Prestressing çelik, modern inşaatta temel bir bileşendir, özellikle köprüler, yüksek katlı binalar, park yapıları ve diğer kritik altyapıyı doğrudan güvenlik, hizmet edilebilirliği ve beton yapıların uzun ömürlülüğüne etkiler.Çok fazla dikkat, statik ve dinamik yüklere ödenirken, sıcaklık varyasyonları, mekanik davranışları ve prestressing çeliklerinin zaman içinde dayanıklılığını ve dayanıklılığını temsil eder.

Prestressing Steel ve onun Rol Anlama

Prestressing çelik yüksek güçlü tellerden, ipliklerden veya beton yerleştirmeden önce veya beton yerleştirmeden önce veya betonda bir kuvvete sahip olmak için gerginlikli bir kuvvetten oluşur.Bu karşıtlık, hizmet yüklerinden stresler, çatlakları geciktirmek ve iyileştirmeler - çelik genellikle soğuk-uzunlu ve stresle tanımlanır ve 10138 arasında güçlü bir güç elde etmek için kullanılmaktadır.

Çelik yüksek stres seviyesi (tipik olarak 70-80 nihai çekme gücünün% 70-80), sıcaklıkdaki küçük değişiklikler bile önemli etkiler üretebilir. Termal genişleme veya sözleşme değiştirme, tendonların uzunluğunu değiştirir, prestress kuvvetini değiştirirken, sıcaklık kaynaklı değişiklikleri etkiler (örneğin, güç, elastikiyet değiştirici modu) performansa geçiş yapabilir. Ek olarak, sıcaklık varyasyonları nem ve klorürler gibi çevresel ajanlarla etkileşime girebilir.

Prestressing çelikin kritik önemi, sistemle ilgili sıcaklıkları da dahil olmak üzere kapsamlı bir şekilde kullanılmasıdır. Post-tansing, daha ince plakalar ve daha verimli malzeme kullanımı için izin verir. Ancak yüksek stres seviyeleri, sistemle ilgili sıcaklıkları da dahil olmak üzere tasarım varsayımlarından hassas hale getirir.

Sıcaklık Variations'ın Performansı Üzerine Etkisi

Sıcaklık değişiklikleri, çelikleri birden fazla ilişkili mekanizmalar aracılığıyla etkiler. Bunlar, malzeme özellikleri ve rahatlama ve korozyon gibi zaman bağımlı fenomenlerin değiştirilmesini içerir. net etki, boyutsal değişim ve sıcaklık değişikliğine bağlıdır, ayrıca yapı içindeki kısıtlamalara bağlıdır.

Termal genişleme ve Anlaşmazlık Mekanikleri

Prestressing çelik, yaklaşık 0.1-0.2 mm'lik bir miktar ısı geçişine neden olur. - 30-meter için, bu da 3-6 mm'nin uzun bir değişikliğine yol açabilir.

Bu boyutsal değişiklikler sadece elastik değildir. Bir tendon serin ve sözleşmelerde, elongasyon kaybı, etkili prestress gücünü azaltır. Örneğin, 20°C sıcaklıkdaki düşüş, tipik bir unbonded filamentte önkoşul gücü azaltabilir.Bu yüzde küçük görünebilirken, birkaç termal döngünün on yıllar içinde bir araya geldiği binalarda kritik olabilir.

Prestress Force ve Yapısal Davranış Üzerine Etkileri

Prestress gücü, beton çekme streslerini kontrol eden birincil mekanizmadır. Güçdeki bir azalma, hizmet yükleri altında çatlakları kırarak, dönüşte nem ve klorürlerin tendonlara ulaşmasını sağlar, aksine yüksek sıcaklıklar sırasında bir artış, izinsiz stres limitini artırabilir ve demiryollarında verim veya kesintiye yol açma riskini artırır.

Mevsimlik döngüler gibi uzun vadeli sıcaklık varyasyonları, tendonda yorgunluk benzeri yükleme üretmektedir.Devrim başına güç değişimi düşük olmasına rağmen (özellikle prestressing kuvvetinin% 5'inden daha az), 50 ila 100 yıllık tasarım ömrü boyunca döngü sayısı önemli olabilir.Bu düşük döngüsü, mevcut yüksek performanslı seviyelere sahip, özellikle de kusurların veya stres artışlarının gelişimini hızlandırabilir.

