Setiap Jurutera Awam mesti tahu jawapan kepada soalan ini kerana ia dianggap sebagai soalan yang paling penting bagi Jurutera Awam.
Konkrit Prategasan adalah salah satu bahagian yang paling penting dalam pembinaan dan anda perlu dan anda mesti mempunyai pengetahuan yang betul mengenainya. Marilah kita memahaminya secara terperinci.
Struktur konkrit prategasan berbeza daripada struktur konkrit bertetulang konvensional kerana penggunaan beban awal pada struktur sebelum digunakan. Beban awal atau prategasan digunakan untuk membolehkan struktur mengatasi tekanan yang timbul dalam tempoh perkhidmatannya. Prestressing struktur diperkenalkan pada akhir abad kesembilan belas. Konsep prategasan wujud sebelum aplikasi dalam konkrit.
Dua contoh prategasan sebelum pembangunan konkrit prategasan disediakan
Pemasangan pita logam pada tong kayu Pita logam mendorong keadaan mampatan gelung awal, untuk mengatasi ketegangan gelung yang disebabkan oleh pengisian cecair di dalam tong
Pra-ketegangan di dalam roda basikal. Pra-ketegangan yang bercakap di dalam roda basikal diterapkan sedemikian rupa sehingga akan sentiasa ada ketegangan sisa dalam bercakap
Untuk konkrit, tekanan dalaman diinduksi (biasanya, melalui keluli tegangan) untuk sebab-sebab berikut. Kekuatan tegangan konkrit hanya sekitar 8% hingga 14% kekuatan mampatannya. Retak cenderung berkembang pada peringkat awal pemuatan anggota lentur seperti rasuk dan papak. Untuk mengelakkan retak tersebut, daya mampatan boleh digunakan dengan tepat pada arah tegak lurus. Prategasan meningkatkan kapasiti lenturan, ricih dan kilasan anggota lentur. Dalam paip dan tangki penyimpanan cecair, tegasan tegangan gelung boleh diatasi secara efektif dengan prategasan bulat.
Lakaran berikut menerangkan penggunaan prategasan.
Letakkan dan lenturkan rod keluli yang sederhana, sebelum menumpuk
Rajah-Prategasan rasuk konkrit oleh rod keluli ringan
Batang keluli yang ringan diregangkan dan konkrit dicurahkan di sekelilingnya. Selepas pengerasan konkrit, ketegangan dalam rod dikeluarkan. Batang akan cuba mengembalikan panjang asalnya, tetapi ini dicegah oleh konkrit di sekelilingnya yang mana keluli itu terikat. Oleh itu, konkrit kini berkesan dalam keadaan pra-mampatan. Ia mampu menahan tegangan tegangan, seperti yang timbul daripada beban yang ditunjukkan dalam lakaran berikut.
Tetapi, percubaan awal prategasan tidak berjaya sepenuhnya. Ia diperhatikan bahawa kesan prategasan dikurangkan dengan masa. Keupayaan menahan beban ahli terhad. Di bawah beban yang berterusan, ahli-ahli didapati gagal. Ini disebabkan sebab berikut. Mengecilkan konkrit dengan masa. Selain itu di bawah beban yang berterusan, ketegangan dalam peningkatan konkrit dengan peningkatan masa. Ini dikenali sebagai ketegangan rayapan. Pengurangan panjang disebabkan oleh rayap dan pengecutan juga terpakai kepada keluli tertanam, mengakibatkan kehilangan ketara dalam tegangan tegangan.
Bentuk Baja Prategasan
Wayar - Kawat prategasan adalah unit tunggal yang diperbuat daripada keluli.
Strands - Dua, tiga atau tujuh wayar luka untuk membentuk helai prategasan.
Tendon - Sekumpulan helai atau wayar terluka untuk membentuk tendon prategasan.
Kabel- Sekumpulan tendon membentuk kabel prategasan.
Bar-tendon boleh terdiri daripada bar keluli tunggal. Diameter bar adalah lebih besar daripada dawai.
Jenis Antara Muka Konkrit-Keluli
Tali terikat - Apabila ada ikatan yang mencukupi antara tendon prategasan dan konkrit, ia dipanggil tendon terikat. Tendon pasca-tegang yang terdegangan dan bergejolak adalah tendon terikat.
Tendon yang tidak dibina - Apabila tiada ikatan antara tendon prategasan dan konkrit, ia dipanggil tendon yang tidak terikat. Apabila grout tidak digunakan selepas post-tensioning, tendon itu adalah tendon yang tidak dibolehkan. Peringkat-peringkat Memuatkan Analisis ahli prategasan boleh berbeza untuk peringkat pemuatan yang berbeza.
