Öngerilmeli beton - Prestressed concrete
- Yüksüz öngerilmeli kiriş
- Yüklü öngerilmeli kiriş
- Beton katılaşmadan önce betona gömülü olan tendonlar gerilir.
- Beton katılaştıktan sonra tendonlar betona basınç stresi uygular.
- Yüksüz öngerilmeli kiriş
- Yüklü öngerilmeli kiriş
Ön gerilimli beton bir tür beton yapımında kullanılmaktadır. Üretim sırasında büyük ölçüde "öngerilmeli" ( sıkıştırılarak ), kullanım sırasında oluşacak çekme kuvvetlerine karşı güçlendirilir.
Bu sıkıştırma, betonun içinde veya bitişiğinde bulunan yüksek mukavemetli "tendonların" gerilmesi ile üretilir ve betonun kullanımdaki performansını artırmak için yapılır. Tendonlar , en yaygın olarak yüksek gerilimli çeliklerden , karbon fiberden veya aramid fiberden yapılan tekli tellerden , çok telli şeritlerden veya dişli çubuklardan oluşabilir . Öngerilmeli betonun özü, ilk sıkıştırma uygulandıktan sonra ortaya çıkan malzemenin, sonraki herhangi bir sıkıştırma kuvvetine maruz kaldığında yüksek mukavemetli beton ve çekme kuvvetlerine maruz kaldığında sünek yüksek mukavemetli çelik özelliklerine sahip olmasıdır . Bu, birçok durumda geleneksel betonarme ile karşılaştırıldığında gelişmiş yapısal kapasite ve/veya servis kolaylığı ile sonuçlanabilir . Öngerilmeli bir beton elemanda, iç gerilmeler planlı bir şekilde uygulanır, böylece uygulanan yüklerden kaynaklanan gerilmeler istenen derecede karşılanır.
Öngerilmeli beton, basit betonarme ile karşılaştırıldığında , geliştirilmiş performansının daha uzun açıklıklar , azaltılmış yapısal kalınlıklar ve malzeme tasarrufu sağlayabileceği çok çeşitli bina ve sivil yapılarda kullanılır . Tipik uygulamalar arasında yüksek binalar , konut döşemeleri, temel sistemleri , köprü ve baraj yapıları, silolar ve tanklar , endüstriyel kaldırımlar ve nükleer muhafaza yapıları bulunur .
İlk olarak on dokuzuncu yüzyılın sonlarında kullanılan öngerilmeli beton, ön gerdirmenin ötesinde , beton döküldükten sonra meydana gelen ard gerdirmeyi içerecek şekilde gelişmiştir . Gerdirme sistemleri ya olarak kabul edilebilir monostrand her tendon en tel veya kablo tek tek gerilir, veya çoklu-şerit , bir tendonda bütün şeritler veya teller eş zamanlı olarak vurgulanmaktadır. Tendonlar ya konumlandırılabilir olan beton hacminin (iç ön gerilim) ya da tamamen dışında bu (dış ön gerilim). Öngermeli beton, doğrudan betona bağlı tendonları kullanırken, ardgermeli beton, bağlı veya bağlı olmayan tendonları kullanabilir.
Ön gerdirilmiş beton
Öngermeli beton , beton dökülmeden önce tendonların gerildiği bir öngerilmeli beton çeşididir . Beton kürleşirken tendonlara bağlanır, ardından tendonların uç ankrajları serbest bırakılır ve tendon gerilim kuvvetleri statik sürtünme ile sıkıştırma olarak betona aktarılır .
Ön gerdirme, ortaya çıkan beton elemanın nihai yapı konumundan uzakta üretildiği ve kürlendikten sonra sahaya taşındığı yaygın bir prefabrikasyon tekniğidir. Tendonların gerildiği güçlü, sabit uç ankraj noktaları gerektirir. Bu ankrajlar, imal edilen beton elemanın uzunluğunun birçok katı olabilen bir "döküm yatağının" uçlarını oluşturur. Bu, tek bir ön gerdirme işleminde birden fazla unsurun uçtan uca oluşturulmasına izin vererek, önemli üretkenlik faydalarının ve ölçek ekonomilerinin gerçekleştirilmesine olanak tanır.
Tendon ankrajlarının ne zaman güvenli bir şekilde serbest bırakılabileceğini belirlediğinden, taze ayarlanmış beton ile tendonların yüzeyi arasında elde edilebilecek bağ (veya yapışma ) miktarı , ön gerdirme işlemi için kritik öneme sahiptir. Erken yaş betonda daha yüksek bağ gücü üretimi hızlandıracak ve daha ekonomik üretime olanak sağlayacaktır. Bunu desteklemek için, ön gerdirilmiş tendonlar, genellikle, demet halindeki tendonlardan daha fazla bağlanma için daha büyük bir yüzey alanı sağlayan izole edilmiş tek tellerden veya şeritlerden oluşur .
