الخرسانة مسبقة الإجهاد: معنى ، مزايا ونظام
بعد قراءة هذا المقال سوف تتعرف على: - 1. معنى الخرسانة مسبقة الإجهاد 2. مزايا الخرسانة سابقة الإجهاد 3. نظم 4. الخسارة 5. مبادئ التصميم 6. غطاء والتباعد 7. T-Beam جسر خرساني مسبق الإجهاد 8. مربع خرساني سابق الإجهاد العارض الجسور.
محتويات:
- معنى الخرسانة المضغوطة
- مزايا الخرسانة سابقة الإجهاد
- نظم الخرسانة مسبقة الإجهاد
- فقدان الخرسانة المسبقة الإجهاد
- مبادئ تصميم الخرسانة المسبقة الإجهاد
- غطاء وتباعد الصلب مسبقة الإجهاد
- T-Beam جسر خرسانة مسبقة الإجهاد
- كراسى عوارض صندوق الخرسانة سابقة الإجهاد
1. معنى الخرسانة سابقة الإجهاد:
الخرسانة سابقة الإجهاد هي الخرسانة التي يتم فيها تحفيز الإجهادات الداخلية بواسطة تطبيق بعض التقنيات الخاصة التي تتطورها الضغوط ذات الطبيعة المعاكسة لتلك التي تنتجها الأحمال الخارجية مثل الأحمال الميتة والمباشرة التي يجب على العضو تحملها والتي العضو ليتم تصميمه.
من خلال الإجهاد المسبق ، يمكن زيادة قوة العضو زيادة كبيرة حيث يتم إبطال جزء من الضغوط التي طورتها الأحمال الميتة والحية من قبل قوة الإجهاد.
2. مزايا الخرسانة سابقة الإجهاد:
وقد فتح تطوير الخرسانة سابقة الإجهاد آفاقا جديدة في بناء جسور الطرق السريعة. تتمتع الجسور الخرسانية سابقة الإجهاد بالعديد من المزايا على الجسور الخرسانية المسلحة ، وبالتالي فإن غالبية الجسور الطويلة على الطرق السريعة تم بناؤها من الخرسانة مسبقة الإجهاد.
تحتاج هذه الجسور إلى كمية أقل من الفولاذ والخرسانة والقوالب. أقل ملموسة في العوارض يقلل من لحظات الحمل الميت والمقصات.
علاوة على ذلك ، تكون العوارض المسبقة الإجهاد أخف وزناً ، ويصبح إطلاق العوارض ممكنًا في التدفقات المتدفقة حيث لا يكون التدريج ممكنًا أو ستكون تكلفة التدريج عالية جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لانخفاض وزن العوارض والبلاطات السابقة الإجهاد ، من الممكن تقليل تكلفة البنية التحتية والأساس مما يؤدي بالتالي إلى الاقتصاد الكلي للجسر.
تتميز الأقسام الخرسانية سابقة الإجهاد بمزيد من التفوق لأن الجزء الكامل يظل في حالة ضغط مما يقلل بالتالي من احتمال حدوث تشققات التوتر وأن الأوتار المسبقة المجهدة تقلل من قوة القص عند الأطراف مما يؤدي إلى إنقاذ تقوية القص.
3. أنظمة الخرسانة الإجهاد المسبق:
في بناء الجسر المضني ، يتم تبني طريقة ما بعد الشد بشكل عام وعلى هذا النحو فقط بعد الشد. يتم استخدام أنظمة الإجهاد المسبق التالية في الهند لهذا النوع من البناء.
تجدر الإشارة في هذا الصدد إلى أن الاختلاف الرئيسي في أنظمة الإجهاض المختلفة يكمن في المبدأ الذي يتم من خلاله التأكيد على قضبان أو كابلات الإجهاد المسبق وترتكز على الأعضاء الخرسانية وإلا لن يكون هناك فرق كبير سواء في إجراءات التصميم أو في البناء. طريقة.
أنا. نظام Freyssinet:
يثبت هذا النظام الكبلات المسبقة الإجهاد بواسطة عمل الوتد بمساعدة مخاريط ، المخروط الأنثوي والمخروط الذكور (الشكل 16.2). تتكون كبلات الإجهاد المسبق بشكل عام من 8 أو 12 أو 18. إما الأسلاك 5 مم أو 7 ملم ويتم إدخال هذه الأسلاك بين جدران مخروط الذكور والإناث ، وأكد ثم صدر. تجبر الميل المتكرر للأسلاك المخروط الذكور ويغلق الأسلاك بواسطة عمل الوتد.
لا يمكن إعادة تلويث الأسلاك مرة أخرى ، وهي مثبتة دائمًا للأعضاء الخرسانية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم حقن الجص الأسمنتي في الفراغ بين الكابل والغمد لمزيد من السلامة ضد انزلاق الكابلات. كما تحمي الأرضية الأسمنتية الكابلات ضد التآكل.
