ข้อดีและข้อเสียที่สำคัญของคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง คอนกรีตอัดแรง คอนกรีตอัดแรง

(คอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง) เป็นวัสดุก่อสร้างที่ออกแบบมาเพื่อเอาชนะการไร้ความสามารถของคอนกรีตในการต้านทานแรงดึงที่มีนัยสำคัญ โครงสร้างที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง เมื่อเปรียบเทียบกับคอนกรีตที่ไม่รับแรงกด มีการโก่งตัวที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญและความต้านทานการแตกร้าวที่เพิ่มขึ้น โดยมีความแข็งแรงเท่ากัน ซึ่งทำให้เชื่อมช่วงที่กว้างกว่าด้วยส่วนที่เท่ากันขององค์ประกอบได้

ในการผลิตคอนกรีตเสริมเหล็ก การเสริมแรงจะถูกวางจากเหล็กที่มีความต้านทานแรงดึงสูง จากนั้นเหล็กจะถูกยืดออกด้วยอุปกรณ์พิเศษและวางส่วนผสมคอนกรีต หลังจากตั้งค่าแล้ว แรงดึงของลวดเหล็กหรือเชือกที่คลายออกจะถูกถ่ายเทไปยังคอนกรีตโดยรอบเพื่อให้ถูกบีบอัด การสร้างความเค้นอัดนี้ทำให้สามารถขจัดความเค้นดึงออกจากภาระการทำงานได้บางส่วนหรือทั้งหมด

วิธีการเสริมแรงตึง:

Grants Pass สะพานคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงในสวนพฤกษศาสตร์ รัฐออริกอน สหรัฐอเมริกา

ตามประเภทของเทคโนโลยี อุปกรณ์แบ่งออกเป็น:

• ความตึงเครียดในการหยุด (ก่อนวางคอนกรีตในแบบหล่อ)
• แรงตึงบนคอนกรีต (หลังจากวางและบ่มคอนกรีต)

มักใช้วิธีที่สองในการก่อสร้างสะพานที่มีช่วงกว้างใหญ่ซึ่งมีการสร้างช่วงเดียวในหลายขั้นตอน (ชัก) วัสดุที่ทำจากเหล็ก (สายเคเบิลหรือเหล็กเสริม) ถูกวางในแม่พิมพ์สำหรับการเทคอนกรีตลงในท่อ (โลหะผนังบางลูกฟูกหรือท่อพลาสติก) หลังจากการผลิตโครงสร้างเสาหินแล้ว สายเคเบิล (การเสริมแรง) จะถูกดึงด้วยกลไกพิเศษ (แจ็ค) ในระดับหนึ่ง หลังจากนั้นสารละลายซีเมนต์เหลว (คอนกรีต) จะถูกสูบเข้าไปในท่อด้วยสายเคเบิล (เสริมแรง) เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่แน่นหนาของช่วงสะพาน

ในขณะที่ความตึงบนสต็อปแสดงเฉพาะรูปร่างเส้นตรงของการเสริมแรงรับแรงดึง คุณลักษณะที่แตกต่างที่สำคัญของแรงตึงบนคอนกรีตคือความสามารถในการดึงการเสริมแรงของรูปทรงที่ซับซ้อน ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของการเสริมแรง ตัวอย่างเช่น ในสะพาน องค์ประกอบเสริมแรงจะถูกยกขึ้นภายในคานคอนกรีตเสริมเหล็กรับน้ำหนักในส่วนที่อยู่เหนือตัวรองรับ "วัวกระทิง" ซึ่งช่วยให้พวกเขาใช้ความตึงเครียดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อป้องกันการโก่งตัว

Eugene Freycinet (ฝรั่งเศส) และ Viktor Vasilyevich Mikhailov (รัสเซีย) เป็นต้นกำเนิดของการสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง

คอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงเป็นวัสดุหลักของฝ้าเพดาน interfloor ของอาคารสูงและโครงสร้างป้องกันของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เช่นเดียวกับเสาและผนังของอาคารในพื้นที่ที่เพิ่มขึ้น

วิธีการก่อสร้างเฟรมสมัยใหม่ใช้เทคโนโลยีของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง โครงสร้างอัดแรง- โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ความเค้นที่สร้างขึ้นโดยเทียมระหว่างการผลิต โดยการดึงแรงเสริมที่ใช้งานได้ส่วนหนึ่งหรือทั้งหมด (การบีบอัดส่วนหนึ่งส่วนหรือทั้งหมดของคอนกรีต)

การบีบอัดคอนกรีตในโครงสร้างอัดแรงด้วยค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะดำเนินการโดยการดึงองค์ประกอบเสริมแรงซึ่งหลังจากการตรึงและปล่อยอุปกรณ์ปรับความตึงมักจะกลับสู่สภาพเดิม ในเวลาเดียวกัน การลื่นไถลของการเสริมแรงในคอนกรีตนั้นไม่รวมอยู่ในการยึดเกาะตามธรรมชาติร่วมกัน หรือไม่มีการยึดติดของวัสดุเสริมแรงกับคอนกรีต - โดยการยึดปลายเสริมแรงแบบพิเศษในคอนกรีต

ความต้านทานการแตกร้าวของโครงสร้างอัดแรงนั้นสูงกว่าความต้านทานการแตกร้าวของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก 2 - 3 เท่าโดยไม่อัดแรง เนื่องจากการบีบอัดเบื้องต้นของคอนกรีตโดยการเสริมแรงนั้นสูงกว่าการเสียรูปขั้นสุดท้ายของแรงตึงของคอนกรีตอย่างมีนัยสำคัญ

คอนกรีตอัดแรงช่วยลดการใช้เหล็กที่หายากในการก่อสร้างโดยเฉลี่ยได้ถึง 50% การบีบอัดเบื้องต้นของพื้นที่ยืดของคอนกรีตทำให้เกิดการล่าช้าอย่างมากในช่วงเวลาของการแตกร้าวในโซนที่ยืดออกขององค์ประกอบ จำกัด ความกว้างของการเปิดและเพิ่มความแข็งแกร่งขององค์ประกอบในทางปฏิบัติโดยไม่กระทบต่อความแข็งแรง

ข้อดีของเทคโนโลยีอัดแรงสำหรับคอนกรีตเสริมเหล็ก

โครงสร้างอัดแรงกลายเป็นสิ่งที่ประหยัดสำหรับอาคารและโครงสร้างที่มีช่วง น้ำหนักบรรทุก และสภาพการทำงาน ซึ่งการใช้โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กโดยไม่ต้องอัดแรงนั้นเป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิค หรือทำให้เกิดการใช้คอนกรีตและเหล็กมากเกินไปเพื่อให้มีความแข็งแกร่งและกำลังรับน้ำหนักตามที่ต้องการของโครงสร้าง .