Ard-germeli betondan farklı olarak (aşağıya bakınız), ön-germeli beton elemanların kirişleri genellikle uç ankrajlar arasında düz çizgiler oluşturur. "Profilli" veya "harped" tendonların gerekli olduğu durumlarda, tendonu germe sırasında istenen doğrusal olmayan hizada tutmak için tendonun uçları arasına bir veya daha fazla ara saptırıcı yerleştirilir. Bu tür sapmalar genellikle önemli kuvvetlere karşı hareket eder ve bu nedenle sağlam bir döküm yataklı temel sistemi gerektirir. Düz tendonlar tipik olarak sığ kirişler, oyuk çekirdekli kalaslar ve levhalar gibi "doğrusal" prekast elemanlarda kullanılır; profilli tendonlar daha yaygın olarak daha derin prekast köprü kirişlerinde ve kirişlerinde bulunur.
Ön gerdirilmiş beton en yaygın olarak yapısal kirişler , döşeme levhaları , içi boş çekirdekli kalaslar , balkonlar , lentolar , çakılmış kazıklar , su depoları ve beton boruların imalatında kullanılır .
Ardgermeli beton
Ardgermeli beton , çevreleyen beton yapı döküldükten sonra tendonların gerildiği bir öngerilmeli beton çeşididir .
Tendonlar betonla doğrudan temas halinde yerleştirilmez, ancak beton yapının içine dökülen veya yanına yerleştirilen koruyucu bir manşon veya kanal içinde kapsüllenir. Bir tendonun her bir ucunda, çevreleyen betona sıkıca sabitlenmiş bir ankraj tertibatı bulunur. Beton döküldükten ve sabitlendikten sonra, tendon uçları betona bastırılırken ankrajlardan çekilerek tendonlar gerilir ("gerilir"). Tendonları germek için gereken büyük kuvvetler, tendon ankrajda "kilitlendiğinde" betona uygulanan önemli bir kalıcı sıkıştırma ile sonuçlanır. Tendon uçlarını ankraja kilitleme yöntemi, tendon bileşimine bağlıdır, en yaygın sistemler "düğme başlı" ankraj (tel tendonlar için), ayrık kama ankraj (iplik tendonları için) ve dişli ankrajdır ( çubuk tendonlar için).
.jpg)
Tendon kapsülleme sistemleri, plastik veya galvanizli çelik malzemelerden yapılır ve iki ana tipte sınıflandırılır: tendon elemanının daha sonra, gerilmeden sonra kanalın iç derzlenmesiyle çevreleyen betona yapıştırıldığı sistemler ( bağlı ardgerme); ve tendon elemanı sürekli olduğu bileşikler de genellikle vasıtasıyla, çevreleyen betondan bağlanmış yağlı tendon şeritlerin üzerinden kılıfın ( bağlanmamış ardgerme).
Tendon kanallarının/kovanlarının herhangi bir gerilim oluşmadan betona dökülmesi, dikey ve/veya yatay eğrilik dahil olmak üzere istenen herhangi bir şekle kolayca "profillenmesine" izin verir . Tendonlar gerildiğinde, bu profilleme , sertleşmiş betona uygulanan reaksiyon kuvvetleriyle sonuçlanır ve bunlar, yapıya sonradan uygulanan herhangi bir yüklemeye karşı koymak için faydalı bir şekilde kullanılabilir.
Gümrüklü ard gerdirme
Bağlanmış ardgermede, tendon sürekli çevreleyen betona bağlanmıştır yerinde enjeksiyon (tendon germe sonra) kendi içine alıcı kanal sisteminin. Bu enjeksiyon üç ana amaç için yapılır: tendonları korozyona karşı korumak ; tendon ön gerilimini kalıcı olarak "kilitlemek", böylece uç ankraj sistemlerine olan uzun vadeli bağımlılığı ortadan kaldırmak; ve nihai beton yapının belirli yapısal davranışlarını iyileştirmek .