مصنوعة من مخاريط الذكور والإناث من خرسانة عالية الجودة مع تعزيز لولبي متباعد عن كثب. هو مخروط قليلا مخروط الذكور في شكل إسفين. يتم إجراء توتر أو ضغط الكبلات بمساعدة رافعات Freyssinet المصنوعة خصيصًا لهذا الغرض.
أثناء تركيب الخرسانة ، يتم حماية الكابلات بمساعدة غمد المعدن بحيث لا يتم تطوير أي رابطة بين الخرسانة والفولاذ مسبقة الإجهاد وإلا لن يكون من الممكن توتير الفولاذ مسبقة الإجهاد. يجب توخي الحذر الخاص لجعل تسرب واقية من غمد.
ثانيا. نظام Magnel-Blaton:
هذا النظام أيضا يستخدم 5 ملم. أو 7 ملم. الأسلاك كما الصلب مسبقة الإجهاد ومبدأ ربط الأسلاك هو نفسه كما هو الحال مع أي نظام Freyssinet. من خلال عمل الوتد ولكن الفرق الرئيسي هو أن هذه الأوتاد مصنوعة من الفولاذ بدلاً من الخرسانة ومستوية الشكل بدلاً من مخروط الذكور المخروطي لنظام Freyssinet (الشكل 16.3).
هذه الأسافين المسطحة ترسي الأسلاك عن طريق الاحتكاك ضد ألواح الساندويتش الفولاذية التي توضع على ألواح التوزيع الفولاذية. يتم نقل القوة المسبقة الإجهاد من الكبل في النهاية إلى العضو الخرساني من خلال لوحات التوزيع هذه.
كل صفيحة ساندويتش فولاذية يمكن أن ترسي 8 nos. الأسلاك. قدرة كل لوحة التوزيع عادة ما تكون متعددة من 8 أسلاك. قد يتم صب هذه الألواح في مكانها الصحيح إلى كتلة النهاية أثناء صب الخرسانة أو قد يتم وضعها مع الجص أثناء وقت الضغط. في نظام Freyssinet ، يتم التأكيد على جميع الأسلاك في كابل في وقت واحد ولكن في نظام Magnel-Blaton ، يتم التأكيد على سلكين فقط في وقت واحد.
ثالثا. نظام Gifford-Udall:
أقطار الأسلاك المستخدمة عادة في هذا النظام هي 4 مم ، 5 مم و 7 مم. تتكون وحدة الإرساء من حلقة دفع واحدة ، لوحة تحمل واحدة ومقبض تثبيت (شكل 16.4).
قبضة المرساة عبارة عن أسطوانة فولاذية لها ثقب مدبب داخلها يتم من خلاله إسفين الصلب المنقوش. يتم تمرير السلك المراد تثبيته عبر إسفين الفولاذ المضغوط بين الشطرين. في هذا النظام ، يتم تثبيت كل سلك بقبضة مستقلة وبالتالي ، يمكن ترتيب أي عدد من الأسلاك في كل وحدة.
وتحمل القبضة الأسطوانية ضد لوحة تحمل الفولاذ التي يتم من خلالها حفر عدد من الثقوب لتسهيل مرور الأسلاك. تحمل لوحة المحمل مرة أخرى ضد حلقة الدفع التي تنقل في النهاية قوة الإجهاد إلى العضو الخرساني.
د. نظام لي ماكول:
بخلاف النظام المذكور أعلاه ، يستخدم هذا النظام أشرطة عالية الشد عادة 12 مم. إلى 28 ملم. القطر بدلا من الأسلاك أو الكابلات. هذه الطريقة بسيطة للغاية فيما يتعلق بوحدة التثبيت التي تتكون من صفيحة نهاية واحدة أو صفيحة تحمل وجوز (شكل 16.5). يتم تثبيت أطراف القضبان وأثناء التشديد يتم شد المكسرات لمنع ارتداد القضيب المجهد.
هذا النظام لديه ميزة على الآخرين أن الإجهاد يمكن أن يتم على مراحل حيث أنه من الممكن تشديد الجوز في أي مرحلة. يمكن أن تقلل من فقدان الإجهاد بسبب الزحف ، والاسترخاء من الفولاذ وما إلى ذلك (معظم جزء منها يحدث في الأيام الأولى بعد الإجهاد المسبق) إذا تم تثبيط القضبان بعد ذلك.
4. فقدان الخرسانة المسبقة الإجهاد:
يحدث فقدان الإجهاد المسبق في الأعضاء بسبب العديد من العوامل التي يتم حساب بعضها في تصميم الأعضاء وبعضها في وقت التشديد. قد يتم ذكرها بإيجاز على النحو التالي:
أنا. خسارة بسبب الزحف في الخرسانة:
عندما يظل الجزء الخرساني تحت الضغط ، يحدث الإجهاد الدائم أو الزحف في الخرسانة مما يقلل من الإجهاد في الأوتار المسبقة الإجهاد. مقدار الزحف يعتمد على حجم الضغط في القسم وعمر الخرسانة في الجير من تطبيق prestress.
