Bê tông chịu lực
Bê tông ứng suất - bê tông gốc xi măng ứng suất. Từ bê tông thường đến xi măng pooclăng, nó được phân biệt bởi khả năng mở rộng trong thời gian đầu. thời kỳ đông cứng và kéo căng cốt thép bám dính với nó, đồng thời có được ứng suất nén của chính nó, được gọi là. tự căng thẳng. Do đó đã nhận được căng thẳng trước các thiết kế được gọi là. tự căng thẳng với cá cược. công trình xây dựng.
Cơ sở của xi măng ứng suất là clanhke xi măng pooclăng (khoảng 2/3 thành phần), khi nghiền sẽ thêm vào. So với xi măng Pooclăng, lượng thạch cao, cũng như các loại xỉ có hàm lượng nhôm cao bổ sung, theo quy luật, là phế phẩm của ngành luyện kim và công nghiệp. Mở rộng khối lượng đá xi măng do sự hình thành trong quá trình hydrat hóa canxi hydro-sulfoaluminat (cái gọi là "trực khuẩn xi măng"), có thể tích lớn hơn tổng thể tích của các thành phần ban đầu.
Có những cái gọi là. giãn nở tự do khi đá xi măng, xi măng căng thẳng và bê tông dựa trên nó không bị cản trở bởi bên ngoài. các hạn chế dưới dạng các phần tử kết cấu hỗn hợp (tại mối nối, đường nối), liên kết với nó bằng các neo khớp nối hoặc gia cố, hoặc chống lại bên ngoài. các lực lượng. Khi có những ràng buộc hoặc ảnh hưởng như vậy, sự mở rộng liên quan sẽ diễn ra. Trong trường hợp này, đá xi măng hoặc bê tông phát triển áp lực lên chướng ngại vật, biểu hiện dưới dạng giãn nở ở các đường nối và khe nối hoặc lực căng cốt thép, bất kể hướng của nó trong bê tông.
Theo quy luật, sự giãn nở tự do chỉ được kiểm soát trong quá trình sản xuất xi măng căng thẳng, vì nó nhạy cảm hơn. chỉ báo, nó là 0,2-2,5%. Sự giãn nở liên quan được kiểm soát trong quá trình sản xuất xi măng (trong dung dịch xi măng-cát 1: 1), cố định nó ở dạng cấp tự ứng suất - NTs-10, NTs-20, NTs-30 và NTs-40 ( tương ứng, ứng suất bản thân không nhỏ hơn 0, 7, 2, 3 và 4 MPa), cũng như để xác định thực tế. mác bê tông tự ứng suất, khi nó được cung cấp trong đồ án thiết kế.
Mở rộng liên kết ngoài năng lượng-getich. sv-in xi măng và bê tông phụ thuộc vào mức độ hạn chế của sự giãn nở, vì vậy các thử nghiệm của B.n. được thực hiện trên các mẫu lăng trụ tiêu chuẩn có kích thước từ 4x4x16 cm đối với xi măng đến 1x10x40 cm đối với bê tông, sử dụng lực kế tiêu chuẩn. ruột dẫn có kích thước thích hợp, tạo ra trong các mẫu được đúc trong đó một khả năng chống giãn nở đàn hồi, tương đương với sự hiện diện của 1% cốt thép dọc trong các mẫu.
Lựa chọn các thành phần của B.n. Về cường độ nén, nó không khác với việc lựa chọn thành phần của bê tông thông thường trên xi măng poóc lăng, tuy nhiên, mức tiêu thụ chất kết dính có thể giảm gần 10%. Có thể lấy bê tông từ lớp B15-B40 trở lên. Với cường độ nén như nhau của bê tông B.n. có cường độ chịu kéo cao hơn 20% so với bê tông xi măng poóc lăng. Có một số cấp ứng suất bản thân từ Sp0,6 đến Sp4 (tính bằng MPa).
Để có được cấp thiết kế nhất định cho ứng suất tự, cần phải tính đến không chỉ hoạt động tự ứng suất của xi măng ứng suất, mà còn cả việc tiêu thụ chất kết dính, tỷ lệ nước-xi măng, và trong một số trường hợp, điều kiện độ ẩm của quá trình đông cứng.
Bê tông ứng suất trước được đặc trưng bởi cấp độ chịu nước ít nhất là W12, và do đó, các kết cấu làm từ nó không yêu cầu thiết bị chống thấm và nhiều loại khác. các trường hợp chống ăn mòn. sự bảo vệ.
Có một loại B. n. - bê tông có bù co ngót, đặc trưng ở chỗ, trong khi giữ nguyên tất cả các tính chất khác, nó không tiêu chuẩn hóa mác tự ứng suất. Đối với sản xuất bê tông như vậy, theo quy định, các loại xi măng căng thẳng NTs-10 hoặc NTs-20 được sử dụng. Bê tông có máy bù. co ngót, nên sử dụng thay thế cho bê tông thông thường bằng xi măng pooclăng cho hầu hết các kết cấu, điều này giúp bù đắp cho sự co ngót và tiêu cực của nó. hậu quả cả ở giai đoạn chế tạo kết cấu (từ khi hình thành các vết nứt công nghệ) và trong quá trình vận hành.
