeleri kuru iklimlerde yavaş ve geniş bir kurutma oranını etkiler ve muhtemelen daha şiddetli bir küçülme çatlaklarına yol açabilir.
Kıtlama koşulları da önemli bir rol oynamaktadır. Beton kuru veya sıcaklık değişiklikleri nedeniyle daraltmaya veya sözleşmeyi bozmaya çalışırsa, bu hareket için herhangi bir kısıtlama sert strese yol açar.Kaçma stresinin azaltılması veya stres rahatlaması nedeniyle azaltılır ve çatlaklar sadece betonun gücüne ulaşır.
Crack Genişlik Prediction için teorik Basis
Kombinasyonun arkasındaki teorik mekanizmaları anlamak ve tahmin yöntemleri geliştirmek için gereklidir. İki birincil teori, güçlendirilmiş betonda çatlakları açıklamak için geliştirildi: tahvil-slip teorisi ve no-slip teorisi.
Bond-Slip Teorisi
tahvil-slip teorisi 1936 yılında R. Saligar tarafından önerildi ve çatlakların temel olarak çelik bar ve beton arasındaki bağ gücüne bağlı olduğunu; çatlaklarda, çelik bar ve beton arasında yapılan bağ başarısızlığı meydana geldi ve çelik barlar ters bir şekilde geri döndü.
Bu teoriye göre, çatlakların uzunluğu boyunca çelik ve beton arasındaki bağ stresi, çatlaklardan en yüksek olan ve çatlaklardan uzak durmanın nedeni ile aynıdır.
No-Slip Teorisi
1960'larda no-slip teorisi kuruldu ve çelik bar yüzeyindeki çatlakların sıfır olduğunu varsayar, çatlakların çatlakları o pozisyondan tespit etmek için betonu kullanarak yapı yüzeyinin içine kadar kırılan birim çelik çubuğunu kullanarak, çatlakları hesaplamak için elastik teori yöntemi kullanılabilir.
Bu teori, takviyeli parmak uçları arasındaki bağın, takviye çubukları ve betonun görmezden gelinebileceğini varsaymaktadır. Bunun yerine, çatlaklar genişliği betondan gelişen sualtı seviyesinden betonun betonun çeşitli sualtı deneyimlerini çevreleyen sualtınlara göre hesaplanır.
Crack Genişlik Equations
Modern çatlakların tahmin denklemleri kapsamlı deneysel araştırma ve istatistik analizlerinden gelişti. Gergely-Lutz denklemi 1968 yılında çatlakların test verileri üzerinde, her bir influencing faktörünün önemini belirlemek için, beton kapağının kalınlığı da dahil olmak üzere çatlakları belirleyen başlıca faktörlerle, betonun etkili kesitsel alanı, çelik barın sayısıyla ilgili olarak, çelik barın yüksek çözünürlükte bulunan elektrik çubuğunun ısıtılması için altı gruptan oluşan sertleştirici kontrol edilen elektrik çubuğunun önemini belirlemek için.
Bu denklemler genellikle çelik stres, beton kapak, bar spacing ve her barı çevreleyen betonun etkili gerilim alanı gibi parametreleri içerir. Bu denklemlerdeki katlar deneysel verilerin regresyon analizinden elde edilir, tahminlerin test edilebilir bir şekilde eşleşmenin test edilen örneklerinde çatlakların gözlemlendiğini sağlar.
Crack Genişlik Hesaplama Yöntemleri
ACI 224R ve ilgili belgeler, güçlendirilmiş beton yapılardaki çatlakları hesaplamak ve kontrol etmek için birkaç yaklaşım sunuyor. Bu yöntemler, doğrudan çatlaklarla dolaylı kontrol için doğrudan çatlaklar hesaplamasından farklı olarak.
Doğrudan Crack Genişlik Hesaplama
Doğrudan hesaplama yöntemleri, hizmet yükü koşulları altında gelişecek gerçek çatlakları tahmin etmeye çalışır. Bu hesaplamalar genellikle güçlendirme ve betondaki suların belirlenmesini içerir, sonra Ampirik denklemleri kullanarak beton yüzeyindeki çatlakları tahmin etmek için kullanır.
Genel yaklaşım birkaç adım içerir. İlk olarak, hizmet yükü anı veya kuvvet, faktörsüz yüklere dayalı olarak belirlenir. Sonraki, çatlaklardaki takviyedeki stres, beklenen çatlakları hesaplamak için hesaplanır.