يتم أخذ سلالة الزحف من الخرسانة كما هو مبين في الجدول 16.2.
ملحوظة:
(أ) يمكن تحريف الإجهاد المتسلسل للقيم الوسيطة بشكل خطي.
(ب) يجب النظر إلى الإجهاد في الخرسانة في النقطه الوسطى للفولاذ مسبقة الإجهاد لحساب فقدان الإجهاد المسبق.
(ج) يجب أن تستند سلالة الزحف خلال أي فترة على متوسط الإجهاد خلال الفترة الفاصلة.
ثانيا. تفقد بسبب انكماش الخرسانة:
على غرار سلالة الزحف ، تقلل سلالة انكماش قوة الإجهاد المسبق في الأوتار المسبقة الإجهاد. يحسب فقدان الإجهاد الناتج عن الانكماش في الخرسانة من قيم الإجهاد بسبب الانكماش المتبقي كما هو مبين في الجدول 16.3.
ملحوظة:
(أ) يمكن تقريب قيم الأرقام الوسيطة خطيا.
ثالثا. خسارة بسبب استرخاء الصلب:
عندما يتم الاحتفاظ بفولاذ الشد العالي تحت الضغط ، يحدث إجهاد دائم أو استرخاء في الفولاذ ، كما هو معتاد عادة ، بسبب تنقص قوة الإجهاد في الوتر ويحدث فقدان في حالات الإجهاد. يعتمد فقدان الاسترخاء على الإجهاد في الفولاذ كما هو مذكور في الجدول 16.4. عندما لا تكون القيم المعتمدة لدى المصنعين معتمدة ، قد يتم افتراض هذه القيم في التصميم.
د. خسارة بسبب الجلوس أو الانزلاق في المراسي:
بعد نقل الإجهاد إلى المراسي ، يحدث زلة من الأسلاك أو رسم مخروط أو إجهاد الذكور في المراسي قبل أن يتمسك الأسلاك بقوة. هذه الآثار ، وبالتالي ، يؤدي إلى فقدان الإجهاد prestress يجب أن تكون قيمة وفقا لنتائج الاختبار أو توصيات المصنعين. كدليل تقريبي ، يمكن أخذ الانزلاق أو السحب في صورة 3 إلى 5 مم.
خامسا الخسارة بسبب تقصير مطاطي:
لا يتم التأكيد على كل الكابلات أو أسلاك عضو سابق الإجهاد في وقت واحد ولكن يتم التأكيد على واحد بعد الآخر اعتمادًا على ضرورة استيفاء شروط التحميل المختلفة. السلالة المرنة التي تنتجها قوة الإجهاد السابقة على عضو الخرسانة تسبب بعض الاسترخاء في الأوتار المسبقة الإجهاد التي تم التأكيد عليها في وقت سابق.
ومن الواضح ، إذن ، أنه نتيجة لهذه الظاهرة ، فإن الوتر الذي تم التشديد عليه في المقام الأول سيعاني من خسارة قصوى ولن يعاني الأخير من الخسارة. يجب حساب الخسارة الناتجة عن تقصير المطاط على أساس تسلسل التوتير.
ومع ذلك ، ولأغراض التصميم ، فإن الخسارة الناتجة عن الإجهاد المسبق لجميع الأسلاك الناتجة عن تقصير المرن يمكن أن تؤخذ على قدم المساواة مع ناتج النسبة المعيارية ونصف الضغط في الخرسانة المجاورة للأوتار على طول الطول. بدلا من ذلك ، يمكن حساب فقدان الإجهاد المسبق بالضبط على أساس تسلسل الإجهاد.
السادس. خسارة بسبب الاحتكاك:
يحدث فقدان الاحتكاك في قوة الإجهاد المسبق في عضو سابق الإجهاد ويختلف من قسم إلى آخر. تعتمد هذه الخسارة على كفاءة الاحتكاك المشترك بين الوتر الإجهاد والقناة.
تنقسم خسارة الاحتكاك إلى قسمين:
ط) تأثير الطول - الاحتكاك بين الوتر والقناة (على التوالي).
(2) تأثير الانحناء - بسبب انحناء الوتر والقناة ، يحدث الاحتكاك عندما يتم شد الأوتار وفقدان الإجهاد.
يمكن إعطاء مقدار قوة الإجهاد المسبق P x عند أي مسافة x من نهاية الرفع بعد حساب خسارة الاحتكاك الناتجة عن كل من طول وتأثير الانحناء بالمعادلة التالية:
P x = P o . e - (KX + μθ) (16.3)
حيث P o = قوة Prestress في نهاية الرفع.
P x = قوة Prestress عند بعض النقطة المتوسطة على مسافة x.
K = طول أو تمايل فعال لكل متر طول من الفولاذ ،
Cur = انحناء كفاءة المشاركة.
