الهياكل سابقة الإجهاد في بناء الإطار. الهياكل الخرسانية سابقة الإجهاد الهياكل الخرسانية الأسمنتية سابقة الإجهاد

الخرسانة المجهدة

إجهاد الخرسانة - الخرسانة القائمة على الأسمنت المجهد. من الخرسانة العادية على الأسمنت البورتلاندي ، تتميز بالقدرة على التوسع في البداية. فترة التصلب وتمديد التعزيز المتصل به ، مع اكتساب ضغوط الانضغاط الخاصة به ، ما يسمى. الإجهاد الذاتي. هكذا وردت ادعاء تسمى التصاميم. مرهق ذاتيًا. اعمال البناء.

أساس أسمنت الإجهاد هو خبث الأسمنت البورتلاندي (حوالي 2/3 من التركيبة) ، والذي يضاف إليه زيادة عند الطحن. بالمقارنة مع الأسمنت البورتلاندي ، فإن كمية الجبس ، بالإضافة إلى الخبث عالي الألومينات ، والتي ، كقاعدة عامة ، هي نفايات التعدين والصناعة. يرجع التمدد الحجمي لحجر الأسمنت إلى تكوين الكالسيوم هيدرو-سلفو ألومينات (ما يسمى "عصية الأسمنت") أثناء ترطيبه ، والذي يحتوي على حجم أكبر من مجموع أحجام المكونات الأولية.

هناك ما يسمى. التمدد الحر عندما لا يتم إعاقة حجر الأسمنت وأسمنت التوتر والخرسانة القائمة عليه من الخارج. قيود في شكل عناصر هيكلية مختلطة (عند المفصل ، خط التماس) ، المرتبطة بها عن طريق اقتران أو تقوية المراسي ، أو مواجهة خارجية. القوات. في ظل وجود مثل هذه القيود أو التأثيرات ، يحدث التوسع المرتبط. في هذه الحالة ، يطور الحجر أو الخرسانة الأسمنتية ضغطًا على العائق ، والذي يتجلى في شكل تمدد في اللحامات والمفاصل أو شد التعزيز ، بغض النظر عن اتجاهه في الخرسانة.

يتم التحكم في التمدد الحر ، كقاعدة عامة ، فقط أثناء إنتاج أسمنت التوتر ، لأنه أكثر حساسية. المؤشر ، هو 0.2-2.5٪. يتم التحكم في التمدد المصاحب أثناء إنتاج الأسمنت (في محلول رمل أسمنتي 1: 1) ، وتثبيته في شكل درجة ضغط ذاتي - NTs-10 و NTs-20 و NTs-30 و NTs-40 ( على التوالي ، لا يقل الضغط الذاتي عن 0 و 7 و 2 و 3 و 4 ميجا باسكال) ، وكذلك لتحديد الفعلي. درجات الخرسانة للضغط الذاتي ، عندما يتم توفيرها في مشروع التصميم.

التوسع المصاحب بالإضافة إلى الطاقة- جيتيتش. يعتمد الاسمنت والخرسانة sv-in على درجة محدودية التمدد ، لذا فإن اختبارات B.n. أجريت على عينات موشورية قياسية تتراوح أحجامها من 4 × 4 × 16 سم للأسمنت إلى 1 × 10 × 40 سم للخرسانة ، باستخدام مقاييس ديناميكية قياسية. موصلات من الحجم المناسب ، مما يخلق في العينات المصبوبة فيها مقاومة مرنة للتمدد ، أي ما يعادل وجود تعزيز طولي بنسبة 1 ٪ في العينات.

اختيار تكوين B.n. من حيث مقاومة الانضغاط ، لا تختلف عن اختيار تركيبة الخرسانة العادية على الأسمنت البورتلاندي ، ومع ذلك ، يمكن تقليل استهلاك المادة الرابطة بنسبة 10 ٪ تقريبًا. يمكن الحصول على خرسانة من الفئات B15-B40 وأعلى. بنفس قوة الضغط للخرسانة B.n. تتمتع بمقاومة شد أعلى بنسبة 20٪ من الخرسانة الأسمنتية البورتلاندية. يوجد عدد من درجات الإجهاد الذاتي من Sp0.6 إلى Sp4 (في MPa).

للحصول على درجة تصميم معينة للضغط الذاتي ، من الضروري مراعاة ليس فقط نشاط أسمنت الضغط من حيث الضغط الذاتي ، ولكن أيضًا استهلاك المادة الرابطة ، ونسبة الماء إلى الأسمنت ، و في بعض الحالات ، تصلب ظروف الرطوبة.

تتميز الخرسانة مسبقة الإجهاد بدرجة مقاومة الماء لا تقل عن W12 ، وبالتالي ، لا تتطلب الهياكل المصنوعة منها جهاز مانع لتسرب المياه وفي كثير من الأنواع الأخرى. حالات مقاومة التآكل. الحماية.

هناك نوع من أنواع B. n. - الخرسانة ذات الانكماش المعوض ، وتتميز بذلك ، مع الحفاظ على جميع الخصائص الأخرى ، فهي لا توحد درجة الإجهاد الذاتي. لتصنيع مثل هذه الخرسانة ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام درجات أسمنت التوتر NTs-10 أو NTs-20. الخرسانة مع المعوضات. الانكماش ، ينصح باستخدامه بدلاً من الخرسانة العادية على الأسمنت البورتلاندي لجميع الهياكل تقريبًا ، مما يوفر تعويضًا عن الانكماش وسلبيته. العواقب في كل من مرحلة هياكل التصنيع (من تكوين الشقوق التكنولوجية) وأثناء التشغيل.

