Forspennt steinsteypa er tegund steypu sem hefur verið beitt fyrirframhleðsla með þrýstikrafti til að bæta styrkleika og afköst hennar. Forspennt steinsteypa er eitt nýstárlegasta byggingarefni undanfarinna ára og það hefur gjörbylt nútíma byggingar- og hönnunartækni.
Tæknin sem felst í því að búa til forspennta steypu felur í sér notkun hástyrktar stálsinar sem eru spenntar innan steypunnar. Þessi aðferð eykur burðargetu steypunnar og bætir viðnám hennar gegn sprungum og sveigju, sem gerir hana að fjölhæfri og vinsælri lausn í nútíma smíði og hönnun.
Hvað er forspennt steinsteypa?
Gerð forspenna steypu felst í því að þjappa henni saman, eða „forspenna“ hana við framleiðslu svo hún vegi betur á móti utanaðkomandi kröftum þegar hún er sett á sinn stað. Þjöppun steypunnar gerist með stálsinum sem framleiðendur setja innan eða við hlið steypunnar til að bæta afköst hennar. Framleiðendur nota tvær megingerðir af sinum úr stáli: forspenntar sinar og eftirspenntar sinar.
Með forspenntum sinum eru stálþræðir eða vírar sem notaðir eru sem sinar spenntir áður en steypa er steypt. Framleiðendur teygja sinar á milli festinga og setja síðan spennu á þær. Þegar þeir beita krafti á sinarnar hella þeir steypunni í kringum þær. Þegar steypan þornar festist hún við sinarnar. Forspennt steypa er algengt fyrir forsteypta steypuhluta eins og bjálka, veggi og plötur.
Eftirspenntar sinar eru álagðar eftir að steypa hefur harðnað. Þegar steypan hefur þornað er sinunum bætt í rás innan steypunnar og spennt með vökvatjöppum. Sinarnir eru festir til að viðhalda spennunni. Eftirspenntar sinar eru algengari fyrir staðsteyptar steyptar mannvirki og bjóða upp á meiri sveigjanleika í hönnun.
Nýjungar í forspenntri steypu
Snemma tækni til að styrkja steinsteypu með stáli átti sér stað seint á 19. og snemma á 20. öld. Sumar af elstu forspennu hönnununum komu í gegnum vinnu franska byggingarverkfræðingsins Eugene Freysinnet sem gerði mikið til að koma fram hugmyndum um forspennu steypu. Belgíski verkfræðingurinn Gustave Magnel og þýski verkfræðingurinn Eugen Morsch kynntu og þróuðu síðar sjálfstætt hugmyndina um forspennta steinsteypu á þriðja áratug síðustu aldar.
Forspennusteypastofnunin var stofnuð í Bandaríkjunum árið 1954. Þessi stofnun gegndi mikilvægu hlutverki við að efla þekkingu og tækni í forspennu steypuiðnaðinum. Í dag eru svipaðar stofnanir til um allan heim í Kanada, Bretlandi, Ástralíu, Suður-Afríku og Evrópu.
Í gegnum árin hafa mikilvægar framfarir í efnum og framleiðslu skapað nýjar nýjungar í forspennu steyputækni. Þróun hástyrktar sina úr stáli og endurbætt festingarkerfi hafa aukið styrk forspennrar steypu. Tölvustuð hönnun og aukin tækni hefur einnig bætt nákvæmni og hagræðingu forspenntra mannvirkja.
Notkun á forspenntri steinsteypu
Það eru fjölmörg og víðtæk notkun fyrir forspennta steypu vegna kosta hennar.
Brýr
Forspennt steinsteypa er vinsæl í brúargerð vegna getu þess til að spanna langar vegalengdir og gífurlegs styrks. Forspenntar brýr geta spannað langar vegalengdir á meðan þær viðhalda burðarvirki og lágmarka fjölda nauðsynlegra stuðningsbryggja.
Byggingar
Arkitektar nota forspennta steinsteypu mikið í hönnun háhýsa, sérstaklega í þætti eins og gólfplötum, súlum og bjálkum. Aukið burðarálag á forspenntri steypu gerir það að verkum að það gerir kleift að taka lengri spennur og dregur úr þörf fyrir millistuðning sem einnig felur í sér verulegan kostnaðarsparnað. Það er vinsælt fyrir bæði íbúðarhúsnæði og atvinnuhúsnæði.
Kjarnorku- og sprengistöðvar
Verkfræðingar eru farnir að treysta á styrk forspennu steypu í háþrýstivörnum eins og kjarnorkuverum og jarðolíusprengingargeymum. Fyrir þessa notkun búa framleiðendur til sérhæfða forspennta íhluti til að auka viðnám þeirra gegn sprungum og leka.
