Što su montažne betonske konstrukcije i zašto dominiraju modernom gradnjom
Montažne betonske konstrukcije građevinske su komponente — zidovi, grede, stupovi, ploče i više — proizvedene u kontroliranim tvorničkim uvjetima prije transporta i sastavljanja na licu mjesta. Rezultat je metoda gradnje koja dosljedno nadmašuje tradicionalni lijevani beton u brzini, kvaliteti i predvidljivosti troškova. Preko 60% velikih infrastrukturnih projekata u Europi i Sjevernoj Americi sada navodi montažni beton kao primarni strukturni sustav , a ta brojka nastavlja rasti kako se rokovi projekta smanjuju, a troškovi rada rastu.
Razlog zašto su montažne betonske konstrukcije postale okosnica skladišta, parkirnih garaža, mostova, stadiona i višekatnih stambenih zgrada je jednostavan: kada se beton stvrdnjava u tvornici pod preciznim kontrolama temperature i vlažnosti, njegova tlačna čvrstoća rutinski doseže 5000 do 8000 psi — znatno iznad 3.000 do 4.000 psi tipičnih za beton lijevan na terenu. Svaki element koji drži te komponente na mjestu, svaka ploča za ugradnju, sidreni vijak, umetak s petljom i uređaj za podizanje, spada u široku kategoriju predgotovljenih betonskih dodataka, a odabir pravog pribora jednako je kritičan kao i sam dizajn mješavine.
Ključni zaključak: tvornički proizvedeno = strože tolerancije, brži rasporedi, jača konačna struktura.
Kako se proizvode montažne betonske konstrukcije
Proizvodnja predgotovljenih betonskih konstrukcija slijedi disciplinirani slijed koji eliminira većinu varijabli koje smetaju betonu lijevenom na gradilištu. Razumijevanje svake faze pojašnjava zašto metoda daje tako dosljedne rezultate i zašto se o odabiru predgotovljenih betonskih dodataka u fazi projektiranja - ne tijekom izgradnje - ne može pregovarati.
Faza 1 — Priprema oplate i postavljanje armature
Čelični oblici, često strojno obrađeni do tolerancija od ±1/16 inča, čiste se, podmazuju uljem i sastavljaju. Armaturni kavezi su montažni i postavljeni unutra. U ovoj fazi, sve ugrađeno predgotovljeni betonski pribor — sidra za podizanje, spojni umetci, rukavci električnih vodova i konstrukcijske zavarene ploče — postavljeni su i osigurani prije izlijevanja betona. Svaki predmet koji treba biti u gotovom elementu mora biti postavljen sada; njegovo naknadno dodavanje zahtijeva vađenje jezgre ili rezanje, što oštećuje strukturni integritet.
Faza 2 — Doziranje i postavljanje betona
Projekti betonskih mješavina za montažna postrojenja obično koriste omjer vode i cementa od 0,35 do 0,45 — znatno niže od mješavina na terenu — za postizanje visoke rane čvrstoće. Unutarnje vibracije učvršćuju beton oko rešetke armature i ugrađenih dodataka. Neke tvornice koriste vanjsku vibraciju stola za tanke arhitektonske ploče kako bi eliminirale površinske šupljine bez unutarnjih vibratora koji bi mogli istisnuti tanki pokrovni beton.
Faza 3 — Stvrdnjavanje
Montažna postrojenja koriste parno stvrdnjavanje, toplinsko stvrdnjavanje ili deke za ubrzano zadržavanje vlage 70% projektirane čvrstoće unutar 18 do 24 sata . Ovo brzo povećanje čvrstoće je ono što omogućuje da se elementi izvade iz oblika i slože u dvorištu unutar jedne proizvodne smjene — ciklus nemoguć s betonom koji se lije na licu mjesta kojem je potrebno 28 dana da postigne punu projektiranu čvrstoću u uvjetima okoline.
Faza 4 — Kontrola kvalitete, završna obrada i skladištenje u dvorištu
Prije nego što bilo koji element napusti lijevanu podlogu, dimenzionalne provjere, inspekcije površine i revizije hardvera potvrđuju da je svaki predgotovljeni betonski dodatak prisutan, ispravno postavljen i neoštećen. Elementi se zatim skladište na drvenoj podlozi u dvorištu, organizirani prema redoslijedu isporuke, čekajući na prozor za transport i montažu.
Glavne vrste predgotovljenih betonskih elemenata i njihova primjena
Predgotovljene betonske konstrukcije obuhvaćaju široku obitelj tipova elemenata, od kojih je svaki projektiran za određenu strukturnu ulogu. U nastavku je pregled najčešćih kategorija, zgrada i infrastrukture koje opslužuju, te tipičnih raspona ili opterećenja.