Công nghệ St. B.N. tương tự như bê tông St. you trên xi măng Pooclăng, nhưng tăng lên. nhiệt độ (30 ° C trở lên), có xu hướng tăng tốc độ đông cứng đáng chú ý hơn (tập hợp độ mạnh) và một phần là sự đông kết của hỗn hợp. Điều này cho phép bạn giảm thời gian và giảm nhiệt độ của quá trình xử lý nhiệt ẩm của các sản phẩm đúc sẵn. Thời gian đông kết của bê tông và vữa trên xi măng tự ứng suất được quy định trong một phạm vi rộng: từ gia tốc đông kết đến 1-2 phút, được sử dụng để ngăn chặn rò rỉ trong quá trình sửa chữa kết cấu dưới thủy tĩnh. áp suất, cho đến khi quá trình đông kết kéo dài đến 2-3 giờ (nếu cần, kéo dài, vận chuyển hỗn hợp). Để làm điều này, hãy thêm chất gia tốc và chất làm dẻo, và cũng sử dụng phương pháp được gọi là. hydrat hóa sơ bộ, từng phần, bao gồm trộn sơ bộ (trước khi trộn) xi măng ứng suất với cốt liệu đã được làm ẩm một phần hoặc trộn hai giai đoạn của hỗn hợp. Có tính đến các tính năng của BN, việc sử dụng nó đặc biệt hiệu quả trong các cấu trúc mà yêu cầu cao hơn. khả năng chống nước và chống nứt (kể cả khi sử dụng hỗn hợp di động), thông số kỹ thuật. chống thấm trong trường hợp này là không cần thiết. Đây là những cấu trúc điện dung nguyên khối và đúc sẵn, bị phân hủy. hẹn và khớp nối trong đó, đường ống áp lực và không áp lực, vận tải và thông tin liên lạc. đường hầm, mái không cuộn, tấm trải sàn, đường, sân bay và cầu đường bộ, cũng như nền tảng cho nghệ thuật, đường trượt băng và sân băng không có đường nối hoặc có đường nối. khoảng cách giữa chúng, các yếu tố thể tích xây dựng nhà ở. Áp dụng B.n. để niêm phong và bảo vệ khỏi các nguồn bức xạ. bức xạ, cũng như để sản xuất căng thẳng trước. các cấu trúc để bù đắp các tổn thất ứng suất do co ngót, và các loại cấu trúc và kết cấu khác, bao gồm cả. đặt cược. kết cấu sản xuất hàng loạt, thay vì bê tông thông thường, cả nặng và nhẹ.
bê tông ứng suất
Sơ đồ ứng suất trước
Pre bê tông ứng suất (bê tông ứng suất trước) - đây là vật liệu xây dựngđược thiết kế để khắc phục tình trạng bê tông không có khả năng chống lại các ứng suất kéo đáng kể.
Trong sản xuất bê tông cốt thép, người ta đặt cốt thép có cường độ chịu kéo cao, sau đó thép được kéo căng bằng thiết bị đặc biệt và đổ hỗn hợp bê tông. Sau khi đông kết, lực ép trước của dây hoặc cáp thép được giải phóng được truyền sang bê tông xung quanh, để nó được nén lại. Việc tạo ra ứng suất nén này làm cho nó có thể loại bỏ một phần hoặc hoàn toàn ứng suất kéo khỏi tải trọng.
Các phương pháp căng tăng cường:
Grants Pass, một cây cầu bê tông dự ứng lực trong thảo Cầm Viên, Oregon, Hoa Kỳ
Ứng suất trước có thể được thực hiện không chỉ trước mà còn sau khi thiết lập hỗn hợp bê tông. Phương pháp này thường được sử dụng trong việc xây dựng các cầu có nhịp lớn, trong đó một nhịp được thực hiện trong nhiều giai đoạn (bắt). Vật liệu thép (cáp hoặc cốt thép) được đặt trong khuôn để đổ bê tông trong trường hợp (kim loại có thành mỏng gấp nếp hoặc ống nhựa). Sau khi chế tạo kết cấu nguyên khối, cáp (cốt thép) được kéo căng ở một mức độ nhất định bằng các cơ cấu đặc biệt (kích). Sau đó, một loại vữa xi măng (bê tông) lỏng được bơm vào vỏ bằng cáp (cốt thép). Như vậy, đảm bảo sự kết nối chặt chẽ của các đoạn nhịp cầu.
Ghi chú
Xem thêm
Quỹ Wikimedia. 2010.