Basitleştirilmiş bir çatlaklar hesabı, takviye ve beton arasındaki farkla ilgili olarak ifade edilebilir, takviye ve beton arasındaki ayrımı pekiştirir ve güçlendirmenin dağıtımına bağlı olarak belirli bir formül ortaya çıkabilir.The specific formula is according on the code or guideline being follow, but the basic prensibi remains across different approach.
ACI 318 Spacing Approach
Şu anda, ACI 318-14 gereksinimleri, açık çatlakları hesaplamak için yanıltıcı olabileceğine, çatlakları etkili bir şekilde hesaplamak için somut bir tasarım yöntemi verildiğine ve tasarım temeli son yıllarda, çatlakların doğrudan uzun vadeli dayanıklılık ile ilişkili olmadığı inancına dayanıyor.
Crack kontrolü ACI 318'de, tam çatlakları tahmin etmek için doğal olarak elde edilen pratik zorlukları ve belirsizliği tanır ve bunun yerine, kontrol etmek için bilinen parametreleri kontrol etmeye odaklanır.
Spacing sınırlama yöntemi, barıntıları sınırlayan ve açık çatlakları gerektiren sınırların içinde azami izinli bir şekilde kesinti sağlar.
Crack Genişlik Equations
Kullanılan özel hesaplama yöntemine bakılmaksızın, birkaç anahtar parametre sürekli olarak çatlakların tahmin denklemlerinde görünür:
- [FONT:0) Çelik stres (fs): [Dönetici: 1) Servis yüklerinde güçlendirmede stres, genellikle faktörsüz anlara veya kuvvetlere dayanarak hesaplanır. Bu genellikle çatlakları etkileyen en önemli parametre olarak kabul edilir.
- [FONT:0)Concrete cover (dc veya cc): ), en yakın beton yüzeye giden barın merkezine uzak. Büyük kapak genellikle daha geniş yüzey çatlakları sonuçları.
- [FONT:0]Bar spacing (s):[Dönetici: 0,4|) Merkezin merkezi mesafe barlar arasında. Closer spacing daha iyi çatlakları ve dar bireysel çatlakları teşvik eder.
- [FONT:0]Effective gerginlik alanı (A): ), her yeniden ortaya çıkan barı çevreleyen betonun alanı, bu da, bardan yüzeye nasıl yayıldığını etkiler.
- [0]Bar çapında (db):[Döneticileri etkileyen ve çatlakları etkileyen barların çapı.
- [FONT:0)Beta faktörü (Hı): [Dönem: [Dönetici:0) Katı gerilim fibere, özellikle de esnek üyelerde önemli olan bir kat.
Servis Yüklerinde Çelik Stresi Hesaplamak
Çelik stresin servis yük koşulları altında doğru belirlenmesi çatlaklar genişliği tahmin için önemlidir. Hesaplama genellikle bölümün çatlakları belirlemekle başlar, bu da betonun çekme gücü ilk aşıldığı andadır.
Bir kez çatlaklar meydana geldiğinde, bölüm davranışı önemli ölçüde değişir.Köpekleştirilmiş bölüm analizi tarafsız eksen derinliğini ve çatlakların kırılmış dönüştürüldüğü anıyı belirlemeyi gerektirir. Çelik stres daha sonra uygulanan hizmet anı arasındaki ilişkiyi kullanarak hesaplanabilir, çatlakları parçalı bölüm özellikleri ve nötr eksenden güçlendirmeye kadar mesafeyi hesaplamak gerekir.
Tasarım amaçları için, birçok kod, çelik stresinin verim gücünün üçte ikisi kadar yakın olmasına izin verir, ayrıntılı hizmet yükü analizinden kaçınan basit bir yaklaşım sağlar. Ancak, mevcut yapıların doğru çatlaklar genişliği tahminleri veya doğrulamaları için, gerçek çelik stresi hizmete dayalı olarak hesaplayın.
Farklı Yapısal Elements için Uygulama
Kırk genişliği hesaplama ve kontrol ilkeleri çeşitli beton elemanlarında uygulanır, ancak özel düşünceler yapısal form ve yükleme koşullarına bağlı olarak değişebilir.
Flexural Üyeleri (Beams ve One-Way Slabs)
Şampuan ve tek yönlü plakalar gibi Flexural üyeleri, çatlakları bükme anlarının yol açtığı çekme streslerine karşı yoğunlaştırıyor.Süresel yüzdeki çatlakların tipik olarak gerçekleştiği ve en görünür oldukları yer.