Dvostruke ploče
Koristi se za parkirne strukture i podove skladišta. Standardni rasponi od 40 do 80 stopa s dubinama od 24 do 34 inča. Kapacitet opterećenja obično je 40 do 100 psf superponiranog živog opterećenja.
Šuplje daske
Radni konj podnih sustava za stambene i uredske prostore. Standardne širine od 4 i 8 stopa, dubine od 6 do 16 inča, raspona od 20 do 50 stopa. Šupljine smanjuju vlastito opterećenje uz očuvanje strukturne dubine.
Predgotovljeni stupovi i grede
Pravokutni stupovi i stupovi u obliku slova L od 12×12 do 24×24 inča. Obrnute T-grede, pravokutne grede i polugaste grede tvore momentni okvir ili jednostavno poduprti gravitacijski sustav.
Montažne zidne ploče
Čvrsti, izolirani sendvič i arhitektonski paneli debljine od 5 do 12 inča. Koriste se kao nosivi posmični zidovi ili nestrukturalne obloge. Postiže R-vrijednosti od 20 do 30 s izolacijskim jezgrama od pjene.
Nosači mostova
AASHTO I-nosači i bulb-T-nosači za mostove na autocestama. Prostire se od 60 do 160 stopa. Betonske mješavine visokih performansi od 8.000 do 12.000 psi standardne su za primjene na mostovima velikih raspona.
Montažne stepenice i podesti
Kompletna stubišta izlivena kao pojedinačne jedinice s integralnim podestima. Eliminira složene oplate i smanjuje postavljanje stepenica s nekoliko dana na sate koristeći samo dizalicu i predgotovljene betonske dodatke za spajanje.
Predgotovljeni betonski dodaci: hardver koji čini konstrukcije mogućima
Bez obzira na to koliko je precizno projektiran i izliven betonski element, montažni betonski dodaci koji su ugrađeni u njega određuju kako se taj element može podići, transportirati, povezati i integrirati u cjelovitu strukturu. Montažni betonski dodaci obuhvaćaju široki raspon tipova hardvera, a svaka kategorija nosi specifične nosivosti, zahtjeve za ugradnju i razmatranja kompatibilnosti.
| Kategorija pribora | Funkcija | Tipično radno opterećenje | Materijal |
|---|---|---|---|
| Sidra za podizanje (čahura, petlja, zavojnica) | Privremeno podizanje tijekom skidanja i erekcije | 1 do 60 tona po sidru | Nodularni ljev, kovani čelik |
| Ploče za ugradnju i ploče za zavarivanje | Stalne konstrukcijske veze između elemenata | 10 do 200 kipa po tanjuru | Čelik A36 / A572, vruće pocinčan ili nehrđajući |
| Zavojnice i vijci zavojnica | Priključci podesivi na terenu, pričvršćenje za obloge | 5 do 30 kipa po štapu | Pocinčani ili nehrđajući čelik |
| Podloge za ležajeve | Prijenos opterećenja i apsorpcija tolerancije na sjedištima ležaja | Tlačno naprezanje 800 do 1500 psi | Neopren, HDPE, elastomer ojačan vlaknima |
| Loop umetci i umetci s proširenim konusom | Sidrišne točke za sekundarna pričvršćenja, fasadni okovi | 500 lbs do 5 tona | Kovno željezo, čelična žica |
| Strand za prednaprezanje i oprema za naknadno zatezanje | Prethodno sabijanje betona za suzbijanje naprezanja na savijanje | 270 ksi žica, spojena na 70–75% UTS-a | Niska relaksacijska žica stupnja 270 |
Podizna sidra: Dimenzioniranje i sigurnosni faktori
Podizna sidra su među najprovjeravanijima od svih predgotovljenih betonskih dodataka jer je kvar tijekom skidanja ili montaže odmah katastrofalan. Ograničenje radnog opterećenja (WLL) bilo kojeg sidra za podizanje mora uzeti u obzir faktor dinamičkog udara tijekom podizanja dizalicom - obično minimalni faktor sigurnosti 4:1 primijenjeno na načine loma betona i vlačnog loma čelika. Za predgotovljenu zidnu ploču od 20 tona, to znači da sustav sidrenja mora biti projektiran za najmanje 80 tona dokaznog opterećenja, a ne samo za statičku težinu ploče. Kut postavljanja također smanjuje kapacitet: kut remena od 60 stupnjeva od okomice smanjuje dopušteno opterećenje po nozi na približno 87% nazivnog okomitog kapaciteta, dok ga kut od 30 stupnjeva spušta na 50%.
