Spenningsbetong - Prestressed concrete

seks figurer som viser krefter og resulterende nedbøyning av bjelke
Sammenligning av ikke-forspent bjelke (topp) og forspent betongbjelke (nederst) under belastning:
  1. Ikke forspent bjelke uten belastning
  2. Ikke forspent bjelke med belastning
  3. Før betong størkner, strammes sener som er innebygd i betong
  4. Etter at betong størkner, påfører sener kompresjonsspenning på betong
  5. Forspent bjelke uten last
  6. Forspent bjelke med last

Spenningsbetong er en form for betong som brukes i konstruksjonen. Den er vesentlig "forspent" ( komprimert ) under produksjonen, på en måte som styrker den mot strekkrefter som vil eksistere når den er i bruk.

Denne komprimeringen frembringes ved å stramme høystyrke "sener" plassert i eller ved siden av betongen, og gjøres for å forbedre betongens ytelse i bruk. Sener kan bestå av enkelttråder , flerledertråder eller gjengede stenger som er oftest laget av høyfast stål , karbonfiber eller aramidfiber . Essensen av forspent betong er at når den første komprimeringen er påført, har det resulterende materialet egenskapene til betong med høy styrke når den utsettes for eventuelle påfølgende kompresjonskrefter og av duktilt høyfast stål når den utsettes for spenningskrefter . Dette kan resultere i forbedret strukturell kapasitet og/eller brukbarhet sammenlignet med konvensjonelt armert betong i mange situasjoner. I et forspent betongelement innføres de indre spenningene på en planlagt måte slik at spenningene som følge av de påførte lastene motvirkes i ønsket grad.

Spenningsbetong brukes i et bredt spekter av bygninger og sivile konstruksjoner der forbedret ytelse kan gi lengre spenn , redusert konstruksjonstykkelse og materialbesparelser sammenlignet med enkel armert betong . Typiske bruksområder inkluderer høyhus , boligplater, fundamentsystemer , bro- og demningskonstruksjoner , siloer og tanker , industrielle fortau og atomkonstruksjoner .

Først brukt på slutten av det nittende århundre, har forspent betong utviklet seg utover forspenning til å omfatte etterspenning , som oppstår etter at betongen er støpt. Spenningssystemer kan bli klassifisert som enten monostrand , hvor hvert stag er tråd eller wire er stresset individuelt, eller multi-tråd , hvor alle tråder eller ledninger i en sene er stresset samtidig. Sener kan være plassert enten innenfor betongvolumet (intern forspenning) eller helt utenfor det (ekstern forspenning). Mens forspent betong bruker sener som er direkte bundet til betongen, kan etterspent betong bruke enten limte eller ubundne sener.

Forspent betong

tre figurer;  mørkere grønn plate er forspent i lysere grønn støpeseng
Forspenningsprosess

Forspent betong er en variant av forspent betong der senene strammes før betongen støpes. De konkrete bindinger til de sener som det kurer , hvoretter ende forankring av stagene er frigjort, og de sene strekkrefter blir overført til betongen som kompresjon ved statisk friksjon .

Skjema for betong I-bjelke med sener i nedre del
Forspent brobro i prefabrikkerte senger, med enstrengede sener som går ut gjennom forskalingen

Forspenning er en vanlig prefabrikasjonsteknikk , der det resulterende betongelementet produseres eksternt fra den endelige strukturen og transporteres til stedet når det er herdet. Det krever sterke, stabile endeforankringspunkter som senene er strukket mellom. Disse forankringene danner endene på et "støpeseng" som kan være mange ganger lengden på betongelementet som produseres. Dette gjør at flere elementer kan konstrueres ende-til-ende i den ene forspenningsoperasjonen, slik at betydelige produktivitetsfordeler og stordriftsfordeler kan realiseres.

Mengden binding (eller vedheft ) som kan oppnås mellom den nykonstruerte betongen og senenes overflate er avgjørende for forspenningsprosessen, da den bestemmer når seneforankringene trygt kan frigjøres. Høyere bindingsstyrke i betong i tidlig alder vil fremskynde produksjonen og tillate mer økonomisk fabrikasjon. For å fremme dette, er forspente sener vanligvis sammensatt av isolerte enkeltledninger eller tråder, noe som gir et større overflateareal for binding enn buntede strengs sener.

