За всеки, който изследва или работи с методи за бетонни строителство, е решаващо решение да се избира между предварително напрегнато и след напрегнато бетон. И двамата използват предварително напрежение, за да подобрят якостта на опън на бетона, но трябва ли да опънете стомана предварително или след изливане? Коя опция отговаря на нуждите на вашето приложение, дизайн и издръжливост?
Оптималният избор зависи от изискванията - предварително напрежение ефективно масата произвежда сглобяеми модулни секции като плочи, използвайки фабрични настройки. След напрежението позволява предварително напрежение, приспособени сложни форми на място за адаптивни нарастващи структури. Претеглянето на ключови фактори като дължини на педя, прецизност, кодове и транспорт ще определи най -добрата система. Универсално решение не съществува.
Нека обсъдим сравнение на страните, така че читателите да вземат информирани решения за метод за предварително напрежение.
Преглед на предварително напрегнат бетон
Предварителният бетон се отнася до бетон, който има вътрешни напрежения, въведени умишлено за противодействие на бъдещите натоварвания и напрежението на опън. Чрез създаването на тези компресивни напрежения предварително, предварително напрегнат бетон има засилени характеристики на носенето на товари в сравнение с конвенционалния стоманобетон.
Две основни причини са предварително напрежение:
За да се даде възможност на бетона да издържа на по -големи напрежения на опън от приложени товари. Обикновеният бетон е слаб при напрежение и има тенденция да се напуква. Въвеждане на вътрешни компресионни броячи на тези сили.
Да се преодолее естествените тенденции на бетон и стомана за свиване и пълзене с течение на времето. Предварителното компенсиране на компенсира това свиване, предотвратявайки пукнатините.
Предварителното напрежение може да използва или методи за предварително напрежение, или след напрежение, за да предизвика вътрешни натоварвания.
При предварително напрежение сухожилията като стоманени проводници или стойки се издърпват плътно и закотвени, докато бетонът се хвърля около тях. След като бетонът се втвърди, котвите се отделят, прехвърляйки компресията на бетона.
При след напрежението се поставят каналите през бетона преди изливането. След втвърдяване сухожилията се изтеглят през каналите с помощта на крикове и след това се закотвят, за да се въведе компресия.
И двата метода подобряват естествените характеристики на якостта на бетона, но с леко разнообразни процеси и плюсове/минуси.
Методът за предварително напрежение
Процесът на предварително напрежениевключва опъване на стоманени сухожилия между котвите, наливане на бетон около опънатите проводници и след това освобождаване на котвите за прехвърляне на напрежение в втвърдения бетон. Това изисква специализирани легла за предварително опъване в производствено съоръжение.
След като бетонът достигне адекватна здравина, обикновено в рамките на 12-24 часа, краищата на сухожилията са нарязани. Това прехвърля напрежението им в бетона като компресия по дължината на сухожилието. Тази свързана компресия повишава способността на секцията да издържа на натоварвания.
Предимства на предварително напрежение
Бетонът за предварително напрежение предлага няколко забележителни предимства:
Ефективност на разходите
Предварителното напрежение елиминира необходимостта от допълнителни канали, ръкави и фугиране, намалявайки разходите. Фабричното сглобяване също позволява масовото производство на стандартизирани участъци за ефективност на строителството. Това също намалява труда на място и ускорява графиците на строителството.
Издръжливост и надеждност
Свързаният пренос на напрежение в предварително напрегнати елементи предотвратява отварянето на пукнатините под товари. Напрежението на натиск също противодейства на естествените тенденции на свиване както на бетон, така и на стомана с течение на времето. Напълно ограждащите се елементи в бетон създават водоснабдяване, което предотвратява корозията.
Лекота на транспортиране
Производството на предварително напрегнати парчета, тъй като еднакви сглобяеми секции оптимизират транспортната логистика. По -малките, леки парчета са по -лесни за качване на дълги разстояния без специални разрешителни. Намаляването на конструкцията на място също намалява прекъсването на околните квартали.
Общи приложения
Типичните употреби на предварително напрегнато бетон включват конструктивни греди, мостови носачи, подови плочи, палуби на покрива, стенни панели за сгради, фондационни купчини и железопътни спални.
Леене на бетон при предварително напрежение
Специализирани стоманени форми Домашни или подвижни клинови котви, които захващат стоманени сухожилия, опънати плътно с помощта на крикове. След това бетонът се излива около тези опънати кабели, за да ги капсулира за постоянно.
