Предварително напрегнатият бетон е вид бетон, който е стратегически предварително натоварен със сили на натиск, за да се подобри неговата структурна здравина и производителност. Предварително напрегнатият бетон е един от най-иновативните строителни материали през последните години и направи революция в съвременните строителни и дизайнерски технологии.
Техниките, включени в създаването на предварително напрегнат бетон, включват използването на високоякостни стоманени връзки, които са опънати в бетона. Този метод увеличава носещата способност на бетона и подобрява неговата устойчивост на напукване и деформация, което го прави универсално и популярно решение в съвременното строителство и дизайн.
Какво е предварително напрегнат бетон?
Създаването на предварително напрегнат бетон включва неговото компресиране или „предварително напрягане“ по време на производството, така че да противодейства по-добре на външните сили, когато бъде поставен на място. Компресията на бетона се извършва със стоманени връзки, които производителите поставят в или в съседство с бетона, за да подобрят неговата производителност. Производителите използват два основни вида стоманени сухожилия: предварително напрегнати сухожилия и последващо напрегнати сухожилия.
С предварително напрегнати жила, стоманени нишки или телове, използвани като сухожилия, се натоварват преди изливането на бетона. Производителите разтягат сухожилията между закрепванията и след това прилагат напрежение към тях. След като приложат сила върху сухожилията, те изливат бетона около тях. Тъй като бетонът изсъхва, той се придържа към сухожилията. Предварително напрегнатият бетон е обичаен за сглобяеми бетонни елементи като греди, стени и плочи.
Последващо опънатите връзки се натоварват след втвърдяването на бетона. След като бетонът изсъхне, сухожилията се добавят в канал в бетона и се опъват с хидравлични крикове. Сухожилията са закотвени, за да поддържат напрежението. Допълнително опънатите връзки са по-често срещани за бетонни конструкции от отлят на място и предлагат повече гъвкавост на дизайна.
Иновации в предварително напрегнатия бетон
Ранните техники за укрепване на бетон със стомана се появяват в края на 19-ти и началото на 20-ти век. Някои от най-ранните предварително напрегнати конструкции идват от работата на френския строителен инженер Eugene Freysinnet, който направи много за развитието на идеите за предварително напрегнат бетон. Белгийският инженер Гюстав Магнел и немският инженер Ойген Морш по-късно независимо представят и развиват концепцията за предварително напрегнат бетон през 30-те години на миналия век.
Институтът за предварително напрегнат бетон е основан в Съединените щати през 1954 г. Тази организация изигра важна роля в развитието на знанията и техниките в производството на предварително напрегнат бетон. Днес подобни организации съществуват по целия свят в Канада, Обединеното кралство, Австралия, Южна Африка и Европа.
През годините важният напредък в материалите и производството създадоха нови иновации в технологията за предварително напрегнат бетон. Разработването на високоякостни стоманени връзки и подобрените системи за закрепване увеличиха якостта на предварително напрегнатия бетон. Компютърно подпомогнатият дизайн и подобрената технология също подобриха точността и оптимизацията на предварително напрегнатите конструкции.
Използване на предварително напрегнат бетон
Има многобройни и широкообхватни приложения за предварително напрегнат бетон поради неговите предимства.
Мостове
Предварително напрегнатият бетон е популярен в мостовото строителство поради способността си да обхваща големи разстояния и огромната си здравина. Предварително напрегнатите мостове могат да се простират на големи разстояния, като същевременно поддържат структурната цялост и минимизират броя на необходимите опорни колони.
Сгради
Архитектите използват широко предварително напрегнат бетон в проектирането на високи сгради, особено в елементи като подови плочи, колони и греди. Увеличеното натоварване на предварително напрегнатия бетон означава, че той позволява по-дълги разстояния и намалява необходимостта от междинна опора, което също представлява значително спестяване на разходи. Популярен е както за жилищни, така и за търговски сгради.
Ядрени и взривни съоръжения
Инженерите започнаха да разчитат на здравината на предварително напрегнатия бетон в конструкции за задържане под високо налягане като ядрени централи и структури на нефтохимически взривни резервоари. За тези употреби производителите създават специализирани предварително напрегнати компоненти, за да увеличат тяхната устойчивост на напукване и изтичане.