Bağlanmış ard gerdirme , çoğunlukla demetlenmemiş olarak kullanılan çubuklar hariç olmak üzere, tek bir tendon kanalı içine yerleştirilmiş eleman demetlerinden (örneğin, teller veya teller) oluşan tendonları karakteristik olarak kullanır . Bu demetleme, daha verimli tendon montajı ve derz dolgu işlemleri sağlar, çünkü her tam tendon yalnızca bir uç ankraj seti ve bir enjeksiyon işlemi gerektirir. Kanal, plastik (örneğin, polietilen ) veya galvanizli çelik gibi dayanıklı ve korozyona dayanıklı bir malzemeden imal edilmiştir ve kesit olarak yuvarlak veya dikdörtgen/oval olabilir. Kullanılan tendon boyutları, tipik olarak tendon başına 2 ila 6 tel kullanan inşaat işlerinden, tendon başına 91'e kadar tel kullanan özel baraj işlerine kadar, uygulamaya büyük ölçüde bağlıdır .
Bağlanmış tendonların imalatı genellikle sahada gerçekleştirilir, uç ankrajların kalıba takılması , tendon kanallarının gerekli eğrilik profillerine yerleştirilmesi ve kanal boyunca şeritlerin veya tellerin oyulması (veya diş açılması) ile başlar. Betonlama ve gerdirmenin ardından, kanallar basınçla derzlenir ve tendon gerilme uçları korozyona karşı sızdırmaz hale getirilir .
Bağlanmamış ard gerdirme
Bağlanmamış ard gerdirme, tendonların betona göre kalıcı uzunlamasına hareket serbestliğine izin vermesiyle, yapıştırılmış ardgerme işleminden farklıdır . Bu, en yaygın olarak, her bir tendon elemanının , genellikle lityum bazlı , korozyon önleyici bir gres ile doldurulmuş plastik bir kılıf içine yerleştirilmesiyle elde edilir . Tendonun her iki ucundaki ankrajlar, germe kuvvetini betona aktarır ve yapının ömrü boyunca bu rolü güvenilir bir şekilde yerine getirmesi gerekir.
Bağlanmamış ard gerdirme şu şekilde olabilir:
- Doğrudan betonarme yapıya yerleştirilen bireysel kiriş tendonları (örneğin, binalar, zemin plakaları)
- Tek tek yağlanmış ve kaplanmış demetlenmiş halatlar, betonun içine ya da bitişiğine yerleştirilen bir kapsülleyici kanal içinde tek bir tendon oluşturur (örneğin, gerilebilir ankrajlar, harici art-germe)
Münferit halatlı tendonlar için, ek bir tendon kanalı kullanılmaz ve yapıştırılmış ard gerdirmeden farklı olarak herhangi bir ardgerme enjeksiyonu işlemi gerekmez. Tellerin kalıcı korozyon koruması, kombine gres, plastik kaplama ve çevreleyen beton katmanları tarafından sağlanır. Tellerin tek bir bağlanmamış tendon oluşturacak şekilde bir araya getirildiği durumlarda, plastik veya galvanizli çelikten bir zarflama kanalı kullanılır ve gerilmeden sonra iç boş alanları derzlenir. Bu sayede gres, plastik kaplama, harç, dış kaplama ve çevreleyen beton katmanlar aracılığıyla ek korozyon koruması sağlanır.
Tek tek yağlanmış ve kaplanmış tendonlar genellikle bir ekstrüzyon işlemi ile saha dışında üretilir . Çıplak çelik şerit bir yağlama odasına beslenir ve ardından erimiş plastiğin sürekli bir dış kaplama oluşturduğu bir ekstrüzyon ünitesine geçirilir. Bitmiş teller, proje için gerektiği gibi boydan boya kesilebilir ve "çıkmaz" ankraj düzenekleri ile donatılabilir.
Bağlı ve bağlı olmayan ard gerdirme arasındaki karşılaştırma
Hem bağlı hem de bağlı olmayan ardgerme teknolojileri dünya çapında yaygın olarak kullanılmaktadır ve sistem seçimi genellikle bölgesel tercihler, yüklenici deneyimi veya alternatif sistemlerin mevcudiyeti tarafından belirlenir. Her ikisi de tasarımcının yapısal dayanım ve hizmet gereksinimlerini karşılayan kod uyumlu, dayanıklı yapılar sunabilir.