Bir yol plakaları (ortalama oranı 15 ila 20) arasındaki çatlaklar, plakalarda ve 25.4 mm'nin üzerinde net bir beton kapakla karşılaştırıldığında, çatlaklar genişliği denklemi düzgün bir şekilde uygulanabilir.
Esnek üyelerde, güçlendirmenin dağılımı özellikle önemlidir. Sürekli üyelerde desteklenecek kirişler veya üst takviyeler üzerinde desteklenecek, yeterli çatlaklar kontrolü sağlamak için uygun bir şekilde uzayılmalıdır.
İki-Yol Slabs ve Plakları
İki yönlü plakalar ek karmaşıklık sunar, çünkü çatlakların şu anda dağıtıma bağlı olarak birden fazla yönde gerçekleşebileceğinin nedeni, takviyenin her iki yönde de etkili bir şekilde dağıtılması gerekir.Kampiyon genişliği hesaplama ilkeleri benzer kalır, ancak analiz, bi aksiyel stres durumu ve perpendicular arasındaki etkileşimi dikkate almalıdır.
Düz plakalarda ve düz plakalarda, özellikle dikkat, negatif anların en yüksek olduğu sütun bölgelerine ödenmelidir. Bu alanlar en üst yüzeyde çatlaklara eğilimlidir, bu da düzgün kontrol edilemezse dayanıklılık etkileyebilir.
Doğrudan Gerilmede Üyeler
ACI Komitesi 224 (ACI 224R) tarafından ayrı bir rapor, genel olarak beton üyelerde çatlakların kontrolünü kapsar, ancak sadece gerginlik çatlaklarına kısa bir referans içerirken, ACI 224.2R özellikle üyelerde çatlaklarla ilgili olarak doğrudan gerginlikle ilgilidir.
Equations, çatlakların birkaç yerde konsantre olmasını sağlamak için büyük bir çatlakların dağıtımını öngörmek için kullanılabilir.
Gerginlik üyelerinin örnekleri, kirişler, çatlaklardaki gerilimler ve duvarları veya plakaları kısıtlanmış sönü veya termal hareketleri yasaklamaya maruz bırakıyor.Süresel üyeler için çatlakların çatlakları genellikle daha basit olduğundan daha basit, ancak yetersiz çatlaklar kontrolün sonuçları ciddi olabilir.
Deep Beams ve Disturbed Bölgeler
Derin kirişler ve diğer rahatsız bölgeler (D-bölgeler) düzlemde kalmadığı yerlerde çatlakların kırılma kontrolü için özel bir göz önünde bulundurması gerekir.Bu bölgelerdeki stres dağılımı karmaşıktır ve basit kiriş teorisi uygulanmaz. Strut-and-tie modellemesi genellikle güç tasarımı için kullanılır, ancak çatlaklar kontrolü hala detaylandırmaya dikkat gerektirir.
Her iki yatay ve dikey yöndeki takviye, genellikle web bölgesinde çatlakları kontrol etmek için derin kirişlerde gereklidir. Normal kirişler için geliştirilmiş çatlaklar doğrudan uygulanabilir olmayabilir ve doğru detaylama uygulamaları ile birlikte mühendislik kararları özellikle önemlidir.
Prestressed Concrete Members
Prestressed beton üyeleri, betondaki çekme stresi ve karşılanmamış takviyeler dahil olmak üzere önkoşulların etkilerini dikkate almak için tasarlanmıştır.
Prestressed üyelerdeki çatlaklar genellikle yeterince çatlakların oluşmasından önce üstesinden gelmeleri gereken sıkıştırıcı prestress nedeniyle karşılaştırılan beton üyelerden daha küçükdür. Ancak, çatlakların şekli olduğunda, daha yaygın bir uzaylanmış ve düzgün olmayan takviyeli takviyelerin dağılımı yeterli çatlakların kontrolü sağlamak için gerekli olabilir.
Crack Control için Pratik Tasarım
Kuantum genişliği hesaplamaları değerli sayısal rehberlik sağlarken, pratikte etkili çatlaklar kontrolü basit hesaplamaların ötesine geçen sayısız tasarım ve inşaat detaylarına dikkat gerektirir.
Minimum Donma Gereksinimleri
İnşaat katlarında, çatı plakalarında ve duvarların ısı ve kıvrım kontrolü için verildiği minimum miktar ve güçlendirme, ACI 318 veya ACI 350R'de verilir. Bu minimum güçlendirme gereksinimleri, çatlakların azalması, ısı değişiklikleri veya diğer diğer diğer etkiler nedeniyle bile olsa, çatlakların iyi dağıtılması ve sınırlı genişlikte olması sağlar.