Korozyon ve Hidrojen Embrittlementinin Hızlanması

Sıcaklık doğrudan elektrokimyasal reaksiyonların oranını etkiler. Yüksek sıcaklıklar betonda çelikin korozyon oranını arttırır, özellikle de klorürler mevcut olduğunda, prestressed betonda, hatta yerelleştirilmiş korozyon bile yüksek stres konsantrasyonu nedeniyle aniden başarısızlık gösterebilir. Ayrıca, bazı sıcaklık ve nem koşulları hidrojen embritlementi sağlar - metale dileyen bir fenomen, atomik hidrojenin betonun içine girmesi ve verim noktasının altında sertleşmiş betonun bozulmasına neden olur.

Freezethaw döngüleri ayrıca koruyucu grout veya beton kapak bütünlüğünü etkiler. Tekrarlanan su dondurma veya çatlakları tekrarlamak, agresif ajanlar için yol yolları yaratarak.In unbonded systems, the oil or used for Zhong protection can degrad at high sıcaklıklar, its ability to seal the tendon.

Sıcaklık Variations

Çelikin farklı sıcaklıklarda nasıl davrandığı konusunda kapsamlı bir anlayış temel mekanik ve fiziksel özelliklerini incelemeyi gerektirir.

Termal genişleme ve Kıtlamanın Dayanıklılığı

CTE400 döngüleri, çelikte sıcaklık değişikliği nedeniyle nispeten sabit bir şekilde sabitlenir (-20°C + °C) ERM (αC) α-XIXIXI (D) α[D) α[D) ile ilgili olarak, çelikte (D) αS (yaklaşık 7 °C) α (D) αC) ile 10 °C) arasındaki fark edilir.

İnmemiş sistemlerde, tendonun betonla ilgili genişleyecek veya sözleşmeyi genişletecek ücretsiz olduğu, kuvvet değişikliği doğrudan ücretsiz uzunluk değişikliği ile ilgilidir. 20 metrede 20°C'nin bir sıcaklığı 20 metreden fazla olmayan bir şekilde azalır (ve çelikin 0,5'e kadar gerginliklendiği varsayılır).

Elastiklik ve Stresli Davranışların Değiştirilmesi

Prestressing çelik elastik modulus biraz artan sıcaklıkla azalır (yaklaşık 300 °C'ye kadar% 3-5%) Bu azalma, tendonun kuvvetle ilişkisini ve aksisel boyutunu etkiler, modda değişim mütevazıdır.

Rahatlama ve Creep

Rahatlama - sürekli bir gerginlik altında stres kaybı - 30 °C ısı artışı için zaman bağımlı bir özellik. Sıcaklık, rahatlamayı hızlandırabilir. Standartlar (örneğin, EN 10138), 20°C'de sağlık değerleri sağlar; tasarım için, sağlık genellikle 30°C ısı artışı için 2-3 faktör tarafından artırmak varsayılır. Bu, daha az hassastır, ancak bir iklimde bir prestress aynı tendonu daha düşük maliyetli bir şekilde kaybedebilir.

Sıcaklık Etkileri için Tasarım

Mühendisler, prestressed beton elementlerinin tasarımında sıcaklık varyasyonlarını hesaba katmalıdır. Kodlar ve standartlar (örneğin, AASHTO LRFD, Eurocode 2, ACI 318) termal yükler için hükümler belirtmelidir, ancak odak genellikle çelikin kendisi yerine beton davranışı üzerinedir.

Yapısal Analiz ve Tasarım İzinleri

Tasarımcılar, hizmet ve nihai limit devletlerin yük kombinasyonunun bir parçası olarak termal etkiler hesaplamaktadır.Başlangıçta köprüler için, küresel sıcaklık aralığı genellikle ±20°C'nin tahmin edilen bir inşaat sıcaklığı etrafında ±30°C'ye yerleştirilir.Invnded plakaları, elongasyon veya sözleşmeleri, son demiryolları veya orta eklemler tarafından temin edilmesi gerekir.

