Проектирование преднапряженного железобетона – концепция

Опубликовано: Структурная инженерия

ПОТЕРЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Уменьшение первоначального предварительного напряжения в результате совместного воздействия ползучести, усадки или упругого укорочения бетона, релаксации арматурной стали, потерь на трение в результате искривления драпированных сухожилий и проскальзывания в анкерном креплении.

  • Стальные проволоки предварительно напряженного бетона не сохраняют все предварительное напряжение.
  • Начальное предварительное напряжение в бетоне постепенно уменьшается с течением времени от стадии передачи по различным причинам. Потеря предварительного напряжения влияет на распределение напряжений по сечению элемента. Потеря предварительного напряжения происходит по многим причинам. В общем случае их можно классифицировать следующим образом:Потеря предварительного напряжения в процессе натяжения Потеря предварительного напряжения на этапе закрепления. Потери, происходящие впоследствии

  • Кроме того, возможны потери предварительного напряжения из-за резких изменений температуры, особенно при паровом твердении предварительно напряженных блоков.

    • Повышение температуры вызывает частичную передачу предварительного напряжения (из-за удлинения сухожилий между соседними блоками в процессе длинной линии), что может вызвать большую ползучесть, если бетон не отвержден должным образом.

    ПОТЕРЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ НАТЯЖЕНИЯ ИЗ-ЗА ТРЕНИЯ

  • Трение в системе домкратов и анкеров, а также на стенках канала, где провода расходятся веером в месте крепления, в результате чего фактическое напряжение в сухожилиях меньше, чем показывает манометр.

    • Потери из-за трения в домкрате и в анкерном креплении различны для разных систем предварительного напряжения.

    Эти потери из-за трения можно разделить на:

  • Потери из-за влияния длины

    • Степень трения в прямом сухожилии из-за небольшого несовершенства канала (прямого сухожилия).

  • Следовательно, кабель будет касаться канала или бетона, колебание эффект, или волновой эффект
  • Потери из-за эффекта кривизны
  • В случае изогнутых каналов потеря предварительного напряжения зависит от радиуса кривизны канала и коэффициента трения между поверхностью канала и сухожилиями.

    • ПОТЕРЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА СТАДИИ АНКЕРОВКИ

  • Эта потеря связана с тем, что сами анкерные крепления подвергаются растяжению.
  • Также возможно, что фрикционные клинья, удерживающие провода, могут немного соскользнуть.
  • Для компенсации этой потери во время натяжения может быть предусмотрено необходимое дополнительное удлинение.

    • ПОТЕРИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ВПОСЛЕДСТВИИ

    К потерям, которые происходят после предварительного напряжения, относятся:

  • Потеря напряжения из-за усадки бетона:

    • Сжатие бетона вследствие химических изменений и высыхания. Это зависит только от интервала времени и условий влажности, но не зависит от напряжений в элементах вследствие нагрузок.

    Минимизируя водоцементное соотношение и пропорцию цемента, можно уменьшить усадку.

  • Потеря напряжений из-за ползучести бетона

    • Ползучесть бетона означает деформацию бетона, которая зависит от интервала времени, в течение которого нагружается член конструкции.

    Эта дополнительная деформация напряженного элемента, остающегося в напряженном состоянии, называется CREEP.

  • Потеря напряжения из-за упругого укорочения бетона

    • (a) Предварительно напряженный член

    Вследствие передачи предварительного напряжения на бетон, бетон укорачивается. Это приводит к соответствующему укорочению стали

    (b) Член с натяжением после натяжения

    Предположим, что в конструкции имеется только одно сухожилие, бетон укорачивается, когда сухожилие прижимается к нему домкратом.

    Следовательно, после затяжки укорочение бетона больше не происходит.

    · Потеря напряжения из-за ползучести стали(Релаксация напряжений)

    Общая потеря предварительного напряжения зависит от многих факторов, таких как свойства бетона и стали, влажность и условия твердения, величина и система предварительного напряжения.

  • Первые три вида потерь происходят из-за уменьшения длины бетона, что приводит к уменьшению начального удлинения стали.
  • Потеря напряжения из-за упругого укорочения бетона максимальна в предварительно напряженных элементах.
  • В случае пост-напряженных элементов эти потери происходят только тогда, когда несколько тросов постепенно напрягаются один за другим.

    • ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОГО БЕТОНА:

    МЕГА ПОЛ, преднапряженная плита

    Плита: пустотная плита, предварительная плита или предплита, предварительно напряженные ребра и блоки, перемычки.

