Öngerilmeli Beton: Anlamı, Avantajları ve Sistemi
Bu yazıyı okuduktan sonra öğreneceksiniz: - 1. Öngerilmeli Betonun Anlamı 2. Öngerilmeli Betonun Avantajları 3. Sistemler 4. Kayıp 5. Tasarım Prensipleri 6. Kaplama ve Boşluk 7. T-Kirişli Öngerilmeli Beton Köprü 8. Öngerilmeli Beton Kutu -Girder Köprüleri.
İçindekiler:
- Öngerilmeli Betonun Anlamı
- Öngerilmeli Betonun Avantajları
- Öngerilmeli Beton Sistemleri
- Öngerilmeli Betonun Kaybı
- Öngerilmeli Betonun Tasarım Prensipleri
- Ön Gerdirme Çeliğinin Örtüsü ve Aralığı
- T-Beam Öngerilmeli Beton Köprü
- Öngerilmeli Betonarme Kirişli Köprüler
1. Öngerilmeli Betonun Anlamı:
Öngerilmeli beton, iç gerilmelerin, özel gerilmekte olduğu gerilmelerin bazı özel tekniklerin uygulanması ile indüklendiği betonun, elemanın taşıyacağı ölü ve hareketli yükler gibi dış yükler tarafından üretilenlere zıt yapıda olduğu betondur. üye tasarlanacak.
Öngerilmeyle, bir elemanın gücü büyük ölçüde arttırılabilir, çünkü ölü ve hareketli yükler tarafından geliştirilen gerilmelerin bir kısmı öngerilme kuvveti tarafından geçersiz kılınır.
2. Öngerilmeli Betonun Avantajları:
Öngerilmeli betonun gelişimi karayolu köprülerinin yapımında yeni bakış açıları açtı. Öngerilmeli beton köprüler, betonarme köprülere göre birçok avantaja sahiptir ve bu nedenle, uzun açıklıklı beton otoyol köprülerinin çoğunluğu günümüzde günümüzde öngerilmeli betondan yapılmıştır.
Bu köprüler daha az miktarda çelik, beton ve kalıba ihtiyaç duyar. Kirişlerde daha az beton, ölü yük momentlerini ve makasları azaltır.
Dahası, öngerilmeli kirişler daha hafiftir, kirişlerin açılması, evrelemenin mümkün olmadığı veya evrimleşme maliyetinin çok yüksek olacağı akan akımlarda mümkün olur. Ek olarak, öngerilmeli kirişlerin ve döşemelerin ağırlığının azaltılmasından dolayı, alt yapı ve temel maliyetini düşürmek ve böylece köprünün genel ekonomisine neden olmak mümkündür.
Ön gerilmiş beton bölümler, tam bölümün, gerilme çatlakları olasılığını ortadan kaldıran kompresyon halinde kalması ve eğimli ön gerilimli tendonların uçlardaki kayma kuvvetini azaltması ve böylece kayma takviyesinin tasarrufuna yol açması avantajına sahiptir.
3. Öngerilmeli Beton Sistemleri:
Öngerilmeli köprü yapımında, gerdirme sonrası yöntem genel olarak ve yalnızca gerdirme sonrası kullanılır. Aşağıdaki ön gerilim sistemleri bu tür inşaatlarda Hindistan'da çok yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu bağlamda, farklı öngerilme sistemlerindeki ana farkın, ön gerdirme çubuklarının veya kablolarının beton elemanlara gerilmesi ve tutturulması prensibine bağlı olduğu söylenebilir, aksi takdirde tasarım prosedüründe veya yapım aşamasında çok fazla bir fark yoktur. yöntem.
ben. Freyssinet Sistemi:
Bu sistem ön gerdirme kablolarını, iki koni, dişi koni ve erkek konisi yardımıyla kama hareketiyle tutturur (Şekil 16.2). Öngerilmeli kablolar genellikle 8, 12 veya 18 numaradan oluşur. 5 mm veya 7 mm tellerden oluşan bu teller, erkek ve dişi koni duvarları arasına sokulur, gerilir ve sonra serbest bırakılır. Tellerin geri tepme eğilimi erkek konisini aşağı doğru zorlar ve kama hareketi ile telleri kilitler.
Kabloların daha fazla geri çekilmesi mümkün değildir ve bunlar kalıcı olarak beton elemanlara sabitlenir. Ek olarak, kabloların kaymasına karşı daha fazla güvenlik sağlamak için kablo ile kılıf arasındaki boşluğa çimento harcı enjekte edilir. Çimento zemini ayrıca kabloları korozyona karşı korur.