Подвижните котви позволяват по -дългите секции да се опъват независимо в двата края. Този баланс се стресира през продължителни сглобяеми парчета.
Бетонът се излива, след като сухожилията се опъват. Консолидацията на вибрациите гарантира правилното обграждане около кабелите. Формата се съблича, след като бетонът се втвърди адекватно, за да запази формата си.
Методът след напрежение
Пост напрежението бетон се прави чрез прокарване на сухожилия през каналите, хвърлени в бетона и след това ги дърпа опънати, за да предизвика компресия след втвърдяване. Това предлага предимства като:
Дизайн гъвкавост
След напрежението позволява гъвкавост в оформлението на пътя на сухожилието, включително извити или драпирани профили в рамките на член. Стресовото на място е подходящо много различни структурни конфигурации и геометрии. Това улеснява създаването на по -тънки бетонни участъци и по -дълги разстояния между опорите.
По -големи бетонни секции
Пост напрежението каналите позволяват напрежение на по-съществени, по-дебели бетонни елементи. Това позволява оптимизиране на подове и мостове с по-дълги разстояния чрез намаляване на необходимостта от междинни опори.
Конструктивност
След напрежението позволява отворено бетониране на бетониране на обекти на проекти. Това облекчава формирането на сложни повърхностни профили и форми. Той също така дава възможност за последващи корекции на напрежението дори след първоначалното поставяне на конструкционния бетон.
Типични приложения
Общите приложения, които се възползват от след напрежение, включват високи кули, подове с дълги разстояния без колони, грациозни мостове или сводести покриви, течни резервоари за съхранение, покриви на стадиона и други специализирани конструкции.
Хвърляне на бетон при след напрежение
Бетонът се излива около канали, разположени по желаните пътеки за маршрутизиране на сухожилията. Тези канали са пластмасови, поцинковани стомана или други устойчиви на корозия канали, което позволява по-късно поставяне на стоманени кабели.
След първоначалното втвърдяване сухожилията се решават през каналите и се опъват в двата края, използвайки крикове. Силата на напрежението разтяга стоманата и е закотвена в клинови плочи или патронници, прилежащи към бетона.
След като се стресират, каналите се инжектират със фугираща в обвързване на сухожилията. Това предпазва от корозия и пренос на сила на котвите. Свиването може да изисква сухожилия за повторно стрес години по-късно.
Основни разлики между двата метода
Докато и двете произвеждат предварително напрегнат бетон, предварително напрежение и след напрежение варират значително:
Ето списъците, преобразувани в параграфи в посочените раздели:
Съображения за разходите
Предварителното напрежение не изисква канали, намалявайки общите разходи. Въпреки това, фабричното производство предотвратява голяма гъвкавост на персонализирането в сравнение с изграждането на полета. От друга страна, след напрежението включва повече труд и използване на материали като канали, котви и фугираща фугираща.
Структурни ползи
Предварително напрегнатите секции могат да издържат на много високи натоварвания на директно напрежение, без да се напукват. Въпреки това, след напрежението позволява по-дълги бистри прости между поддръжката благодарение на неговата гъвкавост, базирана на полето. Извитите или драпирани сухожилни профили също могат да оптимизират структурната ефективност при членовете след напрегнато.
Процес на строителство
Процесът на предварително напрежение във фабриките е по-бърз в сравнение с полевата работа. След напрежението позволява регулиране и персонализиране на действителната строителна площадка за по-голяма гъвкавост. Предварително напрегнатите членове също прехвърлят сили в бетона на по-ранен етап след първоначалното втвърдяване.
Сухожилия за предварително напрежение
Предварителното напрежение използва по-фини индивидуални проводни нишки, свързани заедно. След напрежението позволява използването на стоманени кабели и пръти с по-голям диаметър като сухожилия. След напрежението също така побира извити или драпирани оформления на профила на сухожилията, а не просто плоски конфигурации.
Загуба на сили за напрежение
Предварително напрегнатият бетон е предразположен към по-високи загуби на напрежение във времето поради ефектите на пълзене. След опъването позволява повторното прилагане на напрежението да се компенсира загубите години по-късно, ако е необходимо. Въпреки това, след напрежението разчита до голяма степен на трайната защита на разтвора и строгите мерки за предотвратяване на корозия за дългосрочна издръжливост.
Кастинг и подготовка
Процесът на предварително опъване изисква бетон за леене на течност директно около предварително разтегнати стоманени сухожилия. След напрежението включва първо поставяне на свързани канали в рамките на формата преди поставянето на бетон. Отличното задържане на зоната на закрепване влияе върху капацитета на преставане на напрежението след напрежение във времето.