Bağlı ard gerdirmenin, bağlanmamış sistemlere göre sunabileceği avantajlar şunlardır:
- Uç-ankraj bütünlüğüne daha az güven
Germe ve enjeksiyonun ardından, yapıştırılmış tendonlar, yüksek mukavemetli harç ile tüm uzunlukları boyunca çevreleyen betona bağlanır . Kürlendikten sonra, bu harç çok kısa bir mesafe içinde (yaklaşık 1 metre) tüm tendon gerilme kuvvetini betona aktarabilir. Sonuç olarak, tendonun yanlışlıkla kesilmesi veya bir uç ankrajın başarısız olması, tendon performansı üzerinde yalnızca çok lokalize bir etkiye sahiptir ve neredeyse hiçbir zaman ankrajdan tendonun çıkmasına neden olmaz. - Artan nihai mukavemet de esneme
bağlı sonrası germe ile, herhangi bir dirsek yapısı direkt olarak tendon tarafından direnç suşları (herhangi bir suşu, yeniden dağılım meydana gelir, yani) aynı yerde. Bu , tendonlarda bağlanmamış hallerine göre önemli ölçüde daha yüksek gerilme gerilmeleri ile sonuçlanır , bu da tam akma mukavemetlerinin gerçekleşmesine izin verir ve daha yüksek bir nihai yük kapasitesi üretir. - Geliştirilmiş çatlak kontrolü
Beton çatlamasının mevcudiyetinde , yapıştırılmış tendonlar geleneksel donatıya (inşaat demiri) benzer şekilde tepki verir. Çatlağın her iki tarafında betona sabitlenen tendonlarla, bağlanmamış tendonlara göre çatlak genleşmesine karşı daha fazla direnç sağlanır ve birçok tasarım kodunun bağlı art-germe için azaltılmış donatı gereksinimlerini belirtmesine izin verir. - Geliştirilmiş yangın performansı
Birleştirilmiş tendonlarda gerilim yeniden dağılımının olmaması, herhangi bir lokal aşırı ısınmanın genel yapı üzerindeki etkisini sınırlayabilir. Sonuç olarak, yapıştırılmış yapılar, yangın koşullarına dayanma kapasitesi, bağlanmamış yapılara göre daha yüksek olabilir.
Bağsız ard gerdirmenin, bağlı sistemlere göre sunabileceği faydalar şunlardır:
- Prefabrike
olma yeteneği Bağlanmamış tendonlar, uç ankrajlarla birlikte saha dışında kolayca prefabrike edilebilir, bu da inşaat sırasında daha hızlı kurulumu kolaylaştırır. Bu üretim süreci için ek teslim süresine izin verilmesi gerekebilir. - Artırılmış saha üretkenliği
Bağlanmış yapılarda gerekli olan ardgerme sonrası enjeksiyon işleminin ortadan kaldırılması, bağsız ardgerme işleminin saha-işçilik verimliliğini artırır. - Geliştirilmiş kurulum esnekliği
Birleştirilmemiş tek telli tendonlar, kurulum sırasında bağlı kanallara göre daha fazla taşıma esnekliğine sahiptir ve bu da, hizmet geçişleri veya engellerin etrafından daha fazla sapma yapmalarına olanak tanır. - Azaltılmış beton kaplama
Bağlanmamış tendonlar, daha küçük boyutları ve artan korozyon koruması, beton yüzeyine daha yakın yerleştirilmesine izin verebileceğinden, beton eleman kalınlığında bir miktar azalmaya izin verebilir. - Daha basit değiştirme ve/veya ayarlama
Betondan kalıcı olarak izole edilmiş olan bağlanmamış tendonlar, hasar görmeleri veya hizmet sırasında kuvvet seviyelerinin değiştirilmesine ihtiyaç duymaları halinde, kolayca gerilmeleri, yeniden gerilmeleri ve/veya değiştirilebilirler. - Üstün aşırı yük performansı
Bağlı tendonlardan daha düşük bir nihai mukavemete sahip olmalarına rağmen, bağlanmamış tendonların gerilmeleri tüm uzunlukları boyunca yeniden dağıtma yeteneği onlara çökme öncesi üstün süneklik verebilir . Aşırı uçlarda, bağlanmamış tendonlar, yapısal bozulmadan önce önemli ölçüde daha fazla deformasyona izin vererek, saf bükülme yerine katener tipi bir harekete başvurabilir .
Tendon dayanıklılığı ve korozyon koruması
Uzun süreli dayanıklılık, yaygın kullanımı göz önüne alındığında, öngerilmeli beton için temel bir gerekliliktir. 1960'lardan beri hizmet içi öngerilmeli yapıların dayanıklılık performansı üzerine araştırmalar yapılmaktadır ve tendon koruması için korozyon önleyici teknolojiler, en eski sistemlerin geliştirilmesinden bu yana sürekli olarak geliştirilmiştir.
Öngerilmeli betonun dayanıklılığı, esas olarak, öngerilme tendonları içindeki herhangi bir yüksek mukavemetli çelik elemana sağlanan korozyon koruma seviyesi ile belirlenir. Ayrıca, ön gerilim kuvvetlerini korumak için bunların her ikisinin ankrajlarının gerekli olması nedeniyle, bağlanmamış tendonların veya kablo destekli sistemlerin uç-ankraj tertibatlarına sağlanan koruma da kritiktir. Bu bileşenlerden herhangi birinin başarısızlığı, ön gerilim kuvvetlerinin serbest kalmasına veya stres yaratan tendonların fiziksel olarak kopmasına neden olabilir.