Hem erkek hem de dişi koniler, yakından ayrılmış spiral takviyeli yüksek dereceli betondan yapılmıştır. Erkek koni kama şeklinde hafifçe sivrilmektedir. Kabloların gerilmesi veya gerilmesi, özel amaçlı Freyssinet jakları yardımı ile yapılır.
Betonlama sırasında, kablolar metal kılıf yardımı ile korunur, böylece beton ile öngerilme çeliği arasında hiçbir bağ oluşmaz, aksi takdirde öngerilme çeliğinin gerilmesi mümkün olmaz. Kılıfı sızdırmaz hale getirmek için özel dikkat gösterilmelidir.
ii. Magnel-Blaton Sistemi:
Bu sistem ayrıca 5 mm kullanır. veya 7 mm. öngerilmeli çelik gibi teller ve tellerin tutturulması ilkesi Freyssinet System viz ile aynıdır. Kama hareketi ile temel fark, bu kamaların Freyssinet sisteminin konik erkek konisi yerine, beton yerine düz ve çelikten yapılmış olmasıdır (Şek. 16.3).
Bu yassı takozlar telleri çelik dağıtım plakalarına dayanan çelik sandviç plakalara sürtünerek sabitler. Kablonun ön gerilim kuvveti sonuçta bu dağıtım plakaları vasıtasıyla beton elemana aktarılır.
Her bir çelik sandviç plaka, 8 adet ankraj alabilir. teller. Her bir dağıtım plakasının kapasitesi genellikle 8 telden çoktur. Bu plakalar, beton dökümü sırasında uç bloğun üzerine uygun bir yere dökülebilir veya gerdirme sırasında harçla döşenebilir. Freyssinet sisteminde, bir kablodaki tüm teller bir anda gerilir ancak Magnel-Blaton sisteminde, bir seferde sadece iki tel gerilir.
iii. Gifford-Udall Sistemi:
Genellikle bu sistemde kullanılan tellerin çapı 4 mm, 5 mm ve 7 mm'dir. Ankraj ünitesi bir baskı halkası, bir yatak plakası ve ankraj saplarından oluşur (Şekil 16.4).
Ankraj tutamağı, içine bölünmüş, konik bir çelik kamanın sokulduğu, içinde bir konik deliğe sahip bir çelik silindirdir. Bağlanacak tel, iki yarı arasında preslenmiş çelik kamadan geçirilir. Bu sistemde, her bir tel bağımsız tutuş ile sabitlenir ve bu nedenle, her birimde herhangi bir sayıda tel düzenlenebilir.
Silindirik tutma yeri, içinden geçilecek tellerin geçişini kolaylaştırmak için çeşitli deliklerin açıldığı çelik yatak plakasına dayanmaktadır. Yatak plakası tekrar, ön baskı kuvvetini beton elemanına ileten bir baskı halkasına karşı dayanır.
iv. Lee-McCall Sistemi:
Yukarıda belirtilen sistemin aksine, bu sistem genellikle 12 mm yüksek çekme çubuklarından yararlanır. ila 28 mm. tel veya kablo yerine çap. Bu yöntem, bir uç plaka veya yatak plakası ve bir somuntan oluşan ankraj ünitesi açısından çok basittir (Şekil 16.5). Çubukların uçları dişlidir ve gerilme sırasında gerilmiş çubuğun geri çekilmesini önlemek için somunlar sıkılır.
Bu sistem, somunun herhangi bir aşamada sıkılaştırılması mümkün olduğu için, gerilmelerin aşamalarla yapılabileceği diğerlerine göre avantajlıdır. Çubuklar daha sonra gerilirse sünme, çeliğin gevşemesi vb. (Birçoğu ön gerilimden sonraki ilk günlerde meydana gelir) nedeniyle ön gerilim kaybı azaltılabilir.
4. Öngerilmeli Betonun Kaybı:
Üyelerdeki ön gerilim kaybı, bazılarının üyelerin tasarlanmasında ve bazılarının strese girme zamanlarında hesaba katılması gereken birçok faktörden kaynaklanmaktadır. Bunlar kısaca aşağıdaki gibi ifade edilebilir:
ben. Betondaki Sünme Kaybı:
Beton bölüm stres altında kaldığında, betonda, öngerilme tendonlarındaki stresi azaltan kalıcı gerilme veya sürünme meydana gelir. Sürünme miktarı, bölümdeki gerilmenin büyüklüğüne ve ön gerilimin uygulandığı zamandaki betonun yaşına bağlıdır.
Betonun sünme suşu, Tablo 16.2'de gösterildiği gibi alınacaktır.
Not:
(a) Ara değerler için sürünme suşu, doğrusal olarak enterpolasyonlu olabilir.