Total = إجمالي التغير الزاوي في الراديان من نهاية المقبس إلى النقطة قيد النظر.
x = طول الجزء المستقيم من الوتر من نهاية الرفع بالأمتار.
e = قاعدة لوغاريثم نابير (= 2.718).
تختلف قيم K و for باختلاف طبيعة الفولاذ والقنوات أو مواد التغليف كما هو موضح في الجدول 16.5 ويمكن استخدام هذه القيم لحساب خسائر الاحتكاك.
وتناقش مختلف أنواع الخسائر التي ينبغي مراعاتها في تصميم المقاطع وأثناء عملية الإجهاد. وقد لوحظ أن الخسائر الناجمة عن الزحف والانكماش في الخرسانة واسترخاء الفولاذ تقع عموما بين 15 و 20 في المائة للهياكل بعد الشد.
الخسارة التي تحدث بسبب الانزلاق في وحدة الإرساء هي النسبة المئوية للإنزلاق فيما يتعلق بالامتداد الكلي للأوتار الناتج عن الإجهاد.
يعتمد حجم الانزلاق في وحدة التثبيت على نوع الإسفين والضغط في السلك ، وبالتالي ، يتضح أن فقدان الإجهاد المسبق في هذا الحساب هو للأعضاء القصير أكثر من الأعضاء الطويلين منذ مقدار الانزلاق في كلتا الحالتين ستكون هي نفسها إذا بقي الإجهاد في حالة الوتر والوتد نفسه في كلا العضوين.
بالنسبة للجسور المهمة ، يجب التحقق من الضغوط في العوارض لزيادة الخسائر الناتجة عن الوقت بنسبة 20٪. الزحف ، والانكماش ، والاسترخاء وما إلى ذلك لضمان الحد الأدنى للضغط المتبقي. إن خسارة الاحتكاك للأعضاء الطويلين خصيصًا للجزء المستمر الذي يتغير فيه الانحناء للأوتار أكثر. ويمكن اعتبار متوسط القيمة من 12 إلى 15 في المائة بمثابة دليل تقريبي للغاية.
الأبعاد المبدئية لـ T-Beams و Box-Girders:
يجب أن تكون الأبعاد الأولية لقسم العوارض بحيث تستوفي جميع شروط التحميل في وقت البناء وكذلك أثناء الخدمة. يتم توضيح أبعاد الأجزاء المختلفة لقسم العارضة في الشكل 16.6 والذي يعطي دليلاً تقريبيًا لأقسام العارضة. يمكن التحقق من الإجهادات في العارضة لمختلف ظروف التحميل مع خصائص قسم العارضة المفترض.
إذا لزم الأمر ، يمكن تعديل الأبعاد المفترضة للعارضة بشكل مناسب للوصول إلى القسم المطلوب. يجب أن تكون أبعاد الحافة العليا والحافة السفلية والشبكة على شبكة الإنترنت بحيث يمكن استيعاب الكابلات المسبقة الإجهاد بالغطاء الملائم والمسافات حسب التعليمات البرمجية. الأبعاد الموضحة في الشكل 16.6. ومع ذلك ، بالنسبة للجسور الهامة ، أبعاد الويب لحزم T-beam والعوارض الصندوقية.
يجب ألا تقل سماكة الشبكة من العارضة T والعوارض الصندوقية عن 200 مم. بالإضافة إلى قطر القناة. بالنسبة للبنية الكابولية المصبوبة في الموقع ، إذا كانت الكبلات المسبقة الإجهاد مثبتة في الويب ، يجب ألا يقل سمك الشبكة عن 350 ملم. بشكل موحد.
يمكن تحديد العمق التقريبي لعوارض الطوابق الخرسانية سابقة الإجهاد من التالي للبدء بالتصميم الأولي للوفاء بالمتطلبات (L و D هي الامتداد وعمق العدادات بالأمتار).
أ) جسور على شكل حرف T وجسور بلاطات (7.5 متر بطريقة النقل):
ط) على سطح السفينة 3 أشعة ، D = L / 16
الثاني) ل 4 أشعة سطح السفينة ، D = L / 18
3) للطوابق 5 الحزم ، D = L / 20
ب) جسور العارضة مربع:
ط) على سطح الخلية الواحدة ، D = L / 16
الثاني) على سطح الخلايا التوأم ، D = L / 18
iii) للخلايا الثلاث على سطح السفينة ، D = L / 20
HT CABLE (APPROX. NOS.) (لتلبية متطلبات IRC: 18-1985):
يمكن افتراض إجمالي عدد كابلات الشد العالية (12 سلك من 7 ملم. ديا) في التصميم الأولي في حدود 1.6 إلى 1.7 ضعف المسافة بالأمتار. لمساحة 45 متر مدعومة ببساطة مع 5 حزم ، العدد الإجمالي. من الكابلات المطلوبة وفقا لقاعدة الإبهام هي 45.0 × 1.7 = 76.5.