Xem "bê tông ứng suất" là gì trong các từ điển khác:
Bê tông ứng suất trước- bê tông chịu ứng suất nhân tạo, làm tăng độ cứng của kết cấu. (Kiến trúc: một hướng dẫn có minh họa, 2005) ... Từ điển kiến trúc
BÊ TÔNG, một vật liệu xây dựng cứng và bền được làm từ hỗn hợp XI MĂNG Portland, cát, sỏi và nước. Có rất tầm quan trọng cả trong việc xây dựng các tòa nhà lớn và sản xuất các yếu tố riêng lẻ chẳng hạn như tấm và đường ống. Bê tông ... Từ điển bách khoa khoa học và kỹ thuật
Sơ đồ ứng suất trước Bê tông ứng suất trước (bê tông ứng suất trước) là vật liệu xây dựng được thiết kế để khắc phục tình trạng bê tông không có khả năng chống lại các ứng suất kéo đáng kể. Khi ... ... Wikipedia
Khái niệm về kết cấu và vật liệu xây dựng bao gồm nhiều Vật liệu khác nhauđược sử dụng để sản xuất các bộ phận kết cấu, tòa nhà, cầu, đường, Phương tiện giao thông, cũng như vô số cấu trúc, máy móc và ... ... Từ điển bách khoa Collier
Sơ đồ ứng suất trước Bê tông dự ứng lực (bê tông dự ứng lực) là một loại vật liệu xây dựng được thiết kế để khắc phục tình trạng không có khả năng ... Wikipedia
Bê tông cốt thép- một vật liệu xây dựng nhân tạo bao gồm một lồng cốt thép chứa đầy bê tông và kết hợp cấu trúc các đặc tính làm việc của thép và bê tông. Trong trường hợp này, cốt thép hoạt động trong trạng thái căng và bê tông chịu nén. [Từ điển kiến trúc ... ...
Bê tông cốt thép dự ứng lực- Bê tông cốt thép dự ứng lực - đúc sẵn hoặc sắt nguyên khối Kết cấu bê tông, phần gia cố của nó bị căng đến một giá trị thiết kế nhất định [Từ điển thuật ngữ xây dựng bằng 12 ngôn ngữ (VNIIIS Gosstroy của Liên Xô)] ... ... Bách khoa toàn thư về thuật ngữ, định nghĩa và giải thích về vật liệu xây dựng
Thiết kế và xây dựng các công trình quân sự, thông tin liên lạc, công sự và cầu, cung cấp nước, năng lượng và các phương tiện phụ trợ cho quân đội, sử dụng hoặc tiêu hủy chất nổ thông thường, bao gồm cả mìn, để tạo điều kiện ... ... Từ điển bách khoa Collier
Bài viết này chứa bảng thuật ngữ về những người chơi nói tiếng Nga trong các nhà cái và kết hợp các thuật ngữ chuyên ngành của cá cược thể thao, cũng như các từ và ngữ được sử dụng để tô màu một cách rõ ràng cho một hiện tượng cụ thể, ... ... Wikipedia
Các phương pháp xây dựng khung hiện đại sử dụng công nghệ kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực. Kết cấu ứng suất trước - kết cấu bê tông cốt thép, ứng suất được tạo ra một cách nhân tạo trong quá trình sản xuất, bằng cách căng một phần hoặc toàn bộ cốt thép đang làm việc (nén một phần hoặc toàn bộ bê tông).
Nén bê tông trong kết cấu ứng suất trước đến một giá trị nhất định được thực hiện bằng lực căng của các phần tử cốt thép, nắn sau khi cố định và giải phóng chúng. máy căng trở lại trạng thái ban đầu. Đồng thời, sự trượt của cốt thép trong bê tông được loại trừ bởi sự kết dính tự nhiên lẫn nhau của chúng, hoặc không có sự kết dính của cốt thép với bê tông - bằng cách neo nhân tạo đặc biệt của các đầu cốt thép trong bê tông.
Khả năng chống nứt của kết cấu ứng suất trước lớn hơn 2–3 lần khả năng chống nứt của kết cấu bê tông cốt thép không có ứng suất trước. Điều này là do thực tế là lực nén sơ bộ của bê tông bởi cốt thép vượt quá đáng kể biến dạng giới hạn của lực căng bê tông.
Bê tông ứng suất trước cho phép trung bình đến 50% để giảm tiêu thụ thép khan hiếm trong xây dựng. Việc nén sơ bộ các vùng chịu kéo của bê tông làm chậm đáng kể thời điểm hình thành vết nứt trong vùng chịu kéo của các cấu kiện, giới hạn chiều rộng của khe hở và tăng độ cứng của các cấu kiện, thực tế mà không ảnh hưởng đến cường độ của chúng.
Ưu điểm của công nghệ dự ứng lực bê tông cốt thép
Kết cấu ứng suất trước hóa ra lại tiết kiệm cho các tòa nhà và kết cấu có nhịp, tải trọng và điều kiện vận hành như vậy, trong đó việc sử dụng kết cấu bê tông cốt thép không có ứng suất trước là không thể về mặt kỹ thuật, hoặc gây ra việc tiêu thụ quá nhiều bê tông và thép để đảm bảo độ cứng và khả năng chịu lực cần thiết của các cấu trúc.
Ứng suất trước, làm tăng độ cứng và khả năng chống lại sự hình thành các vết nứt của kết cấu, làm tăng sức chịu đựng của chúng khi làm việc dưới tác dụng của tải trọng lặp đi lặp lại nhiều lần. Điều này là do sự giảm ứng suất trong cốt thép và bê tông, gây ra bởi sự thay đổi độ lớn của tải trọng bên ngoài. Các cấu trúc và tòa nhà ứng suất trước được thiết kế phù hợp sẽ an toàn hơn và đáng tin cậy hơn, đặc biệt là trong các vùng địa chấn. Với sự gia tăng tỷ lệ cốt thép, khả năng chống địa chấn của kết cấu ứng suất trước trong nhiều trường hợp sẽ tăng lên. Điều này được giải thích bởi thực tế là do sử dụng vật liệu mạnh hơn và nhẹ hơn, các mặt cắt của kết cấu ứng suất trước trong hầu hết các trường hợp trở nên nhỏ hơn so với kết cấu bê tông cốt thép không có ứng suất trước có cùng khả năng chịu lực, do đó, linh hoạt hơn và nhẹ hơn.