Tahap pembebanan adalah seperti berikut.
1) Awal: Ia boleh dibahagikan kepada dua tahap.
a) Semasa ketegangan keluli
b) Pada pemindahan prategasan kepada konkrit.
2) Pertengahan: Ini termasuk beban semasa pengangkutan anggota prategasan.
3) Final: Ia boleh dibahagikan kepada dua tahap.
a) Pada perkhidmatan, semasa operasi.
b) Pada akhirnya, semasa peristiwa melampau
Kelebihan Prategasan
Prategasan konkrit mempunyai beberapa kelebihan berbanding dengan konkrit bertetulang tradisional (RC) tanpa prategasan. Seorang anggota konkrit prategasan biasanya tertakluk kepada pemampatan semasa hayat perkhidmatan. Ini membetulkan beberapa kekurangan konkrit. Teks berikut secara umum menyebut kelebihan anggota konkrit prategasan dengan ahli RC bersamaan. Untuk setiap kesan, manfaat disenaraikan.
Seksyen ini tetap tidak diselesaikan di bawah beban perkhidmatan.
Pengurangan kakisan keluli Meningkatkan ketahanan.
Seksyen penuh digunakan
Momen inersia yang lebih tinggi (kekakuan yang lebih tinggi)
Kurang ubah bentuk (kebolehpasaran yang lebih baik).
Meningkatkan kapasiti ricih.
Sesuai untuk digunakan dalam kapal tekanan, struktur penstabilan cecair. Memperbaiki prestasi (ketahanan) di bawah beban dinamik dan keletihan.
Nisbah rentang yang tinggi ke tahap yang lebih tinggi Rentang yang lebih besar mungkin dengan prategasan (jambatan, bangunan dengan ruang kosong bebas besar) Nilai tipikal nisbah rentang ke-mendalam di dalam papak diberikan di bawah.
Lereng tanpa prategasan 28: 1 Papak prategasan 45: 1 Untuk rentang yang sama, kurang kedalaman berbanding ahli RC.
Pengurangan berat badan sendiri.
Lebih banyak rayuan estetik kerana bahagian yang langsing
Bahagian yang lebih ekonomik.
Sesuai untuk pembinaan pratuang
Kelebihan pembinaan pracetak adalah seperti berikut.
Pembinaan pantas
Kawalan kualiti yang lebih baik
Mengurangkan penyelenggaraan yang sesuai untuk pembinaan berulangPenggunaan penggunaan acuan.
Pengurangan kerja keras.
Ketersediaan bentuk standard.
Post-tensioning
Sistem prategasan telah berkembang selama bertahun-tahun dan pelbagai syarikat telah mematenkan produk mereka. Maklumat terperinci sistem diberikan dalam katalog produk dan risalah yang diterbitkan oleh syarikat. Terdapat garis panduan am prategasan dalam Seksyen 12 IS 1343: 1980. Maklumat yang diberikan dalam bahagian ini adalah pengantar bersifat, dengan penekanan pada konsep asas sistem. Sistem prategasan dan peranti diterangkan untuk kedua-dua jenis prategasan, pra-tegangan dan post-tensioning, secara berasingan. Bahagian ini meliputi post-tensioning. Sistem dan Peranti Pra-ketegangan, meliputi pra-ketegangan. Dalam post-tensioning, ketegangan digunakan pada tendon selepas pengerasan konkrit. Tahap post-tensioning dijelaskan seterusnya.
Tahap Post-tensioning
Dalam sistem post-tensioning, saluran untuk tendon (atau helai) diletakkan bersama-sama dengan tetulang sebelum pemutus konkrit. Tendon diletakkan di saluran selepas pemutus konkrit. Saluran itu menghalang hubungan antara konkrit dan tendon semasa operasi tegangan. Tidak seperti pra-ketegangan, tendon ditarik dengan reaksi yang bertindak terhadap konkrit yang keras. Jika salurannya diisi dengan grout, maka ia dikenali sebagai post-tensioning terikat. Grout adalah pes simen yang kemas atau mortar semen pasir yang mengandungi admixture yang sesuai .
Dalam post-tensioning yang tidak ternilai, seperti namanya, saluran-saluran tidak pernah grouted dan tendon itu diadakan dalam ketegangan semata-mata oleh ujung-ujungnya. Lukisan berikut menunjukkan perwakilan skematis dari ahli yang terkepung-pasang. Profil saluran bergantung pada keadaan sokongan. Untuk ahli yang hanya disokong, saluran mempunyai profil yang kendur antara hujungnya. Bagi ahli yang berterusan, salur itu berlutut di rentang dan babi di atas sokongan.
Pelbagai peringkat operasi pasca-tegangan diringkaskan seperti berikut.