أرقام الكابلات المستخدمة هي 15 Nos (متوسط) لكل عارضة. في جسر مربع عارضة مع البناء ناتئ يمتد على 101.0 م. يصل عدد الكبلات حسب قاعدة الإبهام إلى 1.7 × 101 = 171.7. أرقام الكابلات المستخدمة فعلا = 172 رقم.
5. مبادئ تصميم الخرسانة سابقة الإجهاد:
في الأسطح غير المركبة ، يتم وضع العوارض جنباً إلى جنب مع فجوة من 25 إلى 40 ملم. بين الفلنجات والحواجز الحاجزة ، الشكل 16.7 أ. عادةً ما يتم استخدام هذا النوع من الأسطح حيث تكون غرفة الرأس مقيدة أو يكون إطلاق العوارض ضروريًا بسبب صعوبة العمل المركزي.
العوارض هي مسبقة الصب في ساحة الصب ، الإجهاد المسبق ثم أطلقت في موقف من قبل بعض الأجهزة. ثم يتم تجريف المفاصل مع الملاط الرمل الأسمنت ويتم إجراء الإجهاد المسبق على سطح السفينة بشكل عكسي وذلك لجعلها صلبة ومتجانسة.
في الأسطح المركبة ، من ناحية أخرى ، قد يتم إلقاء العارضات في الموقع أو مسبقة الصب في ساحة الصب ، ويتم إطلاقها بعد إجراء عملية الإجهاد المسبق. يتم صب بلاطة RC على العوارض المسبقة الإجهاد وغشاءات RC وتصنيعها بمساعدة موصلات القص. يظهر هذا النوع من السطح في الشكل 16.7b.
نوع آخر من سطح مركب الخرسانة سابقة الإجهاد كما هو موضح في الشكل 16.7c يستخدم أيضا. في مثل هذه الأسطح ، يتم صب ألواح الفجوات وأغشية الفجوة بعد أن يتم إطلاق العوارض في موضعها ويتم تشبيك السطحين والحواجز الحاجزة.
في نوع الأسطح الموضحة في الشكل 16.7 أ ، حيث أن الخصائص المقطعية مثل المناطق ، ومقاطع المقاطع وما إلى ذلك تظل دون تغيير لجميع ظروف التحميل ، يتم تنفيذ الضغوط في العوارض بنفس خصائص الأقسام في جميع أنحاء.
ومع ذلك ، في الأسطح المركبة ، تتغير خصائص القسم للعوارض بعد لوح السطح أو تكون لوحة الفجوة مركبة مع العوارض ، وعلى هذا النحو عند حساب الإجهادات ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار الخصائص المعدلة للعوارض المركبة.
هذا يعني أن الضغوط الناتجة عن الوزن الذاتي للعوارض ، المرحلة الأولى من الإجهاد المسبق ، وزن سطح السفينة أو لوح الفراغ إلخ. يجب أن يتم حسابها بقطعة العارضة غير المركبة فقط عندما لا تكون العوارض مسنودة ولكن بعد الصب و الحصول على القوة اللازمة في لوح السطح ، والإجهادات المستحقة لو المراحل التالية من الإجهاد المسبق ، الوزن من يرتدي بالطبع ، حديدي وغيرها ، وتلك التي من المقرر أن يتم تحميلها على أساس خصائص المركبة التي هي أكبر من غير المركب.
يتم إجراء عملية الإجهاد المسبق بشكل عام في مرحلتين أو ثلاث مراحل في الأسطح المركبة من أجل تقليل تأثير الحمولة الثانوية مثل لوح السطح ، وارتداء الدورة إلخ ، وكذلك لتقليل الخسائر بسبب الزحف والانكماش قدر الإمكان. هذا هو ميزة من الطوابق المركبة على تلك المركبة غير المركب.
أنا. مسافات كيرن:
بالنسبة إلى العوارض غير المركبة ، ستبقى مساحة المقطع العرضي A والقسم Moduli Z t و Z b من القسم كما هي في المرحلة الأولية (أو النهائية). لذلك ، إذا كانت P هي القوة المسبقة الإجهاد ، فإن M D هي اللحظة المستحقة للأحمال الميتة و M L هي اللحظة بسبب الحمل الحي ، ثم الإجهادات في أعلى وأسفل العارضة. يتم إعطاء 6 t و 6 b بواسطة المعادلات التالية (انظر أيضًا الشكل 16.8).
يتطابق خط الضغط ، أي ناتج ضغوط الضغط الناجم عن قوة الإجهاد المسبق مع المظهر المسبق للهدية ، عندما لا تعمل الأحمال الخارجية على الشعاع. يتحول خط الضغط مع تطبيق الأحمال الخارجية لتوفير ذراع الرافعة اللازمة للزوجين المقاومين. هذه موضحة في (الشكل 16.9).
تكون القيمتان متساويتين إذا كانت 6 o = [(6 b . y t ) + (6 t .y b ) / D]. إن ordinate ab هو تغيير خط الضغط تحت عتبة الحمل الميتة M D وإذا لم يتحرك C لأعلى إلى b ، أي التحول ، S = M D / P <ab ولكن إذا انتقل C إلى ما بعد b (نحو 0) ، التحولات S <= M D / P> ab.