Kran manøvrerer betongplank
Forspent hulplate blir plassert

I motsetning til etterspent betong (se nedenfor), danner senene til forspente betongelementer generelt rette linjer mellom endeforankringer. Der det er nødvendig med "profilerte" eller "harpede" sener, er en eller flere mellomliggende avvikere plassert mellom endene av senen for å holde senen til ønsket ikke-lineær justering under spenning. Slike avvikere virker vanligvis mot betydelige krefter, og krever derfor et robust støpesengfundament. Rette sener brukes vanligvis i "lineære" prefabrikkerte elementer, for eksempel grunne bjelker, hule planker og plater; mens profilerte sener oftere finnes i dypere prefabrikerte brobjelker og dragere.

Forspente betong er mest brukt for fremstilling av strukturelle bjelker , bjelkelag , hulkjerne planker , balkonger , overliggere , drevet peler , vanntanker og betongrørene .

Etterspent betong

fire diagrammer som viser belastninger og krefter på bjelken
Krefter på etterspent betong med profilert (buet) sene
Et dusin parallelle kabler er individuelt forankret til en enhet.
Etterspent seneforankring; firestykkede "lock-off" -kiler er synlige som holder hver streng

Etterspent betong er en variant av forspent betong hvor senene strammes etter at betongkonstruksjonen rundt er støpt.

Senene er ikke plassert i direkte kontakt med betongen, men er innkapslet i en beskyttende hylse eller kanal som enten er støpt inn i betongkonstruksjonen eller plassert ved siden av den. I hver ende av en sene er en forankringsenhet godt festet til betongen rundt. Når betongen er støpt og stivnet, blir senene strammet ("stresset") ved å trekke senene gjennom forankringene mens de presses mot betongen. De store kreftene som kreves for å stramme senene, resulterer i at en betydelig permanent kompresjon påføres betongen når senen er "låst av" ved forankringen. Metoden for å låse senene til forankringen er avhengig av senesammensetningen, med de vanligste systemene forankring av "knapphoder" (for trådsener), forankring med splittede kiler (for strengsener) og gjenget forankring ( for stangsener).

En T-formet brodel som konstrueres over en elv
Balansert utkragende bro under bygging. Hvert ekstra segment støttes av etterspente sener

Senekapslingssystemer er konstruert av plast eller galvaniserte stålmaterialer, og er klassifisert i to hovedtyper: de der senelementet deretter blir bundet til den omkringliggende betongen ved indre fuging av kanalen etter spenning ( limt etterspenning); og de hvor senen elementet er permanent DE bundet fra den omgivende betong, vanligvis ved hjelp av en smurt trekket over senen strengene ( ikke-bundet etterstramming).

Ved å støpe senekanalene/hylsene inn i betongen før det strammes, kan de lett "profileres" til en hvilken som helst ønsket form, inkludert innlemmelse av vertikal og/eller horisontal krumning . Når senene strammes, resulterer denne profileringen i at reaksjonskrefter blir påført den herdede betongen, og disse kan med fordel brukes for å motvirke eventuelle belastninger som senere påføres strukturen.

Limt etterspenning

et frittliggende anker som viser senelåsninger
Flerstrenget etterspenningsanker

Ved limt etterspenning er sener permanent bundet til betong som omgir seg ved injisering på stedet av innkapslingskanalen (etter senestramming). Denne fugingen utføres for tre hovedformål: å beskytte senene mot korrosjon ; å permanent "låse" seneforspenningen, og derved fjerne den langsiktige avhengigheten av endeforankringssystemene; og for å forbedre visse strukturelle atferd for den endelige betongstrukturen.

Bundet etterspenning bruker karakteristisk sener som hver består av bunter med elementer (f.eks. Tråder eller ledninger) plassert inne i en enkelt senekanal, med unntak av stenger som for det meste brukes ubundne. Denne buntingen gir mer effektive senemonterings- og injeksjonsprosesser, siden hver komplette sene krever bare ett sett med endeforankringer og en fuging. Kanalene er laget av et slitesterkt og korrosjonsbestandig materiale som plast (f.eks. Polyetylen ) eller galvanisert stål, og kan enten være runde eller rektangulære/ovale i tverrsnitt. Senestørrelsene som brukes er sterkt avhengig av applikasjonen, alt fra bygningsarbeider som vanligvis bruker mellom 2 og 6 tråder per sene, til spesialiserte damarbeider som bruker opptil 91 tråder per sene.