Мащаб и вид проекти
Предварително напрежение най-подходящо е с ниски сгради и модулно строителство. След напрежението дава възможност за оптимално по-дълги разстояния за извисяващи се мостове и високи структури. Предварително напрегнатите елементи също са по-лесни за транспортиране на дълги разстояния до далечни строителни обекти.
Дължина на секцията
Предварителното напрежение позволява стандартизирано масово производство на сглобяеми участъци в определени типични дължини. След напрежението може да побере персонализирани размери на променливата секция. Въпреки това, прекомерно дългите участъци често налагат сегментирано строителство за транспортна осъществимост.
Толерантност към грешки
Всички грешки преди напрежение не могат да бъдат пренасочени след първоначално леене и втвърдяване на бетон. След напрежението позволява преработката на членовете с неадекватни начални нива на предварително напрежение. Въпреки това, трайната трайност след напрежение налага всеобхватни мерки за предотвратяване на корозия.
Избор между двата метода
Изборът на предварително опъване или след напрежение зависи значително от специфичните изисквания и условия на проекта.
И двата метода придават впечатляващи структурни възможности, надминаващи стоманобетон. Инженерите трябва да балансират плюсовете, минусите и компромиси на всеки, когато приспособяват структурна система.
По принцип изборът между предварително напрежение и след напрежение се свежда до няколко ключови съображения:
Предвидена структура тип и мащаб
Предварително напрежение е по-добре сгради с ниски сгради. Изготвянето на малки повтарящи се участъци позволява бързо производство на фабрика. Този рационализиран процес е подходящ, произвеждащ последователни подови плочи или стенни панели.
За извисяващи се небостъргачи и монументални мостове, след напрежението улеснява по-дългите, по-високи разстояния. Гъвкавостта на опъването и закрепването на място прави възможна сложността на извитите или ъглови сухожилия.
Ограничения и достъп
Предварително напрегнатите секции са по-лесни за транспортиране от фабрики до далечни строителни обекти. Големите парчета след напрегнато често изискват специални разрешителни за теглене и маршрути.
Отдалечените места се възползват от модулното предварително напрежение при минимизиране на изграждането на площадката е за предпочитане. Urban Builds могат да изберат след напрежение, за да ограничат въздействието на кварталите.
Прецизни нужди и допустими отклонения
Процесът на предварително напрежение оставя малко марж за грешка след първоначално опъване и леене. За щастие, фабриките предлагат контролирани настройки за осигуряване на качеството.
След напрежението позволява отстраняване на проблеми като неправилно първоначално стресиране, открити по-късно чрез тестване. Въпреки това, трайната издръжливост изисква щателна хидроизолация, дренаж и превенция на корозия в каналите.
Изисквания за съответствие на кода
Местните строителни кодове могат да ограничат определени видове предварително напрегнати компоненти. Ограниченията на отдела за транспорт на размерите на секцията могат също да показват положително производството на по-малки парчета преди напрежение.
Професионалистите по дизайн, запознати с местните изисквания, могат да определят подходящия избор, когато се прилагат регулаторни ограничения.
Фактори на разходите и бюджет на проекта
По принцип предварителното напрежение предлага по-удобни за бюджета първоначални разходи за строителство. Повтарянето на фабричните елементи стандартизира формите и минимизира персонализираната полева работа.
Въпреки това архитектите, които гледат един единствен по рода си скулптурен център, могат да намерят след напрежение, способен да постигне извисяващи се анормални форми, които оправдават допълнителните разходи. В някои случаи хибридните смеси, използвайки и двата метода балансирани разходи.
Хибридни системи-Комбиниране на предварително напрежение и след напрежение
Докато предварителното напрежение и след напрежение често се разглеждат като взаимно изключващи се алтернативи, хибридните бетонни системи използват и двата метода, за да се възползват от съответните си предимства. Този балансиран подход оптимизира разходите, структурните възможности, жизнеспособността на строителството и планирането на проекти.
Типична конфигурация на хибридна система
В хибридното предварително напрежение първичните носачи и обхващащи членове са сглобяеми извън сайта като предварително напрегнати елементи. Това позволява ефективно масово производство и контрол на качеството във фабрична обстановка. Секциите също са леки модули, по -лесни за транспортиране за бързо инсталиране на място.
След това вторичните греди и повечето подови плочи се хвърлят на място, включващи след напрежение. Напрежението на нишките, пронизани през каналите след втвърдяване на бетон, въвеждат допълнителни сили за предварително напрежение. Това на място след напрежение позволява гъвкавост за приспособяване на промени в дизайна в късен етап.