التكنولوجية سانت بي. على غرار سانت أنت ملموسة على الأسمنت البورتلاندي ولكن مع زيادة. في درجات الحرارة (30 درجة مئوية وما فوق) ، هناك ميل إلى تسارع أكثر وضوحًا في التصلب (مجموعة من القوة) ، وجزئيًا ، ضبط الخليط. يتيح لك ذلك تقليل المدة وتقليل درجة حرارة معالجة الرطوبة الحرارية للمنتجات الجاهزة. يتم تنظيم وقت ضبط الخرسانة وقذائف الهاون على الأسمنت ذاتي الإجهاد على نطاق واسع: من ضبط التسارع إلى 1-2 دقيقة ، والذي يستخدم لإيقاف التسرب أثناء إصلاح الهياكل تحت الهيدروستاتيكي. الضغط ، حتى يتم تمديد الإعداد حتى 2-3 ساعات (إذا لزم الأمر ، فإنه يستمر ، ونقل الخليط). للقيام بذلك ، أضف مسرعات وملدنات ، واستخدم أيضًا ما يسمى بالطريقة. الترطيب الجزئي الأولي ، والذي يتكون من خلط أولي ، خلط (قبل الخلط) أسمنت إجهاد مع ركام مبلل جزئيًا أو خلط من مرحلتين للخليط. مع الأخذ في الاعتبار ميزات BN ، فإن استخدامه فعال بشكل خاص في الهياكل التي تتطلب متطلبات أعلى. مقاومة الماء ومقاومة التشقق (بما في ذلك عند استخدام الخلائط المتنقلة) ، المواصفات. العزل المائي في هذه الحالة غير مطلوب. هذه هي الهياكل الجاهزة والمتجانسة بالسعة ، تتحلل تحت الأرض. المواعيد والمفاصل فيها ، مواسير الضغط وعدم الضغط ، النقل والمواصلات. الأنفاق والأسطح غير القابلة للطي وأغطية الأرضيات والطرق والمطارات وجسور الطرق ، وكذلك أسس الفنون ومسارات التزلج وحقول الجليد بدون طبقات أو مع زيادة. المسافة بينهما ، عناصر بناء المساكن الحجمي. تطبيق B.n. للختم والحماية من مصادر الإشعاع. الإشعاع ، وكذلك لتصنيع ما قبل التوتر. الهياكل من أجل التعويض عن خسائر الإجهاد الناجمة عن الانكماش ، وأنواع أخرى من الهياكل والهياكل ، بما في ذلك. w.- الرهان. هياكل الإنتاج الضخم ، بدلاً من الخرسانة التقليدية ، الثقيلة منها والخفيفة.

شدد ملموسة

مخطط الإجهاد

الخرسانة سابقة الإجهاد (الخرسانة سابقة الإجهاد) عبارة عن مادة بناء مصممة للتغلب على عدم قدرة الخرسانة على مقاومة ضغوط الشد الكبيرة.

في صناعة الخرسانة المسلحة ، يتم وضع حديد التسليح بقوة شد عالية ، ثم يتم شد الفولاذ بجهاز خاص ويصب بمزيج خرساني. بعد الضبط ، يتم نقل قوة الشد الخاصة بسلك أو كابل فولاذي تم تحريره إلى الخرسانة المحيطة ، بحيث يتم ضغطها. يتيح إنشاء هذه الضغوط الانضغاطية إمكانية التخلص جزئيًا أو كليًا من ضغوط الشد من الحمل.

طرق شد التعزيز:

ممر المنح ، جسر حديقة النباتات الخرسانية سابقة الإجهاد ، أوريغون ، الولايات المتحدة الأمريكية

يمكن إجراء الإجهاد المسبق ليس فقط قبل ، ولكن أيضًا بعد وضع خليط الخرسانة. غالبًا ما يتم استخدام هذه الطريقة في بناء الجسور ذات المساحات الكبيرة ، حيث يتم عمل امتداد واحد على عدة مراحل (التقاطات). يتم وضع المادة الفولاذية (كبل أو تقوية) في قالب للخرسانة في صندوق (مموج ذو جدران رقيقة أو أنبوب بلاستيكي). بعد تصنيع الهيكل الأحادي ، يتم شد الكابل (التعزيز) إلى حد ما بواسطة آليات خاصة (مقابس). بعد ذلك ، يتم ضخ ملاط ​​أسمنتي سائل (خرساني) في العلبة بواسطة كابل (تقوية). وبالتالي ، يتم ضمان الاتصال القوي لقطاعات امتداد الجسر.

ملاحظات

أنظر أيضا

مؤسسة ويكيميديا. 2010.