Asgari takviye özellikle birincil güçlendirmenin belirli yerlerde yoğunlaştığı üyeleri için önemlidir, diğer alanları kontrol edilemeyen çatlaklara savunmasız bırakıyor.Kampiyonel ve kırarıklık takviyeleri, tek yönlü plakalarda dağıtım güçlendirme ve derin kirişlerde deri takviyeleri, tüm bölgelerde çatlakları kontrol etmeye hizmet eder.
Donma Dağıtımı ve Spacing
Gerginlik alanı boyunca güçlendirme dağılımı genellikle daha yakın, barlar arasındaki mesafeyi azaltıp daha iyi bir çatlak dağıtımını teşvik eden birkaç küçük bar daha iyi çatlaklar kontrolü sağlar.Bu, aynı toplam alanı ile daha küçük barlar olduğu için daha yakın bir şekilde uzayılabilir, daha da yakın bir şekilde, barlar arasındaki mesafeyi azaltılabilir.
Kodlarda maksimum kesinti sınırlamaları yeterli dağıtım sağlamak için hizmet eder. Bu sınırlar genellikle maruz kalma durumuna ve güçlendirmedeki stres seviyesine göre değişir. Daha şiddetli maruz kalma koşulları veya daha yüksek stres seviyeleri kabul edilebilir çatlakları korumak için daha fazla bar spacing gerektirir.
Beton Kapak Gereksinimleri
Beton kapağı, yangın koruması, korozyon koruması ve bağ geliştirme dahil olmak üzere birden çok amaç hizmet eder. Bir çatlak kontrol perspektifinden, kapak ve çatlaklar arasındaki ilişki karmaşıktır.Daha büyük kapak, takviye ve çevre arasındaki kalın bir bariyer yaratarak daha iyi korozyon koruması sağlarken, aynı zamanda belirli bir kuvvetlendirici bir güçlendiricisi için daha geniş yüzey çatlaklarına da yol açma eğilimindedir.
En iyi kapak derinliği, bu rekabet eden hususlar dengelemek zorundadır. Kod bazlı minimum kapak gereksinimleri öncelikle dayanıklılık ve yangın koruması ihtiyaçlarına dayanmaktadır, ancak tasarımcılar minimumun ötesinde artan kapakların kabul edilebilir çatlakları korumak için daha fazla önlem gerektirdiğini bilmelidir.
Kumaş ve ısı Etkilerinin Kontrolü
ACI 224R-01, kurutulma nedeniyle çatlakların çoğu yapıda asla ortadan kaldırılamayacağı anlamına gelir. Ancak, küçülmenin şiddeti uygun tasarım ve inşaat uygulamaları yoluyla en azalabilir.
Beton, stresin yavaş uygulanması için daha yüksek gerilimlere dayanabilir; bu nedenle, betonun hızlı kurutmasını önlemek için arzu edilir, ki bu da su kıvrımını kullanarak elde edilebilir. Proper curing bile, çatlakları kontrol etmek için en etkili önlemlerden biridir, çünkü betonun önemli kurutulma meydana gelmesine izin verir.
Beton karışımı tasarımı da küçülme konusunda önemli bir rol oynar. Daha düşük su tasarrufu oranları kullanarak, ekser çimentolu malzemeler dahil, düşük kalorili özellikleri ile agresyon seçimi ve aşırı çimento içeriğinden kaçınmak, tüm bu önlemler işlenebilirliği, güç gelişimi ve dayanıklılık gibi diğer beton performans gereksinimlerine karşı dengeli olmalıdır.
Ortak yerleştirme, çatlakların bozulması için başka bir önemli husustur. Properly yer ve ayrıntılı kontrol eklemleri, yapı boyunca rastgele çatlakların önlenmesi, kontrol eklemlerinin yayılması, beklenen kısıtlamaya ve sağlanan güçlendirmeye dayalı olmalıdır.
İnşaat Uygulamaları
Doğru tasarımla bile, fakir inşaat uygulamaları aşırı çatlaklara yol açabilir. Anahtar inşaat konuları şunları içerir:
- [FONT:0)Proper beton yerleştirme ve konsolidasyon:[Dönetici:0) Inadequate konsolidasyonu, çatlakları teşvik eden boşluklar ve zayıf uçaklar yaratabilir. Over-vibration segregasyon ve kanamaya da, çatlakları kırmaya da yol açabilir.
