ΕΙΔΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟ ΚΑΙ ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ Γ. Παναγόπουλος Καθηγητής Εφαρμογών, ΤΕΙ Σερρών
Προεντεταμένο σκυρόδεμα
Προεντεταμένο σκυρόδεμα
Βασικές αρχές της προέντασης Η προένταση είναι μια μέθοδος με την οποία επιβάλλονται θλιπτικές δυνάμεις στις διατομές οπλισμένου σκυροδέματος Το αποτέλεσμα της προέντασης είναι η μείωση των εφελκυστικών τάσεων στη διατομή σε σημείο που δεν ξεπερνούν την τάση ρηγματώσεως. Επομένως το σκυρόδεμα δεν ρηγματώνεται! Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατή η αντιμετώπιση του σκυροδέματος ως ελαστικό υλικό Μπορεί να θεωρηθεί ότι λειτουργούν δύο συστήματα δυνάμεων Εσωτερικές δυνάμεις προέντασης Εξωτερικές δράσεις (μόνιμες, μεταβλητές κτλ)
Βασικές αρχές της προέντασης Τάσεις στη διατομή όταν οι δυνάμεις προέντασης ασκούνται στο κέντρο βάρους της διατομής
Βασικές αρχές της προέντασης Τάσεις στη διατομή όταν οι δυνάμεις προέντασης ασκούνται έκκεντρα σε σχέση με το κέντρο βάρους (τυπική περίπτωση)
Βασικές αρχές της προέντασης Η βασική ιδέα της προέντασης ανακαλύφθηκε αιώνες πριν όταν μεταλλικές ζώνες χρησιμοποιούνταν για να περιδέσουν ξύλινες λωρίδες για τη δημιουργία βαρελιών Η σύσφιξη των μεταλλικών ζωνών μέσω εφελκυστικώντάσεων δημιουργείθλίψη μεταξύ των ξύλινων λωρίδων που επιτρέπει να αντισταθούν καλύτερα στην πίεση που ασκείται από το υγρό του εσωτερικού του βαρελιού
Ιστορική αναδρομή Η πρώτη γέφυρα από προεντεταμένο σκυρόδεμα (Plougastel Bridge) κατασκευάστηκε στη Γαλλία από τον Eugene Freyssinet. Ολοκληρώθηκε το 1930. Έχει συνολικό μήκος 188m(σε 3 ανοίγματα). Η πρώτη γέφυρα από προεντεταμένοσκυρόδεμα που κατασκευάστηκε στις ΗΠΑ δόθηκε σε κυκλοφορία το 1951. Έχει άνοιγμα 47m (Walnut Lane Memorial Bridge)
Εφαρμογές του προεντεταμένου σκυροδέματος Γέφυρες Πλάκες μεγάλων ανοιγμάτων σε κτίρια Δεξαμενές Κελύφη μικρού πάχους Θαλάσσιες πλατφόρμες Εγκαταστάσεις παραγωγής πυρηνικής ενέργειας Επισκευές/αποκαταστάσεις
Πλεονεκτήματα του προεντεταμένου σκυροδέματος Επίτευξη μεγάλων ανοιγμάτων Μείωση του ίδιου βάρους Μείωση διατομών (πχ σε δεξαμενές και σιλό) Αποφυγή ρηγματώσεων στην κατάσταση λειτουργίας Μείωση των βελών κάμψης Ώθηση στις μεθόδους κατασκευής (προκατασκευή, προώθηση, προβολοδόμηση κ.α.)