Produksjon av limte sener utføres vanligvis på stedet, og begynner med montering av endeforankringer på forskaling , plassering av senekanalen til de nødvendige krumningsprofilene og reving (eller gjenging) av trådene eller ledningene gjennom kanalen. Etter betonging og stramming blir kanalene trykket inn og seningsspenningsendene forseglet mot korrosjon .

Ubundet etterspenning

preparerte betongformer med gitter av sener og kanaler
etter fjerning av former, synlige sener dukker opp fra kanaler
Ubundet plate etterspenning. (Ovenfor) Installerte tråder og kantankre er synlige, sammen med prefabrikkerte viklede tråder for neste hell. (Nedenfor) Endevisning av platen etter stripping av skjemaer, som viser individuelle tråder og spenningsanker.

Ubundet etterspenning skiller seg fra limt etterspenning ved å gi senene permanent frihet i lengderetningen i forhold til betongen. Dette oppnås oftest ved å innelukke hvert enkelt senelement i en plastmantel fylt med et korrosjonshemmende fett , vanligvis litiumbasert . Forankringer i hver ende av senen overfører spenningskraften til betongen, og er nødvendig for å utføre denne rollen på en pålitelig måte i konstruksjonens levetid.

Ubundet etterspenning kan ha form av:

  • Individuelle strengs sener plassert direkte inn i den betongede strukturen (f.eks. Bygninger, grunnheller)
  • Bundlede tråder, individuelt smurt og innhyllet, og danner en enkelt sene i en innkapslingskanal som er plassert enten i eller ved siden av betongen (f.eks. Forankringsanker, ekstern etterspenning)

For individuelle strengs sener brukes det ikke ytterligere senekanaler og det er ikke nødvendig med etterspenning av fuging, i motsetning til ved etterspenning. Permanent korrosjonsbeskyttelse av trådene er gitt av de kombinerte lagene med fett, plastmantel og betong som omgir det. Der tråder er buntet for å danne en enkelt ubundet sene, brukes en omsluttende kanal av plast eller galvanisert stål og de indre frirommene fuges etter påkjenning. På denne måten tilbys ytterligere korrosjonsbeskyttelse via fett, plastmantel, fugemasse, ytre mantel og omkringliggende betonglag.

Individuelt smurt og mantlet sener blir vanligvis produsert utenfor stedet ved en ekstruderingsprosess . Den bare stålstrengen mates inn i et smørekammer og føres deretter til en ekstruderingsenhet der smeltet plast danner et kontinuerlig ytre belegg. Ferdige tråder kan klippes til i lengden og utstyres med "blindvei" ankerenheter etter behov for prosjektet.

Sammenligning mellom bundet og ubundet etterspenning

Både bundet og ubundet etterspenningsteknologi er mye brukt rundt om i verden, og valg av system er ofte diktert av regionale preferanser, entreprenøropplevelse eller tilgjengeligheten av alternative systemer. Begge er i stand til å levere kodekompatible, holdbare strukturer som oppfyller konstruktørstyrken og servicekravene til designeren.

Fordelene som limt etterspenning kan tilby over ubundne systemer er:

  • Redusert avhengighet av endeforankring integritet
    Etter oppspenning og fuging, er bundet sener forbundet med den omgivende betong langs deres fulle lengde med høy styrke fugemasse . Når den er herdet, kan denne fugemassen overføre hele senespenningskraften til betongen innen svært kort avstand (ca. 1 meter). Som et resultat har en utilsiktet avskjæring av senen eller svikt i en endeforankring bare en veldig lokal innvirkning på senefunksjonen, og resulterer nesten aldri i senesutkast fra forankringen.
  • Økt bruddfasthetbøyning
    Med bundet etterstramming, en hvilken som helst bøyning er av strukturen direkte motstått av sene påkjenningen på det samme sted (dvs. ingen belastning re-fordeling skjer). Dette resulterer i signifikant høyere strekkstrekninger i senene enn om de var ubundne, slik at deres fulle flytegrense kan realiseres og gir en høyere maksimal lastekapasitet.
  • Forbedret sprekk-kontroll
    I nærvær av betong krakking , limt sener reagere på samme måte som konvensjonelle forsterkning (armeringsjern). Med senene festet til betongen på hver side av sprekken, tilbys større motstand mot sprekkekspansjon enn med ubundne sener, slik at mange designkoder kan spesifisere reduserte armeringskrav for limt etterspenning.
  • Forbedret brannytelse
    Fraværet av omfordeling av belastning i limte sener kan begrense virkningen av lokal overoppheting på den generelle strukturen. Som et resultat kan limte strukturer vise en høyere kapasitet til å motstå brannforhold enn ubundne.

Fordelene som ubundet etterspenning kan tilby over limte systemer er:

  • Evne til å være prefabrikkerte
    Ubundet sener kan lett prefabrikkeres off-site komplett med endeforankringer, noe som muliggjør raskere installasjon under konstruksjonen. Ytterligere leveringstid må kanskje tillates for denne fabrikasjonsprosessen.
  • Forbedret produktivitet på stedet
    Eliminering av etterspennende fugeprosessen som kreves i limte strukturer forbedrer produktiviteten på stedet ved ubundet etterspenning.
  • Forbedret installasjon fleksibilitet
    ikke-bundet enkelt-tråd sener har større fleksibilitet enn håndtering bundet kanalen under installasjonen, slik at de en større evne til å avbøyes rundt gjennomføringer eller hindringer.
  • Redusert betongdeksel
    Ubundet sener kan tillate en viss reduksjon i betongelementets tykkelse, ettersom deres mindre størrelse og økt korrosjonsbeskyttelse kan gjøre at de kan plasseres nærmere betongoverflaten.
  • Enklere utskifting og/eller justering Ved å
    være permanent isolert fra betongen, kan ubundne sener lett avspennes, stresses på nytt og/eller byttes ut hvis de skulle bli skadet eller hvis kraftnivået må endres i bruk.
  • Overlegen ytelse ved overbelastning
    Selv om de har en lavere sluttstyrke enn limte sener, kan ubundne seners evne til å omfordele stammer over hele lengden gi dem overlegen duktilitet før kollaps . I ekstremer kan ubundne sener ty til en kontaktlinjetype i stedet for ren bøyning, noe som gir betydelig større deformasjon før strukturell svikt.

Sene holdbarhet og korrosjonsbeskyttelse

Langsiktig holdbarhet er et vesentlig krav for forspent betong gitt den utbredte bruken. Forskning på holdbarhetsytelsen til forspente konstruksjoner i bruk har blitt utført siden 1960-tallet, og antikorrosjonsteknologi for senebeskyttelse har blitt kontinuerlig forbedret siden de tidligste systemene ble utviklet.

Holdbarheten til forspent betong bestemmes hovedsakelig av korrosjonsbeskyttelsesnivået til alle stålelementer med høy styrke i forspenningssenene. Også kritisk er beskyttelsen som gis til endeforankringsenhetene til ikke-bundet sener eller kabelstangsystemer, ettersom forankringene til begge disse er nødvendige for å beholde forspenningskreftene. Svikt i noen av disse komponentene kan resultere i frigjøring av forspenningskrefter eller fysisk brudd på spennende sener.

Moderne forspenningssystemer gir langvarig holdbarhet ved å ta opp følgende områder:

  • Senefuging (bonded sener)
    Bonded sener består av buntede tråder plassert inne i kanaler som befinner seg i betongen rundt. For å sikre full beskyttelse av de medfølgende trådene, må kanalene være trykkfylte med en korrosjonshemmende fugemasse, uten å etterlate hull etter strengspenning.

