Prestressing Steel'e Giriş

Prestressing çelik, modern yapısal mühendisliğin bir temel taşıdır, ancak inşa edilmiş mirasımızın korunmasında uygulanması nispeten yeni ve dönüştürücü bir gelişmedir.Anada, ön planda çelik, yüksek güçlü teller, çeliklerden yapılmış veya çubuklar, baskı altındayken (stretsiz) bir beton veya Mason elementine karşı baskı yapmadan önce, elektriksel olmayan bir şekilde yönlendirilir.Bu ön-tansiyon işlemi, kontrol edilen bir sıkıştırma işlemi, yapıdaki malzemelerden oluşan bir araya gelir.

Teknoloji, 20. yüzyılın başlarında ortaya çıktı, Eugène Freyssinet gibi mühendisler tarafından öncüldi, mirasların yapısal güçlendirilmesi için kalıcı baskıcı streslerin bile önemli ölçüde gelişmiş olabileceğini kabul eden, tarihi kumlar değiştirmeden hizmet ömrünü uzatabilmeli.

[FONT:0) Koruma ile ilgili çeliklerin özelliklerini üstlenenler:).

  • Çok yüksek verim gücü (tipik olarak 1,860-2,100 MPa for filamentler), minimum malzeme hacmi ile uygulanabilecek önemli güçlerin izin vermesine izin verdi.
  • Mükemmel ductability ve yorgunluk direnci, uzun vadeli performans için çevrim yükleme altında gereklidir.
  • Modern korozyon koruma sistemleri ile uyumluluk (gösterme, heathing, kathodic protection) tarihsel yapılara entegre edilebilir.

Tarihi Korumada Prestressing Rolü

Tarihi yapılar genellikle zaman bağlı bozulmadan muzdariptir: beton ceketleri veya dış amatresses'in yok edilmesi, orijinal demir bağlarının korozyonu ve önceden onarımlar nedeniyle yeniden dağıtım işlemi sunar. Geleneksel güçlendirme yöntemleri - çelik çerçeveleri eklemek gibi - beton ceketleri eklemek veya dış amatresses - dünya çapındaki yasal bir onarıcı korumayı geri çeviren bir çözüm sunar.

Kontrollü sert kuvvetlere başvurmak için, prestressing mevcut çatlakları kapatabilir, yeniden dengelenmiş yapısal elemanları ve monolithic eylemi parçalanmış duvarlara, ya da dizlere geri yükler. Çelik tendonlar aktif iç bağlar olarak hareket eder, kayıp veya hasarlı orijinal gerilim üyelerinin işlevini yerine getirir (örneğin, timber kirişler, wrought-iron çubuklar). Çünkü güçler içeriden veya gizli düklerden veya dış görünüş değişmeden geçer.

Ayrıca, önsözler geri dönüşümlü veya çıkarılabilir olarak tasarlanmıştır - gelecekteki nesillerin gelişmiş teknolojileri benimsemelerine izin vermek için müdahale gerektiren başka bir koruma prensibidir.Örneğin, gerekliyse, doğru şekilde tasarlanmış demirlemeler ve transferler yükleniyorsa, bu yeniden kullanılabilirlik, gelişmiş teknolojileri benimsemeleri veya kimyasal enjeksiyonlar için önemli bir avantajdır.

[0]Uygulamalar geniş bir miras yapısına işaret eder:).

  • [FONT:0]Masonry Arches ve tonlar (küreler, köprüler, akdükler)
  • [FONT:0]Stone ve tuğla duvarları [Döneticiler, fortifications, tarihi kentsel binalar)
  • [FONT:0]Timber yapıları [[Dönetici çatılar, zeminler) gerilim sistemleri ile bir araya geldi.
  • [0]Mühendislik öncesi modern yapıların ([Dönemli 20. yüzyıl koruma gerektiren beton binaları güçlendirdi)

Uygulamanın arkasındaki Teknik Prensipler

Tarihi bir yapıya çelik önkoşul uygulamak, yeni bir prestressed beton köprüyü tasarlamaktan temel olarak farklı bir yaklaşım gerektirir.Mevcut malzeme genellikle heterojen, çatlaklar ve bilinmeyen güç. mühendisler ayrıntılı yapısal değerlendirmeler yapmalı - sonlu modelleme, malzeme testleri ve izleme dahil - en iyi tendon düzeni, kuvvet büyüklüğü ve demir yerleştirmeyi belirlemek.