Modern öngerilme sistemleri, aşağıdaki alanları ele alarak uzun süreli dayanıklılık sağlar:
- Tendon enjeksiyonu (bağlı tendonlar)
Bağlanmış tendonlar, çevreleyen beton içinde yer alan kanalların içine yerleştirilmiş demetlenmiş tellerden oluşur. Demetlenmiş tellere tam koruma sağlamak için, kanallar gerdirmeden sonra herhangi bir boşluk bırakmadan korozyon önleyici bir harçla basınçla doldurulmalıdır . - Tendon kaplama (
bağsız tendonlar) Bağlanmamış tendonlar, korozyon önleyici bir gres veya mumla kaplanmış ve dayanıklı, plastik bazlı tam uzunlukta bir manşon veya kılıfla donatılmış ayrı tellerden oluşur. Manşonun tendon uzunluğu boyunca hasarsız olması ve tendonun her iki ucundaki ankraj bağlantılarına tam olarak uzanması gerekir. - Çift katmanlı kapsülleme Sabitleme kabloları ve yeniden gerdirilebilir baraj ankrajları gibi
kalıcı izleme ve/veya kuvvet ayarlaması gerektiren öngerilme tendonları tipik olarak çift katmanlı korozyon koruması kullanır. Bu tür tendonlar, gresle kaplanmış ve manşonlu, bir demet demeti halinde toplanmış ve kapsülleyici polietilen dış kanalların içine yerleştirilmiş ayrı şeritlerden oluşur . Kanal içinde kalan boşluk, her bir şerit için çok katmanlı bir polietilen-harç-plastik-gres koruma bariyeri sistemi sağlayan, basınçla doldurulur. - Ankraj koruması
Tüm ardgermeli kurulumlarda, uç ankrajların korozyona karşı korunması esastır ve bağlanmamış sistemler için kritik öneme sahiptir.
Dayanıklılıkla ilgili birkaç olay aşağıda listelenmiştir:
- Ynys-y-Gwas köprüsü, West Glamorgan, Galler, 1985 1953'te uzunlamasına ve enine art gerdirme ile inşa edilmiş
tek açıklıklı, prekast-segmental bir yapı. Korozyon , segmentler arasındaki yerinde eklemleri geçtikleri yerde az korunan tendonlara saldırdı ve ani çökmeye yol açtı. - Scheldt Nehri köprüsü, Melle, Belçika, 1991 1950'lerde inşa edilmiş
üç açıklıklı öngerilmeli konsol yapısı . Yan dayanaklardaki yetersiz beton kaplama , ana köprü açıklığının aşamalı olarak bozulmasına ve bir kişinin ölümüne yol açan, bağlantı kablolarının korozyonuna neden oldu. -
Birleşik Krallık Karayolları Ajansı , 1992
İngiltere'deki çeşitli köprülerde tendon korozyonunun keşfedilmesinin ardından, Karayolları Ajansı yeni içten dolgulu ardgermeli köprülerin inşası konusunda bir moratoryum yayınladı ve mevcut ardgermeli köprüsünde 5 yıllık bir denetim programı başlattı Stok. Moratoryum 1996 yılında kaldırıldı. - Yaya köprüsü, Charlotte Motor Yarış Pisti , Kuzey Karolina, ABD, 2000
1995 yılında inşa edilmiş çok açıklıklı bir çelik ve beton yapı. İnşaatı hızlandırmak için tendon harcına izin verilmeyen bir kimyasal eklendi, bu da ön gerilimli tellerin korozyona uğramasına ve kirişlerin aniden çökmesine neden oldu. bir açıklık, birçok seyirciyi yaraladı. -
Hammersmith Flyover Londra, İngiltere, 2011
1961'de inşa edilen on altı açıklıklı öngerilmeli yapı. Öngerilme tendonlarının bazılarında yoldaki buz çözücü tuzlardan kaynaklanan korozyon tespit edildi ve ek araştırmalar yapılırken yolun ilk kapatılmasını gerektirdi. Müteakip onarımlar ve harici ardgerme kullanılarak güçlendirme 2015 yılında gerçekleştirilmiş ve tamamlanmıştır. - Petrulla Viyadüğü, Sicilya, İtalya, 2014 Viyadüğün
bir açıklığı , ardgerme tendonlarının aşınması nedeniyle 7 Temmuz'da çöktü. - Cenova köprüsünün çökmesi , 2018. Ponte Morandi, payandalar, direkler ve güverte için öngerilmeli beton bir yapı, açıklık başına iki tane gibi çok az sayıda destek ve çelikten yapılmış payandalar için hibrit bir sistem ile karakterize edilen kablolu bir köprüydü. üzerine öngerilmeli beton kabukları dökülmüş kablolar. Beton sadece 10 MPa'ya kadar öngerilmeliydi, bu da gömülü çeliğin korozyonuna neden olan çatlaklara ve su girişine eğilimli olmasına neden oldu.