توزيعات الإجهاد تحت هذه الظروف مبينة في الشكل 16.9 أ. لا ينبغي أن يتجاوز الإجهاد في الألياف السفلية تحت الحمل الميت و الإجهاد المسبق 6 ب (كحد أقصى) و يجب أن يكون الإجهاد عند أعلى الألياف تحت الحمولة الميتة و أن تكون الإجهاد المسبق أقرب ما يمكن إلى 6 أطنان (دقيقة). يتم استيفاء هذا الشرط عند S = ab. تعرف المسافة ob المشار إليها بـ K b بالمسافة "القاعية أو السفلى" التي تُعطى بواسطة ،
وبالمثل ، فإن توزيع الضغط تحت الإجهاد والحمل الميت والحمل المباشر موضحان في الشكل 16.9 ب. تحت ظروف التحميل هذه ، يتم تحويل خط الضغط إلى t. يُسمى الأمر ordinate بمسافة "top kern أو top kern".
بما أن الحد الأدنى من الإجهاد يحكم التصميم ، تعطى المسافات kern k b و K t بواسطة المعادلتين 16.11 و 16.15 ، وهما كالتالي:
يمكن الحصول على الملف الشخصي لما قبل الإجهاد الناتج من طول الحزمة من موقع مسافات الكرنين مع الأخذ في الاعتبار اختلاف لحظة الانحناء مع الامتداد.
في ضوء ما سبق ، يجب أن يكون الملف الشخصي الناتج عن prestress موجودًا داخل المنطقة المحددة بواسطة:
يبين الشكل 16.10 منطقة التحديد الخاصة بحزمة مدعومة ببساطة تحت الحمل الموزعة بشكل موحد. يتم وضع المنطقة المقيدة بمنحنيات M D / P و + (M D + M L ) / P ويتم قياسها لأسفل من السطور bb و tt على التوالي.
يتم الحصول على النقطة الإلزامية لملف تشكيل الملف المسبق عند تزامن a و c. النقطة ستكون أقل من c عندما يكون القسم غير ملائم ولكن أعلى من c عندما يكون القسم كبيرًا.
تقارب كيرن التقريبي:
وللمسافات النسبية دور هام في اختيار المقاطع ، وعلى هذا النحو ، يتم إعطاء طريقة تقريبية لتحديد مسافات المسافات بين الكرنين:
يمكن افتراض الحد الأدنى للضغط 6 t (min) في الشكل 16.9a و 6 b '(min) في الشكل 16.9b على أنه صفر بدون خطأ ملموس. لهذه الحالة من توزيع الضغط الثلاثي ، يمكن اعتبار مركز الثقل في المناطق المحطمة في (الشكل 16.11a و 16.11 b) كحبارين أعلى وأسفل تقريبًا.
ثانيا. تصميم القسم:
يجب التحقق من كفاية قسم العارضة الخرسانية سابقة الإجهاد فيما يتعلق بما يلي:
ا. الإجهاد أثناء الانتصاب وفي الخدمة:
يجب أن تظل الإجهادات في الألياف العلوية والسفلية بسبب عمل الأحمال الميتة ، الإجهاد المسبق والأحمال الحية ضمن الحدود المسموح بها. يجب النظر في هذه اللحظات الناتجة عن الحمولة الميتة والعبء الحي والأداء اللامركزي للقوة المسبقة الإجهاد. الملف الشخصي كابل يتطلب أن تكون ثابتة وفقا لذلك.
ب. القوة النهائية لثني:
يجب فحص العوارض أيضًا لقوتها النهائية. لهذا الغرض ، فإن اللحظات النهائية لمقاومة العوارض بالإضافة إلى اللحظات النهائية التي قد تنتج بسبب التحميل المفرط قد تحتاج أيضًا إلى إجراء مقارنتها.
الفن العارض المراد فحصه للأحمال النهائية التالية:
ط) أقصى حمولة = 1.25 غ +2.0 س +2.5 س (16.23)
تحت ظروف التعرض العادية.
2) التحميل النهائي = 1.5 G + 2.0 SG + 2.5 Q (16.24)
تحت ظروف التعرض الشديد
iii) الحمل النهائي = G + SG + 2.5 Q (16.25)
حيث يؤدي الحمل الميت إلى تأثيرات عكس تلك الخاصة بالحمول الحية.
في التعبيرات المذكورة أعلاه ، تكون G و SG و Q حمولة دائمة ، حمولة ميتة متراكبة (مثل الحمل الميت من ممر مشاة مسبق الصنع ، وقضبان يدوية ، وارتداء الدورة ، وخدمات المرافق ، إلخ) والأحمال الحية بما في ذلك التأثير على التوالي.
