Spriegots betons ir betona veids, kas ir stratēģiski iepriekš noslogots ar spiedes spēkiem, lai uzlabotu tā konstrukcijas izturību un veiktspēju. Spriegots betons ir viens no inovatīvākajiem būvmateriāliem pēdējos gados, un tas ir radījis revolūciju mūsdienu būvniecības un projektēšanas tehnoloģijās.
Iepriekš spriegota betona radīšanā iesaistītās metodes ietver augstas stiprības tērauda cīpslu izmantošanu, kas ir nospriegotas betonā. Šī metode palielina betona nestspēju un uzlabo tā izturību pret plaisāšanu un deformāciju, padarot to par daudzpusīgu un populāru risinājumu mūsdienu būvniecībā un projektēšanā.
Kas ir spriegots betons?
Spriegota betona izveide ietver tā saspiešanu vai “iepriekšspriegošanu” ražošanas laikā, lai tas labāk pretotos ārējiem spēkiem, kad tas tiek ievietots vietā. Betona saspiešana notiek ar tērauda cīpslām, kuras ražotāji ievieto betonā vai blakus tam, lai uzlabotu tā veiktspēju. Ražotāji izmanto divus galvenos tērauda cīpslu veidus: iepriekš nospriegotas cīpslas un pēcspriegotas cīpslas.
Ar iepriekš nospriegotām cīpslām tērauda dzīslas vai stieples, ko izmanto kā cīpslas, tiek nospriegotas pirms betona liešanas. Ražotāji izstiepj cīpslas starp stiprinājumiem un pēc tam pieliek tām sasprindzinājumu. Kad tie pieliek spēku cīpslām, tie ap tiem ielej betonu. Betonam žūstot, tas pielīp pie cīpslām. Iepriekš nospriegots betons ir izplatīts saliekamajiem betona elementiem, piemēram, sijām, sienām un plātnēm.
Pēcspriegotās cīpslas tiek nospriegotas pēc betona sacietēšanas. Kad betons ir izžuvis, cīpslas tiek pievienotas betona kanālā un nospriegotas ar hidrauliskiem domkratiem. Cīpslas ir noenkurotas, lai saglabātu spriedzi. Pēcspriegotas cīpslas ir biežāk sastopamas lietām betona konstrukcijām un piedāvā lielāku dizaina elastību.
Inovācijas spriegotā betonā
Agrīnās metodes betona stiprināšanai ar tēraudu radās 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā. Dažas no agrākajām iepriekš nospriegotajām konstrukcijām tika izstrādātas, pateicoties franču būvinženiera Jūdžina Freisinē darbam, kurš daudz darīja, lai veicinātu spriegojuma betona idejas. Beļģu inženieris Gustavs Magnels un vācu inženieris Eižens Moršs vēlāk neatkarīgi ieviesa un attīstīja spriegotā betona koncepciju pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados.
Spriegotā betona institūts tika dibināts Amerikas Savienotajās Valstīs 1954. gadā. Šai organizācijai bija svarīga loma zināšanu un metožu pilnveidošanā spriegotā betona rūpniecībā. Mūsdienās līdzīgas organizācijas pastāv visā pasaulē Kanādā, Apvienotajā Karalistē, Austrālijā, Dienvidāfrikā un Eiropā.
Gadu gaitā nozīmīgi sasniegumi materiālu un ražošanas jomā ir radījuši jaunus jauninājumus spriegotā betona tehnoloģijā. Augstas stiprības tērauda cīpslu izstrāde un uzlabotas stiprinājumu sistēmas ir palielinājušas spriegotā betona izturību. Datorizētā projektēšana un uzlabotās tehnoloģijas ir arī uzlabojušas iepriekš nospriegoto konstrukciju precizitāti un optimizāciju.
Iepriekš spriegota betona izmantošana
Spriegotajam betonam ir daudz un plašs pielietojums tā priekšrocību dēļ.
Tilti
Spriegots betons ir populārs tiltu būvniecībā, jo tas spēj šķērsot lielus attālumus un tā milzīgo izturību. Iepriekš nospriegoti tilti var aptvert lielus attālumus, vienlaikus saglabājot konstrukcijas integritāti un samazinot nepieciešamo atbalsta balstu skaitu.
Ēkas
Arhitekti plaši izmanto spriegotu betonu daudzstāvu ēku projektēšanā, jo īpaši tādos elementos kā grīdas plātnes, kolonnas un sijas. Spriegotā betona palielinātā nestspēja nozīmē, ka tas pieļauj garākus laidumus un samazina vajadzību pēc starpbalsta, kas arī nodrošina ievērojamu izmaksu ietaupījumu. Tas ir populārs gan dzīvojamām, gan komerciālām ēkām.
Kodolenerģijas un spridzināšanas iekārtas
Inženieri ir paļāvušies uz spriegota betona izturību augstspiediena ierobežošanas konstrukcijās, piemēram, atomelektrostacijās un naftas ķīmijas strūklas tvertņu konstrukcijās. Šiem lietojumiem ražotāji izveido specializētas iepriekš nospriegotas sastāvdaļas, lai palielinātu to izturību pret plaisāšanu un noplūdi.