- Churchill Way üst geçitleri, Liverpool , İngiltere
Üst geçitler, denetimlerde düşük kaliteli beton, tendon korozyonu ve yapısal bozulma belirtileri ortaya çıktıktan sonra Eylül 2018'de kapatıldı. 2019'da yıkıldılar.
Uygulamalar
Öngerilmeli beton, iki ana bileşeninin neredeyse ideal bir kombinasyonu olmasının bir sonucu olarak çok yönlü bir yapı malzemesidir: yüksek mukavemetli çelik, tam mukavemetinin kolayca gerçekleştirilebilmesi için ön gerdirilmiş; ve çekme kuvvetleri altında çatlamayı en aza indirmek için önceden sıkıştırılmış modern beton. Geniş uygulama yelpazesi, binalar, köprüler, barajlar, temeller, kaldırımlar, kazıklar, stadyumlar, silolar ve tanklar dahil olmak üzere yapı ve inşaat mühendisliğinin çoğu alanını kapsayan ana tasarım kodlarına dahil edilmesinde yansıtılmaktadır.
Bina yapıları
Bina yapıları tipik olarak çok çeşitli yapısal, estetik ve ekonomik gereksinimleri karşılamak için gereklidir. Bunlar arasında önemli olanlar şunlardır: minimum sayıda (müdahaleci) destek duvarları veya kolonları; düşük yapısal kalınlık (derinlik), hizmetler için alan veya yüksek yapılarda ek katlar için alan sağlar; özellikle çok katlı binalar için hızlı inşaat döngüleri; ve bina sahibinin yatırım getirisini en üst düzeye çıkarmak için birim alan başına düşük maliyet.
Betonun ön gerilmesi, hizmet içi yüklemelere karşı koymak için yapıya "yük dengeleme" kuvvetlerinin eklenmesine izin verir. Bu, bina yapılarına birçok fayda sağlar:
- Aynı yapısal derinlik için daha uzun açıklıklar
Yük dengeleme, daha düşük hizmet içi sapmalarla sonuçlanır, bu da yapısal derinliğe eklenmeden açıklıkların arttırılmasına (ve desteklerin sayısının azaltılmasına) izin verir. - Azaltılmış yapısal kalınlık
Belirli bir açıklık için, daha düşük hizmet içi sapmalar, daha ince yapısal bölümlerin kullanılmasına izin verir ve bu da, zeminden zemine daha düşük yüksekliklere veya bina hizmetleri için daha fazla alana neden olur. - Daha hızlı soyma süresi
Tipik olarak, öngerilmeli beton yapı elemanları beş gün içinde tamamen gerilir ve kendi kendini destekler. Bu noktada, kalıplarını söküp binanın bir sonraki bölümüne yeniden konuşlandırarak inşaat "döngü sürelerini" hızlandırabilirler. - Azaltılmış malzeme maliyetleri
Azaltılmış yapısal kalınlık, azaltılmış geleneksel takviye miktarları ve hızlı inşaat kombinasyonu, genellikle alternatif yapısal malzemelere kıyasla bina yapılarında önemli maliyet avantajları gösteren öngerilmeli betonla sonuçlanır.
Öngerilmeli betondan inşa edilen bazı önemli bina yapıları şunlardır: Sidney Opera Binası ve Dünya Kulesi , Sidney; St George Wharf Kulesi , Londra; CN Kulesi , Toronto; Kai Tak Kruvaziyer Terminali ve Uluslararası Ticaret Merkezi , Hong Kong; Ocean Heights 2 , Dubai; Eureka Kulesi , Melbourne; Torre Espacio , Madrid; Guoco Kulesi (Tanjong Pagar Merkezi), Singapur; Zagreb Uluslararası Havalimanı , Hırvatistan; ve Capital Gate , Abu Dabi BAE.