يتم إعطاء لحظات المقاومة النهائية للخرسانة أو الفولاذ من خلال:
ط) m U من الخرسانة = 0.176 bd 2 fck لقسم مستطيل (16.26)
(2) M u للخرسانة = 0.176 bd 2 fck + (2/3) x 0.8 (Br - b) (d - t / 2) t. fck لقسم T. (16.27)
iii) M u of steel = 0.9 d As f P (16.28)
حيث b = عرض المقطع المستطيل أو شبكة من T-beam
D = العمق الفعال للحزمة من CG من HT Steel
f ck = خصائص قوة الخرسانة
B f = عرض شفة T-beam.
T = سمك الحافة من T-beam.
A S = مساحة الفولاذ العالي الشد.
fp = قوة الشد القصوى للصلب بدون نقطة حاصل محددة أو إجهاد أو إجهاد ناتج عند استطالة بنسبة 4٪ أيهما أعلى بالنسبة للصلب ذي نقطة العائد المحددة.
يجب أن يكون القسم متناسبًا إلى درجة أن M u بالنسبة للصلب أقل من ذلك للخرسانة بحيث يمكن أن يحدث الفشل من خلال إنتاج الفولاذ بدلاً من تكسير الخرسانة.
ج. قص:
ط) يجب إجراء فحص القص للحمل النهائي. يتم تقييم مقاومة القص النهائية للخرسانة ، V c في أي قسم لكل من الجزء غير المتدرج والمتشققة في الثني ويتم أخذ قيمة أقل ويتم تقوية القص وفقا لذلك.
ثانيا) المقاومة القص النهائي للقسم غير متتبع:
حيث b = عرض المقطع المستطيل أو عرض الضلع لـ T أو I أو L-beam.
D = العمق الكلي للعضو
Ft = أقصى إجهاد رئيسي يتم تقديمه بمقدار 0.24
Fcp = الإجهاد الانضغاطي في المحور المركزي بسبب الإجهاد الأخير.
يمكن إضافة عنصر القوة المسبقة الإجهاد الطبيعي إلى المحور الطولي للعضو إلى V eu .
iii) مقاومة القص النهائي لقسم متصدع:
حيث د = عمق فعالة من CG من وتر الصلب
Mt = لحظة التشقق في القسم = (0.3
V & M = قوة القص وحظة الانحناء المقابلة في القسم بسبب الحمل النهائي.
قد يتم تجاهل مكوّن إجهاد الحمل المسبق الطبيعي في المحور الطولي.
iv) تعزيز القص:
عندما تكون V ، تكون قوة القص الناتجة عن الحمل النهائي أقل من V c / 2 (حيث يكون V c أقل من V cu أو V cc كما هو موضح أعلاه) ، عندئذ لا يلزم تعزيز القص.
عندما تكون قيمة V أكبر من V c / 2 ، يتم توفير الحد الأدنى من تعزيز القص في شكل روابط على النحو التالي:
عندما تكون قوة القص V ، تتجاوز V c ، يجب تقديم تعزيز القص كما هو موضح أدناه:
حيث Asv = منطقة المقطع العرضي من ساقي الوصلة
Sv = تباعد الروابط
fy = قوة الخضوع أو الإجهاد بنسبة 0.2 بالمائة من التعزيز ولكن ليس أكبر من 415 ميجاباسكال.
Vc = قوة القص التي يحملها القسم الخرساني.
D = عمق المقطع من الألياف المضغوطة المتطرفة إما إلى القضبان الطولية أو إلى النقطه الوسطى للأوتار أيهما أكبر.
ت) قوة القص القصوى:
يجب ألا تتجاوز قوة القص V بسبب الأحمال النهائية أقصى ζ c bd ، وتعطى قيم ζ c في الجدول 16.6.
ثالثا. التواء:
يكون تأثير الالتواء أقل بشكل عام ويكون تعزيز القص الاسمي مناسبًا عادة لمقاومة الإجهاد الالتوائي. عندما تؤخذ مقاومة الالتواء أو تصلب الأعضاء في الاعتبار عند تحليل الهيكل ، يجب التحقق من الالتواء والتعزيز الإضافي لمقاومة التواء.
6. غطاء وتباعد الصلب مسبقة الإجهاد:
IRC: 18-1985 يحدد أن التغطية الواضحة للتعزيزات غير المشددة بما في ذلك الوصلات والسرك يجب أن تكون كما هو مبين في الجدول 16.7. ومع ذلك ، توصي بأنه بالنسبة للجسور الهامة ، يجب أن يكون الحد الأدنى للغطاء الخالي 50 مم. ولكن يجب زيادة نفس إلى 75 ملم. أينما يكون الكبل المضطرب أقرب إلى سطح الخرسانة.
يجب أن يكون الغطاء الواقي المقاس من خارج غلاف الكبل والمباعدة بين الكبل والتجمع كما هو مبين في الشكل 16.12. ومع ذلك ، بالنسبة إلى الجسور المهمة ، تتمثل التوصية في وجود تباعد واضح يبلغ 100 ملم. يجب توفير الكابلات أو مجموعة من الكابلات لتكون الجص في وقت لاحق.