Bílastæði mannvirki og gangstétt
Bílastæði og gangstéttir verða fyrir stöðugu álagi, svo verkfræðingar nota reglulega forspennta steypu til að lágmarka sprungur og tryggja langtíma frammistöðu. Þessi sprunguþol gerir byggingaraðilum kleift að steypa stærri plötur en þeir gætu með venjulegri járnbentri steinsteypu. Þetta gerir ráð fyrir breiðari millibili til að draga úr sameiningarkostnaði og sameiginlegu viðhaldi.
Vatnstengd mannvirki
Vatn hefur gífurlegan þrýsting og núning, svo vatnsnotkun er tilvalin fyrir forspennta steypu. Forspennt steinsteypa er algengt til notkunar í stíflur og mannvirki á ströndum eins og olíuborpöllum, vindorkuverum og innviðum á hafi úti. Það er mikilvægt í þessum forritum að tæringarvörn sé beitt á allar óvarðar stálsinar til að tryggja langtíma endingu.
Leikvangar og íþróttamannvirki
Langt span og mikil styrkleiki forspennusteypu gerir það að verkum að það er tilvalið fyrir leikvanga, leikvanga og önnur íþróttamannvirki. Vegna þess að forspennt steinsteypa þarfnast ekki eins mikils stuðnings geta arkitektar leyft meira opið rými fyrir óhindrað útsýni og opið skipulag fyrir sveigjanlegt sætisfyrirkomulag.
Eiginleikar forspennandi steypu
Forspennt steinsteypa hefur marga verðmæta eiginleika sem gera hana að kjörnu byggingarefni fyrir sérstakar hönnun, en það eru líka gallar sem byggingaraðilar verða einnig að hafa í huga þegar þeir ákveða ákjósanlega byggingarefni til að nota.
Styrkur
Forspennt steinsteypa býður upp á aukinn styrk miðað við aðrar gerðir af járnbentri steinsteypu. Forspennan kynnir þjappaða krafta sem vinna gegn utanaðkomandi kröftum sem gerir kleift að byggja með lengri span og meiri burðargetu.
Bætt ending
Forspenning þessarar steyputegundar hjálpar til við að lágmarka sprungur, beyglur og aflögun vegna mikils álags. Þetta þýðir aukna endingu og viðnám gegn utanaðkomandi þáttum sem myndu versna heilleika uppbyggingu þess, þar á meðal rýrnun, skrið og þreytu. Rétt viðhaldið, forspennt steinsteypa hefur lengri líftíma en önnur steinsteypa.
Byggingarhagkvæmni
Styrkur forspennusteypu gerir það að verkum að byggingaraðilar geta notað minna af þessu efni til að sinna sömu verkefnum og önnur steinsteypa. Styrkur forspennusteypu gerir einnig ráð fyrir minni burðarvirki. Þessi gæði sparar byggingarmönnum bæði tíma og peninga og gerir arkitektum meiri sveigjanleika í hönnun sinni.
Hönnun fjölhæfni
Arkitektar og byggingamenn nota forspennta steypu í margs konar notkun. Það er nógu fjölhæft fyrir hönnuði til að nota það við smíði brýr, bygginga, bílastæðamannvirkja, vatnstengdra forrita og iðnaðarmannvirkja. Það rúmar marga hönnunarstíla og gerir ráð fyrir skapandi og nýstárlegri hönnun.
Sjálfbærni
Framleiðsla á steinsteypu tengist óbeint uppsöfnun gróðurhúsalofttegunda þar sem framleiðsla á klinker í sementi er orkufrek en af öllum steyputegundum er forspennt steinsteypa ein sú sjálfbærasta. Byggingaraðilar geta notað minna af þessu efni og ending þess gerir það að verkum að þeir þurfa ekki að endurbyggja þessi mannvirki eins oft og með venjulegri steinsteypu.
Eldviðnám
Almennt er steypa eldþolið efni en stálsinar í forspenntri steypu geta verið viðkvæmar fyrir eldi ef steypan verndar þær ekki. Eldur eða jafnvel hækkað hitastig getur veikt forspennuna í sinunum og dregið úr styrk þeirra. Eldþolin húðun eða girðing getur hjálpað til við að bæta eldþol.
Flókin hönnun og smíði
Hönnun sem notar forspenna steypu er flóknari en önnur steypuhönnun. Þessi tegund af steypu krefst sérhæfðrar þekkingar við hönnun og byggingu til að tryggja rétta sinarsetningu, spennu og festingu.
Sinvörn
Lykillinn að endingu og styrk forspennu steypu eru stálsinar. Steypufyrirtæki eru að gera stöðugar umbætur á þann hátt að þau vernda stálsinarnar, þar með talið sinafúgun, sinhúð, tvílaga umhjúpun og festingarvörn.
Takmörkuð hönnunarbreyting
Forspenna steypuhönnun er flókin. Þegar sinar hafa verið spenntar og festar er lítill möguleiki á breytingum. Allar breytingar verða að vera skipulagsgreindar og framkvæmdar af þjálfuðum verkfræðingum og mjög hæfum byggingaraðilum.
Ef þér líkar við síðuna okkar vinsamlegast deildu með vinum þínum & Facebook