การอัดแรงซึ่งเพิ่มความแข็งแกร่งและความต้านทานของโครงสร้างต่อการก่อตัวของรอยแตกเพิ่มความทนทานเมื่อทำงานภายใต้อิทธิพลของการโหลดซ้ำ นี่เป็นเพราะการลดลงของความเค้นในการเสริมแรงและคอนกรีตที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงขนาดของภาระภายนอก โครงสร้างและอาคารอัดแรงที่ออกแบบอย่างถูกต้องปลอดภัยในการใช้งานและเชื่อถือได้มากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่แผ่นดินไหว ด้วยเปอร์เซ็นต์การเสริมแรงที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานแผ่นดินไหวของโครงสร้างอัดแรงในหลายกรณีก็เพิ่มขึ้น เนื่องจากการใช้วัสดุที่แข็งแรงกว่าและน้ำหนักเบากว่า ส่วนของโครงสร้างอัดแรงในกรณีส่วนใหญ่จะมีขนาดเล็กลงเมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กโดยไม่อัดแรงด้วยความสามารถในการรับน้ำหนักเท่ากัน ดังนั้นจึงมีความยืดหยุ่นและ น้ำหนักเบา

ในประเทศที่พัฒนาแล้วส่วนใหญ่ คอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงถูกใช้ในปริมาณที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับการผลิตโครงสร้างพื้นและสารเคลือบสำหรับอาคารเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในโครงสร้างทางวิศวกรรมและในการก่อสร้างการขนส่ง การผลิตองค์ประกอบของการออกแบบสถาปัตยกรรมภายนอกอาคารปรากฏขึ้น

ประสบการณ์ระดับโลกในการใช้เทคโนโลยีพรีโวลเตจ

ในโลก คอนกรีตเสริมเหล็กเสาหินเป็นคอนกรีตอัดแรงส่วนใหญ่ ประการแรก โครงสร้างขนาดใหญ่ อาคารที่พักอาศัย เขื่อน ศูนย์พลังงาน หอส่งสัญญาณโทรทัศน์ และอื่นๆ อีกมากมายถูกสร้างขึ้นในลักษณะนี้ หอส่งสัญญาณโทรทัศน์ที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงแบบเสาหินดูน่าประทับใจเป็นพิเศษ กลายเป็นสถานที่ท่องเที่ยวของประเทศและเมืองต่างๆ มากมาย Toronto TV Tower เป็นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กแบบยืนที่สูงที่สุดในโลก สูง 555 ม.

ภาพตัดขวางของหอคอยพระฉายาลักษณ์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จอย่างมากสำหรับการวางการเสริมแรงอัดแรงและการเทคอนกรีตในแบบหล่อลื่น จังหวะที่ลมพลิกคว่ำซึ่งหอคอยนี้ได้รับการออกแบบนั้นมีขนาดเกือบครึ่งล้านตันโดยมีน้ำหนักที่ตายจากส่วนพื้นของหอคอยเพียง 60,000 ตัน

ในเยอรมนีและญี่ปุ่น อ่างเก็บน้ำรูปไข่สำหรับโรงบำบัดสร้างขึ้นจากคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงเสาหินอย่างกว้างขวาง จนถึงปัจจุบันมีการสร้างอ่างเก็บน้ำดังกล่าวด้วยความจุรวมกว่า 1.2 ล้านลูกบาศก์เมตร โครงสร้างแยกประเภทนี้มีความจุตั้งแต่ 1 ถึง 12,000 ลูกบาศก์เมตร

ในต่างประเทศ แผ่นพื้นเสาหินที่มีระยะเพิ่มขึ้นพร้อมแรงเสริมแรงบนคอนกรีตกำลังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ ในสหรัฐอเมริกาประเทศเดียว มีการสร้างโครงสร้างดังกล่าวมากกว่า 10 ล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี มีการสร้างแผ่นคอนกรีตจำนวนมากในแคนาดา

เมื่อเร็ว ๆ นี้การเสริมแรงอัดแรงในโครงสร้างเสาหินมีการใช้มากขึ้นโดยไม่ยึดติดกับคอนกรีตเช่น ช่องไม่ได้ถูกฉีดและการเสริมแรงได้รับการปกป้องจากการกัดกร่อนด้วยฝาครอบป้องกันพิเศษหรือรับการรักษาด้วยสารป้องกันการกัดกร่อน ดังนั้น สะพาน อาคารขนาดใหญ่ อาคารสูงและวัตถุอื่นที่คล้ายคลึงกันจึงถูกสร้างขึ้น

นอกจากวัตถุประสงค์ในการก่อสร้างแบบดั้งเดิมแล้ว คอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงแบบเสาหินยังพบการใช้งานอย่างกว้างขวางในถังปฏิกรณ์และเปลือกบรรจุสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กำลังการผลิตรวมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในโลกมีมากกว่า 150 ล้านกิโลวัตต์ ซึ่งกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้า เรือเครื่องปฏิกรณ์ และเปลือกบรรจุซึ่งสร้างจากคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงแบบเสาหิน อยู่ที่เกือบ 40 ล้านกิโลวัตต์ เปลือกกักกันสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์กลายเป็นข้อบังคับ การขาดเปลือกหอยที่ทำให้เกิดภัยพิบัติเชอร์โนบิล

แท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่งเป็นตัวอย่างสำคัญของความสามารถในการสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง โครงสร้างอันโอ่อ่าตระการตาเช่นนี้มากกว่าสองโหลได้ถูกสร้างขึ้นในโลก

แพลตฟอร์ม Troll สร้างขึ้นในปี 1995 ในประเทศนอร์เวย์ มีความสูงรวม 472 ม. ซึ่งสูงกว่าหอไอเฟลหนึ่งเท่าครึ่ง แพลตฟอร์มได้รับการติดตั้งในส่วนทะเลที่มีความลึกมากกว่า 300 ม. และได้รับการออกแบบให้ทนต่อผลกระทบของพายุเฮอริเคนที่มีความสูงของคลื่น 31.5 ม. ใช้การผลิต 250,000 ลูกบาศก์เมตร คอนกรีตความแข็งแรงสูง เหล็กธรรมดา 100,000 ตัน และเหล็กเสริมแรงอัด 11,000 ตัน อายุการใช้งานแพลตฟอร์มโดยประมาณคือ 70 ปี

การก่อสร้างสะพานเป็นพื้นที่ที่กว้างขวางสำหรับคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา มีการสร้างสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กมากกว่า 500,000 แห่งที่มีช่วงต่างๆ เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการสร้างสะพานแขวนสายเคเบิลมากกว่าสองโหลที่มีความยาว 600-700 ม. พร้อมช่วงกลางจาก 192 ถึง 400 ม. สะพานระดับพิเศษสร้างจากคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงซึ่งสร้างขึ้นตามแต่ละโครงการ สะพานที่มีช่วงกว้างถึง 50 ม. ถูกสร้างขึ้นในคานคอนกรีตเสริมเหล็กสำเร็จรูปรุ่นสำเร็จรูป

สะพาน "นอร์มังดี"

นอกจากนี้ยังมีความก้าวหน้าในการก่อสร้างสะพานคอนกรีตอัดแรงในประเทศอื่นๆ ในประเทศออสเตรเลีย ในเมืองบริสเบน สะพานคานที่มีช่วงกลางถึง 260 เมตรถูกสร้างขึ้น ซึ่งเป็นสะพานที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาสะพานประเภทนี้ สะพานแขวน Barrnos de Luna ในสเปนมีช่วง 440, Anasis ในแคนาดา - 465, สะพานฮ่องกง - 475 ม. สะพานโค้งในแอฟริกาใต้มีช่วงที่ใหญ่ที่สุด - 272 ม. สถิติโลกสำหรับสายเคเบิล - สะพานแขวนเป็นของสะพานนอร์มังดี ซึ่งมีระยะ 864 ม. สะพาน Vasco de Gama ในลิสบอน สร้างขึ้นเพื่อนิทรรศการ EXPO-98 World ไม่ได้ด้อยไปกว่าสะพานนี้มากนัก สะพานนี้มีความยาวรวมกว่า 18 กม. โครงสร้างรองรับหลัก - เสาและช่วง - ทำจากคอนกรีตที่มีกำลังอัดมากกว่า 60 MPa อายุการใช้งานที่รับประกันของสะพานคือ 120 ปีตามเกณฑ์ความทนทานของคอนกรีต (ในรัสเซียในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาสะพานขนาดใหญ่มักสร้างด้วยเหล็ก)