- [FONT:0) Yeterli bir tedavi için uygun bir süre için gerekli olan, genellikle normal beton için en az yedi gün boyunca muhafaza edilmelidir.
- [FONT:0) Hızlı sıcaklık değişikliklerinden koruma: Aşırı sıcaklıklardan taze beton korumak, rüzgar ve doğrudan güneş ışığı plastik çatlakları bozmak ve erken tedavi termal stresleri azaltmayı önlemeye yardımcı olur.
- [FONT:0]Proper ortak inşaat:[Dönetici: Kontrol eklemleri, inşaat eklemleri ve genişleme eklemleri düzgün bir şekilde oluşturulmalıdır ve amaçlanan olarak işlev görmek için bulunmalıdır.
- [FONT:0] Aşırı kısıtlamayı ortadan kaldırmak: [Dönetici:[Dönetici:0)) Katı bir kısıtlamadan kaçınarak, betonun çoğuna kadar mevcut yapılarındaki bağlantıların değiştirilmesini engelleyebilir.
Uluslararası Standartlarla Karşılaştırma
ACI 224R Kuzey Amerika uygulamasında çatlakların kontrolü için kapsamlı bir rehberlik sağlarken, bu önerilerin uluslararası standartlara kıyasla nasıl kıyasla olduğunu anlamak değerlidir, özellikle de Eurocode 2, bu da Avrupa'da yaygın olarak kullanılan ve dünyanın diğer birçok yerinde kullanılır.
Eurocode 2 Yaklaşım
Eurocode 2, tasarım çatlaklarının aynı seviyedeki sıfırın doğrultılmasının doğrulanması için bir ifade sağlar.
Eurocode yaklaşımı, mevcut ACI 318 hükümlerinden daha açık bir şekilde hesaplamak, öncelikle sınırlama sınırlamalara güvenmek yerine beklenen çatlakların doğrudan hesaplanmasını gerektirir. CEB-FIP Model Kodu CEB-FIP Model Kodu, Avrupa'nın genişleme genişlik değerlendirme ve izinsiz çatlaklara yaklaşımı verir.
İzinli Crack Genişliklerinde Farklılık
Maksimum çatlaklarla ilgili bir fikir birliği yoktur, çünkü güçlendirilmiş beton üyelerde en yüksek çözünürlükte çatlakların kırılma genişliği, ACI Komitesi 224 ve 0.3 mm'dir.
Kimyasal maruz kalmanın daha muhafazakar ACI önerisi, Kuzey Amerika'nın ağır tuz uygulaması ile birlikte ciddi donmuş koşullarla birlikte yaşadığı ciddi bir şekilde ortaya çıkıyor. Eurocode sınırları, sadece çatlaklar için daha az kısıtlamak ve birincil dayanıklılık faktörleri olarak derinliğe vurgu yaparken.
Philosophical Farklılıklar
Farklı kodlardaki çatlakların evrimi, dayanıklılık sağlamak için en etkili yaklaşım hakkında devam eden tartışmaları yansıtıyor. ACI 318'te açık çatlaklardan uzak durma genişlikte hesaplamalar, yalnızca çatlakların güvenilir bir öngörücü olmadığını ve çatlakların hassas tahminlerin zorlandığını gösteriyor.
Buna karşılık, Eurocode 2, daha fazla hesaplama yoğun bir yaklaşım sürdürüyor, hesaplanan çatlakların belirtilen sınırlar içinde kalmasını açıkça doğrulamayı gerektiriyor. Her iki yaklaşım da, her şeyin arkasındaki ilkeleri doğru bir şekilde uygularken etkili olabilir ve çatlaklar kontrolüne daha tam bir bakış açısı sağlar.
Crack Genişlik Analizinde İleri Konular
Zaman-Dependent Effects
Crack genişliği statik değildir, ancak inşaattan sonra zaman içinde değişebilir. betonun altında betonun sürekli olarak yayılması, beton ve takviye arasındaki stresin yeniden dağıtılmasına neden olabilir.Kahkalamalar inşaattan aylar veya yıllar sonra devam eder ve bu küçülmeme işlemine engel olabilir.
Güçlendiricinin korozyonu, eğer meydana gelirse, çatlakların orijinal çelikten daha fazla hacim işgal etmesi için önemli ölçüde yayılmasına neden olabilir. Bu, daha agresif ajanların çelike ulaşmasının, korozyona ve daha fazla çatlakların daha fazla artmasına izin veren olumlu bir geri bildirim döngüsü yaratır.