Phát triển nhất nước ngoài từ bê tông cốt thép dự ứng lực với khối lượng ngày càng tăng, các kết cấu sàn và mái của các tòa nhà cho các mục đích khác nhau được tạo ra, một phần đáng kể của các sản phẩm được sử dụng trong cấu trúc kỹ thuật và trong xây dựng giao thông; sản xuất các yếu tố của thiết kế kiến trúc bên ngoài của các tòa nhà xuất hiện.
Kinh nghiệm thế giới trong việc sử dụng công nghệ ứng suất trước
Trong thế giới bê tông cốt thép nguyên khối hầu hếtđược ứng suất trước. Trước hết, các cấu trúc nhịp lớn, các tòa nhà dân cư, đập, khu liên hợp năng lượng, tháp truyền hình và nhiều công trình khác đang được xây dựng theo cách này. Tháp truyền hình làm bằng bê tông cốt thép dự ứng lực nguyên khối trông đặc biệt ấn tượng, đã trở thành điểm tham quan của nhiều quốc gia và thành phố. Tháp truyền hình Toronto là công trình kiến trúc bê tông cốt thép cao nhất thế giới. Chiều cao của nó là 555 m.
Mặt cắt ngang của tháp dưới dạng một cái trefoil hóa ra rất thành công để đặt cốt thép dự ứng lực và đổ bê tông trong ván khuôn trượt. Thời điểm gió lật mà tòa tháp này được thiết kế là gần nửa triệu tấn, với trọng lượng riêng của phần mặt đất của tháp chỉ hơn 60 nghìn tấn.
Ở Đức và Nhật Bản, các bể hình trứng được xây dựng rộng rãi từ bê tông dự ứng lực nguyên khối để cơ sở điều trị. Đến nay, những bể chứa như vậy đã được xây dựng với tổng dung tích hơn 1,2 triệu mét khối. Các cấu trúc riêng biệt kiểu này có dung tích từ 1 đến 12 nghìn mét khối.
Ngày càng nhiều ở nước ngoài ứng dụng rộng rãi tìm thấy sàn nguyên khối tăng nhịp với sức căng cốt thép trên bê tông. Chỉ riêng ở Hoa Kỳ, hơn 10 triệu mét khối công trình như vậy được xây dựng hàng năm. Một số lượng đáng kể trần nhà như vậy đang được xây dựng ở Canada.
TẠI thời gian gần đâyứng suất trước cốt thép trong cấu trúc nguyên khối ngày càng được sử dụng nhiều hơn mà không cần liên kết với bê tông, tức là các kênh không được bơm vào, và cốt thép được bảo vệ khỏi ăn mòn bằng lớp vỏ bảo vệ đặc biệt hoặc được xử lý bằng các hợp chất chống ăn mòn. Đây là cách các cây cầu, các tòa nhà nhịp lớn, các tòa nhà cao tầng và các vật thể tương tự khác được dựng lên.
 |
Ngoài các mục đích xây dựng truyền thống, bê tông dự ứng lực nguyên khối đã được ứng dụng rộng rãi cho các tàu phản ứng và các ngăn chứa của các nhà máy điện hạt nhân. Tổng công suất của các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới vượt quá 150 triệu kW, trong đó công suất của các trạm, tàu phản ứng và vỏ bảo vệ được xây dựng bằng bê tông cốt thép dự ứng lực nguyên khối là gần 40 triệu kW. Vỏ bảo vệ cho các lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân đã trở thành bắt buộc. Chính việc không có lớp vỏ như vậy đã gây ra thảm họa Chernobyl.
Một ví dụ điển hình xây dựng cơ hội bê tông ứng suất trước là các nền tảng ngoài khơi để sản xuất dầu. Hơn hai chục công trình kiến trúc hoành tráng như vậy đã được dựng lên trên thế giới.
Được xây dựng vào năm 1995 tại Na Uy, bệ Troll có tổng chiều cao 472 m, cao gấp rưỡi tháp Eiffel. Nền tảng được lắp đặt tại một vùng biển có độ sâu hơn 300 m và được thiết kế để chống chọi với một cơn bão cuồng phong với độ cao sóng 31,5 m. 250 nghìn mét khối đã được chi cho việc chế tạo nó. bê tông cường độ cao, 100 nghìn tấn thép thường và 11 nghìn tấn dự ứng lực cốt thép. Tuổi thọ ước tính của nền tảng là 70 năm.