เทคโนโลยีอัดแรงคอนกรีตเสริมเหล็กเสาหินในรัสเซีย

ในรัสเซีย ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีสัดส่วนมากกว่าหนึ่งในสามของการผลิตส่วนประกอบสำเร็จรูปทั้งหมด ในต่างประเทศ การขึ้นรูปที่ไม่ใช่แบบหล่อของโครงสร้างพื้นบนแท่นยืนยาวเป็นที่แพร่หลายมาก แนวทางปฏิบัติตามปกติคือการผลิตแผ่นคอนกรีตที่มีช่วงความกว้างสูงสุด 17 ม. ส่วนสูง 40 ซม. สำหรับการบรรทุกสูงสุด 500 กก. / ตร.ม. ในฟินแลนด์แผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กกลวงภายใต้ภาระเดียวกันนั้นผลิตขึ้นโดยมีความสูงหน้าตัดถึง 50 ซม. โดยมีระยะสูงสุด 21 ม. กล่าวคือการใช้แรงกดทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนสำเร็จรูปที่มีคุณภาพ ระดับที่แตกต่างกัน ความตึงของการเสริมแรงเชือกที่แท่นดังกล่าวตามกฎแล้วคือความตึงแบบกลุ่มที่มีความจุแม่แรง 300-600 ตัน ทุกวันนี้ระบบต่าง ๆ ที่ไม่มีการขึ้นรูปแบบหล่อได้รับการพัฒนาบนขาตั้งยาว Spyrol, Spankrit, Spandex, Max Roth, Partek และ อื่น ๆ ที่โดดเด่นด้วยผลผลิตสูง การเสริมแรงที่ใช้ ข้อกำหนดทางเทคโนโลยีสำหรับคอนกรีต รูปร่างของหน้าตัดของแผงและพารามิเตอร์อื่น ๆ บนแท่นยืนยาวสูงสุด 250 ม. ทำแผ่นพื้นด้วยความเร็วสูงถึง 4 ม. / นาที สามารถเทคอนกรีตได้สูง 6 แผ่นในบรรจุภัณฑ์เดียว ความกว้างของแผ่นพื้นถึง 2.4 ม. โดยมีระยะสูงสุด 21 ม. แผ่นคอนกรีต Spendrit เพียงอย่างเดียวถูกใช้ในสหรัฐอเมริกามากกว่า 15 ล้านตารางเมตรต่อปี

มีอยู่ครั้งหนึ่ง คำว่า form-less molding ที่ใช้เทคโนโลยี Max Roth ปรากฏในรัสเซียเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ไม่ได้รับการยอมรับเพิ่มเติม ในระบบโครงสร้างของอาคารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศของเรา การเชื่อมต่อขององค์ประกอบจะดำเนินการผ่านชิ้นส่วนฝังตัว ในแผ่นคอนกรีตที่ทำบนแท่นยืนยาว ตามกฎแล้ว ความเป็นไปได้ในการวางชิ้นส่วนที่ฝังอยู่นั้น จำกัด อยู่ด้วยการอัดขึ้นรูป อย่างไรก็ตาม สำหรับอาคารสำเร็จรูป-เสาหินขนาดใหญ่ แผ่นพื้นที่ไม่มีชิ้นส่วนฝังตัวสามารถพบการกระจายที่กว้างที่สุด ซึ่งเป็นกรณีในต่างประเทศโดยเฉพาะในประเทศแถบสแกนดิเนเวียและสหรัฐอเมริกา

ต่อมาสาย Partek ปรากฏในรัสเซีย (ที่โรงงาน ZhBK-17 ในมอสโก, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, Barnaul) ซึ่งบ่งบอกถึงความต้องการแผ่นดังกล่าว การปรับปรุงระบบโครงสร้างของอาคารจะเป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์แผงอย่างแน่นอน

ความซบเซาของรัสเซียที่ยืดเยื้อในด้านการใช้คอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าเรายังไม่ได้รับการศึกษาที่เหมาะสมและการประยุกต์ใช้โครงสร้างอัดแรงด้วยแรงเสริมแรงบนคอนกรีตรวมถึงในสภาพอาคาร

"Enerprom" เริ่มพัฒนาทิศทางนี้และนำเสนออุปกรณ์จำนวนหนึ่งสำหรับการออกแบบของตัวเองสำหรับการใช้เทคโนโลยีนี้

สาระสำคัญของคอนกรีตเสริมเหล็ก ข้อดีและข้อเสียของมัน

คอนกรีตเสริมเหล็กเป็นวัสดุก่อสร้างที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วย คอนกรีตและเหล็ก อุปกรณ์, เสียรูปไปด้วยกันจนถึงการทำลายโครงสร้าง

ในคำจำกัดความข้างต้น มีการเน้นคำหลักที่สะท้อนถึงสาระสำคัญของเนื้อหา ในการระบุบทบาทของแต่ละแนวคิดที่เน้น ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสาระสำคัญของแต่ละแนวคิด

คอนกรีตเป็นหินเทียม ซึ่งเหมือนกับวัสดุหินอื่นๆ มีความต้านทานแรงกดสูงเพียงพอ และมีความต้านทานแรงดึงน้อยกว่า 10 - 20 เท่า

การเสริมเหล็กมีความทนทานต่อแรงกดและแรงตึงค่อนข้างสูง

การรวมวัสดุทั้งสองนี้เข้าไว้ด้วยกันจะช่วยให้คุณใช้ข้อดีของวัสดุแต่ละอย่างได้อย่างมีเหตุผล

ตัวอย่างเช่น คอนกรีตคาน พิจารณาว่ากำลังของคอนกรีตที่ใช้ในองค์ประกอบดัด (รูปที่ 1a) เมื่อลำแสงโค้งงอเหนือชั้นที่เป็นกลางจะเกิดความเค้นอัดและโซนล่างจะถูกยืดออก ความเค้นสูงสุดในส่วนจะอยู่ที่เส้นใยด้านบนและด้านล่างสุดของส่วน ทันทีที่โหลดลำแสง ความเค้นในบริเวณแรงดึงถึงค่าความต้านทานแรงดึงสูงสุด R bt, ขอบไฟเบอร์จะขาด เช่น รอยแตกแรกจะปรากฏขึ้น จะตามมาด้วยการทำลายที่เปราะบางเช่น การแตกหักของลำแสง แรงกดในพื้นที่อัดของคอนกรีต s bcในขณะที่การทำลายจะเป็นเพียง 1/10 ¸ 1/15 ของกำลังสูงสุดของคอนกรีตในการอัด ร ข, เช่น. ความแข็งแรงของคอนกรีตในเขตอัดจะใช้ 10% หรือน้อยกว่า