Κατηγορίες προέντασης
Κατηγορίες προέντασης Ανάλογα με τον βαθμό προέντασης Πλήρης ή περιορισμένη προένταση Στη φάση λειτουργίας είναι πάντα σ ct,tot 0 ή σ ct,tot f ct Μερική προένταση Υπό ορισμένες οιονεί-μόνιμες φορτίσεις είναι σ ct <f ct ενώ για άλλες, λιγότερο συχνές φορτίσεις, επιτρέπεται ο σχηματισμός ρωγμών περιορισμένου ανοίγματος οι οποίες ξανακλείνουν μόλις αρθούν αυτές οι φορτίσεις Ανάλογα με την πλευρά εφαρμογής της τάνυσης Μονόπλευρη Τάνυση από το ένα μόνο άκρο Αμφίπλευρη Τάνυση συγχρόνως και από τα δύο άκρα
Κατηγορίες προέντασης Ανάλογα με την κατάσταση του σκυροδέματος τη στιγμή της προέντασης Τάνυση χάλυβα μετά τη σκλήρυνση του σκυροδέματος Ο χάλυβας ολισθαίνει ελεύθερα μέσα σε σωλήνες και αγκυρώνεταιστα άκρα του στοιχείου. Πρόκειται για τη συνηθέστερη κατηγορία προέντασης.με ενσωμάτωση (τσιμεντένεσηεπίτευξη μονολιθικότητας). Τάνυση χάλυβα πριν τη χύτευση του σκυροδέματος Οι τένοντες είναι γυμνοί και αγκυρώνονταισε σταθερά εξωτερικά στοιχεία. Μετά τη χύτευση και τη σκλήρυνση του σκυροδέματος, αναπτύσσονται δυνάμεις συνάφειας μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος, απελευθερώνονται οι εξωτερικές αγκυρώσειςκαι η δύναμη προέντασης μεταφέρεται μέσω της συνάφειας. Πρόκειται για εργοστασιακή μόνο τεχνική (προεντεταμένη κλίνη)
Κατηγορίες προέντασης Ανάλογα με το μηχανικό τρόπο εφαρμογής της προέντασης (για τάνυση μετά τη σκλήρυνση) Με γρύλλους έλξεως τενόντων Με εξωτερικούς θλιπτικούς γρύλλους πιέσεως της δοκού Με ενσωματούμενεςπροκατασκευασμένες προεντεταμένεςδοκίδες Με επιμήκυνση των (ελευθέρας ολισθήσεως) τενόντων μέσω θέρμανσης. Διοχετεύεται ηλεκτρικό ρεύμα μέσω των τενόντων και η σκλήρυνση επιτυγχάνεται μόλις διακοπεί η παροχή ρεύματος Με επιμήκυνση (διόγκωση) του σκληρυμένου σκυροδέματος στο οποίο έχει χρησιμοποιηθεί διογκώσιμοτσιμέντο. Οι τένοντες προσφηνώνονταιστα άκρα της δοκού.
Μερική προένταση Εφαρμογή υπό προϋποθέσεις (έλεγχος μελέτης) Εξυπηρετεί την οικονομικότητα Εφαρμογές σε ειδικές περιπτώσεις (π.χ. Γέφυρα Κρυσταλοπηγής)
Εξωτερική προένταση Εφαρμογή σε γέφυρες κιβωτιοειδούς διατομής Ένεμα Περίβλημα Τενόντων Χάλυβας Τενόντων Μηχανικά μέρη αγκυρώσεως Σώμα Αγκυρώσεως Οδηγός Διελεύσεως Σώμα Εκτροπής
Εξωτερική προένταση Εφαρμογή σε γέφυρες κιβωτιοειδούς διατομής εξωτερικοί τένοντες σώματα εκτροπής
Εξωτερική προένταση Εφαρμογή σε γέφυρες κιβωτιοειδούς διατομής σώματα εκτροπής
Τύποι αγκυρώσεων X
Τύποι αγκυρώσεων
Τύποι αγκυρώσεων
Τύποι αγκυρώσεων
Σωληνώσεις τενόντων
Διαδικασία τάνυσης
Διαδικασία τάνυσης
Απώλειες προέντασης Στιγμιαίες απώλειες ελαστική βράχυνση σκυροδέματος απώλειες τριβών απώλειες ολισθήσεως Χρόνιες απώλειες ερπυσμός συστολή ξήρανσης
Εφαρμογές προέντασης Γέφυρες με προκατασκευασμένες προεντεταμένεςδοκούς και συνεχή πλάκα καταστρώματος
Εφαρμογές προέντασης Γέφυρες κατασκευασμένες με τη μέθοδο της προώθησης
Εφαρμογές προέντασης Γέφυρες με τη μέθοδο της προώθησης -Γέφυρα Λίσσου Διάφραγμα στηρίξεως Τένοντες προεντάσεως
Εφαρμογές προέντασης Γέφυρες με τη μέθοδο της προώθησης -Γέφυρα Λίσσου Τένοντες προεντάσεως
Εφαρμογές προέντασης Προβολοδόμηση- Γέφυρα Βοτονοσίου Τένοντες προεντάσεως
Εφαρμογές προέντασης Καλωδιωτές Γέφυρες - Γέφυρα Ευρίπου Τένοντες προεντάσεως
Εφαρμογές προέντασης Προωθούμενο Φορείο - Γέφυρα Κρυσταλλοπηγής Τένοντες προεντάσεως