Xây dựng cầu theo truyền thống là một lĩnh vực ứng dụng rộng rãi cho bê tông dự ứng lực. Ví dụ ở Mỹ, hơn 500.000 cây cầu bê tông cốt thép với nhiều nhịp khác nhau đã được xây dựng. Gần đây, hơn hai chục cây cầu dây văng dài 600-700 m với các nhịp trung tâm từ 192 đến 400 m đã được xây dựng ở đó. dự án cá nhân. Cầu có nhịp đến 50 m được xây dựng theo kiểu đúc sẵn từ dầm bê tông cốt thép dự ứng lực.
 |
| Cầu "Normandie" |
Các thành tựu xây dựng cầu từ bê tông cốt thép dự ứng lực cũng đã có ở các nước khác. Ở Úc, ở Brisbane, một cây cầu dầm với nhịp trung tâm dài 260 m đã được xây dựng, lớn nhất trong số những cây cầu kiểu này. Cầu dây văng "Barrnos de Luna" ở Tây Ban Nha có nhịp 440, "Anasis" ở Canada - 465, cầu ở Hồng Kông - 475 m. Cầu vòm ở Nam Phi có nhịp lớn nhất - 272 m. The Kỷ lục thế giới về cầu dây văng thuộc về cây cầu Normandy, với độ dài 864 m. Tổng chiều dài của cây cầu này vượt quá 18 km. Chính của nó kết cấu chịu lực- cột và nhịp - làm bằng bê tông có cường độ nén hơn 60 MPa. Tuổi thọ của cầu được đảm bảo là 120 năm theo tiêu chí về độ bền của bê tông (ở Nga, những năm gần đây, các cầu nhịp lớn thường được xây dựng bằng thép).
Công nghệ bê tông cốt thép nguyên khối dự ứng lực của Nga
Ở Nga, các sản phẩm này chiếm hơn một phần ba tổng sản lượng các phần tử đúc sẵn. Ở nước ngoài, khuôn đúc không dạng của kết cấu phiến trên các giá đỡ dài được sử dụng rộng rãi. Ở đó, thực tế thông thường là sản xuất các tấm có nhịp đến 17 m, chiều cao mặt cắt 40 cm dưới tải trọng lên đến 500 kgf / m2. Ở Phần Lan, các tấm lõi rỗng bê tông cốt thép chịu tải trọng giống nhau được sản xuất với chiều cao tiết diện thậm chí là 50 cm với nhịp lên đến 21 m, tức là, việc sử dụng ứng suất trước cho phép sản xuất các phần tử đúc sẵn có chất lượng khác nhau. . Lực căng của cốt thép trên các giá đỡ như vậy, theo quy luật, được nhóm với sức mạnh của kích từ 300-600 tấn. Ngày nay, nhiều hệ thống khác nhau để đúc không cốp pha trên các giá đỡ dài "Spirol", "Spancrete", "Spandek", "Max Roth "," Partek "đã được phát triển và các loại khác, được đặc trưng bởi hiệu suất cao, các phụ kiện được sử dụng, yêu cầu công nghệđến bê tông, hình dạng mặt cắt ngang của các tấm và các thông số khác. Trên giá đỡ dài tới 250 m, một tấm được làm với tốc độ lên đến 4 m / phút; 6 tấm có thể được đổ bê tông trong một gói chiều cao. Chiều rộng của các tấm đạt 2,4 m, với nhịp tối đa là 21 m. Riêng tấm bê tông được sử dụng ở Hoa Kỳ với hơn 15 triệu m2 mỗi năm.
Một thời, từ lâu viết tắt của khuôn đúc không hình dạng sử dụng công nghệ Max Rot xuất hiện ở Nga. Tuy nhiên, công nghệ này đã không được phân phối thêm. Trong hệ thống kết cấu của các tòa nhà được sử dụng rộng rãi ở nước ta, các phần tử được kết nối với nhau thông qua các bộ phận nhúng. Theo quy luật, trong các tấm được làm trên giá đỡ dài bằng cách ép đùn, khả năng đặt các bộ phận nhúng bị hạn chế. Tuy nhiên, đối với các tòa nhà nguyên khối đúc sẵn, các tấm không có bộ phận nhúng có thể tìm thấy sự phân bố rộng nhất, đó là trường hợp ở nước ngoài, đặc biệt là ở các nước Scandinavia và ở Hoa Kỳ.
Sau đó, các dòng "Partek" xuất hiện ở Nga (tại nhà máy ZhBK-17 ở Moscow, St. Petersburg, Barnaul), điều này cho thấy sự xuất hiện của nhu cầu đối với các loại đĩa như vậy. Tất nhiên, việc cải thiện hệ thống kết cấu của các tòa nhà sẽ tạo động lực thúc đẩy sự phát triển của công nghệ sản xuất các sản phẩm tấm.
Sự đình trệ kéo dài của Nga trong lĩnh vực ứng dụng bê tông cốt thép dự ứng lực cũng một phần do chúng ta chưa nhận được sự nghiên cứu và ứng dụng thích hợp của kết cấu ứng suất trước có căng cốt thép trên bê tông, kể cả trong điều kiện xây dựng.
Enerprom bắt đầu phát triển lĩnh vực này và cung cấp một loạt thiết bị có thiết kế riêng để triển khai công nghệ này.
Kết cấu bê tông cốt thép - cơ sở xây dựng hiện đại. Tuy nhiên, chúng có những sai sót đáng kể liên quan chủ yếu đến khả năng chịu tải không đủ và sự hình thành các vết nứt trên đá khi chịu tải trọng hoạt động. Sự cải tiến trong công nghệ sản xuất các sản phẩm từ bê tông và cốt thép đã dẫn đến sự ra đời của bê tông cốt thép dự ứng lực, có một số ưu điểm.