(b) Öngerilme çeliğinin merkezinde betondaki stres, öngerilme kaybının hesaplanmasında dikkate alınacaktır.
(c) Herhangi bir aralıktaki sürünme suşu, aralıktaki ortalama strese bağlı olacaktır.
ii. Betonun Büzülmesi nedeniyle kaybedilenler:
Sünme suşuna benzer şekilde, büzülme suşu ön gerilim tendonlarındaki ön baskı kuvvetini azaltır. Betondaki büzülmeye bağlı ön gerilim kaybı, Tablo 16.3'te belirtilen artık büzülme nedeniyle gerilme değerlerinden hesaplanacaktır.
Not:
(a) Ara değerler için değerler doğrusal olarak enterpolasyonlu olabilir.
iii. Çeliğin Gevşemesinden Kaynaklanan Zararlar:
Yüksek gerilimli çelik gerilme altında tutulduğunda, tendondaki ön gerilim kuvvetinin azaldığı ve ön gerilimlerdeki kayıpların meydana gelmesi nedeniyle normalde denildiği gibi çelikte kalıcı gerilme veya gevşeme meydana gelir. Gevşeme kaybı, Tablo 16.4'te verilen çelikteki gerilime bağlıdır. Üreticinin sertifikalı değerleri bulunmadığında, bu değerler tasarımda kabul edilebilir.
iv. Oturma veya Ankraj Kayma Kaybı:
Ön gerilimin ankrajlara aktarılmasından sonra tellerin kayması veya ankrajlardaki erkek koni veya suşun çekilmesi, teller sıkıca kavramadan önce meydana gelir. Bu nedenle, bu etkiler, değeri test sonuçlarına veya üreticilerin tavsiyelerine göre olacak olan ön gerilim kaybına neden olur. Kaba bir kılavuz olarak, kayma veya çekme, 3 ila 5 mm olarak alınabilir.
v. Elastik Kısalma nedeniyle oluşan kayıp:
Öngerilmeli bir elemanın tüm kabloları veya telleri bir anda gerilmez, ancak farklı yükleme koşullarını yerine getirme zorunluluğuna bağlı olarak gerdirme işlemi birbiri ardına yapılır. Beton eleman üzerine uygulanan öngerilme kuvveti tarafından üretilen elastik gerilme, daha önce vurgulanan öngerilme tendonlarında bir miktar gevşemeye neden olur.
Bu nedenle, bu fenomen nedeniyle, ilk etapta vurgulanan tendonun maksimum zarar göreceği ve sonuncusunun ise hiçbir zarar görmeyeceği açıktır. Elastik kısalma nedeniyle oluşan kayıp, gerilme sırasına göre hesaplanmalıdır.
Bununla birlikte, tasarım amacıyla, elastik kısalma nedeniyle tüm tellerin meydana gelen ön gerilimi kaybı, modüler oranın ürününe eşit olarak ve uzunluk boyunca ortalama olarak ortalama tendonlara bitişik betondaki gerilmenin yarısı kadar alınabilir. Alternatif olarak, ön gerilim kaybı, gerilme sırasına göre tam olarak hesaplanabilir.
vi. Sürtünmeden Kaynaklanan Kayıplar:
Öngerilme kuvvetindeki sürtünme kaybı ön gerilimli elemanda meydana gelir ve bölümden bölüme değişir. Bu kayıp, öngerilme tendonu ve kanal arasındaki sürtünme ortak etkinliğine bağlıdır.
Sürtünme kaybı iki kısma ayrılır:
i) Uzunluk etkisi - tendon ile kanal arasındaki sürtünme (her ikisi de düz).
ii) Eğrilik etkisi - tendonun ve kanalın eğriliği nedeniyle, tendon gerildiğinde ve ön gerilim kaybı meydana geldiğinde sürtünme gelişir.
Hem uzunluk hem de eğrilik etkilerinden kaynaklanan sürtünme kayıplarını hesaba kattıktan sonra, ön baskı kuvvetinin Px'in kriko ucundan x herhangi bir mesafede büyüklüğü, aşağıdaki denklemde verilebilir:
P x = P o . e - (KX + 8) (16, 3)
Burada P o = Kriko ucunda ön gerilim kuvveti.
P x = Bir ara noktadaki x önündeki ön gerilim kuvveti.
K = Çeliğin metre uzunluğuna göre verimli veya uzun salınımlı,
μ = Eğrilik ortak etkin.
θ = Radyandaki kriko ucundan düşünülen noktadaki toplam açısal değişim.
x = Tendonun düz kısmının kriko ucundan metre cinsinden uzunluğu.
e = Naperian Logaritmanın Tabanı (= 2.718).
K ve values değerleri, Tablo 16.5'te belirtilen çelik ve kanalların veya kılıf malzemelerinin farklı doğası için değişir ve bu değerler sürtünme kayıplarının hesaplanması için kullanılabilir.
Bölümlerin tasarımında ve gerilme işlemi sırasında dikkate alınması gereken çeşitli kayıplar tartışılmaktadır. Betonun sünme ve büzülmesinden ve çelik gevşemesinden kaynaklanan kayıpların gerilme sonrası yapılar için genellikle yüzde 15 ila 20 arasında olduğu gözlenmiştir.
Ankraj ünitesindeki kayma nedeniyle oluşan kayıp, gerilerek elde edilen tendonun toplam uzamasına göre kayma yüzdesidir.
Ankraj ünitesindeki kaymanın büyüklüğü kama tipine ve teldeki gerilmeye bağlıdır ve bu nedenle, bu hesaptaki ön gerilim kaybının kısa üyeler için olduğundan daha kısa üyelerden daha fazla olduğunu gösterir. Her iki durumda da tendondaki gerilme ve kama durumu her iki üyede aynı kalıyorsa aynı olacaktır.
Önemli köprüler için kirişlerdeki gerilmeler yüzde 20 daha yüksek zamana bağlı kayıplar açısından kontrol edilecektir. Minimum kalıntı sıkışması için sürünme, büzülme, gevşeme vb. Uzun elemanlar için sürtünme kaybı, özellikle tendonların eğriliğinin yön değiştirdiği sürekli olan bir eleman için daha fazladır. Ortalama yüzde 12 ila 15, çok kaba bir rehber olarak alınabilir.
T-Kirişlerin ve Kutu Kirişlerin Ön Boyutları:
Kirişli kısmın ön boyutları, hem inşaat sırasında hem de servis sırasında tüm yükleme koşullarını karşılayacak şekilde olmalıdır. Bir kirişli bölümün farklı parçalarının boyutları, kirişli bölümlerin kaba bir kılavuzunu veren Şekil 16.6'da gösterilmektedir. Kirişin çeşitli yükleme koşulları için gerilmeleri varsayılan kiriş bölümünün özellikleri ile incelenebilir.
Gerekirse kirişin varsayılan boyutları istenen bölüme ulaşmak için uygun şekilde değiştirilebilir. Üst flanş, alt flanş ve ağın boyutları, ön gerilim kablolarının kod hükümlerine göre uygun kaplama ve aralıklarla yerleştirilebileceği şekilde olacaktır. Şekil 16.6'da gösterilen boyutlar. Bununla birlikte, önemli köprüler için, T kiriş ve kutu kirişler için ağın boyutları.
T-profil ve kutu kirişlerin ağ kalınlığı 200 mm'den az olmamalıdır. artı kanal çapı. Yerinde döküm konsol konstrüksiyonu için, öngerme kabloları ağa tutturulmuşsa, ağın kalınlığı 350 mm'den az olmamalıdır. homojen.
Öngerilmeli beton döşemeler için kirişlerin yaklaşık derinliği, gereklilikleri karşılamak üzere ön tasarımla başlayabilmek için aşağıdakilerden belirlenebilir (L ve D kirişlerin metre cinsinden genişliği ve kirişlerdir).
a) T-kiriş ve döşeme köprüleri (7, 5 m. taşıma yolu):
i) 3 kiriş için D = L / 16
ii) 4 kiriş grubu için D = L / 18
iii) 5 kiriş için D = L / 20
b) Kutu kirişli köprüler:
i) Tek hücre destesi için D = L / 16
ii) İkiz hücreli güverte için, D = L / 18
iii) Üç hücreli güverte için D = L / 20
HT KABLO (YAKLAŞIM NOS.) (IRC gereksinimlerini karşılamak için: 18-1985):
Yüksek gerilim kablolarının toplam sayısı (7 mm çapında 10 tel) ön tasarımda metre cinsinden 1, 6 ila 1, 7 kat olarak kabul edilebilir. 45 m için basit ve 5 nolu kirişe sahip destekli güverte. Kurallara göre gereken kabloların sayısı 45.0 x 1.7 = 76.5'tir.
Gerçekte kullanılan kablo sayısı kiriş başına 15 adet (ortalama). 101.0 m. Açıklığa sahip konsol konstrüksiyonlu kutu kirişli köprüde. Kurallara göre kabloların sayısı 1.7 x 101 = 171.7'dir. Kullanılan kabloların sayısı = 172 No.
5. Öngerilmeli Betonun Tasarım Prensipleri:
Kompozit olmayan güvertelerde, kirişler, 25 ila 40 mm boşluk ile yan yana yerleştirilir. Flanşlar ve diyaframlar arasında, Şekil 16.7a. Bu tür desteler genellikle merkez odasının kısıtlandığı veya merkezleme çalışmalarındaki zorluk nedeniyle kirişlerin fırlatılmasının zorunlu olduğu yerlerde kullanılır.
Kirişler, döküm bahçesinde prekastlıdır, ön gerilmeli ve sonra bir cihaz tarafından yerine yerleştirilmişlerdir. Bağlantılar daha sonra çimento kumu harcı ile kaplanır ve sert ve monolitik hale getirmek için güverte enine ön gerilime tabi tutulur.
Öte yandan, kompozit destelerde kirişler sahada veya ön dökümde döküm sahasında dökülebilir ve ilk ön baskıdan sonra fırlatılabilir. Öngerilmeli kirişlerin ve RC diyaframların üzerindeki RC levha, kesme konnektörleri yardımı ile döküm ve kompozit yapılır. Bu tip güverte, Şekil 16.7b'de gösterilmiştir.
Şekil 16.7c'de gösterildiği gibi başka bir öngerilmeli beton kompozit güverte türü de kullanılır. Bu tür destelerde, boşluk levhaları ve boşluk diyaframları, kirişler pozisyona getirildikten sonra dökülür ve güverte ve diyaframlar çapraz ön baskı yapılır.
Şekil 16.7a'da gösterilen desteler tipinde, alanlar, kesit modülleri vb. Gibi kesitsel özellikler tüm yükleme koşulları için değişmediğinden, kirişlerdeki gerilmeler boyunca aynı kesitsel özellikler ile işlenir.
Bununla birlikte, kompozit destelerde, kirişlerin kesit özellikleri, güverte döşemesi veya boşluk levhası, kirişlerle kompozit hale getirildikten sonra değiştirilir ve bu şekilde, gerilmelerin hesaplanmasında, kompozit kirişlerin modifiye edilmiş özellikleri dikkate alınır.
Bu, kirişlerin kendi ağırlıkları, ön gerilimin ilk aşaması, güverte veya boşluk levhalarının vb. Ağırlığından kaynaklanan gerilmelerin, kompozit olmayan kiriş kısmı ile yalnızca kirişler desteklenmediğinde, ancak dökümden sonra Güverte levhasında gerekli mukavemetin elde edilmesi, ön gerilimin başarılı olma aşamalarından kaynaklanan gerilmeler, yıpranma rotası, korkuluk vb. ve hareketli yükten kaynaklanan gerilmeler, daha büyük olan bileşik kesitsel özellikler temelinde işlenmelidir. kompozit olmayanlar.
Ön baskı genellikle güverte döşemesi, aşınma çizgisi gibi ikincil ölü yüklerin etkisini azaltmak ve ayrıca sürünme ve büzülmeden kaynaklanan kayıpları mümkün olduğu kadar azaltmak için bileşik güvertelerde iki veya üç aşamada yapılır. Bu, kompozit desteğin kompozit olmayanlara göre bir avantajdır.
ben. Çekirdek Mesafeleri:
Kompozit olmayan kirişler için, kesit alanı, A ve bölümün Moduli Zt ve Zb bölümleri ilk ve son (servis) aşamasında aynı kalacaktır. Bu nedenle, eğer P öngerilme kuvveti ise, M D ölü yüklerden kaynaklanan andır ve M L, canlı yükten kaynaklanan andır, o zaman kiriş vizinin altındaki ve altındaki gerilmeler. 6 t ve 6 b, aşağıdaki denklemlerle verilmiştir (ayrıca bkz. Şekil 16.8).
Baskı hattı yani ön gerilim kuvveti tarafından indüklenen baskı gerilmelerinin sonucu, dış yükler kirişe etki etmediğinde ön gerilim profiliyle çakışmaktadır. Basınç hattı, dirençli çift için gerekli olan kol kolunu sağlamak için dış yüklerin uygulanmasıyla birlikte kayar. Bunlar, (Şekil 16.9) 'da gösterilmiştir.
6 değeri = [(6 b . Y t ) + (6 t. Y b ) / D] ise iki değer eşittir. Ab koordinatı, M D ölü yük momenti altındaki basınç hattının kaymasıdır ve eğer C b'ye doğru hareket etmezse, yani kaydırma, S = M D / P <ab ancak C b'nin (0'a doğru) üzerine giderse vardiya S <= M D / P> ab.
Bu koşullar altında gerilme dağılımları, Şekil 16.9a'da gösterilmektedir. Ölü yük ve ön gerilim altında alt elyaftaki gerilme 6 b (maks) ve en yüksek yük altında ön lif ve gerilmede 6 t (dak) değerine yakın olmalıdır. S = ab olduğunda bu durum sağlanmıştır. Kb ile gösterilen ob mesafesi, aşağıdakiler tarafından verilen "alt veya alt çekirdek" mesafesi olarak bilinir.
Benzer şekilde, ön gerilim, ölü yük ve hareketli yük altındaki gerilme dağılımı, Şekil 16.9b'de gösterilmektedir. Bu yükleme koşulu altında, basınç çizgisi t'ye kaydırılır. Ordinat otu “üst veya üst çekirdek” mesafesi olarak adlandırılır.
Asgari gerilme tasarıma hükmettiği için, Kb ve Kt çekirdek mesafeleri aşağıdaki gibi olan 16.11 ve 16.15 denklemleriyle verilmiştir:
Kirişin uzunluğu boyunca ortaya çıkan ön gerilimin profili, bükülme momentinin aralık ile birlikte değişimini göz önünde bulundurarak çekirdek mesafelerinin lokuslarından elde edilebilir.
Yukarıdakiler göz önüne alındığında, sonuçtaki ön gerilim profili aşağıdakiler tarafından verilen bölge içinde bulunmalıdır:
Düzgün bir şekilde dağıtılmış yük altında basit bir şekilde desteklenen kiriş için sınırlama bölgesi, Şekil 16.10'da gösterilmiştir. Sınırlayıcı bölge, M D / P ve + (M D + M L ) / P eğrileri ile çevrilidir ve sırasıyla bb ve tt çizgilerinden aşağı doğru ölçülür.
Ön gerilim profilinin geçişi için zorunlu nokta, a ve c ile çakıştığında elde edilir. Bölüm yetersiz olduğunda a noktasının c altında olacağı ancak bölüm büyük olduğunda c noktasının üzerinde olacağı belirtilmiştir.
Yaklaşık Çekirdek Mesafeleri:
Çekirdek mesafeleri, bölümlerin seçiminde önemli bir role sahiptir ve bu nedenle, çekirdek mesafelerinin belirlenmesi için yaklaşık bir yöntem aşağıda verilmiştir:
Şekil 16.9a'daki minimum gerilim 6t (dak) ve Şekil 16.9b'deki 6b '(dak), dikkate değer bir hata olmadan sıfır olarak kabul edilebilir. Üçgen gerilme dağılımının bu koşulu için, (Şekil 16.11a ve 16.11b) 'deki kuluçka alanlarının ağırlık merkezi yaklaşık olarak üst ve alt çıkıntılar olarak kabul edilebilir.
ii. Bölüm Tasarımı:
Öngerilmeli beton kiriş kısmının yeterliliği aşağıdakiler açısından kontrol edilmelidir:
a. Ereksiyon sırasında ve hizmet sırasında stres:
Ölü yüklerin, ön gerilimin ve hareketli yüklerin etkisiyle üst ve alt liflerdeki gerilmeler izin verilen sınırlar içerisinde kalmalıdır. Ölü yük, canlı yük ve öngerilme kuvvetinin eksantrikliği nedeniyle üretilen momentler bunun için dikkate alınmalıdır. Kablo profilinin buna göre sabitlenmesi gerekir.
b. Bükme için üstün güç:
Kirişler aynı zamanda nihai güçleri açısından da kontrol edilmelidir. Bu amaçla, kirişlerin nihai direnç momentlerinin yanı sıra belirli aşırı yükleme nedeniyle üretilebilecek nihai momentlerin de hesaplanması ve karşılaştırılması gerekebilir.
Kirişler sanat aşağıdaki nihai yükler için kontrol edilecek sanat:
i) Nihai yük = 1.25G +2.0 SG +2.5 Q (16.23)
normal maruz kalma koşulu altında.
ii) Nihai yük = 1.5 G + 2.0 SG + 2.5 Q (16.24)
şiddetli maruz kalma koşulu altında
iii) Nihai yük = G + SG + 2, 5 Q (16, 25)
Ölü yükün, canlı yükünkine zıt etkilere neden olduğu.
Yukarıdaki ifadelerde, G, SG ve Q sürekli yük, üst üste binmiş ölü yük (örneğin prekast patikadaki ölü yük, korkuluklar, aşınma rotası, kullanım hizmetleri vb.) Ve sırasıyla darbe dahil canlı yüklerdir.
Beton veya çeliğe karşı en yüksek direnç momentleri aşağıdakiler tarafından verilmiştir:
i) Dikdörtgen kesit için betonu = 0, 776 bd 2 fck (16, 26)
ii) Beton Mü = 0.176 bd 2 fck + (2/3) x 0.8 (Br - b) (d - t / 2) t. T bölümü için fck. (16.27)
iii) M u çelik = 0.9 d As f P (16.28)
Burada b = T-kirişinin dikdörtgen kesit veya ağ genişliği
D = HT HT’den CG’nin etkili ışınım derinliği
f ck = Betonun karakteristik gücü
B f = T-profilinin flanş genişliği.
T = T kirişinin flanş kalınlığı.
A S = Yüksek çekme çeliği alanı.
fp = Çeliğin kesin akma noktası olmayan nihai çekme dayanımı veya% 4'lük uzamadaki gerilme gerilimi veya gerilme oranı (hangisi belirli bir akma noktası olan çelik için daha yüksektir).
Kesit orantılı olacak şekilde, çelik için MU, betondan daha az olacaktır, böylece betonun kırılmasından ziyade çeliğin işlenmesinde hata meydana gelebilir.
c. Kayma:
i) Makas kontrolü nihai yük için yapılmalıdır. Betonun nihai kesme direnci, herhangi bir bölümdeki Vc, eğilme sırasında hem çatlamasız hem de çatlaklar açısından değerlendirilmeli ve daha düşük değer alınmalı ve buna göre sağlanan donatı takviyesi yapılmalıdır.
ii) İzlenmemiş bölümün nihai kayma direnci:
B = T, I veya L-kirişinin dikdörtgen kesitli genişliği veya kaburga genişliği.
D = üyenin toplam derinliği
Ft = 0.24 tarafından verilen maksimum ana stres
Fcp = pozitif olarak alınan ön gerilim nedeniyle merkez ekseninde basınç baskısı.
Elemanın boylamasına eksenine normal olan ön gerilim kuvvetinin bileşeni V eu'ye eklenebilir.
iii) Çatlak bölümün nihai kayma direnci:
D = Çelik tendon CG'sinden etkili derinlik
Mt = bölümdeki çatlama momenti = (0.3
V & M = Kesme kuvveti ve nihai yük nedeniyle kesitte karşılık gelen eğilme momenti.
Uzunlamasına eksene normal olan öngerilme kalıbının bileşeni ihmal edilebilir.
iv) Kayma Takviyesi:
V, nihai yükten kaynaklanan kesme kuvveti V c / 2'den düşük olduğunda (burada V c yukarıda verildiği gibi V cu veya V cc'dir ), o zaman hiçbir kesme takviyesi gerekli değildir.
V, V c / 2'den büyük olduğunda, bağlantılar şeklinde asgari bir kayma takviyesi aşağıdaki şekilde sağlanacaktır:
Kesme kuvveti V, Vc'yi aştığında, kesme donatı aşağıdaki gibi sağlanacaktır:
Asv = bir bağlantının iki bacağının kesit alanı
Sv = bağlantıların aralığı
fy = akma dayanımı veya donatıdaki yüzde 0.2'lik kanıtlama gerilimi, ancak 415 MPa'dan büyük değil.
Vc = beton bölüm tarafından taşınan kayma kuvveti.
D = Kesitin aşırı sıkıştırılmış fiberden, boyuna çubuklara veya tendonların centroidine kadar olan derinliği, hangisi daha büyükse.
v) Maksimum Kesme Kuvveti:
Nihai yüklerden dolayı V kesme kuvveti, Tablo 16.6'da verilen ζ c değerleri olan ζ c bd'yi geçmemelidir.
iii. Burulma:
Torsiyonun etkisi genellikle daha azdır ve verilen nominal kayma donatı normalde burulma gerilmesine karşı koymak için yeterlidir. Yapı analizinde üyelerin burulma direnci veya sertliği dikkate alındığında, burulma kontrolü ve burulmaya karşı ek takviye gereklidir.
6. Öngerilme Çeliğinin Örtüsü ve Boşluğu:
IRC: 18-1985, bağlantılar ve üzengi dahil olmak üzere gerilmemiş donatıya karşı şeffaf kapağın Tablo 16.7'de belirtildiği gibi olacağını belirtir. Ancak, önemli köprüler için minimum şeffaf kapağın 50 mm olmasını önerir. ancak aynısı 75 mm'ye çıkarılmalıdır. ön gerilim kablosunun beton yüzeye en yakın olduğu yer.
Kılıf dışından ölçülen şeffaf kapak, kabloların aralıkları ve gruplandırılması, Şekil 16.12'de belirtildiği gibi olacaktır. Bununla birlikte, önemli köprüler için tavsiye, 100 mm'lik açık bir boşluk olmasıdır. kablolar veya daha sonra derzlenecek kablo grubu için sağlanacaktır.
SP-33 ayrıca, çok aşamalı ön gerilimin benimsendiği segman yapımı için net aralığın 150 mm'den az olmamasını önerir. İlk ve sonraki kablo grupları arasında.
Kablo Profili:
IRC: 18-1985, güverte yüzeyinde demirlemeye izin verir. Bu ankrajlar ara ankrajlar olarak bilinir. Bununla birlikte, IRC: SP-33 ön gerilim aşamalarının tercihen ikiden fazla olmamasını ve güverte yüzeyinde ara ankrajlara izin verilmemesini önerir. Açıklayıcı Örnek 16.1 ve üçüncü aşamada ara kablo ankrajları vardır. Şekil 16.23'te gösterilen kablo profili.
Basit bir destek kirişi için merkezdeki moment maksimumdur ve destek sırasında sıfıra düşer. Bu nedenle, orta açıklıkta maksimum eksantriklik ile tabana yerleştirilmiş ön gerilim kabloları, eksantriklik ile yukarı doğru alınacak ve ön gerilim kablosunun neden olduğu direnç momenti kirişin gerçek momentine göre azaltılacaktır.
Genel olarak, kabloların üçte ikisi kirişin ucuna tutturulur ve kalan üçte biri desteye tutturulur. Eski üçte iki kablolar genellikle kirişi yerine yerleştirmeden önce gerilir ve son üçte biri güverte levhasının dökümü ve olgunluğundan sonra gerilir. Yaklaşık. Örnek 16.1'in PSC kirişinin kablo profili, Şekil 16.23'te gösterilmiştir.
Genel olarak, kablo profili, moment diyagramı aynı zamanda parabolik olduğu için basitçe desteklenen kiriş için paraboliktir. Düz ve kavisli kablo profilinin bir kombinasyonu da kullanılır.
Dikey eğriliğe ek olarak, kabloları, kirişin merkez ekseninde veya yakınında uçlarda ankraj için kirişin konsoluna doğru getirmek amacıyla, yatay düzlemde eğrilik sağlayarak kabloların yatay olarak sallanması gerekir.
Kablonun ankrajı, Şekil 16.23c'deki gibi çiftler halinde yapılacaksa, uçların yakınındaki alt flanşın derinliği, Şekil 16.23a'da kesikli çizgi halinde gösterildiği gibi uçların yanına gelecek şekilde bu ikiz kabloların yerleştirilmesi için arttırılmalıdır. . Yedek kablo, tasarım gerekliliklerinden (ana öngerilme kuvvetinin kısa düşmesi durumunda) ek ön gerilim için gerilmemesi gerekmiyorsa, sökülür ve kanal süzülür.
7. T-Beam Öngerilmeli Beton Köprü:
Fotoğraf 4, sekiz açıklığı 40 m olan (ortalama) bir T-kirişli öngerilmeli beton köprüyü göstermektedir.
8. Öngerilmeli Beton Kutu Kirişli Köprüler:
Daha geniş açıklıklar için, ön kirişler yerine öngerilmeli beton kutu kirişleri kullanılır. Bu kutu kirişleri normalde “Konsol yapı” yöntemiyle inşa edilir. Kirişler ya bölümler halinde prefabrik edilmiş ve sahaya yerleştirilmiş ya da bölümler halinde yerinde dökülmüştür.
Bölümler, üst yapının, iskelenin ve temelin dengesi için iskeleden simetrik olarak monte edilir veya dökülür ve ön gerilim kabloları aracılığıyla bir önceki bölüme “dikilir”.
Normal olarak kullanılan kutu kiriş tipleri, Şekil 16.24'te gösterilmiştir. Şekil 16.24a ve 16.24b'de gösterilen kutu kirişi iki şerit yolu içindir. Şekil 16.24c ve 16.24d'de gösterilen ikiz hücre kutusu kirişleri, bu iki ünite yan yana kullanıldığında altı şeritli taşıt yolu için kullanılabilir. Şekil 16.24e'de gösterilen tip, dört şeritte bölünmüş anayolda kullanılabilir.
Konsol yöntemiyle inşa edilmiş bir kirişli köprünün uzun kesiti, Şekil 16.25a'da gösterilmektedir. Şekil 16.25b'deki kutu kirişinin altındaki şekiller, iskelelerin inşaat birimlerini ve yapı dizisini göstermektedir. Gergi sonrası gerdirme kablolarının düzenlenmesi de Şekil 16.25b'de gösterilmektedir.
