Regionuose, kuriuose gali kilti žemės drebėjimai, svarbiausias statybos inžinierių tikslas yra suprojektuoti pastatus ir infrastruktūrą, kurie galėtų atlaikyti didelius žemės judesius be katastrofiškų gedimų. Tradicinis gelžbetonis, nors ir stiprus suspaudimu, dažnai pasižymi trapiu elgesiu dėl sudėtingos ciklinės apkrovos, kurią sukelia seisminiai įvykiai. Šis trapumas gali sukelti staigų, ne{2}}plastišką griūtį. Pastaraisiais metais pluošto armatūros, ypač šaltai tempto plieno pluošto, integravimas tapo transformuojančia technologija, didinanti betono lankstumą ir energijos išsklaidymo pajėgumus, todėl jis ypač tinka seisminėms{4}}atsparioms konstrukcijoms.
Gamybos kraštas: šaltojo piešimo procesas
Puikus šių pluoštų veikimas prasideda gamybos etape. Šaltasis tempimas yra metalo formavimo procesas, kai plieninė viela tempiama (traukiama) per kelis laipsniškai mažesnius štampus kambario temperatūroje. Šis procesas žymiai padidina plieno atsparumą tempimui ir takumo ribą dėl grūdinimo įtempimo. Skirtingai nuo karšto valcavimo ar pjaustytų lakštų pluoštų, šaltai tempti pluoštai turi lygesnį, vienodesnį paviršių ir labai išlygintą vidinę grūdėtumo struktūrą. Taikant šį gamybos metodą, gaunami pluoštai, pasižymintys išskirtiniu stiprumo -su
Seisminio efektyvumo didinimo mechanizmai
Atsitiktinai paskirstyti betono mišinyje šaltai tempti plieno pluoštai veikia kaip trimatis mikro{1}}armavimo tinklas. Jų indėlis į seisminį atsparumą yra daugialypis:
1. Po{0}}įtrūkimo tempimo pajėgumas ir lankstumas:Pagrindinis paprasto betono trūkumas yra mažas atsparumas tempimui. Pradinis įtrūkimas veikiant seisminei apkrovai tradicinis betonas praranda vientisumą. Šaltai temptas plieno pluoštas sujungia šiuos mikro{2}plyšius, perkeldamas įtampą. Tai leidžia betono elementui išlaikyti didelę apkrovą-atlaikomąją galią net ir po įtrūkimų, pasireiškiančio pseudo-plastiuoju įtempių-įtempimo atsaku. Didelis paties šaltai tempto pluošto lankstumas užtikrina, kad jis gali pailgėti ir sugerti energiją, netramdydamas.
2. Energijos išsklaidymas:Žemės drebėjimai suteikia struktūroms kinetinę energiją. Neelastinga šaltai tempto plieno pluoštų deformacija, kai jie išsitraukia iš betono matricos arba išeina, yra labai efektyvus šios energijos išsklaidymo mechanizmas. Šis procesas naikinančią kinetinę energiją paverčia šiluma ir kitomis formomis, slopina struktūrinį atsaką ir sumažina pirminės armatūros patiriamas jėgas.
3. Įtrūkimų kontrolė ir vientisumo priežiūra:Apribodami plyšio atsivėrimą ir plitimą, pluoštai neleidžia lokalizuoti pažeidimo. Tai kontroliuoja skilimą ir suskaidymą, išlaikant bendrą konstrukcinių elementų, pvz., sijų, kolonų ir sijų -kolonų jungčių vientisumą ir šlyties gebą ciklinės apkrovos metu. Tai taip pat pagerina patvarumą, nes sumažina pralaidumą po-įtrūkimų.
Sinergija su įprastine armatūra ir medžiagų savybėmis
Šaltai temptas plieno pluoštas paprastai nėra pilnas tradicinių armatūros strypų pakaitalas pirminiuose apkrovą{0}}nešančiuose elementuose, bet naudojami kaip vienas kitą papildantys elementai. Jie pagerina pačios betono matricos veikimą, todėl gaunamas vadinamasis plieno pluoštu sustiprintas betonas (SFRC). Pluoštų įtraukimas gali pagerinti šviežio betono savybes, pvz., apdirbamumą, kai naudojami tinkami superplastifikatoriai, kaip nurodyta SFRC mišinio projektuose. Sukietėjęs SFRC su šaltai temptais pluoštais pasižymi geresniu kietumu, atsparumu smūgiams ir atsparumu nuovargiui -visa tai naudinga seisminėmis sąlygomis.
Medžiagų eksploatacinių savybių, veikiamų įtempių, tyrimai, pvz., didelio stiprumo plieno atsparumo įtempiams korozijai įtrūkimams, esant skirtingoms apdorojimo būsenoms, tyrimai pabrėžia, kaip svarbu suprasti medžiagų elgseną sudėtingoje aplinkoje. Kontroliuojama šaltai temptų pluoštų mikrostruktūra prisideda prie patikimo ir nuspėjamo veikimo agresyviomis sąlygomis, kurios gali atsirasti po seisminių įvykių.
Taikymas seisminėse{0}}atspariose struktūrose
Šaltai tempto plieno pluošto gelžbetonio naudojimas yra ypač naudingas:
Seisminis modernizavimas:Pluoštu{0}}sustiprinto šratinio betono įpurškimas arba pluoštu-sustiprintų apvalkalų liejimas aplink esamas kolonas ir kirptas sienas.
Kaklūs konstrukciniai elementai:Kritinių sričių išliejimas akimirksniu{0}}atsparių rėmų, jungiamųjų sijų ir konstrukcinių sienų, kur reikalingas didelis energijos išsklaidymas.
Surenkamieji elementai:Surenkamų seisminėms{0}}atsparių jungčių, plokščių ir tunelio segmentų gamyba, kur būtinas kontroliuojamas lankstumas.
Plokštės ant laipsnio ir pamatų:Sumažinti plyšių plotį ir pagerinti apkrovos pasiskirstymą pamato elementuose, kuriuos veikia grunto deformacija.
Išvada: atsparios konstrukcijos paradigma
Šaltai tempto plieno pluošto integravimas į betoną yra reikšminga pažanga siekiant seisminio atsparumo. Suteikdama puikų lankstumą, puikų įtrūkimų kontrolę ir padidintą energijos išsklaidymo pajėgumą, ši medžiagų technologija tiesiogiai atitinka pagrindinius seisminio projektavimo reikalavimus. Tai leidžia konstrukcijoms sulenkti, o ne lūžti, sugerti ir išsklaidyti energiją ir išgyventi didelius žemės drebėjimus su pataisoma žala. Kadangi statybos kodeksai ir toliau tobulinami siekiant-pagrįsto našumu{3}}pagrįsto seisminio projektavimo, šaltai temptas plieno pluošto gelžbetonis išsiskiria kaip pagrindinė medžiaga kuriant saugesnę ir atsparesnę ateities infrastruktūrą.