Sự định nghĩa
Kết cấu bê tông ứng suất trước - Các sản phẩm xây dựng, bê tông mà ở giai đoạn thành tạo chịu ứng suất nén thiết kế ban đầu. Nó được tạo ra do sự hình thành sơ bộ của ứng suất kéo trong cốt thép cường độ cao đang làm việc và sự nén của nó đối với bê tông ở những khu vực đó sẽ bị căng (độ võng) trong quá trình vận hành. Nén, cốt thép không bị trượt, vì nó được liên kết với vật liệu hoặc được giữ bằng neo của cốt thép ở các đầu của sản phẩm. Do đó, ứng suất kéo mà thành phần bê tông cốt thép có được với sự trợ giúp của cốt thép, cân bằng với sức căng của lực nén trước của đá.
Thuận lợi
Bê tông cốt thép ứng suất trước trì hoãn thời gian bắt đầu hình thành các khe nứt trong các sản phẩm làm việc về độ võng trong một thời gian dài, làm giảm độ sâu của khe hở của chúng. Đồng thời, các sản phẩm có được độ cứng tăng lên mà không làm giảm sức mạnh.
Dầm bê tông ứng suất trước có xu hướng hoạt động tốt khi chịu nén và độ võng, có cùng cường độ dọc theo chiều dài, điều này cho phép bạn tăng chiều rộng của các nhịp chồng lên nhau. Trong các kết cấu như vậy, kích thước mặt cắt bị giảm, do đó, thể tích và trọng lượng của các cấu kiện giảm (20–30%), cũng như tiêu thụ xi măng. Hơn sử dụng hợp lýđặc tính thép cho phép bạn giảm (thanh và dây) lên đến 50%, đặc biệt là từ các cấp độ bền cao (A-IV trở lên), có độ bền kéo đáng kể. Tính trung tính hóa học của bê tông với thép góp phần bảo vệ cốt thép khỏi bị ăn mòn. Đồng thời, tăng khả năng chống nứt bảo vệ cốt thép chịu lực khỏi bị gỉ trong các kết cấu chịu áp lực liên tục của nước, chất lỏng khác và khí.
Các phương pháp xây dựng tòa nhà được sử dụng trong xây dựng khung dựa trên công nghệ kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực trong quá trình xây dựng. Cốt thép chịu lực nén bê tông đơn vị lắp ráp, cung cấp khả năng gắn kết thiết thực của họ bằng cách giảm đáng kể mức tiêu thụ kim loại tại các khớp nối. Các sản phẩm đúc sẵn và đúc sẵn từ kết cấu bê tông cốt thép chịu lực có thể bao gồm các bộ phận liên kết với cùng một tiết diện, được làm bằng bê tông nhẹ (nặng) không áp lực dọc theo các cạnh và phần chịu tải là bê tông cốt thép dự ứng lực. Các sản phẩm như vậy đã tăng độ bền, bù đắp cho các tác động động lặp đi lặp lại.
Đặc tính này cho phép bạn làm giảm sự thay đổi ứng suất trong bê tông và cốt thép do biến động của tải trọng bên ngoài. Khả năng chống địa chấn của các tòa nhà được tăng lên do độ ổn định cấu trúc cao của bê tông cốt thép chịu lực, có tác dụng nén các mảnh vỡ riêng lẻ của chúng. Kết cấu ở dạng ứng suất trước mang lại sự an toàn cao hơn, vì sự phá hủy của nó được dẫn trước bởi độ võng quá mức, báo hiệu sự cạn kiệt sức bền của kết cấu.
Flaws
Trạng thái ứng suất trước trong vật liệu đạt được nhờ thiết bị đặc biệt, tính toán chính xác, thiết kế sử dụng nhiều lao động và sản xuất tốn kém. Sản phẩm cần được bảo quản, vận chuyển và lắp đặt cẩn thận, không gây ra tình trạng khẩn cấp ngay cả trước khi sử dụng.
Tải trọng tập trung có thể dẫn đến vết nứt dọc, làm giảm khả năng chịu đựng. Những tính toán sai lầm trong thiết kế và công nghệ sản xuất có thể gây ra sự phá hủy hoàn toàn sản phẩm bê tông cốt thép được tạo ra trên đường trượt. Kết cấu ứng suất trước yêu cầu ván khuôn sử dụng nhiều kim loại để tăng cường độ bền, tăng tiêu thụ thép cho thanh nhúng và thép cây.
Các giá trị lớn của độ dẫn âm và dẫn nhiệt đòi hỏi phải chèn các vật liệu bù vào thân của đá. Các kết cấu bê tông cốt thép như vậy cung cấp ngưỡng chịu lửa thấp hơn (do Nhiệt độ nguy hiểm nung nóng cốt thép ứng suất trước) so với bê tông cốt thép thông thường. Kết cấu bê tông ứng suất trước bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi quá trình rửa trôi, dung dịch axit và sunfat, muối, dẫn đến ăn mòn đá xi măng, mở vết nứt và ăn mòn cốt thép. Điều này có thể dẫn đến suy giảm mạnh khả năng chịu lực của thép và gãy giòn đột ngột. Ngoài ra, trọng lượng đáng kể của sản phẩm nên được quy cho các phần nhỏ.
