Преднапрегнути бетон је тип бетона који је стратешки претходно оптерећен силама притиска да би се побољшала његова структурна чврстоћа и перформансе. Преднапрегнути бетон је један од најиновативнијих грађевинских материјала последњих година и револуционисао је модерну технологију градње и пројектовања.
Технике укључене у стварање преднапрегнутог бетона укључују употребу челичних тетива високе чврстоће који су затегнути унутар бетона. Ова метода повећава носивост бетона и побољшава његову отпорност на пуцање и скретање, што га чини разноврсним и популарним решењем у модерној конструкцији и дизајну.
Шта је преднапрегнути бетон?
Стварање преднапрегнутог бетона укључује његово сабијање, или „преднапрезање“ током производње како би се боље супротставио спољним силама када се постави на своје место. Компресија бетона се дешава са челичним тетивама које произвођачи постављају унутар или поред бетона како би побољшали његове перформансе. Произвођачи користе две главне врсте челичних тетива: претходно затегнуте тетиве и накнадно затегнуте тетиве.
Са претходно затегнутим тетивама, челичне нити или жице које се користе као тетиве се напрежу пре него што се бетон залије. Произвођачи развлаче тетиве између сидришта, а затим на њих примењују напетост. Када примене силу на тетиве, сипају бетон око њих. Како се бетон суши, пријања на тетиве. Претходно затегнути бетон је уобичајен за монтажне бетонске елементе као што су греде, зидови и плоче.
Накнадно затегнуте тетиве се напрежу након што се бетон очврсне. Када се бетон осуши, тетиве се додају у канал унутар бетона и затегну се хидрауличним дизалицама. Тетиве су усидрене да одржавају напетост. Накнадно затегнуте тетиве су чешћи за бетонске конструкције од ливеног на месту и нуде већу флексибилност дизајна.
Иновације у преднапрегнутом бетону
Ране технике за ојачавање бетона челиком појавиле су се током касног 19. и почетка 20. века. Неки од најранијих преднапрегнутих дизајна дошли су кроз рад француског грађевинског инжењера Еугенеа Фреисиннет-а који је учинио много да унапреди идеје о преднапрезању бетона. Белгијски инжењер Густав Магнел и немачки инжењер Еуген Морсцх касније су самостално увели и развили концепт преднапрегнутог бетона 1930-их.
Институт за преднапрегнути бетон је основан у Сједињеним Државама 1954. Ова организација је одиграла важну улогу у унапређењу знања и техника у индустрији преднапрегнутог бетона. Данас сличне организације постоје широм света у Канади, Великој Британији, Аустралији, Јужној Африци и Европи.
Током година, важан напредак у материјалима и производњи створио је нове иновације у технологији преднапрегнутог бетона. Развој челичних тетива високе чврстоће и побољшани системи сидрења повећали су чврстоћу преднапрегнутог бетона. Компјутерски потпомогнуто пројектовање и побољшана технологија такође су побољшали тачност и оптимизацију претходно напрегнутих конструкција.
Употреба претходно напрегнутог бетона
Постоје бројне и широке примене за преднапрегнути бетон због својих предности.
Мостови
Преднапрегнути бетон је популаран у конструкцији мостова због своје способности да пређе велике удаљености и огромне снаге. Преднапрегнути мостови могу да се протежу на велике удаљености уз одржавање структуралног интегритета и минимизирања броја потребних потпорних стубова.
Зграде
Архитекте увелико користе преднапрегнути бетон у дизајну високих зграда, посебно у елементима као што су подне плоче, стубови и греде. Повећано носиво оптерећење преднапрегнутог бетона значи да омогућава дуже распоне и смањује потребу за средњом подршком, што такође представља значајну уштеду. Популаран је и за стамбене и пословне зграде.
Нуклеарна и експлозијска постројења
Инжењери су почели да се ослањају на снагу претходно напрегнутог бетона у структурама заштите под високим притиском као што су нуклеарна постројења и петрохемијске структуре резервоара за експлозију. За ове употребе, произвођачи креирају специјализоване преднапрегнуте компоненте како би повећали њихову отпорност на пуцање и цурење.