Основни предимства на хибридните системи
Ефективност на строителството
Сглобяемите предварително напрегнати бетонни елементи, произведени в контролирани фабрични условия, позволяват бързо позициониране и монтаж на място. Това избягва обширната работа на терен, бетонно изливане и първоначално втвърдяване - спестяване на значително време за строителство. Модулните леки парчета също намаляват логистичните усилия в сравнение с транспортирането на масивни след напрегнати секции.
След като се поставят в позиция, секциите за отливане на място с канали след напрежение увеличават гъвкавостта на работния процес. Работниците могат да излеят тези вторични бетонни зони, без да се намесват в първичните пътища на натоварване. След опъващите нишки също въвеждат персонализирани нива на prestress, съобразени с готовите геометрии, които се нуждаят от укрепване. Този смесен подход разпределя работните фази оптимално между фабриката и полето за максимална производителност.
Подобряване на производителността
Създаването на непрекъснатост между зоните на взаимодействие на сглобяемо и бетон на разположение подобрява структурната цялост. Композитното действие гарантира правилния пренос на сила без слаби точки, предразположени към напукване или извиване. Използването на канали след напрежение, резбовани през ставите, допълнително засилва това монолитно поведение.
Освен това, наблюдението на стреса след напрежението след проверка чрез проверка на каналите дава възможност за реактивно повторно напрежение десетилетия по-късно, ако е необходимо. Това запазва дизайнерските граници на якостта, компенсирайки ефектите на бетонните пълзене. Периодичното повторно стрес гарантира, че оптималните нива на предварително напрежение се поддържат въпреки свиването, повишавайки издръжливостта.
Оптимизации на разходите и графика
Хибридни бетонни разтвори балансират бързо предварително напрегнато сглобяемо производство с минимизиране на разрушителната конструкция на място. Това намалява въздействието на квартала и отклоненията в трафика в сравнение само с опъването на всичко в полето. Елементите на сглобяването също гарантират качество, като същевременно персонализират форми с леене на поле, ако е необходимо.
За високи сгради и мостове с дълги разстояния, ограничаването на хибридните подходи струва значително в сравнение с използването на скъпо след напрежение. Оптимизираното използване на материали понижава разходите, докато по -бързата инсталация отговаря на строги срокове. Следователно собствениците максимално увеличават разходите за стойност разумно, като смесват стратегически методите на производство.
В обобщение ...
Предварителното напрежение срещу избора след напрежение в крайна сметка зависи от разпределението на работното натоварване, което собственикът предпочита между фабрика и полето. Той също така балансира регулирането, ефективността на транспорта, устойчивостта, поддръжката и факторите на гъвкавост на оформлението.
След напрежението приспособява персонализирането на място с по-голям капацитет на напрежение в масивните структури. Предварителното напрежение ефективно увеличава разходите за по-прости проекти с нисък и среден ръст, изискващи повтарящи се елементи.
С разбирането на основните свойства и възможности на всеки метод, структурните инженери могат да произвеждат страховити подвизи безопасно и рентабилно, използвайки предварително напрегнати бетонни технологии.
Често задавани въпроси
Q1. Каква е разликата между предварително напрегнат бетон и сглобяемо бетон?
A. Предварително напрегнат бетон има стоманени сухожилия, опънати за въвеждане на компресия, докато сглобяването използва бетонни отливи във форми за многократна употреба, след което се транспортира до обекти.
Q2. За какво е предварително напрежение на бетон, използван в строителството?
А. Предварителното напрежение обикновено се използва за сглобяеми греди, плочи, купчини и т.н., където малките модулни секции се произвеждат масово във фабрика с контрол на качеството.
Q3. Какви предимства осигуряват след напрежението бетон над предварително напрегнато?
А. След напрежението позволява по-голяма гъвкавост в дизайна, като по-дълги петна, извити профили и по-дебели секции с възможност за напрежение на място.
Q4. Защо да обмисляме загубите преди напрежение в сравнение със загубите след напрежение?
А. Предварителното напрежение може да загуби по-високи нива на напрежение във времето поради бетонно пълзене, докато след напрежението позволява повторно стрес след строителството.
Q5. Можете ли да комбинирате предварително напрегнати и след напрегнати бетонни елементи по същия проект?
А. Хибридните дизайнерски смеси, използващи както сглобяеми предварително напрегнати парчета, така и на разположение на място на място на място са възможни за оптимизирани разходи.