  • Senebelegg (ikke-bundet sener) Ubundet sener består av individuelle tråder belagt med et antikorrosjonsfett eller voks, og utstyrt med en holdbar plastbasert erme eller kappe i full lengde. Sleeving må være uskadet over senelengden, og den må strekke seg helt inn i forankringsbeslagene i hver ende av senen.
  • Dobbeltlags innkapsling
    forspenningsspennstengene krever permanent overvåkning og / eller kraft justering, slik som bo-kabler og re-stressable sperr ankere, vil typisk anvende to-lags korrosjonsbeskyttelse. Slike sener er sammensatt av individuelle tråder, fettbelagt og ermet, samlet i en strengbunt og plassert inne i innkapslende ytre kanal av polyetylen . Det gjenværende tomrommet i kanalen er trykk-fuget, og gir et flerlags beskyttelsesbarrieresystem av polyeten-fugemasse-plast-fett for hver tråd.
  • Forankringsbeskyttelse
    I alle etterspente installasjoner er beskyttelse av endefestene mot korrosjon avgjørende, og kritisk for ubundne systemer.

Flere holdbarhetsrelaterte hendelser er listet opp nedenfor:

  • Ynys-y-Gwas bro, West Glamorgan, Wales, 1985
    En enkeltspent, prefabrikerte segmentkonstruksjon konstruert i 1953 med langsgående og tverrgående etterspenning. Korrosjon angrep de underbeskyttede senene der de krysset leddene på stedet mellom segmentene, noe som førte til plutselig kollaps.
  • Scheldt River bridge, Melle, Belgia, 1991
    En tre-spennet forspent cantilever-konstruksjon konstruert på 1950-tallet. Utilstrekkelig betongoverdekning i side anslag resulterte i fastsurring kabel korrosjon , noe som fører til en progressiv svikt i hovedbrospenn og døden til en person.
  • UK Highways Agency , 1992
    Etter oppdagelse av senekorrosjon i flere broer i England, utstedte Highways Agency et moratorium for bygging av nye internt fugede etterspente broer og startet et 5-årig inspeksjonsprogram på den eksisterende etterspente broen lager. Moratoriet ble opphevet i 1996.
  • Gangbro, Charlotte Motor Speedway , North Carolina, US, 2000
    En stål- og betongkonstruksjon med flere spenn som ble konstruert i 1995. Et uautorisert kjemikalie ble tilsatt senefugen for å fremskynde konstruksjonen, noe som førte til korrosjon av forspenningstrådene og plutselig kollaps av ett spenn og skadet mange tilskuere.
  • Hammersmith Flyover London, England, 2011
    Seksten-spennet forspent konstruksjon konstruert i 1961. Korrosjon fra avisingssalter på veien ble oppdaget i noen av forspenningssenene, noe som nødvendiggjorde første stenging av veien mens ytterligere undersøkelser ble utført. Etterfølgende reparasjoner og forsterkning ved bruk av ekstern etterspenning ble utført og fullført i 2015.
  • Petrulla Viaduct, Sicilia, Italia, 2014
    Ett spenn av viadukten kollapset 7. juli på grunn av korrosjon av senestrammene.
  • Broen kollapset i Genova , 2018. Ponte Morandi var en brobro som var preget av en forspent betongkonstruksjon for bryggene, pyloner og dekk, svært få stag, så få som to per spenn, og et hybridsystem for stagene konstruert av stål kabler med forspente betongskall strømmet på. Betongen ble bare forspent til 10 MPa, noe som resulterte i at den var utsatt for sprekker og vanninntrengning, noe som forårsaket korrosjon av det innebygde stålet.
  • Churchill Way flyovers, Liverpool , England
    Flyoverene ble stengt i september 2018 etter at inspeksjoner avslørte betong av dårlig kvalitet, senekorrosjon og tegn på strukturell lidelse. De ble revet i 2019.

applikasjoner

Spenningsbetong er et svært allsidig konstruksjonsmateriale som et resultat av at det er en nesten ideell kombinasjon av de to hovedbestanddelene: høyfast stål, forspent for å gjøre det mulig å realisere sin fulle styrke; og moderne betong, forhåndskomprimert for å minimere sprekker under strekkrefter. Dets brede bruksområde gjenspeiles i at den ble inkorporert i de store designkodene som dekker de fleste områder innen konstruksjon og anlegg, inkludert bygninger, broer, demninger, fundamenter, fortau, hauger, stadioner, siloer og tanker.