Malzeme Uyumluluk

Çelik öncesi ve korozyon koruması seçimi ev sahibi malzemeden bağlıdır. Masonluk için, tendonlar genellikle çelik ( ⁇ 200 GPa) en azametli veya elektronik maddelerle eşleştirilir ( ⁇ 20-30 GPa), yani aşırı derecede maruz kalan ortamlarda (koastal mirası, su üzerindeki köprüler) korozyon riski en aza indirmek için kullanılır.

Uygulama Yöntemleri

Tarihi korumada iki birincil yöntem kullanılır:

  • [FONT:0]Post-tansiyon:[Dönetici: [Dönetici:0] Çelik iplik, beton veya Masonluktan sonra yavaş yavaş yavaş hidrolik jacklar kullanarak ayarlanabilir. Tarihi yapılar için, bu, tendonların önceden bilgilendirilmiş veya prototipleri yoluyla yüklenmesine izin verir.
  • [FONT:0]Dönetici önüstlüğü:[Dönetici:[Dönetici:0)) Tendons, orijinal yapının dışında yer almaktadır (bir duvar yüzü veya bir ton altında) ve sonra mevcut olan maçların kapıldığı bir kapsam tarafından korunur. Bu yöntem, iç tesisatın tarihi kumağa zarar verdiğinde veya gelecekteki denetime eriştiğinde kullanılır.

Anchorage Design

Eski Masonluğa karşı enstressing kuvveti yeniden kurmak, stres konsantrasyonlarından kaçınmak için dikkatli bir dağıtım gerektirir. Havuz plakaları, bazen beton bloklarda veya taş cephelerin arkasına yerleştirilen, daha büyük bir alana kadar gücü yayın. Birçok Avrupa katedral restorasyonunda, demiryolları veya zemin seviyelerinde saklı olmalıdır.

Notable Case Studies

Roma'nın Aqueducts – Pont du Gard ve Acqua Claudia

Antik Roma, anıtsal arşivleri için kutlanır, yüzyıllardan beri havacılık, sismik olaylar ve şehir enkroachment. Pont du Gard (Fransa), prestressing çelik filamentler, daha sonra stabilite sağlamak için üst kemerlerin boşlukları altında kuruldu.Robotlar taş voussoirs aracılığıyla kırıldı, sonra yüzüğün taşlarını bir araya getirdi.

Venedik'in Tarihi Köprüleri - Rialto ve Accademia

Venedik'in köprüleri binlerce timber yığınları üzerine inşa edilmiş ve taşastrojen dalgalanmaları ele geçirmiş, yatay bir fikre ve malzeme yorulmasına yol açtı. Rialto Köprüsü (16. yüzyıl) 1990'larda kapsamlı bir takviye programına sahip oldu. Çelik, denizden önce kopyalanan ve yağdan enjekte edilen, köprünün dışsal bir şekilde yayılmasına neden olan bir betonarme sistemi daha önce uygulandı.

Avrupa Katedrali – St. Stephen's and St. Peter's

Yüksek tonlarla Goenna'daki Goenna'daki Gotokslar, birkaç seviyedeki ana nave duvarları birbirine bağlamaya eğilimliydi. Sistem, daha sonra sert bir şekilde sert bir şekilde müdahale etmeden önce taş kaburga ve tonluk taşları kırarak kırarak kırıyor.

Diğer Uluslararası Örnekler

Çin'de, Suzhou kanal ağının eski Masonluk köprüleri, Çin'de paslanmaz çelik barlarla dış prestressing kullanılarak stabilleştirildi. Amerika Birleşik Devletleri'nde, 19. yüzyıl ticari binalarının atıldığı kazılarda, toprak duvarlarına bağlı olarak yeniden kuruldu - Güney Amerika'da, Peru'nun sömürge kiliseleri, birdobe ve taştan inşa edilen birçok sömürge kiliseleri, toprak duvarların içine giren bir yöntem.