ตัวอย่างเช่น คอนกรีตเสริมเหล็กคานที่มีการเสริมแรงพิจารณาว่ามีการใช้กำลังของคอนกรีตและการเสริมแรงอย่างไร รอยแตกแรกในเขตแรงดึงของคอนกรีตจะปรากฏที่โหลดเท่ากันกับในคานคอนกรีต แต่ไม่เหมือนคานคอนกรีต การปรากฏตัวของรอยแตกไม่ได้นำไปสู่การทำลายคานคอนกรีตเสริมเหล็ก หลังจากรอยแตกร้าว แรงดึงในส่วนที่มีรอยแตกจะถูกเสริมแรงดูดกลืน และลำแสงจะสามารถรับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นได้ การทำลายคานคอนกรีตเสริมเหล็กจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อความเค้นในการเสริมแรงมาถึงจุดคราก และความเค้นในเขตบีบอัดจะไปถึงกำลังสูงสุดของคอนกรีตในการอัด ในเวลาเดียวกัน ในตอนแรก เมื่อถึงจุดคราก s tek ในการเสริมแรง ลำแสงจะเริ่มโค้งงออย่างเข้มข้นเนื่องจากการพัฒนาของการเสียรูปของพลาสติกในการเสริมแรง กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าคอนกรีตในเขตบีบอัดจะถูกบดขยี้เมื่อถึงกำลังรับแรงอัดสูงสุด ร.ข.เนื่องจากระดับความเค้นในคอนกรีตและการเสริมแรงในสถานะนี้สูงกว่าค่ามาก R btซึ่งหมายความว่าจะต้องเกิดจากการโหลดที่มากขึ้น ( NSในรูป 1-b). เอาท์พุต- ความได้เปรียบของคอนกรีตเสริมเหล็กคือแรงดึงที่รับรู้จากการเสริมแรงและแรงอัด - โดยคอนกรีต เพราะฉะนั้น, วัตถุประสงค์หลักของอุปกรณ์ในคอนกรีตเสริมเหล็กประกอบด้วยความจริงที่ว่าเธอเป็นผู้ที่ต้องรับรู้ความตึงเครียดเนื่องจากความต้านทานแรงดึงของคอนกรีตที่ไม่มีนัยสำคัญ ด้วยการเสริมแรง ความสามารถในการรับน้ำหนักของชิ้นส่วนที่โค้งงอ เมื่อเทียบกับคอนกรีต สามารถเพิ่มได้มากกว่า 20 เท่า

รับประกันการเปลี่ยนรูปร่วมของคอนกรีตและการเสริมแรงที่ติดตั้งอยู่ในนั้น แรงยึดเกาะที่เกิดขึ้นระหว่างการชุบแข็งของส่วนผสมคอนกรีต ในกรณีนี้ การยึดเกาะเกิดขึ้นจากปัจจัยหลายประการ กล่าวคือ ประการแรก เนื่องจากการยึดเกาะ (การติดกาว) ของซีเมนต์เพสต์กับการเสริมแรง (เห็นได้ชัดว่าส่วนแบ่งของส่วนประกอบการยึดติดนี้มีน้อย) ประการที่สองเนื่องจากการเสริมแรงด้วยคอนกรีตเนื่องจากการหดตัวระหว่างการชุบแข็ง ประการที่สามเนื่องจากการมีส่วนร่วมทางกลของคอนกรีตบนพื้นผิวเป็นระยะ (ร่อง) ของการเสริมแรง โดยธรรมชาติแล้ว สำหรับการเสริมแรงด้วยโพรไฟล์เป็นระยะ ๆ ส่วนประกอบของการยึดเกาะนี้มีความสำคัญที่สุด ดังนั้น การยึดเกาะของการเสริมแรงของโพรไฟล์แบบคาบกับคอนกรีตจึงสูงกว่าการเสริมแรงด้วยพื้นผิวเรียบหลายเท่า

การมีอยู่จริงของคอนกรีตเสริมเหล็กและความทนทานที่ดีนั้นเกิดขึ้นได้ เนื่องจากการผสมผสานที่เป็นประโยชน์ของคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลที่สำคัญบางประการของการเสริมแรงคอนกรีตและเหล็ก กล่าวคือ:

1) คอนกรีต เมื่อชุบแข็งแล้ว ยึดติดกับเหล็กเสริมแรงอย่างแน่นหนาและอยู่ภายใต้การรับน้ำหนัก วัสดุทั้งสองนี้จะเสียรูปร่วมกัน

2) คอนกรีตและเหล็กมีค่าใกล้เคียงกันของสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น นั่นคือเหตุผลที่เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลงภายใน +50 o C ¸ -70 o C ไม่มีการละเมิดการยึดเกาะระหว่างกัน เนื่องจากมีการเสียรูปในปริมาณเท่ากัน

3) คอนกรีตป้องกันการเสริมแรงจากการกัดกร่อนและการเกิดไฟไหม้โดยตรง สถานการณ์แรกเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความทนทานของคอนกรีตเสริมเหล็ก และประการที่สอง - การทนไฟในกรณีที่เกิดไฟไหม้ ความหนาของชั้นป้องกันของคอนกรีตถูกกำหนดอย่างแม่นยำจากเงื่อนไขเพื่อให้แน่ใจว่ามีความทนทานและทนไฟของคอนกรีตเสริมเหล็ก

เมื่อใช้คอนกรีตเสริมเหล็กเป็นวัสดุสำหรับโครงสร้างอาคาร สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจข้อดีและข้อเสียของวัสดุ ซึ่งจะช่วยให้สามารถใช้อย่างมีเหตุผล ลดผลกระทบจากข้อบกพร่องต่อประสิทธิภาพของโครงสร้าง

ถึง บุญ(คุณสมบัติเชิงบวก) ของคอนกรีตเสริมเหล็ก ได้แก่ :

1. ความทนทาน - ด้วยการทำงานที่เหมาะสม โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กสามารถให้บริการได้เรื่อยๆ โดยไม่ลดความสามารถในการรับน้ำหนัก

2. ทนต่อแรงสถิตและไดนามิกได้ดี

3. ทนไฟ

4. ต้นทุนการดำเนินงานต่ำ

5. ถูกและดี

สู่หลัก ข้อเสียของคอนกรีตเสริมเหล็กเกี่ยวข้อง:

1. น้ำหนักตายอย่างมีนัยสำคัญ ข้อเสียนี้ถูกขจัดออกไปในระดับหนึ่งเมื่อใช้มวลรวมน้ำหนักเบา เช่นเดียวกับเมื่อใช้โครงสร้างกลวงและผนังบางแบบโปรเกรสซีฟ (นั่นคือ โดยการเลือกรูปร่างที่มีเหตุผลของส่วนต่างๆ และโครงร่างของโครงสร้าง)

2. ความต้านทานการแตกร้าวต่ำของคอนกรีตเสริมเหล็ก (จากตัวอย่างที่พิจารณาข้างต้น ตามมาด้วยว่าควรมีรอยแตกในคอนกรีตรับแรงตึงระหว่างการทำงานของโครงสร้าง ซึ่งจะไม่ลดความสามารถในการรับน้ำหนักของโครงสร้าง) ข้อเสียนี้สามารถลดลงได้โดยใช้คอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง ซึ่งทำหน้าที่เป็นวิธีที่รุนแรงในการเพิ่มความต้านทานการแตกร้าว (สาระสำคัญของคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงจะกล่าวถึงในหัวข้อ 1.3 ด้านล่าง

3. การนำเสียงและความร้อนที่เพิ่มขึ้นของคอนกรีตในบางกรณีต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับความร้อนหรือฉนวนกันเสียงของอาคาร

4. เป็นไปไม่ได้ที่จะควบคุมง่าย ๆ เพื่อตรวจสอบการเสริมแรงขององค์ประกอบที่ผลิตขึ้น

5. ความยากลำบากในการเสริมสร้างโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีอยู่ในระหว่างการสร้างอาคารใหม่เมื่อภาระเพิ่มขึ้น

คอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง: สาระสำคัญและวิธีการสร้างแรงอัด

บางครั้งการก่อตัวของรอยแตกในโครงสร้างที่เป็นที่ยอมรับไม่ได้เนื่องจากสภาพการทำงาน (เช่นในถัง; ท่อ; โครงสร้างที่ทำงานภายใต้อิทธิพลของสื่อที่ก้าวร้าว) เพื่อขจัดข้อเสียของคอนกรีตเสริมเหล็กนี้จึงใช้โครงสร้างอัดแรง ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะหลีกเลี่ยงรอยแตกในคอนกรีตและลดการเสียรูปของโครงสร้างในระหว่างขั้นตอนการทำงาน

พิจารณาคำจำกัดความสั้น ๆ ของคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง

โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กเรียกว่าอัดแรง ซึ่งในระหว่างกระบวนการผลิต ความเค้นอัดที่สำคัญจะถูกสร้างขึ้นในคอนกรีตของส่วนนั้นของโครงสร้างที่ได้รับแรงตึงระหว่างการใช้งาน (รูปที่ 2)

โดยทั่วไปแล้ว แรงอัดเริ่มต้นในคอนกรีตจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้การเสริมกำลังแรงสูงแบบดึงแรงตึงล่วงหน้า

ซึ่งจะเพิ่มความเหนียวและความแข็งแกร่งของการแตกหักของโครงสร้าง ตลอดจนสร้างเงื่อนไขสำหรับการใช้การเสริมแรงที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งนำไปสู่การประหยัดในโลหะและลดต้นทุนของโครงสร้าง

ต้นทุนการเสริมแรงเฉพาะจะลดลงเมื่อความแข็งแรงของการเสริมแรงเพิ่มขึ้น ดังนั้นข้อต่อที่มีความแข็งแรงสูงจึงให้ผลกำไรมากกว่าอุปกรณ์ทั่วไป อย่างไรก็ตาม ไม่แนะนำให้ใช้การเสริมแรงความแข็งแรงสูงในโครงสร้างโดยไม่ต้องอัดแรง เนื่องจากเมื่อความเค้นดึงสูงในการเสริมแรง รอยแตกในเขตรับแรงดึงของคอนกรีตจะเปิดออกอย่างมาก ในขณะที่ลดประสิทธิภาพการทำงานที่ต้องการของโครงสร้าง

ข้อดี คอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงก่อนคอนกรีตทั่วไป - อย่างแรกคือมีความต้านทานการแตกร้าวสูง เพิ่มความแข็งแกร่งของโครงสร้าง (เนื่องจากการโค้งกลับที่ได้รับเมื่อโครงสร้างถูกบีบอัด); ต้านทานโหลดไดนามิกได้ดีขึ้น ความต้านทานการกัดกร่อน ความทนทาน; เช่นเดียวกับผลกระทบทางเศรษฐกิจบางอย่างที่เกิดขึ้นจากการใช้การเสริมแรงที่มีความแข็งแรงสูง

ในคานอัดแรงภายใต้การรับน้ำหนัก (รูปที่ 2) คอนกรีตจะผ่านความเค้นดึงหลังจากยกเลิกความเค้นอัดเริ่มต้นแล้วเท่านั้น ตัวอย่างของคานสองอันแสดงให้เห็นว่ารอยร้าวในคานอัดแรงเกิดขึ้นที่โหลดที่สูงกว่า แต่ภาระการแตกหักของคานทั้งสองมีค่าใกล้เคียงกัน เนื่องจากความเค้นสุดท้ายในการเสริมแรงและคอนกรีตของคานเหล่านี้มีค่าเท่ากัน การโก่งตัวของลำแสงอัดแรงก็น้อยกว่ามากเช่นกัน

ในการผลิตโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงในโรงงาน มีสองแผนพื้นฐานสำหรับการสร้างอัดแรงในคอนกรีตเสริมเหล็ก:

อัดแรงด้วยการเสริมแรงบนสตรัทและบนคอนกรีต

เมื่อดึงป้ายหยุดการเสริมแรงจะถูกนำเข้าสู่แม่พิมพ์ก่อนที่ชิ้นงานจะถูกเทคอนกรีต ปลายด้านหนึ่งยึดกับตัวหยุด อีกด้านหนึ่งดึงด้วยแม่แรงหรืออุปกรณ์อื่นๆ เพื่อควบคุมความตึง จากนั้นผลิตภัณฑ์จะถูกเทคอนกรีตนึ่งและหลังจากที่คอนกรีตได้รับกำลังลูกบาศก์ที่จำเป็นสำหรับการรับรู้แรงอัด R bpอุปกรณ์ถูกปล่อยออกจากตัวหยุด การเสริมแรงที่พยายามทำให้สั้นลงภายในขอบเขตของการเปลี่ยนรูปที่ยืดหยุ่นได้ เมื่อเกิดการยึดเกาะกับคอนกรีต นำมันไปและบีบอัดมัน (รูปที่ 3-a)

เมื่อทำการดึงเหล็กเสริมบนคอนกรีต (รูปที่ 3-b)ขั้นแรกให้สร้างคอนกรีตหรือเสริมแรงอย่างอ่อนแล้วเมื่อคอนกรีตมีความแข็งแรง R bpสร้างแรงกดทับเบื้องต้นในนั้น ซึ่งทำได้ดังนี้: การเสริมแรงอัดแรงจะถูกแทรกเข้าไปในช่องหรือร่องที่เหลือระหว่างการเทคอนกรีตของส่วนประกอบ และดึงให้ตึงด้วยแม่แรง โดยวางโดยตรงที่ส่วนท้ายของผลิตภัณฑ์ ในกรณีนี้ แรงอัดของคอนกรีตเกิดขึ้นแล้วในกระบวนการเสริมแรงให้ตึง ด้วยวิธีนี้ ความเค้นในการเสริมแรงจะถูกควบคุมหลังจากสิ้นสุดการอัดคอนกรีต ช่องในคอนกรีตเกินเส้นผ่านศูนย์กลางของการเสริมแรง (5 - 15) มม. ถูกสร้างขึ้นโดยการวางตัวสร้างโมฆะที่ดึงออกมาในภายหลัง (เกลียวเหล็ก ท่อยาง ฯลฯ ) การยึดเกาะของการเสริมแรงกับคอนกรีตนั้นเกิดขึ้นได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าหลังจากอัดแล้วพวกเขาจะถูกฉีด (ปูนซีเมนต์หรือปูนถูกฉีดเข้าไปในช่องภายใต้แรงกดดันผ่านแท่นที - กิ่งก้านที่วางลงระหว่างการผลิตองค์ประกอบ) หากการเสริมแรงอัดแรงตั้งอยู่ที่ด้านนอกขององค์ประกอบ (การเสริมแรงวงแหวนของท่อ, ถัง, ฯลฯ ) จากนั้นทำการขดด้วยการบีบอัดคอนกรีตพร้อมกันด้วยเครื่องม้วนพิเศษ ในกรณีนี้ หลังจากดึงเหล็กเสริมแรงแล้ว จะมีการพ่นชั้นคอนกรีตป้องกันลงบนพื้นผิวของชิ้นส่วน

การดึงแรงขับเป็นวิธีการทางอุตสาหกรรมในการผลิตในโรงงาน แรงตึงบนคอนกรีตใช้สำหรับโครงสร้างขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นบนไซต์เป็นหลัก