    Балка: предварительно напряженная прямоугольная балка и двутавровая балка для мостов

    Другие предварительно напряженные компоненты: перемычки, винтовые стойки.

    Бетон – это универсальный строительный материал. Почти в каждом здании есть бетон, но его сомнительное применение в некоторых зданиях – например, в стиле брутализма – привело к его дискредитации. Его тусклый серый цвет способствовал тому, что слово “бетон” стало синонимом слова “уродливый”. В области мостов бетон заслуживает более благосклонной оценки.

  • Не все бетонные мосты получились красивыми, но из бетона можно построить прекрасные мосты, если знать искусство. Бетон заливается в формы в виде жесткой, но поддающейся обработке смеси, и ему можно придать любую форму; это и преимущество, и опасность. Для создания хорошего прочного бетона требуется специальное ноу-хау, которым, как предполагается, обладает инженер-мостостроитель.
  • Предварительно напряженный бетон – при правильном проектировании – также обладает высокой усталостной прочностью при самых тяжелых транспортных нагрузках.
  • Мосты из предварительно напряженного бетона вскоре стали намного дешевле стальных мостов, и они практически не требуют обслуживания – опять же при условии, что они хорошо спроектированы и построены и не подвергаются воздействию антиобледенительной соли.
  • В мостостроении преобладают бетонные балки и арки. Формирование бетона обычно определяется желанием использовать опалубку, которая проста в изготовлении. Предпочтительны ровные поверхности, параллельные края и постоянная толщина. Это придает жесткий вид бетонным мостам, и избежать этого – одна из задач хорошего эстетического дизайна.
  • Из армированного и предварительно напряженного бетона можно строить все типы конструкций: колонны, опоры, стены, перекрытия, балки, арки, рамы, даже подвесные конструкции и, конечно, оболочки и складчатые плиты.
  • Резервуары
  • Фундаментные панели
  • Столбы
  • Система подпорных стен из модульных блоков
  • Стеновые панели
  • Бетонные блоки
  • Плиты
  • Кровля и напольные покрытия
  • Перемычки и солнцезащитные козырьки
  • Балки
  • Колонны балки

    • ТАНКИ

  • Круговые предварительно напряженные бетонные резервуары STRAND Wrapped – это долговечная конструкция для хранения жидкостей, практически не требующая обслуживания.
  • Бетонная конструкция позволяет создать основательную, прочную структуру резервуара, которая легко сдерживает внутреннее давление жидкости и при этом легко противостоит внешним воздействиям, таким как землетрясение, ветер.

    • Применение

  • Эти резервуары используются в портативных системах очистки и распределения воды, системах сбора и очистки сточных вод и управления ливневыми водами.
  • Они также используются в различных коммерческих приложениях, включая хранение тепловой энергии, емкости для СПГ, большие промышленные технологические резервуары и большие резервуары для хранения сыпучих материалов.

    • Вода

  • Предварительно напряженный бетон является наиболее эффективным материалом для резервуаров для воды, а в сочетании с круглой формой исключает все стрессовые ситуации.
  • Благодаря тому, что сталь предварительно напряженных прядей находится в растянутом состоянии, а бетон – в сжатом, оба материала находятся в идеальном состоянии, и нагрузка равномерно распределяется по окружности резервуара.

    • СВОЙСТВА

  • Низкие эксплуатационные расходы в течение всего срока службы, поскольку они построены из бетона, прочного материала, который никогда не ржавеет и не требует покрытий при контакте с водой или окружающей средой.

  • Предварительное напряжение противодействует перепаду температур и нагрузкам сухости, которые испытывают стенки сердцевины резервуара. Стенки резервуара влажные внутри и сухие снаружи, а температура на обеих сторонах разная. Если не учесть эти перепады влажности и температуры, стенки резервуара начнут изгибаться и трескаться. Противодействие этим силам в вертикальном и горизонтальном направлениях уменьшает впоследствии образование трещин и протечек.
  • Резервуары очень пластичны, что позволяет выдерживать сейсмические нагрузки и меняющуюся засыпку водой.
  • Резервуары эффективно используют материал – сталь при растяжении, бетон при сжатии.
  • В сборных резервуарах можно хранить или обрабатывать все, что угодно – от питьевой воды до опасных отходов и бункеров для хранения твердых веществ.
  • Вместимость резервуаров может варьироваться от 0,4 до 120 мегалитров
  • Диаметр резервуара может достигать 90 м.