Sözleşmeli Dondurmalar Üzerindeki Avantajları

Prestressing çelik, tarihi yapılar için geleneksel takviye yöntemlerine üstün kılan farklı avantajlar sunar:

  • [0]Minimal görsel etkisi:[Döneticiler mevcut malzemeden veya ince kapakların arkasında gizlidir. Aksine, çelik kirişler veya beton ceketler görünüş ve kütlesel değiştirir.
  • [FONT:0)Enhanced yapısal bütünlüğü: Prestressing aktif olarak yakınlarda çatlakları kapatıp, servis yükleri altında kapalı tutar, ne pahasına olursa olsun ve donmuş hasarlar.
  • [FONT:0)Ölmüş yaşam:[Dönetici:[Dönetici:0) Modern korozyon koruması ile, çelik, 50-100 yıl önce retansiyon veya yedek açmaya ihtiyaç duyan - geleneksel müdahaleleri aşan bir hizmet yaşamı.
  • [FONT:0)Redüktör yeniden inşa etmek için ihtiyaç duyar:[Dönetici:0) Prestressing, orijinal materyalin yerine getirilmesine ve yük transferine katılmasına izin verir. Bu, genellikle taşları veya tuğlaları kaldırarak meydana gelen tarihi kumların kaybından kaçınır.
  • [FONT:0)Load- kontrollü ayarlama:[Dönetici:[Dönetici:0)) Önleyici güç gerekli olduğu gibi ölçülebilir ve ayarlanabilir.Deforma devam eden yapılarda, periyodik re-stressing güçleri güvenli sınırlar içinde tutabilir.
  • [FONT:0)Reverability:[[Dönetici:[Dönetici:0) Unbonded tendonlar, koruma teknolojisi için gelecekteki seçenekleri korumak için minimum hasarla kaldırılabilir.

Bu avantajlar Venedik Charter ve Burra Charter gibi uluslararası koruma standartları ile uyumludur, bu müdahalelerin geri dönülemez, uyumlu ve orijinal kumaşlara saygılı olması gerektiğini vurgular. Prestressing bu kriterleri en alternatif güçlendirme yöntemlerinden daha tam bir şekilde karşılar.

Modern Teknikler ve Zorluklar

Gelişmiş İzleme ve Tasarım Araçları

Çağdaş uygulama, dijital modellemeyi yapısal sağlık izleme ile entegre eder. Finite element modelleri, konut gücü ve sertlik ölçümleri ile kalibre edilen ve en iyi tendon yerleştirmesine yol açar. Fiber- optik sensörler gerçek zamanlı olarak susmayı ölçmek için tendonlarda gömülü olabilir, önleyici güçlerin sabitlenme veya yerleşmeler olarak kalmasını sağlar.Bu geri bildirim döngüsü, mühendislerin en iyi yüklemeden sonra müdahaleye rehberlik etmesine izin verir.

Korozyon Koruma Çözümleri Çözümleri

Moisture ve klorür ingress, çelikleri önleyen en büyük tehditler olarak kalır. Tarihi ortamlar için mühendisler çok katmanlı korumalar geliştirdiler:

  • Grease, un-bonded tendonları için tam anlamıyla poli kopyalanmış heaths ( köprü uygulamaları için komon).
  • Bağlanmış sistemlerde çimentolu grout ile yanmış veya sıvalı iplikler.
  • Paslanmaz çelik iplikler ( 304 veya 316 gibi alaşımları kullanarak) en yüksek risk senaryoları için.
  • Küçük bir elektrik akımı uygulayan aktif katodik koruma sistemleri, Masonluk içinde oluşturan korozyon hücreleri karşılamaktadır.