Bygge strukturer

Byggekonstruksjoner kreves vanligvis for å tilfredsstille et bredt spekter av strukturelle, estetiske og økonomiske krav. Betydelig blant disse inkluderer: et minimum antall (påtrengende) støttevegger eller søyler; lav konstruksjonstykkelse (dybde), noe som gir plass til tjenester eller for ytterligere etasjer i høyhus; raske byggesykluser, spesielt for bygninger i flere etasjer; og en lav kostnad per enhet-område, for å maksimere bygningseierens avkastning på investeringen.

Forspenningen av betong gjør det mulig å innføre "lastbalanserende" krefter i konstruksjonen for å motvirke belastninger under drift. Dette gir mange fordeler med å bygge strukturer:

  • Lengre spenn for samme konstruksjonsdybde
    Lastbalansering resulterer i lavere nedbøyninger i drift, noe som gjør at spennvidder kan økes (og antallet støtter reduseres) uten å øke konstruksjonsdybden.
  • Redusert konstruksjonstykkelse
    For et gitt spenn gir lavere nedbøyninger i drift mulighet for å bruke tynnere konstruksjonsdeler, noe som igjen resulterer i lavere gulv-til-gulv-høyder eller mer plass til bygningstjenester.
  • Raskere strippingstid
    Vanligvis er forspente betongbyggelementer fullspent og selvbærende i løpet av fem dager. På dette tidspunktet kan de bli strippet og distribuert på nytt til neste del av bygningen, noe som akselererer konstruksjonen "syklustider".
  • Reduserte materialkostnader
    Kombinasjonen av redusert konstruksjonstykkelse, reduserte konvensjonelle armeringsmengder og rask konstruksjon resulterer ofte i forspent betong som viser betydelige kostnadsfordeler i byggkonstruksjoner sammenlignet med alternative konstruksjonsmaterialer.

Noen bemerkelsesverdige bygningsstrukturer konstruert av forspent betong inkluderer: Sydney Opera House og World Tower , Sydney; St George Wharf Tower , London; CN Tower , Toronto; Kai Tak cruiseterminal og International Commerce Center , Hong Kong; Ocean Heights 2 , Dubai; Eureka Tower , Melbourne; Torre Espacio , Madrid; Guoco Tower (Tanjong Pagar Center), Singapore; Zagreb internasjonale lufthavn , Kroatia; og Capital Gate , Abu Dhabi UAE.

Sivile strukturer

Broer

Betong er det mest populære konstruksjonsmaterialet for broer, og forspent betong brukes ofte. Da den ble undersøkt på 1940-tallet for bruk på tunge broer, var fordelene med denne typen broer fremfor mer tradisjonelle konstruksjoner at den er raskere å installere, mer økonomisk og mer langvarig med at broen er mindre livlig. En av de første broene som ble bygget på denne måten er Adam Viaduct , en jernbanebro som ble konstruert 1946 i Storbritannia . På 1960 -tallet erstattet forspent betong broer i stor grad av armerte betong i Storbritannia, med boksbjelker som den dominerende formen.

I broer med kort spenn på rundt 10 til 40 meter brukes forspenning ofte i form av ferdigstekte forspente bjelker eller planker. Middels lange konstruksjoner på rundt 40 til 200 meter (150 til 650 fot), bruker vanligvis prefabrikerte segmentelle, in situ balanserte utkragbare og trinnvis lanserte design . For de lengste broene utgjør ofte forspente betongdekkkonstruksjoner en integrert del av kabelstengede konstruksjoner .

Demninger

Betondammer har brukt forspenning for å motvirke løft og øke den generelle stabiliteten siden midten av 1930-årene. Forspenning er også ofte ettermontert som en del av damrensingsarbeider, for eksempel for strukturell forsterkning, eller når man hever kam eller utslippshøyder.

Vanligvis har forspenning av demningen form av etterspente ankre som er boret inn i demningens betongkonstruksjon og/eller de underliggende berglagene. Slike ankre omfatter typisk sener av bøyde ståltråder med høy strekk eller individuelle gjengestenger. Sener er fuget til betongen eller fjellet i den fjerne (indre) enden, og har en betydelig "de-bonded" fri lengde i den ytre enden som gjør at senen kan strekke seg under spenning. Sener kan bindes i full lengde til den omkringliggende betongen eller fjellet når de er strammet, eller (mer vanlig) ha tråder permanent innkapslet i korrosjonshemmende fett over fri lengde for å tillate langsiktig lastovervåking og re-stressbarhet.