Vật liệu kết cấu
Bê tông cốt thép là vật liệu đa thành phần, thành phần chính là bê tông và cốt thép. Các thông số chất lượng của chúng được xác định yêu cầu đặc biệt khi thiết kế đến các yếu tố kết cấu tại nơi sử dụng.
Bê tông
Các dạng đổ bê tông bằng thanh truyền ứng suất trước. Dự ứng lực trong bê tông cốt thép được đảm bảo bằng cách sử dụng các thành phần nặng có tỷ trọng trung bình từ 2200 đến 2500 kg / m3, có cấp độ bền kéo dọc trục trên Bt0,8, cường độ từ B20 trở lên, cấp độ chịu nước từ W2 trở lên, băng giá lực cản của F50. Các yêu cầu của sản phẩm đảm bảo cho bê tông có cường độ tiêu chuẩn không thấp hơn cường độ được thiết lập với xác suất 0,95 (trong 95% trường hợp). Hỗn hợp phải già ít nhất 28 ngày trước khi vật liệu nhận được ứng suất trước. Trên giai đoạn đầu khai thác đá bê tông có thể làm mất một phần chất lượng ứng suất do giảm ứng suất chung của thép (lên đến 16%). Hệ số độ tin cậy của vật liệu đối với lực căng và nén ở trạng thái giới hạn được đặt cho khả năng sử dụng không thấp hơn 1,0.
Các ưu điểm chính của bê tông cốt thép là: cường độ cao, chống cháy, bền, dễ tạo hình. Một dầm bê tông (hình bên dưới), trong quá trình uốn, chịu lực căng bên dưới trục trung hòa và nén ở trên nó, có khả năng chịu lực thấp do khả năng chịu lực của bê tông yếu. Đồng thời, cường độ bê tông trong vùng nén cũng không được sử dụng hết. Về vấn đề này, bê tông không cốt thép không được khuyến khích sử dụng trong các kết cấu được thiết kế để làm việc trong điều kiện uốn hoặc căng, vì kích thước của các phần tử đó sẽ bị cấm.
Kết cấu bê tông được sử dụng chủ yếu khi chúng làm việc chịu nén (tường, móng, kết cấu chắn, mố, v.v.) và chỉ đôi khi khi làm việc khi uốn ở ứng suất kéo thấp không vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông.
Kết cấu bê tông cốt thép, được gia cố trong vùng căng bằng cốt thép, có khả năng chịu lực cao hơn đáng kể. Có, khả năng chịu lực dầm bê tông cốt thép(Hình dưới) với cốt thép đặt dưới đáy lớn hơn 10-20 lần khả năng chịu lực của dầm bê tông có cùng kích thước. Trong trường hợp này, cường độ của bê tông trong vùng nén của dầm được sử dụng hết.
Sơ đồ làm việc của các phần tử dưới tải
Thanh thép, dây điện, hồ sơ lăn, cũng như sợi thủy tinh, vật liệu tổng hợp, thanh gỗ, thân tre.
Các kết cấu được gia cố không chỉ khi chúng hoạt động ở trạng thái căng và uốn, mà còn khi nén (Hình trên). Bởi vì thép có độ bền kéo và nén cao, việc kết hợp nó vào các phần tử nén sẽ làm tăng đáng kể khả năng chịu tải của chúng. Sự kết hợp của các vật liệu với các đặc tính khác nhau như bê tông và thép được đảm bảo bởi các yếu tố sau:
- sự bám dính của cốt thép với bê tông, xảy ra trong quá trình đông cứng của hỗn hợp bê tông; do kết dính, cả hai vật liệu bị biến dạng với nhau;
- Hệ số biến dạng nhiệt độ tuyến tính gần bằng giá trị (đối với bê tông 7 10 -6 -10 10 -6 1 / độ, đối với thép 12 10 -6 1 / độ), giúp loại bỏ sự xuất hiện của ứng suất ban đầu trong vật liệu và sự trượt của cốt thép trong bê tông tại nhiệt độ thay đổi lên đến 100 ° С;
- sự bảo vệ đáng tin cậy của thép, được bao bọc trong bê tông dày đặc, khỏi sự ăn mòn, tác động trực tiếp của lửa và hư hỏng cơ học.
Một đặc điểm của kết cấu bê tông cốt thép là khả năng bị nứt trong vùng chịu kéo dưới tác dụng của tải trọng bên ngoài. Việc mở các vết nứt này ở nhiều kết cấu trong giai đoạn vận hành là nhỏ (0,1-0,4 mm) và không gây ăn mòn cốt thép hoặc làm gián đoạn hoạt động bình thường của kết cấu. Tuy nhiên, có những công trình và cấu trúc mà theo điều kiện vận hành, việc hình thành các vết nứt là không thể chấp nhận được (ví dụ, đường ống áp lực, khay, bể chứa, v.v.) hoặc chiều rộng lỗ mở phải được giảm bớt. Trong trường hợp này, các vùng của phần tử mà tại đó lực kéo xuất hiện dưới tác dụng của tải trọng hoạt động phải chịu nén mạnh trước (trước khi tác dụng tải trọng bên ngoài) bằng cách đặt cốt thép trước. Các cấu trúc như vậy được gọi là ứng suất trước. Việc nén sơ bộ kết cấu được thực hiện chủ yếu theo hai cách: bằng cách căng cốt thép trên các điểm dừng (trước khi đổ bê tông) và trên bê tông (sau khi đổ bê tông).
Trong trường hợp đầu tiên, trước khi đổ bê tông kết cấu, cốt thép được kéo căng và cố định trên các điểm dừng hoặc các đầu của khuôn (Hình bên dưới). Sau đó, phần tử được đổ bê tông. Sau khi bê tông đã đạt được cường độ cần thiết để hấp thụ các lực nén trước (cường độ truyền), cốt thép được giải phóng khỏi các điểm dừng và cố gắng rút ngắn, nén bê tông. Việc truyền lực cho bê tông xảy ra do sự kết dính giữa cốt thép và bê tông, cũng như thông qua các thiết bị neo đặc biệt nằm trong bê tông của kết cấu, nếu độ kết dính không đủ.
Trong trường hợp thứ hai, phần tử bê tông hoặc cốt thép nhẹ có các rãnh hoặc rãnh được chế tạo đầu tiên (Hình bên dưới). Khi bê tông đạt đến cường độ truyền yêu cầu, cốt thép được chèn vào các rãnh (rãnh), nó được kéo với bộ căng nằm trên phần cuối của cấu kiện và được neo. Do đó, bê tông được nén. Để tạo sự kết dính của cốt thép với bê tông, người ta bơm xi măng hoặc xi măng vào các kênh. vữa xi măng cát. Nếu cốt thép ứng suất trước nằm trên bề mặt bên ngoài phần tử (gia cố vòng của đường ống, bể chứa, v.v.), sau đó cuộn dây của nó với sự nén đồng thời của bê tông được thực hiện bằng máy quấn đặc biệt. Sau khi căng cốt thép, bề mặt của cấu kiện được rải bằng bê tông phun lớp bảo vệ bê tông. Cốt thép có thể được căng bằng các phương pháp cơ học, điện nhiệt, kết hợp và hóa lý.
Các cách tạo ứng suất trước
a - lực căng trên các điểm dừng; b - lực căng trên bê tông; I - lực căng cốt thép và phần tử đổ bê tông; II, IV - phần tử đã hoàn thành; III - phần tử trong quá trình căng cốt thép; 1 - sự nhấn mạnh; 2 - giắc cắm; 3 - mỏ neo
Với phương pháp cơ học, cốt thép được căng bằng kích thủy lực hoặc vít tải, máy quấn và các cơ cấu khác. Trong phương pháp điện nhiệt, cốt thép được nung nóng điện giật lên đến 300-350 ° C, chúng được đưa vào khuôn và cố định trên các điểm dừng. Trong quá trình làm nguội, cốt thép ngắn lại và nhận ứng suất kéo sơ bộ. Phương pháp căng kết hợp kết hợp điện nhiệt và cách máy móc gia cố căng thẳng, được thực hiện cùng một lúc. Với phương pháp hóa lý, lực căng của cốt thép đạt được là kết quả của quá trình giãn nở của bê tông được chuẩn bị trên một loại xi măng có sức căng đặc biệt (NC) trong quá trình xử lý thủy nhiệt.
Cốt thép được nhúng trong bê tông ngăn cản sự gia tăng thể tích và kéo dài của nó, và ứng suất nén phát sinh trong bê tông. Lực căng của cốt thép trên các điểm dừng được thực hiện bằng cơ học, nhiệt điện hoặc những cách kết hợp và trên bê tông - chỉ về mặt cơ học.
Ưu điểm chính của kết cấu ứng suất trước là khả năng chống nứt cao. Khi tải một cấu kiện ứng suất trước với tải trọng bên ngoài, ứng suất nén được tạo trước sẽ bị dập tắt trong bê tông của vùng căng, và chỉ sau đó ứng suất kéo mới phát sinh. Cường độ của bê tông và thép càng cao thì càng có thể tạo ra nhiều nén trước trong phần tử.
Việc sử dụng vật liệu cường độ cao giúp giảm tiêu hao cốt thép từ 30-70% so với bê tông cốt thép không ứng suất. Việc tiêu thụ bê tông và khối lượng của kết cấu cũng được giảm bớt. Ngoài ra, khả năng chống nứt cao của kết cấu ứng suất trước làm tăng độ cứng, khả năng chống thấm nước, khả năng chống sương giá, khả năng chịu tải trọng động và độ bền của chúng.
Những nhược điểm của bê tông cốt thép ứng suất trước bao gồm thực tế là quá trình này là một quá trình chế tạo kết cấu sử dụng nhiều lao động. Ngoài ra, nhu cầu sử dụng các thiết bị đặc biệt và công nhân có trình độ cao được tạo ra.
Các trạng thái ứng suất-biến dạng của các phần tử ứng suất trước sau khi hình thành các vết nứt trên bê tông của vùng căng tương tự như các phần tử không có ứng suất trước.
Đang tải...