شاهد ما هو "ملموس ومؤكد" في القواميس الأخرى:

الخرسانة سابقة الإجهاد- الخرسانة ذات الضغط المصطنع ، مما يزيد من صلابة الهيكل. (العمارة: دليل مصور ، 2005) ... القاموس المعماري

الخرسانة ، مادة بناء صلبة ومتينة مصنوعة من خليط من الأسمنت البورتلاندي والرمل والحصى والماء. إنه مهم للغاية في كل من تشييد المباني الكبيرة وتصنيع العناصر الفردية ، على سبيل المثال ، الألواح والأنابيب. الخرسانة ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

الرسم التخطيطي للخرسانة سابقة الإجهاد (الخرسانة سابقة الإجهاد) هي مادة بناء مصممة للتغلب على عدم قدرة الخرسانة على مقاومة ضغوط الشد الكبيرة. عندما ...... ويكيبيديا

يغطي مفهوم المواد الإنشائية ومواد البناء العديد من المواد المختلفة المستخدمة في تصنيع الأجزاء الهيكلية والمباني والجسور والطرق والمركبات ، بالإضافة إلى عدد لا يحصى من الهياكل والآلات و ... موسوعة كولير

مخطط الإجهاد الخرسانة سابقة الإجهاد (الخرسانة سابقة الإجهاد) هي مادة بناء مصممة للتغلب على عدم القدرة على ... ويكيبيديا

خرسانة مسلحة- مادة بناء اصطناعية تتكون من قفص حديد التسليح مملوء بالخرسانة ويجمع هيكليا بين خصائص العمل من الفولاذ والخرسانة. في هذه الحالة ، يعمل التسليح في حالة توتر والخرسانة في حالة الانضغاط. [قاموس معماري ... ...

خرسانة مسلحة ، مسبقة الإجهاد- الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد - الهياكل الخرسانية المسلحة مسبقة الصنع أو المتجانسة ، والتي يتم التأكيد على تعزيزها بقيمة تصميم معينة [قاموس مصطلحات للبناء في 12 لغة (VNIIIS Gosstroy لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية)] ... موسوعة مصطلحات وتعريفات وشروحات لمواد البناء

تصميم وبناء المنشآت العسكرية ، والاتصالات ، والتحصينات والجسور ، وتزويد القوات بالمياه والطاقة والوسائل المساعدة ، واستخدام أو التخلص من المتفجرات التقليدية ، بما في ذلك المناجم ، من أجل تسهيل ... ... ... موسوعة كولير

تحتوي هذه المقالة على معجم للاعبين الناطقين بالروسية في وكلاء المراهنات وتجمع بين مصطلحات المراهنات الرياضية المتخصصة ، بالإضافة إلى الكلمات والتعبيرات المستخدمة للتعبير عن ظاهرة معينة ، ... ... ويكيبيديا

تستخدم الأساليب الحديثة لبناء الإطار تقنية الإجهاد المسبق للهياكل الخرسانية المسلحة. الهياكل المجهدة- الهياكل الخرسانية المسلحة ، التوتر الذي يحدث بشكل مصطنع أثناء التصنيع ، عن طريق شد جزء أو كل التسليح العامل (ضغط جزء ، أو كل الخرسانة).

يتم ضغط الخرسانة في الهياكل سابقة الإجهاد إلى قيمة معينة عن طريق شد عناصر التسليح ، والتي ، بعد تثبيتها وإطلاق أجهزة الشد ، تميل إلى العودة إلى حالتها الأصلية. في الوقت نفسه ، يتم استبعاد انزلاق التسليح في الخرسانة من خلال الالتصاق الطبيعي المتبادل ، أو بدون التصاق التسليح بالخرسانة - عن طريق التثبيت الاصطناعي الخاص لنهايات التسليح في الخرسانة.

مقاومة التشقق للهياكل سابقة الإجهاد تكون 2-3 مرات أكبر من مقاومة التشقق في الهياكل الخرسانية المسلحة دون الإجهاد المسبق. هذا يرجع إلى حقيقة أن الضغط الأولي للخرسانة عن طريق التعزيز يتجاوز بشكل كبير تشوه الحد من التوتر الخرساني.

تسمح الخرسانة سابقة الإجهاد في المتوسط ​​بنسبة تصل إلى 50٪ لتقليل استهلاك الفولاذ الشحيح في البناء. يؤدي الضغط الأولي للمناطق الخرسانية الممتدة إلى تأخير كبير في لحظة تكوين الشقوق في المناطق الممتدة من العناصر ، ويحد من عرض الفتح ويزيد من صلابة العناصر ، عمليًا دون التأثير على قوتها.

مزايا تكنولوجيا الإجهاد المسبق للخرسانة المسلحة

تعتبر الهياكل سابقة الإجهاد اقتصادية للمباني والهياكل ذات الامتدادات والأحمال وظروف التشغيل التي يكون فيها استخدام الهياكل الخرسانية المسلحة دون إجهاد مسبق مستحيلًا من الناحية الفنية ، أو يتسبب في استهلاك مفرط للخرسانة والفولاذ لضمان الصلابة المطلوبة وقدرة التحمل الهياكل.

يزيد الإجهاد المسبق ، الذي يزيد من صلابة ومقاومة الهياكل لتشكيل الشقوق ، من قدرتها على التحمل عند العمل تحت تأثير الحمل المتكرر بشكل متكرر. ويرجع ذلك إلى انخفاض انخفاض الضغط في التسليح والخرسانة بسبب تغير حجم الحمل الخارجي. الهياكل والمباني مسبقة الإجهاد المصممة بشكل صحيح أكثر أمانًا وموثوقية ، خاصة في المناطق الزلزالية. مع زيادة النسبة المئوية للتعزيز ، تزداد المقاومة الزلزالية للهياكل سابقة الإجهاد في كثير من الحالات. ويفسر ذلك حقيقة أنه نظرًا لاستخدام مواد أقوى وأخف وزنًا ، فإن أقسام الهياكل سابقة الإجهاد في معظم الحالات تكون أصغر مقارنة بالهياكل الخرسانية المسلحة دون الإجهاد المسبق بنفس قدرة التحمل ، وبالتالي أكثر مرونة و ولاعة.

في معظم البلدان الأجنبية المتقدمة ، يتم تصنيع هياكل الأرضيات وأغطية المباني لأغراض مختلفة ، وجزء كبير من المنتجات المستخدمة في الهياكل الهندسية وبناء النقل ، بأحجام متزايدة من الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد ؛ ظهر إنتاج عناصر التصميم المعماري الخارجي للمباني.

خبرة عالمية في استخدام تكنولوجيا الإجهاد المسبق

في العالم ، الخرسانة المسلحة المتجانسة تخضع للإجهاد المسبق في الغالب. بادئ ذي بدء ، يتم بناء الهياكل ذات الامتدادات الكبيرة والمباني السكنية والسدود ومجمعات الطاقة وأبراج التلفزيون وغير ذلك الكثير بهذه الطريقة. تبدو أبراج التلفزيون المصنوعة من الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد متجانسة مثيرة للإعجاب بشكل خاص ، حيث أصبحت مشاهد للعديد من البلدان والمدن. برج تلفزيون تورنتو هو أطول هيكل خرساني مقوى قائم بذاته في العالم. ارتفاعه 555 م.

أثبت المقطع العرضي للبرج على شكل زهرة ثلاثية الفصوص نجاحًا كبيرًا في وضع التعزيزات مسبقة الإجهاد والخرسانة في صب الخرسانة المنزلقة. تبلغ لحظة انقلاب الرياح التي صمم هذا البرج من أجلها ما يقرب من نصف مليون طن ، ويبلغ وزن الجزء الأرضي من البرج ما يزيد قليلاً عن 60 ألف طن.

في ألمانيا واليابان ، يتم بناء الخزانات على شكل بيضة لمحطات المعالجة على نطاق واسع من الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد متجانسة. حتى الآن ، تم بناء هذه الخزانات بسعة إجمالية تزيد عن 1.2 مليون متر مكعب. تبلغ سعة الهياكل المنفصلة من هذا النوع من 1 إلى 12 ألف متر مكعب.

في الخارج ، يتم استخدام الأسقف المتجانسة ذات الامتداد المتزايد مع توتر التعزيز على الخرسانة بشكل متزايد. في الولايات المتحدة وحدها ، يتم بناء أكثر من 10 ملايين متر مكعب من هذه الهياكل سنويًا. يتم بناء قدر كبير من هذه الأسقف في كندا.

في الآونة الأخيرة ، يتم استخدام التعزيز المسبق الإجهاد في الهياكل المتجانسة بشكل متزايد دون الالتصاق بالخرسانة ، أي لا يتم حقن القنوات ، والتسليح إما محمي من التآكل بقذائف واقية خاصة أو معالج بمركبات مضادة للتآكل. هذه هي الطريقة التي يتم بها تشييد الجسور والمباني الكبيرة والمباني الشاهقة وغيرها من الأشياء المماثلة.

بالإضافة إلى أغراض البناء التقليدية ، وجدت الخرسانة سابقة الإجهاد متجانسة تطبيقًا واسعًا لأوعية المفاعلات واحتواء محطات الطاقة النووية. تتجاوز القدرة الإجمالية لمحطات الطاقة النووية في العالم 150 مليون كيلوواط ، منها قوة المحطات وأوعية المفاعلات والأغلفة الواقية التي يتم بناؤها من الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد متجانسة ، ما يقرب من 40 مليون كيلوواط. أصبحت الأغطية الواقية لمفاعلات محطات الطاقة النووية إلزامية. كان عدم وجود مثل هذه القذيفة هو الذي تسبب في كارثة تشيرنوبيل.

من الأمثلة البارزة على إمكانيات بناء الخرسانة سابقة الإجهاد منصات النفط البحرية. تم تشييد أكثر من عشرين من هذه الهياكل الفخمة في العالم.

تم بناء منصة ترول في عام 1995 في النرويج ، ويبلغ ارتفاعها الإجمالي 472 مترًا ، وهو أعلى مرة ونصف من برج إيفل. تم تركيب المنصة في منطقة بحرية بعمق يزيد عن 300 م وهي مصممة لتحمل عاصفة إعصار بارتفاع موجة 31.5 م وتم إنفاق 250 ألف متر مكعب على تصنيعها. خرسانة عالية القوة ، 100 ألف طن من الفولاذ العادي و 11 ألف طن من حديد التسليح المسبق الإجهاد. العمر الافتراضي التقديري للمنصة 70 سنة.

كان بناء الجسر تقليديًا مجالًا واسعًا لتطبيق الخرسانة سابقة الإجهاد. في الولايات المتحدة الأمريكية ، على سبيل المثال ، تم بناء أكثر من 500000 جسر من الخرسانة المسلحة بمختلف المساحات. في الآونة الأخيرة ، تم بناء أكثر من عشرين جسراً مثبتاً بالكابلات بطول 600-700 متر مع امتدادات مركزية من 192 إلى 400 متر ، ويتم بناء الجسور خارج فئتها من الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد ، والتي يتم بناؤها وفقًا لمشاريع فردية. تم بناء الجسور التي يصل امتدادها إلى 50 مترًا في نسخة مسبقة الصنع من عوارض مسبقة الإجهاد من الخرسانة المسلحة.

جسر "نورماندي"

الإنجازات في بناء الجسور من الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد متوفرة أيضًا في بلدان أخرى. في أستراليا ، في بريزبين ، تم بناء جسر عوارض بامتداد مركزي يبلغ 260 مترًا ، وهو الأكبر بين الجسور من هذا النوع. يمتد جسر "بارنوس دي لونا" في إسبانيا بطول 440 م ، جسر "أناسيس" في كندا - 465 م ، الجسر في هونغ كونغ - 475 م ، يمتد الجسر المقوس في جنوب إفريقيا - 272 م. الرقم القياسي العالمي للجسور المثبتة بالكابلات ينتمي إلى جسر نورماندي ، حيث يبلغ طوله 864 مترًا ، كما أن جسر فاسكو دي جاما في لشبونة ، الذي تم بناؤه لمعرض إكسبو 98 العالمي ، ليس أدنى بكثير منه. الطول الإجمالي لعبور هذا الجسر يتجاوز 18 كم. هياكلها الرئيسية الحاملة - الأبراج والفواصل - مصنوعة من الخرسانة بقوة ضغط تزيد عن 60 ميجا باسكال. تبلغ مدة الخدمة المضمونة للجسر 120 عامًا وفقًا لمعيار متانة الخرسانة (في روسيا ، في السنوات الأخيرة ، غالبًا ما يتم بناء الجسور ذات الامتدادات الكبيرة من الفولاذ).

تكنولوجيا الخرسانة المسلحة مسبقة الإجهاد متجانسة في روسيا

في روسيا ، تمثل هذه المنتجات أكثر من ثلث إجمالي إنتاج العناصر الجاهزة. في الخارج ، يتم استخدام القوالب بدون شكل لهياكل الألواح على الحوامل الطويلة على نطاق واسع. هناك ، الممارسة المعتادة هي إنتاج الألواح التي يصل امتدادها إلى 17 مترًا ، بارتفاع المقطع 40 سم تحت حمولة تصل إلى 500 كجم / م 2. في فنلندا ، يتم إنتاج الألواح المجوفة من الخرسانة المسلحة لنفس الحمولة بارتفاع المقطع حتى 50 سم مع امتداد يصل إلى 21 مترًا ، أي أن استخدام الإجهاد المسبق يسمح بإنتاج عناصر مسبقة الصنع بمستوى مختلف نوعيًا . شد الحبل على مثل هذه الحوامل ، كقاعدة عامة ، هو مجموعة برافعة بقوة 300-600 طن. واليوم ، هناك أنظمة مختلفة للقولبة بدون صب على الحوامل الطويلة "سبيرول" ، "سبانكريت" ، "سبانديك" ، "ماكس روث تم تطوير "بارتيك" وغيرها ، والتي تتميز بالإنتاجية العالية ، والتعزيز التطبيقي ، والمتطلبات التكنولوجية للخرسانة ، والشكل المقطعي للألواح وغيرها من المعايير. على الحوامل التي يصل طولها إلى 250 مترًا ، يتم عمل بلاطة بسرعة تصل إلى 4 أمتار / دقيقة ؛ ويمكن صب 6 ألواح في عبوة بارتفاع. يصل عرض الألواح إلى 2.4 متر وبحد أقصى 21 مترًا ، وتُستخدم الألواح الخرسانية وحدها في الولايات المتحدة الأمريكية لأكثر من 15 مليون متر مربع سنويًا.

في وقت من الأوقات ، ظهرت حوامل طويلة للقولبة بدون شكل باستخدام تقنية Max Rot في روسيا. ومع ذلك ، لم تحصل هذه التكنولوجيا على مزيد من التوزيع. في الأنظمة الهيكلية للمباني المستخدمة على نطاق واسع في بلدنا ، ترتبط العناصر من خلال الأجزاء المدمجة. في الألواح المصنوعة على حاملات طويلة ، كقاعدة عامة ، عن طريق البثق ، تكون إمكانيات وضع الأجزاء المدمجة محدودة. ومع ذلك ، بالنسبة للمباني المتجانسة الجاهزة ، يمكن أن تجد الألواح التي لا تحتوي على أجزاء مدمجة أوسع توزيع ، كما هو الحال في الخارج ، خاصة في الدول الاسكندنافية والولايات المتحدة الأمريكية.

في وقت لاحق ، ظهرت خطوط "بارتيك" في روسيا (في مصنع ZhBK-17 في موسكو ، سانت بطرسبرغ ، بارناول) ، مما يشير إلى ظهور الطلب على هذه اللوحات. إن تحسين الأنظمة الهيكلية للمباني ، بالطبع ، سيعطي دفعة لتطوير التكنولوجيا لإنتاج منتجات الألواح.

إن الركود الروسي المطول في مجال تطبيق الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد يرجع جزئيًا أيضًا إلى حقيقة أننا لم نتلق دراسة وتطبيقًا مناسبًا للهياكل سابقة الإجهاد مع شد التعزيز على الخرسانة ، بما في ذلك في ظروف البناء.

تبدأ Enerprom في تطوير هذه المنطقة وتقدم مجموعة من المعدات من تصميمها الخاص لتنفيذ هذه التقنية.

الهياكل الخرسانية المسلحة هي أساس البناء الحديث. ومع ذلك ، فإن لديهم عيوبًا كبيرة مرتبطة بشكل أساسي بسعة التحميل غير الكافية وتشكيل شقوق في الحجر تحت الأحمال التشغيلية. أدى التحسين في تكنولوجيا تصنيع المنتجات من الخرسانة وحديد التسليح إلى إنشاء الخرسانة المسلحة سابقة الإجهاد ، والتي لها عدد من المزايا.

تعريف

الهياكل الخرسانية المسلحة سابقة الإجهاد هي منتجات البناء ، والتي تتلقى الخرسانة ، في مرحلة الإنشاء ، بالقوة الضغط الانضغاطي الأولي للتصميم. يتم إنشاؤه بسبب التكوين الأولي لضغط الشد في التعزيز عالي القوة العامل وضغطه للخرسانة في تلك المناطق التي ستشهد توترًا (انحرافًا) أثناء التشغيل. الضغط ، لا ينزلق التعزيز ، لأنه مرتبط بالمادة أو يتم تثبيته عن طريق تثبيت التعزيز في نهايات المنتجات. وبالتالي ، فإن إجهاد الشد ، الذي يكتسبه تكوين الخرسانة المسلحة بمساعدة التعزيز ، يوازن توتر الضغط المتقدم للحجر.

مزايا

تؤجل الخرسانة المسلحة المجهدة مسبقًا وقت بداية تكوين الانقسامات في المنتجات التي تعمل على الانحراف لفترة طويلة ، مما يقلل من عمق الفتح. في نفس الوقت ، تكتسب المنتجات صلابة متزايدة دون تقليل القوة.

تميل الحزم الخرسانية سابقة الإجهاد إلى العمل بشكل جيد في الانضغاط والانحراف ، ولها نفس القوة على طول الطول ، مما يسمح لك بزيادة عرض الامتدادات المتداخلة. في مثل هذه الهياكل ، يتم تقليل أبعاد المقطع العرضي ، وبالتالي ، يتم تقليل حجم ووزن المكونات (بنسبة 20-30 ٪) ، وكذلك استهلاك الأسمنت. إن الاستخدام الأكثر عقلانية لخصائص الفولاذ يجعل من الممكن تقليل (قضيب وسلك) حتى 50٪ ، خاصةً من درجات القوة العالية (A-IV وما فوق) ، والتي تتمتع بقوة شد كبيرة. يساهم الحياد الكيميائي للخرسانة في الصلب في حماية التسليح من التآكل. في الوقت نفسه ، تعمل مقاومة التشقق المتزايدة على حماية التعزيز المجهد من الصدأ في الهياكل التي تخضع لضغط مستمر من الماء والسوائل والغازات الأخرى.

تعتمد طرق تشييد المباني المستخدمة في بناء الإطار على تقنية الإجهاد المسبق لهياكل الخرسانة المسلحة أثناء عملية البناء.

يضمن التعزيز المجهد ، الذي يضغط على خرسانة وحدات التجميع ، الانضمام العملي من خلال تقليل استهلاك المعدن عند الوصلات بشكل كبير. يمكن أن تتكون المنتجات المتجانسة الجاهزة والمسبقة الصنع من الهياكل الخرسانية المسلحة المجهدة من أجزاء متصلة مع نفس المقطع العرضي ، وهي مصنوعة من خرسانة خفيفة الوزن (ثقيلة) غير مضغوطة على طول الحواف ، والجزء المحمّل عبارة عن خرسانة مسلحة سابقة الإجهاد. زادت هذه المنتجات من القدرة على التحمل ، وتعويض التأثيرات الديناميكية المتكررة.

تسمح لك هذه الخاصية بإخماد تغيرات الإجهاد في الخرسانة والتعزيزات الناتجة عن التقلبات في الأحمال الخارجية. يتم زيادة المقاومة الزلزالية المتزايدة للمباني بسبب الاستقرار الهيكلي العالي للخرسانة المسلحة المجهدة ، والتي تضغط شظاياها الفردية. يوفر الهيكل في شكل الإجهاد قدرًا أكبر من الأمان ، حيث يسبق تدميره انحراف شنيع ، مما يشير إلى استنفاد قوة الهيكل.

سلبيات

يتم تحقيق حالة الإجهاد المسبق في المواد من خلال معدات خاصة وحسابات دقيقة وتصميم كثيف العمالة وإنتاج مكلف. تتطلب المنتجات تخزينًا ونقلًا وتركيبًا دقيقًا ، مما لا يتسبب في حالة الطوارئ حتى قبل الاستخدام.

يمكن أن تساهم الأحمال المركزة في حدوث تشققات طولية ، مما يقلل من قدرة التحمل. يمكن أن تؤدي الحسابات الخاطئة في التصميم وتكنولوجيا الإنتاج إلى التدمير الكامل لمنتج الخرسانة المسلحة الذي تم إنشاؤه على المنحدر. تتطلب الهياكل المجهدة مسبقًا قوالب صب معدنية كثيفة القوة وزيادة استهلاك الصلب للثلاجات المدمجة وحديد التسليح.

تتطلب القيم الكبيرة للتوصيل الصوتي والحراري إدخال مواد تعويضية في جسم الحجر. توفر هذه الهياكل الخرسانية المسلحة عتبة مقاومة أقل للحريق (بسبب انخفاض درجة حرارة التسخين الحرجة لصلب التسليح المسبق الإجهاد) مقارنة بالخرسانة المسلحة التقليدية. يتأثر الهيكل الخرساني المجهد بشكل كبير بالرشح ومحاليل الأحماض والكبريتات والأملاح مما يؤدي إلى تآكل حجر الأسمنت وفتح الشقوق وتآكل التعزيز. هذا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض حاد في قدرة تحمل الفولاذ والكسر الهش المفاجئ. أيضًا ، يجب أن يُعزى الوزن الكبير للمنتجات إلى السلبيات.