Yüklenme Tarihinin Etkisi
Bir yapı tarafından deneyimlenen yükleme tarihi, çatlakları yeni çatlaklar şeklinde yeniden başlatmaya neden olur. Boşluktan sonra çatlakların yeniden yüklenmesine neden olur.
Cyclic yükleme, köprü yapıları tarafından trafik altında deneyimlenen gibi, çatlakların sıkıştırılmasının etkisine neden olabilir. Statik hizmet yükleri altında çatlakların çatlakların açılması ve kapanması önemli bisiklete tabi olarak kabul edilebilir.
Gerç Stiffing
Gerçlenme, betonun kuvvetlendirici bir beton üyesinin genel katılığa katkısı anlamına gelir.Kırıklamalar arasındaki betonun katkısı, takviye ile bağ yoluyla bazı gerginlik taşımaya devam eder.Bu etki bozulmaları azaltır ve çatlakların dağılımını etkiler.
Gerilme sertleşmesi, düşük yük seviyelerinde kısa sürede ilk çatlak ve yük artışları ve daha fazla çatlaklar şeklinde azalır. Etkisi ayrıca sürülebilir ve küçülme nedeniyle zaman içinde azaltır.
Variability ve İstatistiksel Tahminler
Kuantum genişliği tahminindeki zorluklardan biri, beton dökme gücü, yerel tahvil koşulları ve çatlakların rastgele doğası dahil olmak üzere sayısız kaynaktan önemli ölçüde değişebilir.
Crack genişliği tahmin denklemleri genellikle meydana gelebilecek mutlak maksimumdan ziyade ortalama veya karakteristik bir çatlaklar öngörür. Mühendisler gerçek maksimum çatlakların bu doğal değişkenlik nedeniyle% 30 veya daha fazla tahmin edilebilir olduğunu bilmelidir. Tasarım hükümleri genellikle bu belirsizlik için açık güvenlik faktörlerini içerir.
Özel Başvurular
Su-Rezervasyonları
Tanklar, rezervuarlar ve yüzme havuzları gibi su sıkıntısı, sızıntıyı önlemek için özellikle sıkı çatlaklar kontrolü gerektirir.Bu yapılar için önerilen maksimum makbız genişliği, su tutma ihtiyacını yansıtmaktadır.
Betonda sıkıştırmayı korumak için, betonda kesintiye uğramak için beton kullanımı ve su geçirmez membranlar veya kaplamalar için ek koruma sağlamak gibi diğer önlemleri sıklıkla kullanmaktadır.
Bridge Decks
Bridge Deck çatlakları Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın bir sorundur ve beton köprülerin dayanıklılığı ve hizmet hayatını etkiler, Ohio'daki üç-span yapısal levha köprüleri ile 1⁄8 inç (3.2 mm) daha geniş ortaya çıkıyor. Bu çatlaklar, kimyasalları bozmaya maruz kalan yapılar için önerilen sınırları aşıyor.
Köprü güverteleri özellikle ağır trafik yükleri, tuz maruz kalmaları, donmuş çevrimler ve destekçilere yönelik kısıtlamalara tabidir. Köprü güvertelerinde etkili çatlaklar, beton kalitesi, doğru tedavi ve inşaat uygulamaları. epoxy-coated veya paslanmaz çelik takviye kullanımı ek korozyon koruması sağlar, ancak uygun çatlakların kontrolünü ortadan kaldırması gerekir.
Otopark Yapıları
Otopark yapıları köprü güvertelerine benzer zorluklarla karşı karşıyadır, tuzları, donmuş döngüleri ve araç yükleri. park güvertelerinin yatay yüzeyleri özellikle su ve tuzu en aza indirmek için kırılgandır.
Güç detayı ile çatlakların kontrolüne ek olarak, park yapıları, mühürleyiciler, aşırılıkları ve su geçirmez membranlar gibi koruyucu önlemlerden faydalanmaktadır. Düzenli bakım da çatlakları ve koruyucu tedavilerin yeniden yapılandırılması uzun vadeli dayanıklılık için önemlidir.
Deniz Yapıları
Deniz su veya deniz suyu spreyine maruz kalan yapılar, ıslak kurutmalı bisikletle birlikte deniz suyunun yüksek klorür içeriği nedeniyle son derece agresif koşullarla karşı karşıyadır.Bu koşullar için önerilen maksimum makül genişliği, ciddi korozyon riskini yansıtmaktadır.