ความตึงของเหล็กเส้น การหยุดสามารถทำได้ไม่เฉพาะกับแม่แรงเท่านั้น แต่ยังสามารถดำเนินการทางไฟฟ้าด้วยความร้อนด้วย เมื่อต้องการทำเช่นนี้ แท่งที่มีหัวบิดเบี้ยวจะถูกให้ความร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าที่ 300 - 350 ° C นำเข้าแม่พิมพ์และจับจ้องไปที่ตัวหยุดแบบพิมพ์ เมื่อความยาวเริ่มต้นกลับคืนมาในระหว่างกระบวนการทำความเย็น การเสริมแรงจะถูกยืดออก กระดองยังสามารถทำให้ตึงได้โดยวิธีอิเล็กโตรเทอร์โมเมคานิคัล (เป็นการผสมผสานระหว่างสองวิธีแรก)

คอนกรีตเสริมเหล็กใช้ในเกือบทุกด้านของอุตสาหกรรมและงานโยธา:

ในอาคารอุตสาหกรรมและงานโยธา คอนกรีตเสริมเหล็กใช้สำหรับ: ฐานราก เสา หลังคาและแผ่นพื้น แผ่นผนัง คานและโครงถัก คานเครน เช่น องค์ประกอบเกือบทั้งหมดของเฟรมของอาคารชั้นเดียวและหลายชั้น

โครงสร้างพิเศษสำหรับการก่อสร้างคอมเพล็กซ์อุตสาหกรรมและงานโยธา - กำแพงกันดิน, บังเกอร์, ไซโล, แท็งก์, ท่อส่ง, สายไฟรองรับ ฯลฯ

ในงานวิศวกรรมไฮดรอลิกและการก่อสร้างถนน เขื่อน เขื่อน สะพาน ถนน รันเวย์ ฯลฯ ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็ก

ข้อดีหลักของคอนกรีตเสริมเหล็กคือ: ความแข็งแรงสูง, ทนไฟ, ทนทาน, ง่ายต่อการขึ้นรูป คานคอนกรีต (ดังรูปด้านล่าง) ซึ่งผ่านแรงตึงใต้แกนกลางและแรงอัดด้านบนในระหว่างการดัดงอ มีกำลังรับน้ำหนักต่ำเนื่องจากความต้านทานต่ำของคอนกรีตต่อแรงตึง ในขณะเดียวกัน ความแข็งแรงของคอนกรีตในพื้นที่อัดยังใช้ไม่ได้เต็มที่ ในเรื่องนี้ ไม่แนะนำให้ใช้คอนกรีตเสริมเหล็กในโครงสร้างที่ออกแบบมาเพื่อใช้ในการดัดหรือรับแรงดึง เนื่องจากขนาดขององค์ประกอบดังกล่าวจะมีขนาดใหญ่มาก

โครงสร้างคอนกรีตส่วนใหญ่จะใช้เมื่อทำงานในแรงอัด (ผนัง ฐานราก โครงสร้างยึด หนวด ฯลฯ) และเฉพาะบางครั้งเมื่อทำงานในการดัดงอที่ความเค้นดึงต่ำที่ไม่เกินค่าความต้านทานแรงดึงของคอนกรีต

โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กเสริมแรงในพื้นที่ยืดด้วยการเสริมแรงมีกำลังรับน้ำหนักที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นความสามารถในการรับน้ำหนักของคานคอนกรีตเสริมเหล็ก (รูปที่. ด้านล่าง) พร้อมเหล็กเสริมที่วางอยู่ด้านล่างนั้นมากกว่าความจุแบริ่งของคานคอนกรีตที่มีขนาดเท่ากัน 10-20 เท่า ในกรณีนี้จะใช้กำลังของคอนกรีตในบริเวณอัดของคานอย่างเต็มที่

แผนการดำเนินงานขององค์ประกอบภายใต้ภาระ

เหล็กเส้น, ลวด, โพรไฟล์รีด, เช่นเดียวกับไฟเบอร์กลาส, วัสดุสังเคราะห์, แท่งไม้, ลำไม้ไผ่ใช้เป็นเหล็กเสริม

โครงสร้างได้รับการเสริมแรงไม่เฉพาะเมื่อทำงานในแรงตึงและการดัด แต่ยังรวมถึงการบีบอัดด้วย (รูปที่ด้านบน) เนื่องจากเหล็กมีความต้านทานแรงดึงและแรงอัดสูง การรวมเหล็กในชิ้นส่วนอัดจะเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของเหล็กได้อย่างมาก การทำงานร่วมกันของวัสดุที่มีคุณสมบัติต่างกัน เช่น คอนกรีตและเหล็ก มั่นใจได้จากปัจจัยต่อไปนี้

1. การยึดเกาะของวัสดุเสริมแรงกับคอนกรีตซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการชุบแข็งของส่วนผสมคอนกรีต เนื่องจากการยึดเกาะ วัสดุทั้งสองจะเสียรูปร่วมกัน
2. ค่าสัมประสิทธิ์การเสียรูปอุณหภูมิเชิงเส้นใกล้เคียง (สำหรับคอนกรีต 7 · 10 -6 -10 · 10 -6 1 / องศา สำหรับเหล็ก 12 · 10 -6 1 / องศา) ซึ่งไม่รวมลักษณะที่ปรากฏของความเค้นเริ่มต้นในวัสดุและการเสริมแรงหน้าเลื่อน ในคอนกรีตที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงสูงถึง 100 ° C;
3. การปกป้องเหล็กที่เชื่อถือได้ ล้อมรอบด้วยคอนกรีตหนาแน่น จากการกัดกร่อน การเกิดไฟไหม้โดยตรง และความเสียหายทางกล

คุณสมบัติของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กคือความเป็นไปได้ของการแตกร้าวในเขตตึงเครียดภายใต้การกระทำของแรงภายนอก การเปิดรอยแตกเหล่านี้ในหลายโครงสร้างระหว่างขั้นตอนการทำงานมีขนาดเล็ก (0.1-0.4 มม.) และไม่ก่อให้เกิดการกัดกร่อนของการเสริมแรงหรือการหยุดชะงักของการทำงานปกติของโครงสร้าง อย่างไรก็ตาม มีโครงสร้างและโครงสร้างที่ตามสภาพการทำงาน การก่อตัวของรอยแตกนั้นไม่เป็นที่ยอมรับ (เช่น ท่อแรงดัน ถาด แท็งก์ ฯลฯ) หรือต้องลดความกว้างของช่องเปิด ในกรณีนี้ โซนขององค์ประกอบที่มีแรงดึงปรากฏขึ้นภายใต้การกระทำของโหลดปฏิบัติการจะต้องได้รับการบีบอัดอย่างเข้มข้นล่วงหน้า (ก่อนการใช้งานโหลดภายนอก) โดยการเสริมแรงล่วงหน้า โครงสร้างดังกล่าวเรียกว่าอัดแรง การบีบอัดเบื้องต้นของโครงสร้างส่วนใหญ่ดำเนินการในสองวิธี: โดยการเสริมแรงที่จุดหยุด (ก่อนการเทคอนกรีต) และบนคอนกรีต (หลังการเทคอนกรีต)