    • МЕТОД

  • Предварительно отлитые бетонные элементы стен обычно предварительно напрягаются вертикально на заводе, а затем натягиваются горизонтально через каналы, залитые в панели.
  • Вертикальное предварительное напряжение уменьшает вертикальный изгиб в стене и последующую утечку.
  • Круговое предварительное напряжение противодействует разрывным нагрузкам от внутренней жидкости.
  • Заделка швов обычно заливается бетоном на месте. Этот метод герметизации швов позволяет резервуару [после предварительного напряжения] работать как монолитная конструкция, противостоящая гидравлическим, температурным и сейсмическим нагрузкам.

    • ФОРМА РЕЗЕРВУАРОВ

    ФУНДАМЕНТНЫЕ ПАНЕЛИ

  • Фундаментные панели PRECAST CONCRETE состоят из стальных железобетонных стоек, усиленных верхних и нижних балок и бетонной облицовки.
  • Между стойками может быть уложен утеплитель.
  • Типичный фундамент из панелей может быть возведен за четыре-пять часов, по данным производителя, без бетонных работ на месте (панели устанавливаются на гравийную подушку вместо фундамента).

    • ПОДРОБНОСТИ

    СТЕНОВЫЕ ПАНЕЛИ

  • Быстрый монтаж
  • Недорогая облицовка
  • Долговечные стены, не требующие особого ухода
  • Всепогодная конструкция
  • Никаких работ – стены без фундамента
  • Высокая ударопрочность – защита облицовки
  • Дополнительная безопасность и противопожарные свойства
  • Совместимая со стальным каркасом система облицовки
  • Быстрое простое и надежное соединение на угловых кронштейнах
  • Шпунтовые и пазовые соединения
  • Переменная высота стен
  • Простая установка верхнего подъемника
  • Любая длина

  • Идеально подходят для применения во многих областях строительства, таких как промышленные, легкие промышленные и коммерческие здания, складские помещения для тяжелых грузов, хранилища сыпучих материалов и станции перегрузки отходов.
  • Отдел предварительно напряженных бетонных панелей является производителем и поставщиком предварительно напряженных бетонных панелей для использования как в сельском хозяйстве, так и в строительстве.
  • Эти панели используются в различных областях, включая строительство быстровозводимых стен, подпорных стен, бункеров для хранения сыпучих материалов, зернохранилищ и зажимов для силоса.
  • Предварительно напряженные панели изготавливаются длиной до 7000 мм и имеют различную толщину для различных применений и ширину. Их простое соединение с помощью скоб и профиль “шип-паз” обеспечивают быструю и эффективную установку.

    • ПОЛЕС

  • Низкие эксплуатационные расходы, конкурентоспособная цена и эстетичный внешний вид сборных бетонных столбов делают их лучше стальных или деревянных для использования в коммунальном хозяйстве, для освещения коммуникаций.
  • Использование бетонных столбов сохраняет наш лес, не требует химической обработки и использует экологически безопасные материалы при производстве и установке.
  • Другими преимуществами являются устойчивость к коррозии, длительный срок службы.
  • Благодаря минеральной вибрации и прогибу, столбы из сборного бетона обеспечивают больший срок службы балласта для освещения, что в свою очередь означает меньшее время простоя и менее дорогостоящий ремонт оборудования.

    • Сборные бетонные столбы позволяют сэкономить время и деньги на монтаже, поскольку отпадает необходимость в конструкции на основе анкеров, установка которой может занять несколько дней или недель.

    СБОРНЫЕ ЛЕСТНИЦЫ И ПЛОЩАДКИ

    МОДУЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОДПОРНЫХ СТЕНОК ИЗ БЛОКОВ

  • В модульных блочных или сегментных подпорных стенах используются взаимосвязанные бетонные блоки, которые связываются с землей для эффективного сопротивления нагрузкам.
  • Эти предварительно спроектированные модульные системы являются привлекательной, экономичной и долговечной альтернативой атонированным или залитым бетоном подпорным стенам.

    • Присущая им гибкость конструкции позволяет приспособиться к самым разным ограничениям участка, размерам проекта и эстетическим предпочтениям.

    ПРЕИМУЩЕСТВА

  • Контролируемые условия производства обеспечивают долговечность и устойчивость к повреждениям.
  • Эти системы допускают определенную гибкость, например, изогнутые стены.
  • Строительство, как правило, быстрее, чем заливка бетона на месте или каменные стены.
  • Условия участка оказывают большое влияние на стоимость

    • ПРИМЕНЕНИЯ (некоторые примеры):

  • На рис. Показан типичный предварительно напряженный бетон плоская плита перекрытия конструкция с использованием метода подъемной плиты

Читайте далее:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: