Stresset beton
Spændende beton - beton baseret på spændt cement. Fra almindelig beton på Portland cement udmærker den sig ved evnen til at udvide i begyndelsen. hærdningsperiode og strække den armering, der er i vedhæftning med den, samtidig med at den opnår spændingen af sin egen kompression, den såkaldte. selvstress. Således modtaget forspænding designs kaldet. selvbetonet w.-bet. konstruktioner.
Grundlaget for stresscement er Portland cementklinker (ca. 2/3 af sammensætningen), hvortil der ved slibning tilføjes en stigning. i sammenligning med Portland cement, mængden af gips, såvel som yderligere højaluminat slagger, som som regel er affaldsprodukter fra metallurgi og industri. Den volumetriske udvidelse af cementstenen skyldes dannelsen af calciumhydrosulfoaluminat (den såkaldte "cementbacillus") under dens hydrering, som har et volumen, der er større end summen af mængderne af de oprindelige komponenter.
Der er såkaldte. fri ekspansion, når cementstenen, spændingscementen og beton baseret derpå ikke hindres af ydre. begrænsninger i form af blandede strukturelle elementer (ved samlingen, søm), forbundet med det ved kobling eller forstærkningsankre, eller modvirke udvendigt. kræfter. I nærvær af sådanne begrænsninger eller påvirkninger finder den tilhørende udvidelse sted. I dette tilfælde udvikler cementstenen eller betonen tryk på forhindringen, som viser sig i form af udvidelse i sømme og samlinger eller armeringsspænding, uanset dens retning i beton.
Fri ekspansion kontrolleres som regel kun under produktionen af spændingscement, da den er mere følsom. indikator er den 0,2-2,5 %. Den tilknyttede ekspansion kontrolleres under produktionen af cement (i en cement-sandopløsning 1: 1), der fikserer den i form af en selvspændingsgrad - NTs-10, NTs-20, NTs-30 og NTs-40 ( henholdsvis selvstress er ikke mindre end 0,7, 2, 3 og 4 MPa), samt at bestemme den faktiske. betonkarakterer til selvbelastning, når det er forudsat i designprojektet.
Tilhørende udvidelse ud over energi-getich. sv-in cement og beton afhænger af graden af begrænsning af udvidelsen, så testene af B.n. udført på standard prismeprøver i størrelse fra 4x4x16 cm for cement til 1x10x40 cm for beton, ved brug af standard dynamometre. ledere af passende størrelse, hvilket i prøverne, der er støbt i dem, skaber en elastisk modstand mod ekspansion, svarende til tilstedeværelsen af 1% langsgående forstærkning i prøverne.
Udvælgelse af sammensætningen af B.n. med hensyn til trykstyrke adskiller den sig ikke fra valget af sammensætningen af almindelig beton på Portland cement, dog kan bindemiddelforbruget reduceres med næsten 10%. Beton af klasse B15-B40 og højere kan fås. Med samme trykstyrke af beton B.n. har en trækstyrke 20% højere end Portland cementbeton. Der er en række selvstress-grader fra Sp0,6 til Sp4 (i MPa).
For at opnå en given designkarakter for selvspænding er det nødvendigt at tage højde for ikke kun aktiviteten af spændingscementen med hensyn til selvspænding, men også forbruget af bindemidlet, vand-cementforholdet og i nogle tilfælde, fugt betingelser for hærdning.
Forspændende beton er kendetegnet ved en vandmodstandsgrad på mindst W12, og derfor kræver strukturer lavet af det ikke en vandtætningsanordning og i mange andre. tilfælde af anti-korrosion. beskyttelse.
Der er en slags B. n. - beton med kompenseret svind, kendetegnet ved, at den, samtidig med at alle de øvrige egenskaber bibeholdes, ikke standardiserer den selvspændende karakter. Til fremstilling af sådan beton anvendes som regel spændingscementkvaliteter NTs-10 eller NTs-20. Beton med kompensatorer. svind, er det tilrådeligt at bruge i stedet for konventionel beton på Portland cement til næsten alle strukturer, hvilket giver kompensation for svind og dets negativitet. konsekvenser både på stadiet af fremstillingsstrukturer (fra dannelsen af teknologiske revner) og under drift.
Teknologisk St. B.N. ligner St. du beton på Portland cement, men med øget. temperaturer (30 ° C og derover), er der en tendens til en mere mærkbar acceleration af hærdning (styrkesæt) og til dels hærdning af blandingen. Dette giver dig mulighed for at reducere varigheden og reducere temperaturen på varme-fugtbehandlingen af præfabrikerede produkter. Hærdningstiden for beton og mørtler på selvspændende cement reguleres over et bredt område: fra hærdningsacceleration til 1-2 minutter, som bruges til at stoppe utætheder under reparation af konstruktioner under hydrostatisk. tryk, indtil indstillingen forlænges op til 2-3 timer (hvis det er nødvendigt, varer det, transporterer blandingen). For at gøre dette skal du tilføje acceleratorer og blødgørere og også bruge den såkaldte metode. foreløbig, delvis hydrering, som består i foreløbig blanding (før blanding) af stresscement med delvist fugtet tilslag eller to-trins blanding af blandingen. Under hensyntagen til funktionerne i BN, er dens brug især effektiv i strukturer, som kravene til højere. vandbestandighed og revnebestandighed (også ved brug af mobile blandinger), spec. vandtætning i dette tilfælde er ikke påkrævet. Disse er præfabrikerede og monolitiske kapacitive, underjordiske strukturer dekomp. udnævnelser og samlinger i dem, tryk- og ikke-trykrør, transport og kommunikation. tunneller, rulleløse tage, gulvbelægninger, veje, flyvepladser og vejbroer samt fundamenter til kunst, skøjtebaner og isbaner uden sømme eller med stigning. afstanden mellem dem, elementer af volumetrisk boligkonstruktion. Anvend B.n. til forsegling og beskyttelse mod strålingskilder. stråling, samt til fremstilling af forspænding. konstruktioner for at kompensere for spændingstab ved svind og andre typer konstruktioner og konstruktioner, inkl. w.-bet. strukturer af masseproduktion, i stedet for konventionel beton, både tunge og lette.
stresset beton
Forspændingsdiagram
forspændt beton (forspændt beton) er et byggemateriale designet til at overvinde betonens manglende evne til at modstå betydelige trækspændinger.
Ved fremstilling af armeret beton lægges stålarmering med høj trækstyrke, derefter strækkes stålet med en speciel anordning og hældes med en betonblanding. Efter afbinding overføres forspændingskraften af den frigjorte ståltråd eller -kabel til den omgivende beton, så den komprimeres. Denne skabelse af trykspændinger gør det muligt helt eller delvist at eliminere trækspændinger fra belastningen.
Forstærkningsspændingsmetoder:
Grants Pass, Forspændt Beton Botanical Garden Bridge, Oregon, USA
Forspænding kan udføres ikke kun før, men også efter indstillingen af betonblandingen. Oftere bruges denne metode til konstruktion af broer med store spændvidder, hvor et spænd er lavet i flere faser (fanger). Stålmaterialet (kabel eller armering) anbringes i en form til udstøbning i en kuffert (bølget tyndvægget metal eller plastrør). Efter fremstillingen af en monolitisk struktur spændes kablet (forstærkningen) til en vis grad af specielle mekanismer (jackstik). Derefter pumpes en flydende cement (beton) mørtel ind i sagen med et kabel (forstærkning). Dermed sikres en stærk forbindelse af brospændssegmenterne.
Noter
se også
Wikimedia Foundation. 2010 .
Se, hvad "stresset beton" er i andre ordbøger:
Forspændt beton- beton med kunstigt skabt spænding, som øger konstruktionens stivhed. (Arkitektur: en illustreret guide, 2005) ... Arkitektonisk ordbog
BETON, et hårdt og holdbart byggemateriale fremstillet af en blanding af Portland CEMENT, sand, grus og vand. Det er meget vigtigt både ved opførelse af store bygninger og til fremstilling af individuelle elementer, for eksempel plader og rør. Beton... Videnskabelig og teknisk encyklopædisk ordbog
Forspændingsdiagram Forspændt beton (forspændt beton) er et byggemateriale designet til at overvinde betonens manglende evne til at modstå betydelige trækspændinger. Når ... ... Wikipedia
Begrebet konstruktions- og byggematerialer dækker over mange forskellige materialer, der anvendes til fremstilling af konstruktionsdele, bygninger, broer, veje, køretøjer, samt utallige andre konstruktioner, maskiner og ... ... Collier Encyclopedia
Forspændingsdiagram Forspændt beton (forspændt beton) er et byggemateriale designet til at overvinde den manglende evne til at ... Wikipedia
Armeret beton- et kunstigt byggemateriale bestående af et stålarmeringsbur fyldt med beton og strukturelt kombinerer stålets og betonens arbejdsegenskaber. I dette tilfælde arbejder armeringen i spænding, og betonen i kompression. [Arkitektonisk ordbog ......
Armeret beton, forspændt- Forspændt armeret beton - præfabrikerede eller monolitiske armerede betonkonstruktioner, hvis forstærkning er stresset til en given designværdi [Terminologisk ordbog for konstruktion på 12 sprog (VNIIIS Gosstroy of the USSR)] ... ... Encyklopædi over begreber, definitioner og forklaringer af byggematerialer
Design og konstruktion af militære installationer, kommunikationer, befæstninger og broer, forsyning af tropper med vand, energi og hjælpemidler, brug eller bortskaffelse af konventionelle sprængstoffer, herunder miner, for at lette ... ... Collier Encyclopedia
Denne artikel indeholder en ordliste over russisktalende spillere hos bookmakere og kombinerer de specialiserede vilkår for sportsvæddemål, såvel som ord og udtryk, der bruges til ekspressivt at farve et bestemt fænomen, ... ... Wikipedia
Moderne metoder til rammekonstruktion bruger teknologien til forspænding af armerede betonkonstruktioner. Forspændte konstruktioner- armerede betonkonstruktioner, hvori spændingen skabes kunstigt under fremstillingen, ved at spænde en del af eller hele den arbejdende armering (sammentrykning af en del eller hele betonen).
Kompression af beton i forspændte konstruktioner til en given værdi udføres ved at stramme armeringselementerne, som efter deres fiksering og frigivelse af spændeanordningerne har en tendens til at vende tilbage til deres oprindelige tilstand. Samtidig udelukkes glidning af armering i beton ved deres gensidige naturlige vedhæftning eller uden vedhæftning af armering til beton - ved speciel kunstig forankring af armeringsenderne i beton.
Revnemodstanden for forspændte konstruktioner er 2-3 gange større end revnemodstanden for armerede betonkonstruktioner uden forspænding. Dette skyldes det faktum, at den foreløbige kompression af beton ved armering væsentligt overstiger den begrænsende deformation af betonspænding.
Forspændt beton giver i gennemsnit op til 50 % mulighed for at reducere forbruget af sparsomt stål i byggeriet. Foreløbig kompression af de strakte betonzoner forsinker i betydelig grad tidspunktet for revnedannelse i elementernes strakte zoner, begrænser deres åbningsbredde og øger elementernes stivhed, praktisk talt uden at påvirke deres styrke.
Fordele ved forspændingsteknologi i armeret beton
Forspændte konstruktioner viser sig at være økonomiske for bygninger og konstruktioner med sådanne spændvidder, belastninger og driftsforhold, hvor anvendelsen af armerede betonkonstruktioner uden forspænding er teknisk umulig, eller forårsager et for stort forbrug af beton og stål for at sikre den nødvendige stivhed og bæreevne. strukturerne.
Forspænding, som øger strukturernes stivhed og modstand mod dannelsen af revner, øger deres udholdenhed, når de arbejder under påvirkning af en gentagne gentagen belastning. Dette skyldes et fald i spændingsfaldet i armering og beton, forårsaget af en ændring i størrelsen af den eksterne belastning. Korrekt designede forspændte strukturer og bygninger er sikrere og mere pålidelige, især i seismiske zoner. Med en stigning i procentdelen af armering øges den seismiske modstand af forspændte strukturer i mange tilfælde. Dette forklares ved, at på grund af brugen af stærkere og lettere materialer viser sektionerne af forspændte konstruktioner sig i de fleste tilfælde at være mindre sammenlignet med armerede betonkonstruktioner uden forspænding af samme bæreevne, og som følge heraf mere fleksible og lettere.
I de fleste udviklede fremmede lande fremstilles strukturer af gulve og belægninger af bygninger til forskellige formål, en betydelig del af de produkter, der anvendes i ingeniørkonstruktioner og i transportkonstruktioner, i stigende mængder af forspændt armeret beton; produktion af elementer af ekstern arkitektonisk design af bygninger dukkede op.
Verdenserfaring i brugen af forspændingsteknologi
I verden er monolitisk armeret beton for det meste forspændt. Først og fremmest bygges storspændede strukturer, boligbyggerier, dæmninger, energikomplekser, tv-tårne og meget mere på denne måde. Tv-tårne lavet af monolitisk forspændt armeret beton ser særligt imponerende ud, da de er blevet seværdigheder i mange lande og byer. Toronto TV Tower er verdens højeste fritstående armeret betonkonstruktion. Dens højde er 555 m.
Tårnets tværsnit i form af en trefoil viste sig at være meget vellykket til at placere spændingsarmering og indstøbning i en glidende forskalling. Vindvæltningsmomentet, som dette tårn er designet til, er næsten en halv million tons, med sin egen vægt af den jordede del af tårnet på lidt over 60 tusinde tons.
I Tyskland og Japan er ægformede tanke til behandlingsanlæg i vid udstrækning bygget af monolitisk forspændt armeret beton. Til dato er sådanne tanke blevet bygget med en samlet kapacitet på mere end 1,2 millioner kubikmeter. Separate strukturer af denne type har en kapacitet på 1 til 12 tusinde kubikmeter.
I udlandet anvendes i stigende grad monolitiske lofter med øget spændvidde med armeringsspænding på beton. Alene i USA bygges mere end 10 millioner kubikmeter af sådanne strukturer årligt. En betydelig mængde af sådanne lofter bliver bygget i Canada.
For nylig er forspændt armering i monolitiske konstruktioner i stigende grad brugt uden vedhæftning til beton, dvs. kanaler sprøjtes ikke ind, og armeringen er enten beskyttet mod korrosion med specielle beskyttelsesskaller eller behandlet med anti-korrosionsforbindelser. Sådan opføres broer, store bygninger, højhuse og andre lignende genstande.
 |
Ud over traditionelle konstruktionsformål har monolitisk forspændt beton fundet bred anvendelse til reaktorbeholdere og indeslutningsskaller på atomkraftværker. Den samlede kapacitet af atomkraftværker i verden overstiger 150 millioner kW, hvoraf kraften fra stationer, reaktorbeholdere og beskyttelsesskaller er bygget af monolitisk forspændt armeret beton, er næsten 40 millioner kW. Beskyttelsesskaller til atomkraftværksreaktorer er blevet obligatoriske. Det var fraværet af en sådan skal, der forårsagede Tjernobyl-katastrofen.
Et godt eksempel på forspændt betons byggemuligheder er offshore olieplatforme. Mere end to dusin sådanne grandiose strukturer er blevet opført i verden.
Troll-platformen blev bygget i 1995 i Norge og har en samlet højde på 472 m, hvilket er halvanden gang højere end Eiffeltårnet. Platformen er installeret i et havområde med en dybde på mere end 300 m og er designet til at modstå en orkanstorm med en bølgehøjde på 31,5 m. 250 tusinde kubikmeter blev brugt på dens fremstilling. højstyrkebeton, 100 tusinde tons almindeligt stål og 11 tusinde tons forspændt armeringsstål. Estimeret levetid for platformen er 70 år.
Brobygning har traditionelt været et omfattende anvendelsesområde for forspændt beton. I USA er der for eksempel bygget mere end 500.000 broer i armeret beton med forskellige spændvidder. Der er for nyligt bygget mere end to dusin skråstagsbroer på 600-700 m med midterspænd fra 192 til 400 m. Der bygges broer af forspændt jernbeton, som bygges efter individuelle projekter. Broer med et spænd på op til 50 m bygges i en præfabrikeret udgave af armeret beton forspændte bjælker.
 |
| Broen "Normandie" |
Præstationer inden for brobygning fra forspændt armeret beton er også tilgængelige i andre lande. I Australien, i Brisbane, blev der bygget en bjælkebro med et centralt spænd på 260 m, den største blandt broer af denne type. Skråstagsbroen "Barrnos de Luna" i Spanien har et spænd på 440, "Anasis" i Canada - 465, broen i Hong Kong - 475 m. Buebroen i Sydafrika har det største spænd - 272 m. Den verdensrekorden for skråstagsbroer hører til Normandiet-broen, hvor spændvidden er 864 m. Vasco de Gama-broen i Lissabon, bygget til World Expo-98, er ikke meget ringere end den. Den samlede længde af denne brokrydsning overstiger 18 km. Dens vigtigste bærende strukturer - pyloner og spænd - er lavet af beton med en trykstyrke på mere end 60 MPa. Broens garanterede levetid er 120 år i henhold til kriteriet om holdbarhed af beton (i Rusland er broer med store spænd oftere bygget af stål i de senere år).
Teknologi til forspænding af monolitisk armeret beton i Rusland
I Rusland tegner disse produkter sig for mere end en tredjedel af den samlede produktion af præfabrikerede elementer. I udlandet er formløs støbning af pladekonstruktioner på lange standere meget brugt. Der er den sædvanlige praksis produktion af plader med en spændvidde på op til 17 m, en sektionshøjde på 40 cm under en belastning på op til 500 kgf/m2. I Finland fremstilles hulplader af armeret beton til samme belastning med en sektionshøjde på endda 50 cm med en spændvidde på op til 21 m, det vil sige, at brugen af forspænding tillader fremstilling af præfabrikerede elementer på et kvalitativt forskelligt niveau . Spændingen af tovforstærkning på sådanne standere er som regel en gruppe med en donkraft på 300-600 tons. I dag er der forskellige systemer til forskallingsfri støbning på lange stande "Spirol", "Spancrete", "Spandek", "Max Roth" ", "Partek" er blevet udviklet og andre, som er kendetegnet ved høj produktivitet, påført armering, teknologiske krav til beton, tværsnitsform af paneler og andre parametre. På standere op til 250 m lange laves en plade med en hastighed på op til 4 m/min; 6 plader kan støbes i en pakke i højden. Pladernes bredde når op på 2,4 m, med et maksimalt spænd på 21 m. Alene spanbetonplader bruges i USA til mere end 15 millioner m2 årligt.
På et tidspunkt dukkede lange stande for formløs støbning ved hjælp af Max Rot-teknologien op i Rusland. Denne teknologi har dog ikke fået yderligere distribution. I de strukturelle systemer af bygninger, der er meget udbredt i vores land, er elementerne forbundet gennem indlejrede dele. I plader lavet på lange stativer, som regel ved ekstrudering, er mulighederne for at placere indlejrede dele begrænsede. For præfabrikerede monolitiske bygninger kan plader uden indstøbte dele dog finde den bredeste udbredelse, hvilket er tilfældet i udlandet, især i de skandinaviske lande og i USA.
Senere dukkede "Partek"-linjerne op i Rusland (ved ZhBK-17-fabrikken i Moskva, St. Petersborg, Barnaul), hvilket indikerer fremkomsten af efterspørgsel efter sådanne plader. Forbedring af bygningers strukturelle systemer vil selvfølgelig sætte gang i udviklingen af teknologi til produktion af pladeprodukter.
Den langvarige russiske stagnation inden for anvendelse af forspændt armeret beton skyldes også til dels, at vi ikke har modtaget behørig undersøgelse og påføring af forspændte konstruktioner med armeringsspænding på beton, herunder i byggeforhold.
Enerprom begynder at udvikle dette område og tilbyder en række udstyr af sit eget design til implementering af denne teknologi.
Armerede betonkonstruktioner er grundlaget for moderne konstruktion. De har dog væsentlige mangler, der primært er forbundet med utilstrækkelig bæreevne og dannelse af revner i stenen under driftsbelastninger. Forbedringer i teknologien til fremstilling af produkter fra beton og stålarmering har ført til skabelsen af forspændt armeret beton, som har en række fordele.
Definition
Forspændte armerede betonkonstruktioner er byggeprodukter, hvis beton på skabelsesstadiet med magt modtager den oprindelige designtrykspænding. Det er skabt på grund af den foreløbige dannelse af trækspænding i den arbejdende højstyrkearmering og dens komprimering af beton i de områder, der vil opleve spænding (afbøjning) under drift. Ved sammenpresning glider armeringen ikke, da den er bundet til materialet eller fastholdes af armeringens forankring i enderne af produkterne. Således afbalancerer trækspændingen, som den armerede betonsammensætning opnår ved hjælp af armering, spændingen af stenens fremrykning.
Fordele
Forspændt armeret beton forsinker dannelsen af spalter i afbøjningsprodukter i lang tid og reducerer dybden af deres åbning. Samtidig opnår produkterne øget stivhed uden at reducere styrken.
Forspændte betonbjælker har en tendens til at fungere godt i kompression og afbøjning, med samme styrke langs længden, hvilket giver dig mulighed for at øge bredden af de overlappede spænd. I sådanne strukturer reduceres tværsnitsdimensionerne, derfor reduceres volumen og vægten af komponentelementerne (med 20-30%) såvel som forbruget af cement. En mere rationel anvendelse af stålets egenskaber gør det muligt at reducere (stang og tråd) op til 50%, især fra højstyrkekvaliteter (A-IV og højere), som har en betydelig trækstyrke. Betons kemiske neutralitet over for stål bidrager til at beskytte armeringen mod korrosion. Samtidig beskytter øget revnemodstand belastet armering mod rust i strukturer, der er under konstant tryk af vand, andre væsker og gasser.
Bygningskonstruktionsmetoderne, der anvendes ved konstruktionen af rammen, er baseret på teknologien til forspænding af armerede betonkonstruktioner under byggeprocessen. Forstærket armering, som komprimerer betonen i montageenheder, sikrer deres praktiske sammenføjning ved at reducere metalforbruget ved samlingerne markant. Præfabrikerede og præfabrikerede-monolitiske produkter fra jernbetonspændte konstruktioner kan bestå af sammenføjede dele med samme tværsnit, som er lavet af ubespændt let (tung) beton langs kanterne, og det belastede fragment er forspændt armeret beton. Sådanne produkter har øget udholdenhed og kompenserer for gentagne dynamiske påvirkninger.
Denne egenskab giver dig mulighed for at dæmpe spændingsændringer i beton og armering forårsaget af udsving i eksterne belastninger. Bygningers øgede seismiske modstand øges på grund af den høje strukturelle stabilitet af belastet armeret beton, som komprimerer deres individuelle fragmenter. Strukturen i forspændt form giver større sikkerhed, da dens ødelæggelse er forudgået af en ublu afbøjning, hvilket signalerer udmattelse af strukturens styrke.
ulemper
Forspændingstilstanden i materialet opnås ved specialudstyr, præcise beregninger, arbejdskrævende design og dyr produktion. Produkter kræver omhyggelig opbevaring, transport og installation, som ikke forårsager deres nødtilstand selv før brug.
Koncentrerede belastninger kan medvirke til, at der opstår langsgående revner, som reducerer bæreevnen. Fejlberegninger i design- og produktionsteknologien kan forårsage fuldstændig ødelæggelse af det skabte armerede betonprodukt på beddingen. Forspændte konstruktioner kræver metalintensiv forskalling med øget styrke, øget stålforbrug til indstøbning og armeringsjern.
Store værdier af lyd og termisk ledningsevne kræver indsættelse af kompenserende materialer i stenens krop. Sådanne armerede betonkonstruktioner giver en lavere brandmodstandstærskel (på grund af den lavere kritiske opvarmningstemperatur af forspændt armeringsstål) sammenlignet med konventionel armeret beton. Den forspændte betonkonstruktion er kritisk påvirket af udvaskning, opløsninger af syrer og sulfater, salte, hvilket fører til korrosion af cementstenen, revneåbning og korrosion af armering. Dette kan føre til et kraftigt fald i stålets bæreevne og pludselige sprøde brud. Også produkternes betydelige vægt skal tilskrives minusserne.
Strukturelle materialer
Armeret beton er et multikomponentmateriale, hvis hovedkomponenter er beton- og stålarmering. Deres kvalitetsparametre bestemmes af særlige designkrav til strukturelle elementer på brugsstedet.
Beton
Former til støbning af beton med stænger til overførsel af forspænding. Forspænding i armeret beton sikres ved brug af tunge sammensætninger med middel massefylde fra 2200 til 2500 kg/m3, som har klasser af aksial trækstyrke over Bt0,8, styrke på B20 og mere, vandbestandighedsgrader på W2 og derover, frost modstand på F50. Produktkravene garanterer beton en normativ styrke, der ikke er lavere end den etablerede med en sandsynlighed på 0,95 (i 95% af tilfældene). Blandingen skal ældes mindst 28 dage før materialet forspændes. I de tidlige stadier af driften er betonsten i stand til delvist at miste sin stressede kvalitet på grund af et generelt fald i stålspænding (op til 16%). Materialets pålidelighedskoefficient for spænding og kompression i grænsetilstande er indstillet til brugbarhed ikke lavere end 1,0.
De vigtigste fordele ved armeret beton er: høj styrke, brandmodstand, holdbarhed, let formgivning. En betonbjælke (fig. nedenfor), som under bøjning oplever spænding under neutralaksen og kompression over denne, har en lav bæreevne på grund af betonens svage modstand mod træk. Samtidig udnyttes betonens styrke i den komprimerede zone ikke fuldt ud. I denne henseende anbefales uarmeret beton ikke til brug i strukturer designet til at arbejde i bøjning eller spænding, da dimensionerne af sådanne elementer ville være uoverkommelige.
Betonkonstruktioner bruges hovedsageligt, når de arbejder i kompression (vægge, fundamenter, holdekonstruktioner, anlæg osv.) og kun nogle gange, når de arbejder i bøjning ved lave trækspændinger, der ikke overstiger betonens trækstyrke.
Armerede betonkonstruktioner, armeret i spændingszonen med armering, har en væsentlig højere bæreevne. Så bæreevnen af en armeret betonbjælke (fig. nedenfor) med armering lagt i bunden er 10-20 gange større end bæreevnen af en betonbjælke af samme dimensioner. I dette tilfælde er styrken af beton i den komprimerede zone af bjælken fuldt ud brugt.
Ordninger for arbejde med elementer under belastning
Stålstænger, tråde, valsede profiler samt glasfiber, syntetiske materialer, træblokke, bambusstammer bruges som forstærkning.
Strukturer forstærkes ikke kun, når de arbejder i spænding og bøjning, men også i kompression (fig. ovenfor). Fordi stål har høj trækstyrke og trykstyrke, øger inkorporering af det i komprimerede elementer i høj grad deres bæreevne. Samarbejdet af sådanne materialer med forskellige egenskaber, såsom beton og stål, sikres af følgende faktorer:
- vedhæftning af armering til beton, som opstår under hærdningen af betonblandingen; på grund af vedhæftning deformeres begge materialer sammen;
- koefficienter for lineære temperaturdeformationer tæt på værdi (for beton 7 10 -6 -10 10 -6 1 / grader, for stål 12 10 -6 1 / grader), hvilket eliminerer forekomsten af begyndelsesspændinger i materialer og glidearmering i beton kl. temperaturændringer op til 100 °С;
- pålidelig beskyttelse af stål, indesluttet i tæt beton, mod korrosion, direkte brandpåvirkning og mekanisk skade.
Et træk ved armerede betonkonstruktioner er muligheden for at revne i trækzonen under påvirkning af eksterne belastninger. Åbningen af disse revner i mange strukturer under driftsfasen er lille (0,1-0,4 mm) og forårsager ikke korrosion af armeringen eller forstyrrelse af strukturens normale drift. Der er dog strukturer og strukturer, hvor dannelsen af revner i henhold til driftsforhold er uacceptabel (for eksempel trykrørledninger, bakker, tanke osv.) eller åbningsbredden skal reduceres. I dette tilfælde udsættes de zoner af elementet, hvor trækkræfter opstår under påvirkning af operationelle belastninger, for intensiv kompression på forhånd (før påføring af eksterne belastninger) ved at forspænde armeringen. Sådanne strukturer kaldes forspændte. Foreløbig kompression af strukturer udføres hovedsageligt på to måder: ved at stramme armeringen på stop (før udstøbning) og på beton (efter udstøbning).
I det første tilfælde, før støbning af strukturen, strækkes forstærkningen og fastgøres på støbeformens stop eller ender (fig. nedenfor). Derefter betones elementet. Efter at betonen har opnået den nødvendige styrke til at absorbere forkompressionskræfterne (overførselsstyrke), frigøres armeringen fra anslagene og komprimerer betonen i forsøget på at afkorte. Overførslen af kraft til betonen sker på grund af vedhæftningen mellem armeringen og betonen, samt gennem specielle forankringsanordninger placeret i betonen af strukturen, hvis vedhæftningen ikke er tilstrækkelig.
I det andet tilfælde laves først et beton eller let forstærket element med kanaler eller riller (fig. nedenfor). Når betonen når den nødvendige overføringsstyrke, indsættes armering i kanalerne (rillerne), den trækkes med strammeren hvilende på enden af elementet og forankres. Således komprimeres betonen. For at skabe vedhæftning mellem armering og beton sprøjtes en cement eller cement-sandmørtel ind i kanalerne. Hvis forspændingsarmeringen er placeret på elementets ydre overflade (ringformet forstærkning af rørledninger, reservoirer osv.), udføres dens vikling med samtidig komprimering af beton af specielle viklingsmaskiner. Efter spænding af armeringen påføres et beskyttende lag af beton på overfladen af elementet ved pistolning. Armering kan spændes ved mekaniske, elektrotermiske, kombinerede og fysisk-kemiske metoder.
Måder at skabe forspænding
a - spænding på stopperne; b - spænding på beton; I - armeringsspænding og elementstøbning; II, IV - færdigt element; III - element under forstærkningsspænding; 1 - vægt; 2 - donkraft; 3 - anker
Med den mekaniske metode spændes armeringen med hydrauliske eller skruedonkrafte, viklemaskiner og andre mekanismer. Med den elektrotermiske metode opvarmes forstærkningen af elektrisk strøm op til 300-350 ° C, bringes i form og fastgøres på stopperne. Under afkølingsprocessen forkortes armeringen og modtager foreløbige trækspændinger. Den kombinerede opspændingsmetode kombinerer elektrotermiske og mekaniske metoder til forstærkningsspænding, der udføres samtidigt. Med den fysisk-kemiske metode opnås spændingen af armeringen som et resultat af udvidelsen af beton fremstillet på en speciel spændingscement (NC) i processen med dens hydrotermiske behandling.
Armeringen, der er indstøbt i betonen, forhindrer stigningen i dens volumen og strækninger, og der opstår trykspændinger i betonen. Armering spændes på anslag ved mekaniske, elektrotermiske eller kombinerede metoder og på beton - kun mekanisk.
Den største fordel ved forspændte strukturer er høj revnemodstand. Ved belastning af et forspændt element med en ydre belastning slukkes de forudskabte trykspændinger i spændingszonens beton, og først derefter opstår der trækspændinger. Jo højere styrken af beton og stål er, jo mere forkompression kan der skabes i elementet.
Anvendelsen af højstyrkematerialer gør det muligt at reducere forbruget af armering med 30-70% sammenlignet med ikke-spændt armeret beton. Forbruget af beton og konstruktionens masse reduceres også. Derudover øger den høje revnemodstand af forspændte strukturer deres stivhed, vandbestandighed, frostbestandighed, modstandsdygtighed over for dynamiske belastninger og holdbarhed.
Ulemperne ved forspændt armeret beton omfatter det faktum, at processen er en betydelig arbejdskrævende produktion af konstruktioner. Derudover skabes der behov for brug af specialudstyr og højt kvalificeret arbejdskraft.
Spændings-tøjningstilstandene for forspændte elementer efter dannelsen af revner i spændingszonens beton svarer til elementer uden forspænding.
Indlæser...