Pemilihan konkrit.
Penempatan tendon.
Penempatan blok anchorage dan jack.Applying ketegangan kepada tendon.
Tempat duduk dari baji.
Pemotongan tendon
Konkrit bertetulang (RC) adalah bahan komposit di mana kekuatan tegangan konkrit yang relatif rendah dan kemuluran dilancarkan oleh kemasukan tetulang yang mempunyai kekuatan tegangan yang lebih tinggi atau kemuluran. Pengukuhan biasanya, walaupun tidak semestinya, bar pengukuhan keluli (rebar) dan biasanya dibenamkan secara pasif dalam konkrit sebelum set konkrit. Skim menguatkan secara amnya direka untuk menahan tegangan tegangan di kawasan tertentu konkrit yang mungkin menyebabkan keretakan yang tidak dapat diterima dan / atau kegagalan struktur. Konkrit bertetulang moden boleh mengandungi bahan pengukuhan yang berlainan yang diperbuat daripada keluli, polimer atau bahan komposit gantian bersamaan dengan rebar atau tidak. Konkrit bertetulang juga boleh ditekan secara kekal (dalam ketegangan), untuk memperbaiki tingkah laku struktur akhir di bawah beban kerja. Di Amerika Syarikat, kaedah yang paling biasa dilakukan adalah dikenali sebagai pra-ketegangan dan post-tensioning.
Untuk pembinaan kuat, mulur dan tahan lasak tetulang perlu mempunyai sifat berikut sekurang-kurangnya:
Kekuatan relatif tinggi.
Toleransi ketegangan tegangan tinggi.
Ikatan yang baik kepada konkrit, tanpa mengira pH, kelembapan, dan faktor yang sama.
Keserasian terma, tidak menyebabkan tekanan yang tidak dapat diterima sebagai tindak balas terhadap perubahan suhu.
Ketahanan dalam persekitaran konkrit, tanpa mengira kakisan atau tekanan yang berterusan.
Penggunaan dalam pembinaan
Rebar bumbung Sagrada Família dalam pembinaan (2009)
· Banyak jenis struktur dan komponen struktur yang boleh dibina menggunakan konkrit bertetulang termasuk papak, dinding, rasuk, lajur, yayasan, bingkai dan banyak lagi.
Konkrit bertetulang boleh dikelaskan sebagai konkrit pratuang atau cast-in-place.
Merancang dan melaksanakan sistem lantai yang paling cekap adalah kunci untuk mewujudkan struktur bangunan yang optimum. Perubahan kecil dalam reka bentuk sistem lantai boleh memberi impak besar kepada kos bahan, jadual pembinaan, kekuatan muktamad, kos operasi, tahap penghunian dan penggunaan akhir sebuah bangunan.
Tanpa pengukuhan, membina struktur moden dengan bahan konkrit tidak mungkin.
Ciri-ciri Utama
Tiga ciri fizikal memberikan konkrit bertetulang ciri khasnya:
Pekali pengembangan haba konkrit adalah serupa dengan keluli, menghapuskan tekanan dalaman yang besar disebabkan oleh perbezaan dalam pengembangan haba atau penguncupan.
Apabila tampalan simen di dalam konkrit mengeras, ini dapat disesuaikan dengan butiran permukaan keluli, yang membenarkan apa-apa tegasan dihantar secara cekap di antara bahan yang berbeza. Biasanya batang keluli kasar atau beralun untuk meningkatkan lagi ikatan atau perpaduan antara konkrit dan keluli.
Persekitaran kimia alkali yang disediakan oleh rizab alkali (KOH, NaOH) dan portlandite (kalsium hidroksida) yang terkandung di dalam pes simen keras menyebabkan filem berpaling membentuk pada permukaan keluli, menjadikannya lebih tahan terhadap kakisan daripada itu berada dalam keadaan neutral atau berasid. Apabila pes simen terdedah kepada udara dan air meteorik bereaksi dengan CO2 atmosfera, portlandit dan kalsium silicate hydrate (CSH) pada pes simen yang keras menjadi berkarbonasi secara progresif dan pH yang tinggi secara beransur-ansur menurun dari 13.5 - 12.5 hingga 8.5, pH air dalam keseimbangan dengan calcite (kalsium karbonat) dan keluli tidak lagi passivated.
Sebagai peraturan, hanya untuk memberi idea mengenai magnitud, keluli dilindungi pada pH di atas ~ 11 tetapi mula berkerut di bawah ~ 10 bergantung kepada ciri keluli dan keadaan fiziko-kimia tempatan apabila konkrit menjadi berkarbonat. karbonatation konkrit bersama-sama dengan klorida ingress adalah antara sebab utama kegagalan rod tetulang dalam konkrit.