ICC kulesi , Hong Kong
484m 2010
Guoco Kulesi, Singapur
290m 2016
Sidney Opera Binası
1973
Kai Tak Terminali
Hong Kong 2013
Dünya Kulesi , Sidney
230m 2004
Ocean Heights 2 , Dubai
335m 2016
Eureka Kulesi , Melbourne
297m 2006
Torre Espacio , Madrid
230m 2008
Capital Gate , Abu Dabi
18° eğimli 2010
_06.jpg)
Sivil yapılar
Köprüler
Beton, köprüler için en popüler yapı malzemesidir ve öngerilmeli beton sıklıkla kullanılmaktadır. 1940'larda ağır hizmet köprülerinde kullanım için araştırıldığında, bu tip köprünün daha geleneksel tasarımlara göre avantajları, daha az canlı olmasıyla birlikte daha hızlı kurulması, daha ekonomik ve daha uzun ömürlü olmasıydı. Bu şekilde inşa edilen ilk köprülerden biri 1946 yılında İngiltere'de inşa edilen bir demiryolu köprüsü olan Adam Viyadüğü'dür . 1960'lara gelindiğinde, öngerilmeli beton, Birleşik Krallık'taki betonarme köprülerin yerini büyük ölçüde aldı ve kutu kirişler baskın biçim oldu.
Yaklaşık 10 ila 40 metre (30 ila 130 ft) arasındaki kısa açıklıklı köprülerde, öngerme, öngermeli öngermeli kirişler veya kalaslar biçiminde yaygın olarak kullanılır . Yaklaşık 40 ila 200 metre (150 ila 650 ft) arasındaki orta uzunlukta yapılar, tipik olarak prekast-segmental, yerinde dengeli konsol ve kademeli olarak başlatılan tasarımlar kullanır . En uzun köprüler için, öngerilmeli beton güverte yapıları genellikle kablolu tasarımların ayrılmaz bir parçasını oluşturur .
Barajlar
Beton barajlar, 1930'ların ortalarından bu yana yükselmeye karşı koymak ve genel stabilitelerini artırmak için öngerilmeyi kullandı. Öngerilme aynı zamanda, yapısal güçlendirme gibi veya kret veya dolu savak yüksekliklerini yükseltirken olduğu gibi, baraj iyileştirme işlerinin bir parçası olarak da sıklıkla güçlendirilir.
En yaygın olarak, baraj ön gerilmesi, barajın beton yapısına ve/veya alttaki kaya tabakalarına delinmiş ardgermeli ankrajlar şeklini alır. Bu tür ankrajlar tipik olarak yüksek gerilimli demetlenmiş çelik şeritlerin veya tek tek dişli çubukların tendonlarını içerir. Tendonlar, uzak (iç) uçlarında betona veya kayaya derzlenir ve dış uçlarında, tendonun gerilme sırasında gerilmesine izin veren önemli bir "bağları çözülmüş" serbest uzunluğa sahiptir. Tendonlar, gerildikten sonra çevreleyen betona veya kayaya tam uzunlukta bağlanabilir veya (daha yaygın olarak) uzun vadeli yük izleme ve yeniden gerilmeye izin vermek için serbest uzunluk boyunca korozyon önleyici gres içinde kalıcı olarak kapsüllenmiş şeritlere sahip olabilir.
Silolar ve tanklar
Silolar ve tanklar gibi dairesel depolama yapıları, depolanan sıvılar veya dökme katılar tarafından üretilen dışarı doğru basınçlara doğrudan direnmek için ön gerilim kuvvetlerini kullanabilir. Yatay olarak kavisli tendonlar, yapı üzerinde dikey olarak aralıklı bir dizi çember oluşturmak için beton duvarın içine yerleştirilmiştir. Gerildiğinde, bu tendonlar yapıya hem eksenel (basınç) hem de radyal (içe doğru) kuvvet uygular ve bu, sonraki depolama yüklerine doğrudan karşı koyabilir. Ön gerilimin büyüklüğü, yüklemeler tarafından üretilen çekme gerilimlerini her zaman aşacak şekilde tasarlanırsa, duvar betonunda su geçirmez, çatlaksız bir yapının korunmasına yardımcı olan kalıcı bir artık sıkıştırma olacaktır.
Nükleer ve patlama
Öngerilmeli beton, nükleer reaktör kapları ve muhafaza binaları gibi yüksek basınçlı muhafaza yapıları ve petrokimya tank patlatma muhafaza duvarları için güvenilir bir yapı malzemesi olarak kurulmuştur. Bu tür yapıları iki eksenli veya üç eksenli sıkıştırmanın ilk durumuna yerleştirmek için ön gerilim kullanmak, bunların beton çatlamasına ve sızıntıya karşı direncini artırırken, aynı zamanda kontrollü, fazla ve izlenebilir bir basınç sınırlama sistemi sağlar.