Siloer og tanker

Sirkulære lagringskonstruksjoner som siloer og tanker kan bruke forspenningskrefter for direkte å motstå det ytre trykket som genereres av lagrede væsker eller bulk-faste stoffer. Horisontalt buede sener er installert i betongveggen for å danne en serie bøyler, plassert vertikalt oppover strukturen. Når de strammes, utøver disse senene både aksiale (komprimerende) og radielle (innover) krefter på strukturen, som direkte kan motsette seg de påfølgende lagringsbelastningene. Hvis forspenningens størrelse alltid er konstruert for å overstige strekkspenningene produsert av belastningene, vil det eksistere en permanent gjenværende kompresjon i veggbetongen, som hjelper til med å opprettholde en vanntett sprekkfri struktur.

Nukleær og eksplosjon

Spenningsbetong er etablert som et pålitelig konstruksjonsmateriale for høytrykksinneslutningskonstruksjoner som atomreaktorfartøyer og inneslutningsbygninger og petrokjemiske tankblåsingsvegger. Ved å bruke forspenning for å plassere slike strukturer i en initial tilstand av bi-aksial eller tri-aksial komprimering øker deres motstand mot betongsprekker og lekkasje, samtidig som det gir et bevisbelastet, redundant og overvåket trykkinneslutningssystem.

Atomreaktor og inneslutningsbeholdere vil vanligvis benytte separate sett med etterspente sener buet horisontalt eller vertikalt for å helt omslutte reaktorkjernen. Inndragningsvegger, for eksempel for flytende naturgass (LNG) -tanker, vil normalt bruke lag med horisontalt buede bøyle-sener for inneslutning i kombinasjon med vertikalt løkkede sener for forspenning av aksial vegg.

Hardstands og fortau

Tungt belastede betongunderlag og fortau kan være følsomme for sprekker og påfølgende trafikkdrevet forringelse. Som et resultat brukes forspent betong regelmessig i slike strukturer, ettersom forkomprimeringen gir betongen muligheten til å motstå de sprekkerfremkallende strekkspenninger som genereres ved belastning under drift. Denne sprekkmotstanden gjør det også mulig å konstruere individuelle plateseksjoner i større hell enn for konvensjonelt armert betong, noe som resulterer i bredere skjøteavstand, reduserte skjøtekostnader og mindre langsiktige problemer med felles vedlikehold. Det har også blitt utført innledende arbeider med bruk av prefabrikerte betong for veier, der hastigheten og kvaliteten på konstruksjonen har blitt notert som fordelaktig for denne teknikken.

Noen bemerkelsesverdige sivile strukturer konstruert med forspent betong inkluderer: Gateway Bridge , Brisbane Australia; Incheon Bridge , Sør -Korea; Roseires -demningen , Sudan; Wanapum Dam , Washington, USA; LNG -tanker , South Hook, Wales; Sement siloer , Brevik Norge; Autobahn A73 bro , Itz -dalen, Tyskland; Ostankino -tårnet , Moskva, Russland; CN Tower , Toronto, Canada; og Ringhals atomreaktor , Videbergshamn Sverige.

Design byråer og forskrifter

På verdensbasis finnes det mange profesjonelle organisasjoner for å fremme beste praksis innen design og konstruksjon av forspente betongkonstruksjoner. I USA inkluderer slike organisasjoner Post-Tensioning Institute (PTI) og Precast/Prestressed Concrete Institute (PCI). Lignende organer inkluderer Canadian Precast/Prestressed Concrete Institute (CPCI), Storbritannias Post-Tensioning Association, Post Tensioning Institute of Australia og South African Post Tensioning Association. Europa har lignende landsbaserte foreninger og institusjoner.

Det er viktig å merke seg at disse organisasjonene ikke er myndighetene for byggekoder eller standarder, men snarere eksisterer for å fremme forståelse og utvikling av forspent betongdesign, koder og beste praksis.

Regler og krav for detaljering av armerings- og forspenningssener er spesifisert av individuelle nasjonale koder og standarder som:

Se også

Referanser

Eksterne linker