المواد الإنشائية

الخرسانة المسلحة هي مادة متعددة المكونات ، ومكوناتها الرئيسية هي الخرسانة والحديد التسليح. يتم تحديد معلمات الجودة الخاصة بهم من خلال متطلبات التصميم الخاصة للعناصر الهيكلية في موقع الاستخدام.

الخرسانة

نماذج لصب الخرسانة بقضبان لنقل الإجهاد المسبق.

يتم ضمان الإجهاد المسبق في الخرسانة المسلحة من خلال استخدام التراكيب الثقيلة ذات الكثافة المتوسطة من 2200 إلى 2500 كجم / م 3 ، والتي تحتوي على فئات من قوة الشد المحورية أعلى من 0.8 Bt ، وقوة B20 وأكثر ، ودرجات مقاومة الماء من W2 وما فوق ، والصقيع مقاومة F50. تضمن متطلبات المنتج للخرسانة قوة معيارية لا تقل عن تلك المحددة مع احتمال 0.95 (في 95٪ من الحالات). يجب أن يتقدم الخليط في العمر 28 يومًا على الأقل قبل أن تتعرض المادة للإجهاد المسبق. في المراحل الأولى من التشغيل ، يمكن أن تفقد الأحجار الخرسانية جودتها المجهدة جزئيًا بسبب الانخفاض العام في إجهاد الفولاذ (حتى 16٪). تم تعيين معامل موثوقية المادة للتوتر والضغط في الحالات المحددة لإمكانية الخدمة التي لا تقل عن 1.0.

المزايا الرئيسية للخرسانة المسلحة هي: القوة العالية ، مقاومة الحريق ، المتانة ، سهولة التشكيل. الشعاع الخرساني (الشكل أدناه) ، والذي يتعرض أثناء الانحناء للتوتر أسفل المحور المحايد والضغط فوقه ، يكون له قدرة تحمل منخفضة بسبب المقاومة الضعيفة للخرسانة للتوتر. في الوقت نفسه ، لا يتم استخدام قوة الخرسانة في المنطقة المضغوطة بالكامل. في هذا الصدد ، لا ينصح باستخدام الخرسانة غير المسلحة في الهياكل المصممة للعمل في الانحناء أو التوتر ، لأن أبعاد هذه العناصر ستكون باهظة.

تستخدم الهياكل الخرسانية بشكل أساسي عندما تعمل في الانضغاط (الجدران ، الأساسات ، الهياكل الداعمة ، الدعامات ، إلخ) وأحيانًا فقط عند العمل في الانحناء عند ضغوط الشد المنخفضة التي لا تتجاوز قوة الشد للخرسانة.

الهياكل الخرسانية المسلحة ، المقواة في منطقة التوتر مع التعزيز ، لديها قدرة تحمل أعلى بكثير. لذلك ، فإن قدرة التحمل لحزمة الخرسانة المسلحة (الشكل أدناه) مع التعزيز الموضوعة في الأسفل أكبر بـ 10-20 مرة من قدرة تحمل العارضة الخرسانية من نفس الأبعاد. في هذه الحالة ، يتم استخدام قوة الخرسانة في المنطقة المضغوطة للحزمة بالكامل.

مخططات عمل العناصر تحت الحمل

تستخدم قضبان الصلب والأسلاك والملفات المدرفلة وكذلك الألياف الزجاجية والمواد الاصطناعية والكتل الخشبية وجذوع الخيزران كتعزيز.

يتم تعزيز الهياكل ليس فقط عندما تعمل في حالة التوتر والانحناء ، ولكن أيضًا في حالة الانضغاط (الشكل أعلاه). نظرًا لأن الفولاذ يتمتع بقوة شد وضغط عالية ، فإن دمجه في عناصر مضغوطة يزيد بشكل كبير من قدرتها على التحمل. يتم ضمان العمل المشترك لهذه المواد ذات الخصائص المختلفة ، مثل الخرسانة والصلب ، من خلال العوامل التالية:

1. التصاق التسليح بالخرسانة ، والذي يحدث أثناء تصلب خليط الخرسانة ؛ بسبب الالتصاق ، تتشوه كلتا المادتين معًا ؛
2. معاملات التشوهات الخطية في درجات الحرارة متقاربة القيمة (للخرسانة 7 10-6-10 10-6 1 / deg ، للصلب 12 10-6 1 / deg) ، مما يلغي ظهور الضغوط الأولية في المواد والتسليح الانزلاقي في الخرسانة عند تتغير درجة الحرارة حتى 100 درجة مئوية ؛
3. حماية موثوقة للصلب ، محاط بالخرسانة الكثيفة ، من التآكل ، العمل المباشر من الحريق والأضرار الميكانيكية.

من سمات الهياكل الخرسانية المسلحة إمكانية التصدع في منطقة الشد تحت تأثير الأحمال الخارجية. تكون فتحة هذه الشقوق في العديد من الهياكل خلال مرحلة التشغيل صغيرة (0.1-0.4 مم) ولا تسبب تآكل في التعزيز أو تعطيل التشغيل العادي للهيكل. ومع ذلك ، هناك هياكل وهياكل ، وفقًا لظروف التشغيل ، يكون تكوين الشقوق غير مقبول (على سبيل المثال ، خطوط أنابيب الضغط ، والصواني ، والخزانات ، وما إلى ذلك) أو يجب تقليل عرض الفتح. في هذه الحالة ، تخضع مناطق العنصر التي تظهر فيها قوى الشد تحت تأثير الأحمال التشغيلية لضغط مكثف مقدمًا (قبل تطبيق الأحمال الخارجية) عن طريق الشد المسبق للتعزيز. تسمى هذه الهياكل الإجهاد المسبق. يتم تنفيذ الضغط الأولي للهياكل بشكل أساسي بطريقتين: عن طريق شد التعزيز عند نقاط التوقف (قبل صب الخرسانة) والخرسانة (بعد صب الخرسانة).