Паркинг конструкције и тротоари
Паркинг гараже и тротоари су подложни константном оптерећењу, тако да инжењери редовно користе преднапрегнути бетон како би минимизирали пуцање и осигурали дугорочне перформансе. Ова отпорност на пукотине омогућава градитељима да сипају веће плоче него што би могли са обичним армираним бетоном. Ово омогућава већи размак спојева како би се смањили трошкови спајања и одржавање спојева.
Структуре везане за воду
Вода врши огроман притисак и трење, тако да су апликације за воду идеалне за преднапрегнути бетон. Преднапрегнути бетон је уобичајен за употребу у бранама и приобалним структурама као што су нафтне платформе, ветроелектране и приобална инфраструктура. У овим применама је од виталног значаја да се заштита од корозије примени на све изложене челичне тетиве како би се обезбедила дугорочна издржљивост.
Стадиони и спортски објекти
Дуг распон и висока чврстоћа преднапрегнутог бетона чине га идеалним за арене, стадионе и друге спортске објекте. Пошто преднапрегнути бетон не захтева толико подршке, архитекте могу да дозволе више отвореног простора за несметано гледање и отворене распореде за флексибилне распореде седења.
Квалитети преднапрегнутог бетона
Преднапрегнути бетон има многе вредне квалитете које га чине идеалним грађевинским материјалом за одређене дизајне, али постоје и недостаци које градитељи такође морају узети у обзир када одлучују о оптималном грађевинском материјалу за употребу.
Снага
Преднапрегнути бетон нуди повећану чврстоћу у поређењу са другим врстама армираног бетона. Преднапрезање уводи компримоване силе које се супротстављају спољним силама, омогућавајући конструкцију са дужим распонима и већим капацитетима оптерећења.
Побољшана издржљивост
Преднапрезање овог типа бетона помаже да се минимизира пуцање, извијање и деформација због великих оптерећења. То значи повећану издржљивост и отпорност на спољашње факторе који би нарушили интегритет њене структуре, укључујући скупљање, пузање и замор. Правилно одржаван, преднапрегнути бетон има дужи век трајања од других бетона.
Структурна ефикасност
Чврстоћа преднапрегнутог бетона значи да градитељи могу користити мање овог материјала да би постигли исте задатке као и други бетони. Чврстоћа преднапрегнутог бетона такође омогућава мању структурну подршку. Овај квалитет штеди градитељима време и новац и омогућава архитектама већу флексибилност у дизајну.
Свестраност дизајна
Архитекте и градитељи користе преднапрегнути бетон у широком спектру примена. Довољно је свестран да га дизајнери могу користити у изградњи мостова, зграда, паркинг објеката, апликација везаних за воду и индустријских објеката. Подржава многе стилове дизајна и омогућава креативне и иновативне дизајне.
Одрживост
Производња бетона је индиректно повезана са нагомилавањем гасова стаклене баште, јер је производња клинкера у цементу енергетски интензивна, али од свих врста бетона, преднапрегнути бетон је један од најодрживијих. Градитељи могу да користе мање овог материјала и његова издржљивост значи да не морају да обнављају ове структуре тако често као код нормалног бетона.
Отпоран на ватру
Генерално, бетон је материјал отпоран на ватру, али челичне тетиве у претходно напрегнутом бетону могу бити подложне пожару ако их бетон не штити. Ватра или чак повишене температуре могу ослабити преднапрезање у тетивама угрожавајући њихову снагу. Ватроотпорни премази или кућишта могу помоћи у побољшању перформанси отпорности на ватру.
Пројектовање и изградња комплекса
Дизајни који користе преднапрегнути бетон су сложенији од других бетонских конструкција. Ова врста бетона захтева специјализовано знање за пројектовање и изградњу како би се обезбедило правилно постављање тетива, затезање и анкерисање.
Тендон Протецтион
Кључ издржљивости и чврстоће преднапрегнутог бетона су челичне тетиве. Бетонске компаније константно унапређују начине на које штите челичне тетиве, укључујући фуговање тетива, премазивање тетива, двослојну капсулацију и заштиту од сидрења.
Ограничена модификација дизајна
Дизајн преднапрегнутог бетона је сложен. Једном када су тетиве затегнуте и усидрене, мало је могућности за промене. Све модификације морају бити структурално анализиране и изведене од стране обучених инжењера и висококвалификованих грађевинара.
Ако вам се свиђа наша страница, поделите је са својим пријатељима & Фејсбук