ในกรณีแรก ก่อนการเทคอนกรีตโครงสร้าง การเสริมแรงจะถูกดึงและยึดที่จุดหยุดหรือปลายของแบบฟอร์ม (รูปที่. ด้านล่าง) จากนั้นองค์ประกอบจะถูกทำให้เป็นรูปธรรม หลังจากที่คอนกรีตได้รับกำลังที่จำเป็นในการดูดซับแรงอัดล่วงหน้า (กำลังถ่ายเท) การเสริมแรงจะหลุดออกจากสต็อปและในความพยายามที่จะย่อให้สั้นลง คอนกรีตก็จะบีบอัด การถ่ายโอนกำลังไปยังคอนกรีตเกิดขึ้นเนื่องจากการยึดเกาะระหว่างการเสริมแรงกับคอนกรีตตลอดจนโดยใช้อุปกรณ์ยึดพิเศษที่อยู่ในคอนกรีตของโครงสร้างหากการยึดเกาะไม่เพียงพอ

ในกรณีที่สอง จะทำการสร้างองค์ประกอบคอนกรีตหรือเสริมแรงอย่างอ่อนที่มีช่องหรือร่องก่อน (รูปที่ด้านล่าง) เมื่อคอนกรีตถึงความแข็งแรงในการถ่ายเทที่ต้องการ การเสริมแรงจะถูกแทรกเข้าไปในช่อง (ร่อง) ให้แน่นด้วยการหยุดของสิ่งที่แนบมากับความตึงที่ส่วนท้ายขององค์ประกอบและการยึด คอนกรีตจึงถูกบีบอัด เพื่อสร้างการยึดเกาะของการเสริมแรงกับคอนกรีต ปูนซีเมนต์ หรือปูนทราย จะถูกฉีดเข้าไปในช่อง หากการเสริมแรงอัดแรงตั้งอยู่บนพื้นผิวด้านนอกของชิ้นส่วน (การเสริมแรงของท่อ, อ่างเก็บน้ำ, ฯลฯ ) ให้ทำการม้วนด้วยการบีบอัดคอนกรีตพร้อมกันด้วยเครื่องม้วนพิเศษ หลังจากการเสริมแรงให้ตึงแล้ว ชั้นป้องกันของคอนกรีตจะถูกนำไปใช้กับพื้นผิวขององค์ประกอบด้วยการยิงปืน แรงตึงของการเสริมแรงสามารถทำได้โดยวิธีทางกล ความร้อนด้วยไฟฟ้า รวมและทางเคมีกายภาพ

วิธีการกดดันล่วงหน้า

a - ความตึงเครียดในการหยุด; b - แรงตึงบนคอนกรีต ผม - ความตึงเครียดของการเสริมแรงและการเทคอนกรีตขององค์ประกอบ II, IV - องค์ประกอบสำเร็จรูป; III - องค์ประกอบในระหว่างการตึงของการเสริมแรง; 1 - เน้น; 2 - แจ็ค; 3 - สมอ

ด้วยวิธีการทางกล ข้อต่อจะถูกปรับความตึงด้วยแม่แรงไฮดรอลิกหรือสกรู เครื่องม้วน และกลไกอื่นๆ ด้วยวิธีอิเล็กโทรเทอร์มอล อาร์เมเจอร์จะถูกให้ความร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าที่ 300-350 ° C ใส่ลงในแม่พิมพ์และยึดกับจุดหยุด ในระหว่างกระบวนการหล่อเย็น การเสริมแรงจะสั้นลงและรับความเค้นแรงดึงเบื้องต้น วิธีการปรับความตึงแบบรวมจะรวมวิธีการปรับความตึงด้วยการเสริมแรงด้วยความร้อนด้วยไฟฟ้าและทางกลที่ดำเนินการพร้อมกัน ด้วยวิธีการทางเคมีกายภาพ แรงตึงของการเสริมแรงจะเกิดขึ้นจากการขยายตัวของคอนกรีตที่เตรียมบนซีเมนต์ที่มีความเค้นพิเศษ (NC) ในระหว่างการบำบัดด้วยความร้อนใต้พิภพ

การเสริมแรงที่ฝังอยู่ในคอนกรีตช่วยป้องกันการเพิ่มปริมาตรและการยืด และความเค้นอัดเกิดขึ้นในคอนกรีต การเสริมแรงจะถูกทำให้ตึงบนจุดหยุดโดยวิธีทางกล ความร้อนด้วยไฟฟ้าหรือแบบผสมผสาน และบนคอนกรีต - เฉพาะทางกลไกเท่านั้น

ข้อได้เปรียบหลักของโครงสร้างอัดแรงคือการต้านทานการแตกร้าวสูง เมื่อโหลดองค์ประกอบอัดแรงด้วยโหลดภายนอก ความเค้นอัดที่สร้างไว้ล่วงหน้าจะดับลงในคอนกรีตของเขตรับแรงดึง และจากนั้นจะเกิดความเค้นดึงขึ้นเท่านั้น ยิ่งคอนกรีตและเหล็กกล้ามีความแข็งแรงสูงเท่าใด ก็ยิ่งสามารถสร้างแรงอัดล่วงหน้าในองค์ประกอบได้มากเท่านั้น

การใช้วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงช่วยลดการใช้การเสริมแรงได้ 30-70% เมื่อเทียบกับคอนกรีตเสริมเหล็กที่ไม่รับแรงกด ปริมาณการใช้คอนกรีตและน้ำหนักของโครงสร้างก็ลดลงเช่นกัน นอกจากนี้ การต้านทานการแตกร้าวในระดับสูงของโครงสร้างอัดแรงยังช่วยเพิ่มความแข็งแกร่ง การต้านทานน้ำ ความทนทานต่อความเย็นจัด ความต้านทานต่อการรับน้ำหนักแบบไดนามิก และความทนทาน

ข้อเสียของคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง ได้แก่ กระบวนการนี้เป็นการผลิตโครงสร้างที่ใช้แรงงานจำนวนมาก อีกทั้งมีความจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษและคนงานที่มีคุณสมบัติสูง

สภาวะความเค้น-ความเครียดขององค์ประกอบอัดแรงหลังจากเกิดรอยแตกร้าวในคอนกรีตของเขตรับแรงดึงจะคล้ายกับองค์ประกอบที่ไม่มีแรงกดทับ

โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กเป็นพื้นฐานของการก่อสร้างสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม พวกมันมีข้อบกพร่องที่สำคัญที่เกี่ยวข้อง ประการแรกคือ ความสามารถในการรับน้ำหนักไม่เพียงพอและการก่อตัวของรอยแตกในหินภายใต้ภาระการทำงาน การปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตผลิตภัณฑ์คอนกรีตและการเสริมเหล็กได้นำไปสู่การสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงซึ่งมีข้อดีหลายประการ

คำนิยาม

โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงเป็นผลิตภัณฑ์ก่อสร้าง ซึ่งในขั้นตอนของการสร้าง จะต้องรับแรงอัดจากการออกแบบเบื้องต้น มันถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการก่อตัวเบื้องต้นของความเค้นแรงดึงในการเสริมกำลังแรงสูงในการทำงานและการอัดของคอนกรีตในพื้นที่ที่จะต้องพบกับความตึง (โก่ง) ระหว่างการทำงาน การบีบอัดการเสริมแรงจะไม่ลื่นไถลเนื่องจากยึดติดกับวัสดุหรือยึดด้วยการเสริมแรงที่ปลายผลิตภัณฑ์ ดังนั้นความเค้นแรงดึงที่องค์ประกอบคอนกรีตเสริมเหล็กได้มาจากการเสริมแรงจะปรับสมดุลความตึงของการอัดเบื้องต้นของหิน