Hasarsız Tesis

Uzun, eski Masonlukta, zararlı olmayan delikler, arabalı yataklar veya kırılgan taş büyük bir meydan okumadır. Ultrasonik test ve zemin temizleme radarı bulmak ve iç yapıları boşluklar olabilir. Özel olarak vakum ekleri ile şarj edilebilir toz ve titreşimler. En hassas iç mekanda, robotik matkaplar insan hatası korumak için kullanılır.

Mevcut malzeme ile uyumluluk

Eski taş ve mortar'ın sertlik ve ürpertici davranışı modern betondan farklıdır. Prestressing kuvveti çok yüksekse, malzemenin sıkıştırıcı gücü ve uzun vadeli ürpertici katlarının ayrıntılı çalışmaları önemlidir. Bazı durumlarda mühendisler kuvvetin miktarını azaltır ve yük miktarını daha eşit bir şekilde yaymaya yardımcı olabilir.

Standartlaştırılmış Kılavuz eksikliği

ACI 318 veya EN 1992 gibi kodlarla yönetilen yeni prestressed beton yapıların aksine, her bir binanın eşsiz karakterine göre inovasyonu teşvik eder.

Heritage Korumasında Prestressing'in Geleceği

Kültür profesyonelleri iklim değişikliğinin ve sınırlı kamu finansmanının iki baskısını karşı karşıya kaldığı gibi, verimli ve düşük verimli destek yöntemleri daha da hayati hale gelecektir. Prestressing Steel birkaç umut verici yönde gelişiyor:

  • [FONT:0)Shape-memory alaşım tendonları: Ni-Ti (nitinol) gibi yüzeyler, mekanik postalama ekipmanları gerektirmezken sözleşmeye eğitilmiş olabilir. Bunlar ulaşılamaz yerlerde ve elektrik ısıtma ile aktifleştirilebilir.
  • [FONT:0)Bonded karbon-fiber takviyeli polimer (CFRP) tendonlar: Bu metalik tendonlar korozyona karşı bağışıklık sağlar ve önceden hazırlanmış formlarda kurulabilir. Zaten çeliklerin ağırlığının sorunlu olacağı tarihi taş okçular tarafından yargılanırlar.
  • [FONT:0) Adaptif prestressing sistemleri: Acorporating sensörler ve hareketleyiciler otomatik olarak rüzgar veya trafik yüklerine yanıt verme gücü, çelikte yorgunluk azaltılabilirken yapısal yaşamı uzatabilir.
  • [FONT:0) Dijital ikiz modelleme: [Dönetici:[Dönetici:0) Tüm bina bilgileri modelleme (BIM) gerçek zamanlı izleme verileri, yeniden sipariş edilmesi gerektiğinde tahmin edebilecek bir sanal çoğaltma yaratır, proaktif bakım zamanlamasına izin verir.

Bir sonraki prestressing müdahaleleri muhtemelen çelik ve kompozit malzemeleri karıştıracak, özelliklerini en faydalı olan her şeyi kullanarak. Steel, kanıtlanmış dayanıklılık ve düşük maliyet nedeniyle yüksek kuvvet için işhorsu olarak kalacaktır, gelişmiş kompozitler gizli, korozyon-prone veya son derece hafif bağlamlarda hizmet edecek.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Çelik, yapısal koruma aracının aracı olarak yerini önemli bir araç olarak kazandı. Roma'nın katedralleri ve Venedik köprüleri ile, kontrollü sıkıştırıcı güçlerin ortaya çıkmasını sağlamak, mühendislerin tarihi kumavallama ve gerçekleştirilmesine izin verdi.

Dünyanın tarihi yapıların stokları ve çevresel stresler yoğunlaşırken, akıllı, saygılı güçlendirme talebi yalnızca büyüyecek. Geleneksel form veya yeni malzemelerle alaşımlanmış - daha uzun bir şekilde, esnek ve tarihsel olarak hassas bir çözüm sunmaya devam edecektir.

[FONT:0] Daha fazla okuma için dış kaynaklar: [DÜDÜT:1][DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜ)[Üye Olmayanlar[DÜye Olmayanlar[DÜye Olmayanlar İçindekiler)[DÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız.