Öngerilme

Ön yükleme , uygun iç çabalar yaratmak için çimento betonunda bir inşaat işleri tekniğidir . Bunlar, zayıf betonun gerilimdeki etkilerini azaltmak için dikkatlice ayarlanır. Ön gerilim, çoğunlukla betonla kaplanmış gergi kabloları kullanılarak gerçekleştirilir ...

Prensip

Yükleme, hem sıkıştırma hem de çekişte bir yapı gerilmesine neden olur. Yapıların stabilitesi bu zorlanmalar malzemenin kapasitesini aşan hiçbir gerektirir. Bu zorluğun üstesinden gelmek için çeşitli teknikler geliştirilmiştir:

İlk teknik (burada geliştirilmemiştir), betonarme işleminden önce çelik çubukların kalıba yerleştirildiği betonarme tekniğidir . Betona yapışır ve onunla kompozit bir malzeme oluştururlar. Çubuklar pasiftir; sadece yapı yüklendiğinde istenir.

Bu makalede geliştirilen teknik ön gerilimdir:

• Birinci ön gerilim sistemi , destekler ve yapı arasındaki kayan krikolardan oluşur . Krikoların açılması, iç kenetleme kuvvetlerine neden olur. Yerin mantıklı bir şekilde seçilmesi ve krikoların açılması, bu kelepçeleri uygun hale getirmeyi mümkün kılar. Bu nedenle bu sistem, yapıya dahil edilen çelikleri doğrudan kullanmaz. Örneğin, genellikle merkezi desteğin bir yükü şeklinde otoyollar üzerindeki iki açıklıklı köprülere uygulanır.

• İkinci bir sistem ise öngerilmeli beton kullanmaktır . Betonarme betonda olduğu gibi çelik betonla ilişkilendirilir, ancak bu durumda yapı yüklenmeden önce gerilir. Çelik beton ile mutlaka doğrudan temas halinde değildir. sağlam betondur.

Çeliklerin gerginliğe ne zaman yerleştirildiğine bağlı olarak iki tür öngerilmeli beton ayırt edilebilir. Bu iki tür genellikle "ön gerilim" terimi altında birlikte gruplandırılır.

Gösteriş

Bu durumda çelik teller iki sıra arasında gerilir. Taze betonun döküldüğü ve prizini aldığı bir kalıbı geçerler . Sertleştikten sonra ipler kesilir. Bu sırada çelikler, gerilmelerinin bir kısmını betonun sıkıştırılması şeklinde aktarırlar: betonun sıkıştırılması, çeliklerdeki gerilimi dengeler. Tel / beton teması tel boyunca mevcuttur. Tellerin düzeni çoğunlukla düzdür.

Ön germe germe banklar ile donatılmış uzman çalıştaylarda uygulanmaktadır. Bu prefabrikasyonuna için geçerlidir luminaries aydınlatma, levhalar kısa katlar için ve kiriş arasında köprü .

Post gerilim

Bu ikinci durumda, taze beton kalıp ve setlere dökülür . Daha sonra teller (veya kablolar) betonda beklemede bırakılan kılıflara geçirilir. Bu teller daha sonra krikolar kullanılarak gerilir ve sıkıştırılır. Krikolar çıkarıldığında , teller gerilmelerinin bir kısmını betonun sıkıştırılması şeklinde aktarır: betonun sıkıştırılması çeliklerdeki gerilimi dengeler. Kanalların yerleşimi mutlaka düz değildir; dikkatlice seçilmiş alanlara kuvvet enjekte etmek için eğimli olabilirler.

Ardgerme gibi daha büyük yapılar için de geçerlidir köprü ve tank .

Tarih

Ön gerilim, Eugène Freyssinet'in patent başvurusu yaptığı 1928 yılına dayanmaktadır. Aşağıdaki tanımı vermiştir: Bir yapının ön gerilmesi, yüklerin uygulanmasından önce, gerilmeleri belirleyen ek kuvvetlere tabi tutulmasıdır, öyle ki, bunların, yüklerden gelenlerle bileşimi, tüm noktalarda, malzemenin sonsuza kadar dayanabileceği sınırlayıcı gerilmelerden daha düşük sonuçlar verir. değişiklik.

Malzemeler

Somut

Öngerilmeli betonun ekonomisi, yüksek kapasiteli beton, hatta çok yüksek kapasite kullanımına yol açar. C50 / 60 sınıfı betonlar yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çelik

Öngerilmeli beton ekonomisi, yüksek kapasiteli çeliklerin kullanılmasına yol açar . Esneklik sınırı 1800  MPa olan çelikler yaygın olarak kullanılmaktadır. Çelik teller, halatlar, kablolar ve hatta çubuklar şeklinde mevcut olabilir.

• Çubuklar kısa ve düz. Yerdeki ankraj gibi özel uygulamalar için kullanışlıdır.
• Teller (6  mm çapa kadar) atölyede "ön gerilim" için uygundur (düz çizgi). 6 ila 8 arasında gruplanabilirler ve iplikçikler oluşturabilirler.
• Kablolar tellerden veya tellerden yapılmıştır. Gerilme sonrası uygulanmaları, onlara eğrilikler içeren bir düzen (doğrusal olmayan düzen) vermeyi mümkün kılar. Büyük çaba gerektiğinde kullanılırlar.

Zamanda evrim

Çeliklerdeki gerilim ve dolayısıyla betondaki basınç, yapının ömrü boyunca gelişir. Not:

• Telleri veya şeritleri bağlarken ankrajlarda kayma kayıpları
• Sıkıştırma sırasında beton kısalmasından kaynaklanan kayıplar
• Beton çekme ve sünme kayıpları
• Yüksek gerilimli çeliklerin gevşetilmesinden kaynaklanan kayıplar

Çelik tellerin sayısı ve bunların başlangıç ​​gerilimi , yapıların ömürlerinin sonuna kadar stabilitesini sağlamak için seçilir .

Aşınma

Yüksek gerilimli çelikler, gerilme korozyonuna karşı çok hassastır . Dış atmosferden özel bir gres veya pasifleştirici çimento harcı ile korunmalıdır.

Bazı sistemler

Gerilme sonrası için, kuvvetlerin kablolardan betona aktarımı, kablo dübelleri seviyesinde gerçekleşir. İçinden geçen önemli çaba, dikkatli boyutlandırma ve üretim gerektirir. Bazı üreticiler sistemlerini sunar:

• DYWIDAG-Systems International
• Freyssinet (şirket)
• VSL (şirket)
• LMO (şirket)

Kodlar ve düzenlemeler

Resmi kodlar veya yönetmelikler, öngerilmeli yapılar tasarlanırken dikkate alınacak güvenlik faktörlerinin yanı sıra stabilite kriterlerini de tanımlar. Esas olarak şunları not ediyoruz:

• Eurocodes tarafından geliştirilen Avrupa Standardizasyon Komitesi (CEN) ve daha spesifik olarak Eurocode 2.
• İnşaat profesyonelleri tarafından yazılmış ABD standartları. Amerikan Beton Enstitüsü tarafından betonarme ve öngerilmeli beton için geliştirilen ACI-318'e daha özel olarak dikkat edin.

Ana uygulamalar

Mesajlar medya sokak lambalarının arasında kamu aydınlatma

Binalar için karo ve öngerilmeli zeminler

Köprüler

-164 ° C'de sıvılaştırılmış doğal gaz içeren tanklar (LNG)

Nükleer santral için muhafaza

Açık deniz petrol kuleleri

su kulesi , tüneller , yer çapaları ...

• Uluslararası sanat eserleri galerisi ve veritabanı

Profesyonel organizasyonlar

FIB

FIB (Uluslararası Beton Federasyonu), 1953'te kurulan CEB'nin (Euro-Uluslararası Beton Komitesi) ve 1952'de oluşturulan FIP'nin (Uluslararası Öngerilme Federasyonu) birleşmesinden 1998 yılında doğmuştur. FIB'nin amacı geliştirmek ve beton yapıların uluslararası bilimsel çalışmaları ve uygulamalarını teşvik eder. FIB, öngerilmenin tasarımı ve uygulamasıyla ilgili çeşitli belgeler yayınlar.

PCI

Prekast / Öngerilmeli Beton Enstitüsü (PCI), dünyanın her yerinden üyeleri olan bir Amerikan profesyonel kuruluşudur. PCI, prekast ve öngerilmeli beton kullanımını teşvik etmeyi amaçlamaktadır. Öngerilmenin tasarımı ve uygulaması ile ilgili çeşitli belgeler yayınlamaktadır.

Notlar ve referanslar

1. Ayrıca bkz . Http://www.assakkaf.com/courses/ence454/lectures/chapter14a.pdf .
2. Bu sistem hem beton hem de metal köprüler için kullanılabilir.
3. "  anlama öngerilme: öngerilmeli beton  " , üzerinde Derneği Eugène Freyssinet (erişilen 3 Eylül 2020 ) .
4. 28 gün = 60 MPa'da silindir üzerinde karakteristik direnç, beton makaleye bakınız
5. bileşen su kaybını takiben artan kasılma.
6. sabit stres altında kademeli olarak zorlanma artışı.
7. sürekli genişlemede stresin kademeli olarak azalması.
8. Örneğin İngilizce makaleye bakın: http://fib.pci.org/pdf/publications/journal/1975/July-August/JL-75-JULY-AUGUST-4.pdf .
9. Örneğin, Fip-Ceb'in tavsiyelerine bakın: Öngerilmeli çeliklerin korozyona karşı korunması (50 sayfa, ( ISBN  978-1-874266-26-6 ) )
10. http://www.prestressing.info/fr/information-sur-le-produit.html
11. http://www.vsl.com//
12. http://www.cen.eu
13. EN 1992-1-1 Eurocode 2: beton yapıların hesaplanması
14. ACI -318 Yapısal Beton ve Yorum için Bina Kodu Gereklilikleri
15. Amerikan Beton Enstitüsü http://www.concrete.org/general/home.asp
16. (in) "  Yapılar ve Projeler / Structurae  " üzerine Structurae (üzerinde erişilen 3 Eylül 2020 ) .
17. http://www.fib-international.org/about
18. http://www.fib-international.org/publications
19. http://www.pci.org/about/index.cfm

Kaynakça

 : Bu makale için kaynak olarak kullanılan belge.

Yves Guyon, Öngerilmeli beton, teorik ve deneysel çalışma , Eyrolles, Paris, 1953

Fritz Leonhardt, Öngerilmeli Beton: Tasarım ve inşaat , W. Ernst, 1964

Liège Üniversitesi, Uygulamalı Bilimler Fakültesi: Béton Précontraint - Ders notları 1972

G. Magnel, Öngerilmeli Beton

İlgili Makaleler

Sanat eseri

(giriş) içinde: Eugène_Freyssinet

(en) içinde: Prestressed_concrete

(en) içinde: Öngerilmeli_yapı

(en) tr: Dyckerhoff _ & _ Widmann_ (Dywidag)