Nükleer reaktör ve muhafaza kapları, genel olarak, reaktör çekirdeğini tamamen sarmak için yatay veya dikey olarak kavisli ayrı gerdirilmiş tendon setleri kullanacaktır. Sıvı doğal gaz (LNG) tankları gibi patlama muhafaza duvarları, normalde, eksenel duvar ön gerilimi için dikey olarak ilmekli tendonlarla kombinasyon halinde muhafaza için yatay olarak kavisli çember tendon katmanlarını kullanacaktır.
Sert zeminler ve kaldırımlar
Ağır yüklü beton zemin döşemeleri ve kaldırımlar, çatlamaya ve ardından trafik kaynaklı bozulmaya karşı hassas olabilir. Sonuç olarak, ön sıkıştırması betona hizmet içi yükleme tarafından oluşturulan çatlamaya neden olan çekme gerilmelerine dayanma yeteneği sağladığından, öngerilmeli beton bu tür yapılarda düzenli olarak kullanılır. Bu çatlama direnci, aynı zamanda, tek tek döşeme bölümlerinin geleneksel olarak betonarme betona göre daha büyük dökümlerde inşa edilmesini sağlayarak, daha geniş derz aralıkları, azaltılmış derz maliyetleri ve daha az uzun vadeli derz bakım sorunları ile sonuçlanır. İnşaat hızı ve kalitesinin bu teknik için faydalı olduğu belirtilmiş olan yol kaplamaları için prekast öngerilmeli betonun kullanımı konusunda da ilk çalışmalar başarıyla yürütülmüştür.
Öngerilmeli beton kullanılarak inşa edilen bazı önemli sivil yapılar şunlardır: Gateway Bridge , Brisbane Avustralya; Incheon Köprüsü , Güney Kore; Roseires Barajı , Sudan; Wanapum Barajı , Washington, ABD; LNG tankları , South Hook, Galler; Çimento siloları , Brevik Norveç; Autobahn A73 köprüsü , Itz Vadisi, Almanya; Ostankino Kulesi , Moskova, Rusya; CN Kulesi , Toronto, Kanada; ve Ringhals nükleer reaktörü , Videbergshamn İsveç.
Ağ Geçidi Köprüsü
Brisbane, Aust.
Incheon Köprüsü
Güney Kore
Otoban A73
Itz Vadisi, Almanya
Ostankino Kulesi
Moskova, Rusya
CN Kulesi
Toronto, Kanada
Norcem siloları
Brevik, Norveç
Roseires Barajı
Ad Damazin , Sudan
Wanapum Barajı
Washington, ABD
LNG tankları
South Hook, Galler
Ringhals nükleer santrali
Videbergshamn, İsveç
Tasarım ajansları ve yönetmelikleri
Dünya çapında, öngerilmeli beton yapıların tasarımında ve yapımında en iyi uygulamaları teşvik etmek için birçok profesyonel kuruluş bulunmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri'nde, bu tür kuruluşlar arasında Post-Tensioning Institute (PTI) ve Prefabrik/Öngerilmeli Beton Enstitüsü (PCI) bulunmaktadır. Benzer kuruluşlar arasında Kanada Prefabrik/Öngerilmeli Beton Enstitüsü (CPCI), İngiltere'nin Ard Germe Derneği, Avustralya Ard Germe Enstitüsü ve Güney Afrika Ard Germe Birliği bulunmaktadır. Avrupa'da benzer ülke bazlı dernekler ve kurumlar var.
Bu kuruluşların bina yönetmeliklerinin veya standartlarının otoritesi olmadığını, daha çok öngerilmeli beton tasarımının, kuralların ve en iyi uygulamaların anlaşılmasını ve geliştirilmesini teşvik etmek için var olduklarını belirtmek önemlidir.
Takviye ve öngerilmeli tendonların detaylandırılması için kurallar ve gereksinimler, aşağıdakiler gibi bireysel ulusal kodlar ve standartlar tarafından belirlenir:
- Avrupa Standardı EN 1992 -2:2005 – Eurocode 2: Beton Yapıların Tasarımı;
- ABD Standardı ACI318 : Betonarme için Bina Kodu Gereksinimleri; ve
- Avustralya Standardı AS 3600-2009: Beton Yapılar.
Ayrıca bakınız
Referanslar
Dış bağlantılar
- 1930'dan 1945'e öngerilmeli betonun hikayesi: Avrupa Birliği'ne doğru bir adım
- Öngerilmeli Beton Köprü Ard Gerdirme Kanallarında Numune Alma, Değerlendirme ve Arızalı Harcı Geri Yükleme Yönergeleri Federal Karayolu İdaresi
- Tarihi Patentler ve Yirminci Yüzyıl Mimari Yapısının Güçlendirilmiş ve Öngerilmeli Beton ile Evrimi