Паркингови конструкции и настилки
Паркингите и тротоарите са подложени на постоянно натоварване, така че инженерите редовно използват предварително напрегнат бетон, за да сведат до минимум пукнатините и да осигурят дълготрайна работа. Тази устойчивост на пукнатини позволява на строителите да изливат по-големи плочи, отколкото биха могли с обикновен стоманобетон. Това позволява по-широко разстояние между фугите, за да се намалят разходите за свързване и поддръжката на фугата.
Конструкции, свързани с водата
Водата упражнява огромно налягане и триене, така че водните приложения са идеални за предварително напрегнат бетон. Предварително напрегнатият бетон е обичаен за използване в язовири и офшорни конструкции като нефтени платформи, вятърни паркове и офшорна инфраструктура. От жизненоважно значение при тези приложения е да се приложи защита от корозия върху всички открити стоманени жила, за да се осигури дългосрочна издръжливост.
Стадиони и спортни съоръжения
Големият обхват и високата якост на предварително напрегнатия бетон означават, че той е идеален за арени, стадиони и други спортни съоръжения. Тъй като предварително напрегнатият бетон не изисква толкова голяма опора, архитектите могат да позволят повече отворено пространство за безпрепятствено гледане и отворени оформления за гъвкави места за сядане.
Качества на предварително напрегнатия бетон
Предварително напрегнатият бетон има много ценни качества, които го правят идеален строителен материал за определени проекти, но има и недостатъци, които строителите също трябва да имат предвид, когато решават кой оптимален строителен материал да използват.
Сила
Предварително напрегнатият бетон предлага повишена якост в сравнение с други видове стоманобетон. Предварителното напрягане въвежда компресирани сили, които противодействат на външните сили, позволявайки конструкция с по-дълги разстояния и по-високи товароносимости.
Подобрена издръжливост
Предварителното напрягане на този тип бетон спомага за минимизиране на напукването, изкълчването и деформацията поради големи натоварвания. Това означава повишена издръжливост и устойчивост на външни фактори, които биха влошили целостта на структурата, включително свиване, пълзене и умора. Правилно поддържан, предварително напрегнатият бетон има по-дълъг живот от други видове бетон.
Структурна ефективност
Силата на предварително напрегнатия бетон означава, че строителите могат да използват по-малко от този материал, за да изпълнят същите задачи като другите бетони. Здравината на предварително напрегнатия бетон също позволява по-малко структурна опора. Това качество спестява време и пари на строителите и позволява на архитектите повече гъвкавост в техните проекти.
Гъвкавост на дизайна
Архитектите и строителите използват предварително напрегнат бетон в широк спектър от приложения. Той е достатъчно универсален, за да го използват дизайнерите при изграждането на мостове, сгради, паркинги, приложения, свързани с водата, и промишлени съоръжения. Той побира много стилове на дизайн и позволява креативни и иновативни дизайни.
устойчивост
Производството на бетон е косвено свързано с натрупването на парникови газове, тъй като производството на клинкер в цимент е енергоемко, но от всички видове бетон предварително напрегнатият бетон е един от най-устойчивите. Строителите могат да използват по-малко от този материал и неговата издръжливост означава, че не се налага да възстановяват тези конструкции толкова често, колкото при нормалния бетон.
Огнеустойчивост
Като цяло бетонът е огнеустойчив материал, но стоманените връзки в предварително напрегнатия бетон могат да бъдат податливи на пожар, ако бетонът не ги предпазва. Огън или дори повишени температури могат да отслабят предварителното напрежение в сухожилията, което компрометира тяхната здравина. Огнеустойчивите покрития или заграждения могат да помогнат за подобряване на огнеустойчивостта.
Комплексно проектиране и строителство
Проектите, използващи предварително напрегнат бетон, са по-сложни от другите бетонни дизайни. Този тип бетон изисква специализирани познания за проектиране и изграждане, за да се осигури правилното поставяне на сухожилията, опъването и анкерирането.
Защита на сухожилията
Ключът към издръжливостта и здравината на предварително напрегнатия бетон са стоманените връзки. Компаниите за бетон правят постоянни подобрения в начините, по които защитават стоманените сухожилия, включително фугиране на сухожилията, покритие на сухожилията, двуслойно капсулиране и защита на закрепване.
Ограничена модификация на дизайна
Конструкциите от предварително напрегнат бетон са сложни. След като сухожилията са опънати и закотвени, няма много възможности за промени. Всички модификации трябва да бъдат структурно анализирани и извършени от обучени инженери и висококвалифицирани строители.
Ако харесвате нашата страница, моля споделете с приятелите си & Facebook