ข้อดี

คอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงเป็นเวลานานทำให้เกิดการเลื่อนเวลาเริ่มต้นของการก่อตัวของรอยแยกในผลิตภัณฑ์ซึ่งทำงานเพื่อการโก่งตัวลดความลึกของการเปิด ในเวลาเดียวกัน ผลิตภัณฑ์ได้รับความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นโดยไม่ลดความแข็งแรงลง

คานคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงมักจะทำงานได้ดีในการอัดและการโก่งตัว โดยมีความแข็งแรงเท่ากันตลอดความยาว ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเพิ่มความกว้างของช่วงคาบเกี่ยวกันได้ ในโครงสร้างดังกล่าว ขนาดของหน้าตัดจะลดลง ดังนั้น ปริมาณและน้ำหนักของส่วนประกอบ (โดย 20 - 30%) เช่นเดียวกับการใช้ปูนซีเมนต์จะลดลง การใช้คุณสมบัติของเหล็กอย่างมีเหตุผลมากขึ้นทำให้สามารถลด (แกนและลวด) ได้ถึง 50% โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากเกรดความแข็งแรงสูง (A-IV และสูงกว่า) ซึ่งมีความต้านทานแรงดึงสูง ความเป็นกลางทางเคมีของคอนกรีตกับเหล็กช่วยป้องกันการเสริมแรงจากการกัดกร่อน ในเวลาเดียวกัน ความต้านทานการแตกที่เพิ่มขึ้นช่วยปกป้องการเสริมแรงเค้นจากการเกิดสนิมในโครงสร้างที่อยู่ภายใต้แรงดันน้ำ ของเหลวอื่นๆ และก๊าซอย่างต่อเนื่อง

วิธีการก่อสร้างอาคารที่ใช้ในการก่อสร้างเฟรมจะขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงในระหว่างการก่อสร้าง

การเสริมแรงตึง การกดคอนกรีตของชุดประกอบ ช่วยให้มั่นใจถึงการเทียบท่าที่ใช้งานได้จริงโดยลดการใช้โลหะที่ข้อต่อลงอย่างมาก ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและสำเร็จรูปเสาหินจากโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กเสริมแรงสามารถประกอบด้วยชิ้นส่วนที่ติดกับส่วนหน้าตัดเดียวกัน ซึ่งทำจากคอนกรีตมวลเบาไม่รับแรงกดที่ขอบ และส่วนที่รับน้ำหนักเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรง ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวได้เพิ่มความทนทานโดยการชดเชยอิทธิพลแบบไดนามิกที่ซ้ำซากจำเจ

คุณสมบัตินี้ทำให้สามารถเปลี่ยนความเค้นในคอนกรีตและการเสริมแรงที่เกิดจากความผันผวนของแรงภายนอกได้ ความต้านทานแผ่นดินไหวที่เพิ่มขึ้นของอาคารเพิ่มขึ้นเนื่องจากความเสถียรทางโครงสร้างสูงของคอนกรีตเสริมเหล็กรับแรงซึ่งบีบอัดชิ้นส่วนแต่ละชิ้น โครงสร้างอัดแรงให้ความปลอดภัยมากขึ้น เนื่องจากการพังทลายนำหน้าด้วยการโก่งตัวที่เกินขีดจำกัด ซึ่งส่งสัญญาณว่าโครงสร้างหมดกำลังแล้ว

ข้อเสีย

สถานะของการอัดแรงในวัสดุทำได้โดยอุปกรณ์พิเศษ การคำนวณที่แม่นยำ การออกแบบที่เน้นแรงงาน และการผลิตที่มีค่าใช้จ่ายสูง ผลิตภัณฑ์ต้องมีการจัดเก็บ การขนส่ง และการติดตั้งอย่างระมัดระวัง ซึ่งไม่ก่อให้เกิดภาวะฉุกเฉินแม้กระทั่งก่อนใช้งาน

โหลดเข้มข้นสามารถส่งเสริมรอยแตกตามยาว ซึ่งลดความสามารถในการรับน้ำหนัก การคำนวณผิดพลาดในด้านเทคโนโลยีการออกแบบและการผลิตอาจทำให้ผลิตภัณฑ์คอนกรีตเสริมเหล็กที่สร้างขึ้นบนทางลื่นเสียหายได้อย่างสมบูรณ์ โครงสร้างอัดแรงต้องการแบบหล่อที่ใช้โลหะที่มีความแข็งแรงสูง เพิ่มการใช้เหล็กสำหรับการฝังและการเสริมแรง

ค่าเสียงและการนำความร้อนจำนวนมากต้องการการจัดวางวัสดุชดเชยในตัวหิน โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กดังกล่าวมีเกณฑ์การทนไฟที่ต่ำกว่า (เนื่องจากอุณหภูมิความร้อนวิกฤตที่ต่ำกว่าของเหล็กเสริมแรงอัดแรง) เมื่อเทียบกับคอนกรีตเสริมเหล็กทั่วไป โครงสร้างคอนกรีตอัดแรงได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากการชะล้าง สารละลายของกรดและซัลเฟต เกลือ ซึ่งนำไปสู่การกัดกร่อนของหินซีเมนต์ การแตกร้าว และการกัดกร่อนของเหล็กเสริม ซึ่งอาจส่งผลให้ความสามารถในการรับน้ำหนักของเหล็กลดลงอย่างรวดเร็วและการแตกหักแบบกะทันหัน ข้อเสียรวมถึงน้ำหนักที่สำคัญของผลิตภัณฑ์

วัสดุสำหรับโครงสร้าง

คอนกรีตเสริมเหล็กเป็นวัสดุที่มีหลายองค์ประกอบซึ่งมีส่วนประกอบหลักคือคอนกรีตเสริมเหล็กและเหล็กเสริม พารามิเตอร์คุณภาพถูกกำหนดโดยข้อกำหนดการออกแบบพิเศษสำหรับองค์ประกอบโครงสร้าง ณ สถานที่ใช้งาน

คอนกรีต

แม่พิมพ์หล่อคอนกรีตด้วยแท่งอัดแรง

มั่นใจได้ในคอนกรีตเสริมเหล็กเสริมแรงโดยใช้องค์ประกอบหนักที่มีความหนาแน่นเฉลี่ยตั้งแต่ 2200 ถึง 2500 กก. / ลบ.ม. ซึ่งมีระดับความต้านทานแรงดึงในแนวแกนสูงกว่า 0.8 Bt. ความแข็งแรงตั้งแต่ B20 ขึ้นไป เกรดกันน้ำตั้งแต่ W2 ขึ้นไป ความทนทานต่อความเย็นจัดจาก F50 ... ข้อกำหนดสำหรับผลิตภัณฑ์รับประกันคอนกรีตที่มีความแข็งแรงมาตรฐานไม่ต่ำกว่าที่กำหนดโดยมีความน่าจะเป็น 0.95 (ใน 95% ของกรณี) ส่วนผสมต้องมีอายุอย่างน้อย 28 วันก่อนวัสดุอัดแรง ในระยะเริ่มต้นของการดำเนินการ หินคอนกรีตสามารถสูญเสียคุณภาพความเค้นได้บางส่วน เนื่องจากความเค้นของเหล็กโดยทั่วไปลดลง (มากถึง 16%) ค่าสัมประสิทธิ์ความน่าเชื่อถือของวัสดุในด้านความตึงและแรงอัดในสภาวะจำกัด ถูกกำหนดไว้สำหรับความสามารถในการซ่อมบำรุงไม่น้อยกว่า 1.0