Deniz yapıları, uygun çatlaklar kontrolüne ek olarak yeterli kapak derinliğine sahip yüksek kaliteli, düşük kaliteli beton gerektirir.Sürekli betonun kullanımı, daha yüksek başlangıç maliyetlerine rağmen kritik uygulamalar için haklı olabilir.
Uygulama ve Onarım Yapılarının İncelenmesi ve Onarımı
Mevcut yapıları değerlendirdiğinde, mühendisler çatlakların yapısal sıkıntı veya sadece normal hizmet edilebilirliği çatlakları işaret edip etmeyeceğini değerlendirmelidir.Yer, yönelim, desen ve çatlakların genişliği tüm nedenleri ve önemi hakkında ipuçları sağlar.
Crack Değerlendirme
Yüksek anda üye eksenlerine dikteler genellikle doğrulanmış sınırlar dahilinde olup kabul edilebilirdir. Diagonal çatlaklar, Shear sıkıntısına işaret edebilir ve dikkatli bir değerlendirme gerektirir. Longitudinal çatlaklar güçlendirme veya yetersiz kapakların korozyonunu gösterebilir.
Yüzeylerde çatlakların kırılması genellikle plastik kesinti veya alkali-tahgret reaksiyonu yapısal sıkıntıdan ziyade gösterir. plakalarda sönüllüme veya termal hareketler ile sonuçlanabilir.
Crack İzleme İzleme İzleme İzleme
Zaman içinde devam eden yapısal sıkıntıları gösteren çatlaklar için, zaman içinde çatlakları izlemek değerli bilgiler sağlar. Basit çatlaklar monitörler veya daha sofistike enstrümantasyon çatlakların stabil olup olmadığını takip edebilir veya kapanması gerekir. Mevsimsel değişiklikler sıcaklık değişiklikleri normal olduğundan ve ilerici yapısal bozulma ile karıştırılmamalıdır.
Tamir Yöntemleri
Uygun onarım yöntemi çatlaklara bağlıdır, neden ve yapısal öneme bağlıdır. Narrow Dormant çatlakları, nem ve klorür ingresyonu önlemek için epoxy veya poliurethane enjeksiyonuyla mühürlenebilir. Wider çatlaklar veya hareket konusu yüzeyde uygulanan esnek mühürleyiciler gerektirebilir.
Yapısal sıkıntıları gösteren çatlaklar için, güçlendirme onarıma ek olarak gerekli olabilir. Bu, dış güçlendirme, yönlendirme veya fiber-reinforced polimer güçlendirmeyi içerebilir.Hareketlenmiş takviyeler meydana gelmiş durumda, aşındırıcı takviyeler açığa çıkmalı, temizlenebilir veya değiştirilmesi gerekebilir.
Future Yol ve Araştırma İhtiyaçları
Mevcut çatlaklar genişliği tahmin yöntemleri ve kontrol hükümleri genellikle etkili olsa da, devam eden araştırmalar, çatlakları anlamak ve gelişmiş yaklaşımlar geliştirmek için devam ediyor.
Yüksek-Strength ve Yüksek-Performance Beton
Modern yüksek güç ve yüksek performanslı betonlar geleneksel betondan farklı çatlaklara sahiptir. daha yüksek elastikiyet ve farklı çekme davranışları, geleneksel çatlakların tahmini denklemlerine değişiklikler gerektirebilir. Araştırma bu malzemeler için uygun çatlaklar kontrol hükümleri geliştirmek için devam etmektedir.
Alternatif Dondurma Malzemeleri
Fiber-reinforced polimer (FRP) takviye ve diğer metalik reinforcing materyallerinin daha düşük elastikiyet ve korozyon endişeleri dahil olmak üzere çelikten farklı mekanik özellikleri vardır. Bu farklılıklar çatlakları etkileyen ve modifiye edilmiş çatlaklar kontrol yaklaşımlarını gerektirir.
Fiber-Reinforced Beton
Fiber ile yapılan testler daha yüksek çatlaklar, daha küçük çatlaklar, daha küçük orta büyüklükteki boşluklar ve daha yüksek nihai başarısızlık yükleri fiber olmadan aynı örneklerle karşılaştırır ve iç çelik takviye detaylarına hiçbir değişiklik olmaksızın betona ek olarak, fiber ekin çatlakları yükselterek beton köprü güverteleri güçlendirerek çatlakların azaltılması beklenir.
Betona ayrık fiberlerin eki, çatlaklara boyun eğme ve daha eşit bir şekilde dağıtma ile çatlakları güçlendirerek çatlakları önemli ölçüde artırabilir. Araştırma, fiber türleri, dozajları ve kombinasyonları gelişmiş çatlakları kontrol ve dayanıklılık elde etmek için optimize etmeye devam eder.