كما توصي SP-33 أنه بالنسبة للبناء القطعي حيث يتم إجراء الإجهاد المسبق متعدد المراحل ، يجب ألا تقل المسافة الفاصلة بين 150 مم. بين المجموعة الأولى والمجموعات اللاحقة من الكابلات.
الملف كابل:
IRC: 18-1985 يسمح بمرور في سطح السفينة. وتعرف هذه المراسي بالمراسي المتوسطة. ومع ذلك ، توصي IRC: SP-33 بأن لا يفضل أن تكون مراحل الإجهاد المسبق أكثر من مرحلتين ، ولا يسمح بمرسوس وسيطة في سطح السطح. المثال التوضيحي 16.1 ولديه مراسل كابل وسيطة في المرحلة الثالثة. الملف الشخصي كابل هو موضح في الشكل 16.23.
بالنسبة للعارضة المدعومة ببساطة ، فإن اللحظة في المركز هي الحد الأقصى ويتم تخفيضها إلى الصفر عند الدعم. لذلك ، فإن الكبلات المسبقة الإجهاد الموضوعة في القاع مع أقصى درجة انحراف لاتركزية في منتصف المسافة يجب أن تؤخذ صعودا مع انحراف أقل ، بحيث يتم تقليل العزم المقاوم الذي يسببه كبل الإجهاد المسبق بالعلاقة مع اللحظة الفعلية في الحزمة.
بشكل عام ، يتم تثبيت ثلثي الكبلات في نهايات العارضة ويتم تثبيت الثلث المتبقي في السطح. يتم التأكيد بشكل عام على الكبلات السابقة ذات الثلثين قبل وضع العارضة في موضعها ، ويتم التأكيد على الثلث الأخير بعد صب ونضج لوح السطح. تقريبا. يوضح الشكل 16.23 ملف تعريف كابلات عارض PSC للمثال التوضيحي 16.1.
بشكل عام ، يكون شكل الكابل مكافئًا للعارضة المدعومة ببساطة حيث أن المخطط الزمني هو أيضًا مكافئ. كما يستخدم مزيج من الشخصي كابل مستقيم ومنحني.
بالإضافة إلى الانحناء الرأسي ، يجب أن تكون الكابالت متمايزة أفقياً من خلال توفير انحناء في المستوى الأفقي من أجل جلب الكبلات نحو عوارض العارضة من أجل المرساة عند الأطراف عند أو بالقرب من المحور المركزي للعارضة.
عندما يتم تثبيت خط الكابل في شكل أزواج كما في الشكل 16.23 ج ، يتم زيادة عمق الحافة السفلية بالقرب من النهايتين لاستيعاب هذه الكابلات المزدوجة بالقرب من النهايات كما هو موضح في الخط المكسور في الشكل 16.23 أ. . يتم إزالة الكبل الاحتياطي ، إذا لم يكن مطلوبًا للتأكيد على الإجهاد الإضافي من متطلبات التصميم (في حالة سقوط قصير لقوة الإجهاد الرئيسية) ، ويتم تجريف القناة.
7. T-Beam جسر خرساني مسبق الإجهاد:
تُظهر الصورة رقم 4 جسرًا خرسانيًا مُجدد الإجهاد من نوع T يحتوي على ثمانية امتدادات طولها 40 مترًا (في المتوسط).
8. جسور العارضة مربع الخرسانة سابقة الإجهاد:
للحصول على مسافات أكبر ، يتم استخدام عوارض صندوق الخرسانة سابقة الإجهاد بدلاً من عوارض T. عادة ما يتم إنشاء هذه العوارض الصندوقية باستخدام طريقة "البناء الكابولي" . تكون العوارض إما مسبقة الصنع في أقسام ويتم نصبها في الموقع أو تصب في الموقع في أقسام.
يتم إنشاء المقاطع أو صبها بشكل متناظر من الرصيف لاستقرار البنية الفوقية والرصيف والأساس و "تخيط" إلى القسم السابق عن طريق كابلات مسبقة الإجهاد.
ويوضح الشكل 16.24 أنواع العلب الصندوقية المستخدمة عادة. إن العارضة الصندوقية الموضحة في الشكل 16.24 أ و 16.24 ب هي لمسار مسارين. يمكن استخدام عوارض صندوق الخلايا التوأم الموضحة في الشكل 16.24c و 16.24d لستة مسارات مقسمة عند استخدام وحدتين متجاورتين جنبًا إلى جنب. يمكن استخدام النوع الموضح في الشكل 16.24e في أربعة مسارات مقسمة.
مقطع طويل من جسر العارضة المشيد بواسطة طريقة الكابول موضح في الشكل 16.25 أ. تشير الأشكال الموجودة أسفل العارضة الصندوقية في الشكل 16.25 ب إلى وحدات وتسلسل الإنشاء من الأرصفة. كما يوضح الشكل 16.25 ب ترتيب كبلات الإجهاد المسبقة الشد بعد الشد.