في الحالة الأولى ، قبل صب الخرسانة بالخرسانة ، يتم شد التعزيز وتثبيته على نقاط توقف أو نهايات القالب (الشكل أدناه). ثم يتم صب العنصر بالخرسانة. بعد أن تكتسب الخرسانة القوة اللازمة لامتصاص قوى الضغط المسبق (قوة النقل) ، يتم تحرير التعزيز من نقاط التوقف ومحاولة تقصيرها وضغط الخرسانة. يحدث انتقال القوة إلى الخرسانة بسبب الالتصاق بين التسليح والخرسانة ، وكذلك من خلال أجهزة التثبيت الخاصة الموجودة في خرسانة الهيكل ، إذا كان الالتصاق غير كافٍ.

في الحالة الثانية ، يتم أولاً عمل عنصر خرساني أو مقوى قليلاً مع قنوات أو أخاديد (الشكل أدناه). عندما تصل الخرسانة إلى قوة النقل المطلوبة ، يتم إدخال التعزيز في القنوات (الأخاديد) ، ويتم سحبها مع وضع الموتر في نهاية العنصر وتثبيته. وبالتالي ، يتم ضغط الخرسانة. لخلق التصاق بين التسليح والخرسانة ، يتم حقن ملاط ​​أسمنتي أو رمل أسمنتي في القنوات. إذا كان التعزيز المسبق الإجهاد موجودًا على السطح الخارجي للعنصر (التعزيز الحلقي لخطوط الأنابيب والخزانات وما إلى ذلك) ، فإن لفه بضغط متزامن للخرسانة يتم بواسطة آلات لف خاصة. بعد شد التعزيز ، يتم وضع طبقة واقية من الخرسانة على سطح العنصر عن طريق المدفع. يمكن شد التعزيز بالطرق الميكانيكية والكهربائية الحرارية والمجمعة والفيزيائية والكيميائية.

طرق لخلق الإجهاد المسبق

أ - التوتر على المحطات ؛ ب - التوتر على الخرسانة ؛ أنا - توتر التعزيز وخرسانة العنصر ؛ الثاني والرابع - العنصر النهائي ؛ III - عنصر أثناء توتر التعزيز ؛ 1 - التركيز ؛ 2 - جاك 3 - مرساة

باستخدام الطريقة الميكانيكية ، يتم شد التعزيز باستخدام رافعات هيدروليكية أو لولبية وآلات لف وآليات أخرى. باستخدام الطريقة الكهروحرارية ، يتم تسخين التسليح بتيار كهربائي يصل إلى 300-350 درجة مئوية ، ويتم تشكيله وتثبيته على المحطات. في عملية التبريد ، يقصر التعزيز ويتلقى ضغوط الشد الأولية. تجمع طريقة الشد المجمعة بين الطرق الكهروحرارية والميكانيكية لتقوية الشد ، ويتم إجراؤها في وقت واحد. باستخدام الطريقة الفيزيائية والكيميائية ، يتحقق توتر التسليح نتيجة تمدد الخرسانة المحضرة على أسمنت شد خاص (NC) في عملية المعالجة المائية الحرارية.

يمنع التسليح المدمج في الخرسانة الزيادة في حجمها وتمددها ، وتنشأ ضغوط انضغاطية في الخرسانة. يتم شد التعزيز عند التوقف عن طريق الطرق الميكانيكية أو الكهروحرارية أو مجتمعة ، وعلى الخرسانة - ميكانيكيًا فقط.

الميزة الرئيسية للهياكل سابقة الإجهاد هي مقاومة التشقق العالية. عند تحميل عنصر مُسبَق الإجهاد بحمل خارجي ، يتم إخماد ضغوط الانضغاط المُنشأة مسبقًا في خرسانة منطقة التوتر ، وبعد ذلك تظهر ضغوط الشد فقط. كلما زادت قوة الخرسانة والصلب ، يمكن إنشاء المزيد من الضغط المسبق في العنصر.

يتيح استخدام المواد عالية القوة تقليل استهلاك التسليح بنسبة 30-70 ٪ مقارنة بالخرسانة المسلحة غير المجهدة. يتم أيضًا تقليل استهلاك الخرسانة وكتلة الهيكل. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مقاومة التشقق العالية للهياكل سابقة الإجهاد تزيد من صلابتها ، ومقاومة الماء ، ومقاومة الصقيع ، ومقاومة الأحمال الديناميكية ، والمتانة.

تشمل عيوب الخرسانة المسلحة مسبقة الإجهاد حقيقة أن العملية عبارة عن تصنيع كبير للهياكل كثيفة العمالة. بالإضافة إلى ذلك ، تنشأ الحاجة لاستخدام المعدات الخاصة والعاملين المؤهلين تأهيلا عاليا.

حالات الإجهاد والانفعال للعناصر سابقة الإجهاد بعد تشكيل الشقوق في الخرسانة في منطقة التوتر تشبه العناصر دون إجهاد مسبق.