Keluasan keratan relatif keluli yang diperlukan untuk konkrit bertetulang tipikal biasanya agak kecil dan berubah dari 1% untuk kebanyakan balok dan papak hingga 6% untuk beberapa lajur. Menguatkan bar biasanya bulat dalam keratan rentas dan bervariasi dalam diameter. Struktur konkrit bertetulang kadang-kadang mempunyai peruntukan seperti teras berongga untuk mengawal kelembapan & kelembapan mereka.
Pengagihan konkrit (walaupun penguatan) ciri-ciri kekuatan di sepanjang keratan rentas unsur-unsur konkrit bertetulang tegak adalah tidak konkrit
Penguatan dan terminologi rasuk
Dua rasuk bersilang yang bersebelahan dengan papak garaj tempat letak kereta yang akan mengandungi kedua-dua keluli pengukuhan dan kotak pendawaian, simpang dan komponen elektrik lain yang diperlukan untuk memasang lampu overhead untuk tahap garaj di bawahnya.
Selekoh rasuk dibawah momen lentur, mengakibatkan kelengkungan kecil. Di permukaan luar (muka tegangan) kelengkungan, pengalaman konkrit mengalami tekanan tegangan, manakala di bahagian dalam (muka mampatan) ia mengalami tekanan mampatan.
Rasuk yang diperkuat secara tunggal adalah satu di mana unsur konkrit hanya diperkuat di dekat muka tegangan dan tetulang, yang dipanggil ketegangan keluli, direka untuk menahan ketegangan.
Rasuk yang diperkuat dua kali adalah satu di mana selain penguatan tegangan, unsur konkrit juga diperkuat di dekat muka mampatan untuk membantu konkrit menahan mampatan. Penguatan kedua ini dipanggil keluli mampatan. Apabila zon mampatan konkrit tidak mencukupi untuk menahan momen mampatan (momen positif), tetulang tambahan perlu disediakan jika arsitek membataskan dimensi bahagian.
Rasuk bawah diperkukuh adalah satu di mana kapasiti ketegangan tegangan tegangan lebih kecil daripada kapasiti mampatan gabungan konkrit dan keluli mampatan (di bawah diperkuat pada muka tegangan). Apabila unsur konkrit bertetulang tertakluk kepada peningkatan momentum lenturan, keluli ketegangan menghasilkan manakala konkrit tidak mencapai keadaan kegagalan muktamadnya. Oleh kerana hasil dan kelegapan keluli ketegangan, konkrit "bawah-diperkuat" juga menghasilkan dengan cara yang perlahan, menunjukkan kecacatan besar dan amaran sebelum kegagalan akhirnya. Dalam kes ini tekanan hasil keluli mengawal reka bentuk.
Rasuk yang diperkuat adalah satu di mana kapasiti ketegangan ketegangan keluli adalah lebih besar daripada kapasiti mampatan gabungan konkrit dan keluli mampatan (over-diperkuat pada muka tegangan). Jadi rasuk konkrit "over-reinforced" gagal dengan menghancurkan konkrit zon mampatan dan sebelum menghasilkan zarah tegangan keluli, yang tidak memberikan apa-apa amaran sebelum kegagalan kerana kegagalan adalah seketika.
Rasuk yang diperkuat seimbang adalah di mana kedua-dua zon mampatan dan tegangan mencapai hasil pada beban yang sama pada rasuk, dan konkrit akan menghancurkan dan keluli tegangan akan menghasilkan pada masa yang sama. Kriteria reka bentuk ini bagaimanapun adalah berisiko sebagai konkrit yang terlalu diperkuat, kerana kegagalan tiba-tiba kerana penghancuran konkrit pada masa yang sama hasil keluli tegangan, yang memberi sedikit amaran terhadap tekanan dalam kegagalan ketegangan.
Unsur-unsur momen konkrit yang diperkuat dengan keluli biasanya harus direka bentuk supaya tidak diperkukuhkan supaya pengguna struktur akan menerima amaran keruntuhan yang akan berlaku.
Kekuatan ciri adalah kekuatan bahan di mana kurang daripada 5% spesimen menunjukkan kekuatan yang lebih rendah.
Kekuatan reka bentuk atau kekuatan nominal adalah kekuatan bahan, termasuk faktor keselamatan bahan. Nilai faktor keselamatan umumnya berkisar antara 0.75 hingga 0.85 pada reka bentuk tekanan yang dibenarkan.
Keadaan had muktamad adalah titik kegagalan teoritis dengan kebarangkalian tertentu. Ia dinyatakan di bawah beban yang difaktorkan dan rintangan factored.