C ⁇ Modeling
Gelişmiş sonlu elemanlar analizi ve diğer hesaplama yöntemleri beton yapılardaki davranışı modellemek için giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bu araçlar karmaşık geometri, yükleme koşulları ve basitleştirilmiş el hesaplamaları ile ele almak zor olan karmaşık geometri, yükleme koşulları ve malzeme davranışları için hesap verebilir.Bu yöntemler olgun ve daha erişilebilir hale gelirken, gelişmiş çatlakları daha optimize edebilir ve daha optimize edilmiş tasarımları sağlayabilirler.
Pratik Uygulama ve Dokümantasyon
Başarılı çatlaklar kontrolü sadece doğru tasarım hesaplamaları gerektirmez, aynı zamanda inşaat sırasında karşılaştıkları gereksinimleri ve doğrulama iletişimlerini de açıklayın.
Tasarım Dokümantasyon
İnşaat belgeleri, maksimum barıntı, minimum güçlendirme oranları, beton kalite gereksinimleri ve çatlaklar kontrollerini açıklamadan önce güçlendirme miktarlarını göstermek için açıkça belirtmelidir.
Kritik uygulamalar için, çatlaklarla uyum gösteren tasarım hesaplamaları proje dokümantasyonuna dahil edilmelidir. Bu, tasarım niyetinin kaydı ve çatlakları kırarak gelecekteki değerlendirmeyi kolaylaştırır.
İnşaat Muayenesi
Alan denetimi, takviyenin ayrıntılı olarak yerleştirildiğini doğrulamalı, uygun bir şekilde örtücülükle ve destekle yapılmalıdır.Köpülme kontrolüne etki edebilecek ve beton yerleştirmeden önce ele alınmalıdır. Beton kalitesi, yerleştirme ve tedavi de belirlenen gereksinimlerin karşılanması için takip edilmelidir.
Post-Construction Evaluation
İnşaattan sonra, periyodik inceleme, kabul edilebilir sınırları aşan herhangi bir çatlakları tanımlanabilir. Problemlerin erken tanımlanması, önemli bozulmalar meydana gelmeden önce zamanında onarımlar sağlar. çatlakların dokümantasyonu ve desenleri gelecekteki izleme için temel bir temel sağlar ve herhangi bir ilerici bozulmayı tanımlamaya yardımcı olur.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Beton elementlerinde çatlakları hesaplamak ve kontrol etmek, amaçlanan hizmet yaşamı boyunca gönüllülük yapan kalıcı, hizmet edilebilir yapılar sağlamak için önemlidir. ACI 224R-16 yönergeleri, çatlakları anlamak ve etkili çatlaklar kontrol önlemleri uygulamak için kapsamlı bir çerçeve sağlar.
Başarılı çatlaklar kontrolü, takviye özellikleri, beton özellikleri, yükleme koşulları ve çevresel maruz kalma dahil olmak üzere çatlakları etkileyen birçok faktörü anlamalıdır.Küresel çatlaklar kontrol, en sonunda tasarım detaylarına, malzeme seçimine ve inşaat uygulamalarına uygun olarak bağlıdır.
Küçlüt kontrol hükümlerinin kodları ve standartlardaki evrimi, çatlaklar genişliği ve uzun vadeli dayanıklılık arasındaki ilişkinin anlaşılmasını yansıtmaktadır.Mevcut yaklaşımlar, çatlakların tek belirleyicisi değildir ve beton kalitesi, kapak derinliği gibi faktörler de önemlidir.
Mühendisler, sadece dağınık çatlakları hesaplayan kapsamlı bir perspektifle çatlakları ölçmeli, ancak aynı zamanda yapısal performans, dayanıklılık gereksinimleri ve pratik inşaat değerlendirmeleri ile ACI 224R-16'da belirtilen ilkeleri takip etmeli ve ses mühendisliği yargılarını uygulamalı, tasarımcılar aşırı çatlaklara karşı direnmeye ve uzun vadeli, güvenilir performans sağlayabilirler.
Beton çatlakları ve yapısal tasarım standartları hakkında ek bilgi için mühendisler, gelişmekte olan araştırma ve kod hükümleri ile mevcut kaynakları referanslayabilirler.(0) Amerikan Beton Enstitüsü), [[ŞUygun Çimento Birliği) ve diğer profesyonel kuruluşlar, beton teknolojisi ve uygulama geliştirmeye adanmıştır.