Girişler, demirlemeler ve son bloklar da termal hareket için dikkate alınmalıdır. Grouting kalitesi gereklidir: eğer boşluklar kalırsa, sıcaklık değişiklikleri, düklerin içinde nemlendirmeye neden olabilir, korozyonu teşvik edebilir.

Malzeme Seçme ve Koruyucu Kaplamalar

Düşük ısıtıcı özellikleri ve uygun termal özellikleri ile çelik seçmek (örneğin, tutarlı CTE) temeldir. agresif ortamlar veya büyük sıcaklık aralıkları için, yüksek sıcaklıklarda, yüksek sıcaklık sertliği gereksinimleri belirtilebilir. Ancak, bakım, hidrojen embrittlement risklerinden kaçınmak için gereklidir. Alternatif olarak, paslanmaz çelikler üstün korozyon direnci sunar.

Grouting ve Encapsulation

Bağlanmış postalamada, grout kalitesi çok önemlidir. Çimentolı grout sistemleri sürekli yağ veya encaplar ile dondurma sağlar ve yüksek sıcaklıklarda stabil bir ortam sağlar. Ekle korozyon inhibitörleri veya polimer destekli groutlar sıcaklık-konuşturmalara karşı daha fazla koruyabilir. Unbonded sistemleri sürekli yağa veya encaplara güvenir.

İzleme ve Bakım Stratejileri

Prestressed yapıların uzun hizmet ömrüne göre, düzenli izleme kritik hale gelmeden önce sıcaklıkla ilgili bozulmaları tespit edebilir. Yöntemler şunları içerir:

  • [FONT:0) Sürekli güç izleme: [Dönemli kuvvet izleme:[Dönetici:0) Seçilmiş demiryollarında, zaman içinde prestress değişiklikleri takip etmek için yükleme hücreleri monte edilir.Bu veriler, anormal kayıpları tanımlamak için sıcaklık kayıtları ile ilişkilendirilebilir.
  • [FONT:0) Akustik emisyon: [Dönetici: [Döntilmiş çatlaklar için monitör: 0,0) Isı değişiklikleri, diferansiyel termal hareket nedeniyle emisyonları tetikleyebilir.
  • [FONT:0)Electrokimyasal sensörler:[Dönetici:[Dönetici:0)))[Dönetici sensörleri:[Dönetici: 0,4][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=0) Bu sensörlerden gelen veriler, sıcaklık azaltıcı korozyonun gerçekleştiği alanları gösterebilir.
  • [FONT:0]Visual ve fiziksel denetim:[Dönetici:[Dönetici:0)Düzük ve fiziksel denetim:[Dönemli ve fiziksel denetim:[Dönemli) Kontrol demiryolları, eklemler ve sıkıntı belirtileri için tıkanır, sızıntı veya maruz tendonlar. Soğuk iklimlerde, buz hasarı için son bloklara yakın bir şekilde denetim.

Bakım gerekli olan (bonded sistemler için) ve herhangi bir başarısız grout veya kaplamaların onarımı dahil edilmelidir.Mal yönetimi planları yapının termal tarihinde faktör olmalıdır - örneğin, bir çöl iklimindeki köprü, bir muzdaki bir köprünün bir bölgeden daha sık denetimleri gerektirebilir.

Vaka Çalışmaları ve Endüstri Standartları

Örneğin, 1992'deki ABD'deki bir park garajının çökmesi, susuz tendonların korozyonuna ve tuzların azaltılmasına neden oldu. Bu vakalar sağlam tasarım ve bakım ihtiyacının azaldığını ortaya çıkardı.

Endüstri standartları sıcaklık etkileri üzerine rehberlik sağlar.TheurFLT:0)Post-Tensioning Institute (PTI)), ALFD ve 1992 EN · 2 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Sıcaklık varyasyonları, prestressing çelik performansını önemli ölçüde etkileyebilecek kalıcı bir çevresel faktördür. Sıcaklık genişletme ve modellemeden hızlandırılmış malzemelere ve korozyona kadar, mekanizmalar çeşitli ve birbirine bağlıdır. Etkili mitigation, her tasarım aşamasına kadar, inşaatın ve bakım onarımının bir kombinasyonunu gerektirir.