Autostāvvietu konstrukcijas un bruģis
Autostāvvietas garāžas un ietves ir pakļautas pastāvīgai slodzes slodzei, tāpēc inženieri regulāri izmanto iepriekš saspriegotu betonu, lai samazinātu plaisāšanu un nodrošinātu ilgstošu darbību. Šī plaisu izturība ļauj celtniekiem ieliet lielākas plātnes, nekā tas būtu iespējams ar parasto dzelzsbetonu. Tas nodrošina plašāku savienojumu atstarpi, lai samazinātu savienošanas izmaksas un šuvju apkopi.
Ar ūdeni saistītas struktūras
Ūdens rada milzīgu spiedienu un berzi, tāpēc ūdens izmantošana ir ideāli piemērota spriegotam betonam. Spriegots betons ir izplatīts izmantošanai aizsprostos un atklātā jūrā esošās konstrukcijās, piemēram, naftas ieguves platformās, vēja parkos un ārzonas infrastruktūrā. Šajos lietojumos ir ļoti svarīgi, lai visas atklātās tērauda cīpslas tiktu uzklātas pret koroziju, lai nodrošinātu ilgstošu izturību.
Stadioni un sporta objekti
Spriegotā betona lielais laidums un augstās izturības ietilpība nozīmē, ka tas ir ideāli piemērots arēnām, stadioniem un citām sporta iekārtām. Tā kā spriegotajam betonam nav nepieciešams tik liels atbalsts, arhitekti var nodrošināt vairāk brīvas vietas netraucētai skatīšanai un atvērtu izkārtojumu elastīgam sēdvietu izvietojumam.
Spriegota betona īpašības
Spriegotajam betonam ir daudz vērtīgu īpašību, kas padara to par ideālu būvmateriālu noteiktiem projektiem, taču ir arī trūkumi, kas jāņem vērā arī celtniekiem, izvēloties optimālo izmantojamo būvmateriālu.
Spēks
Spriegots betons nodrošina lielāku izturību salīdzinājumā ar citiem dzelzsbetona veidiem. Iepriekšējais nospriegojums rada saspiestus spēkus, kas neitralizē ārējos spēkus, ļaujot būvēt ar garākiem laidumiem un lielāku slodzes jaudu.
Uzlabota izturība
Šāda veida betona iepriekšēja nospriegošana palīdz samazināt plaisāšanu, izliekšanos un deformāciju lielas slodzes dēļ. Tas nozīmē palielinātu izturību un izturību pret ārējiem faktoriem, kas varētu pasliktināt tās struktūras integritāti, tostarp saraušanos, šļūdei un nogurumu. Pareizi koptam spriegotajam betonam ir ilgāks kalpošanas laiks nekā citam betonam.
Strukturālā efektivitāte
Spriegota betona stiprība nozīmē, ka celtnieki var izmantot mazāk šī materiāla, lai veiktu tos pašus uzdevumus kā citam betonam. Spriegota betona izturība ļauj arī mazāk atbalstīt konstrukciju. Šī kvalitāte ietaupa celtnieku laiku un naudu un ļauj arhitektiem elastīgāk izstrādāt projektus.
Dizaina daudzpusība
Arhitekti un celtnieki izmanto spriegotu betonu plašā pielietojuma klāstā. Tas ir pietiekami daudzpusīgs, lai dizaineri varētu to izmantot tiltu, ēku, stāvvietu konstrukciju, ar ūdeni saistīto lietojumu un rūpniecisko objektu celtniecībā. Tas ir piemērots daudziem dizaina stiliem un nodrošina radošu un novatorisku dizainu.
Ilgtspējība
Betona ražošana ir netieši saistīta ar siltumnīcefekta gāzu uzkrāšanos, jo klinkera ražošana cementā ir energoietilpīga, taču no visiem betona veidiem spriegots betons ir viens no ilgtspējīgākajiem. Būvnieki var izmantot mazāk šī materiāla, un tā izturība nozīmē, ka viņiem šīs konstrukcijas nav jāpārbūvē tik bieži kā ar parasto betonu.
Ugunsizturība
Parasti betons ir ugunsizturīgs materiāls, bet spriegotā betona tērauda cīpslas var būt jutīgas pret uguni, ja betons tās neaizsargā. Ugunsgrēks vai pat paaugstināta temperatūra var vājināt cīpslu priekšspriegumu, apdraudot to izturību. Ugunsizturīgi pārklājumi vai korpusi var palīdzēt uzlabot ugunsizturības veiktspēju.
Komplekss projektēšana un būvniecība
Konstrukcijas, kurās izmanto spriegotu betonu, ir sarežģītākas nekā citas betona konstrukcijas. Šāda veida betonam ir nepieciešamas īpašas zināšanas projektēšanai un celtniecībai, lai nodrošinātu pareizu cīpslu novietošanu, nospriegošanu un noenkurošanu.
Cīpslu aizsardzība
Spriegota betona izturības un stiprības atslēga ir tērauda cīpslas. Betona uzņēmumi pastāvīgi uzlabo tērauda cīpslu aizsardzību, tostarp cīpslu šuves, cīpslu pārklājumu, divslāņu iekapsulēšanu un stiprinājumu aizsardzību.
Ierobežota dizaina modifikācija
Spriegota betona konstrukcijas ir sarežģītas. Kad cīpslas ir nospriegotas un noenkurotas, izmaiņām ir maz iespēju. Jebkuras izmaiņas ir strukturāli jāanalizē un jāveic apmācītiem inženieriem un augsti kvalificētiem celtniekiem.
Ja jums patīk mūsu lapa, lūdzu, dalieties ar saviem draugiem & Facebook