Ploče za ugradnju: filozofija povezivanja u montažnim okvirima
Strukturalne veze između predgotovljenih betonskih elemenata oslanjaju se gotovo u potpunosti na ugradbene ploče zavarene na armaturne šipke ili nelson klinove. Dizajn ovih ploča slijedi AISC i PCI smjernice, s posebnom pozornošću na radoznalo djelovanje u zateznim spojevima i posmičnom trenju na ravninama sučelja. Pravilno projektirana spojna ploča za zavarivanje u montažnoj parkirnoj konstrukciji može prenijeti 150 kips smicanja preko spoja grede i stupa s pločom veličine samo 8 × 8 inča — pod uvjetom da su hrpa podmetača, džep za injektiranje i zavarivanje izvedeni prema specifikaciji. Pocinčavanje ovih ploča prema ASTM A123 (minimalno 3,9 oz/ft²) dodaje mjerljiv vijek trajanja korozije u izloženim ili morskim okruženjima.
Podlošci ležaja: Tolerancije i dugoročna izvedba
Svaka montažna greda, dvostruka greda i daska sa šupljom jezgrom oslanjaju se na podlogu ležaja koja istovremeno prenosi okomito opterećenje i prilagođava se toplinskim pokretima i pokretima skupljanja koji se javljaju tijekom životnog vijeka konstrukcije. Neoprenski jastučići tvrdoće od 50 do 60 durometara najčešći su izbor, sa standardnim dimenzijama od 4×6 inča do 8×12 inča i debljinom od 3/8 do 3/4 inča. Tablice PCI Design Handbook pokazuju da neoprenska podloga od 6×9 inča, 1/2 inča može primiti do 0,5 inča horizontalnog pomicanja uz zadržavanje odgovarajuće tlačne krutosti. HDPE jastučići se sve više specificiraju za aplikacije mostova gdje je potrebno nisko trenje kako bi se omogućilo toplinsko širenje bez stvaranja sila ograničenja u gornjoj konstrukciji.
Konstruktivni spojevi u montažnim betonskim konstrukcijama
Sustav povezivanja je mjesto gdje montažne betonske konstrukcije rade ili ne rade. Za razliku od čeličnih okvira, gdje se spojevi izvode vijcima i zavarenim spojevima na otvorenom, montažni betonski spojevi često uključuju zatvorene prostore, džepove za injektiranje i ugrađeni hardver koji se ne može pregledati nakon injektiranja. O ispravnom povezivanju prvi put se stoga ne može pregovarati.
Tri široke filozofije upravljaju dizajnom montažnih spojeva:
- Jednostavno poduprti gravitacijski sustavi — grede se oslanjaju na nosače ili ugaonike, prenoseći samo okomito opterećenje. Jednostavan, brz za postavljanje i tolerantan na različito slijeganje. Koristi se u velikoj većini jednokatnih industrijskih zgrada i parkirališnih objekata.
- Okviri otporni na trenutke — spojevi stup-na-stup i greda-na-stupu izrađeni su otporni na momente pomoću naknadnog zatezanja, injektiranih armaturnih spojnica ili zavarenih sklopova ploča. Postiže kontrolu bočnog zanošenja usporedivu s lijevanim okvirima za seizmičku otpornost i otpornost na vjetar.
- Hibridni sustavi — gravitacijska opterećenja nošena jednostavnim ležajem, bočna opterećenja nošena zasebnom posmičnom stijenkom ili jezgrom momentnog okvira. Najčešći pristup za srednje visoke stambene i montažne zgrade mješovite namjene od 5 do 15 katova.
Kvaliteta injektiranih veza posebno uvelike ovisi o izboru i postavljanju montažnih betonskih dodataka. Zalivena čahurna spojnica — koja se koristi za spajanje dviju armaturnih šipki preko spoja — mora biti poravnata na ±1/8 inča kako bi šipka mogla čisto ući tijekom postavljanja. Svako odstupanje koje se otkrije na licu mjesta obično zahtijeva skupu sanaciju koja uključuje mehanička sidra ili ubrizgavanje epoksida, a oboje smanjuje rastezljivost spoja u usporedbi s izvornom namjerom dizajna.
±1/8" Maksimalna tolerancija neusklađenosti spojnice
4:1 Minimalni faktor sigurnosti podiznog sidra
28 dana Stvrdnjavanje izlijevanja na mjestu naspram 18–24 sata montaže
8000 psi Tipična prefabrikovana HPC čvrstoća na pritisak
Prednosti rasporeda: Kako montažne betonske konstrukcije sažimaju rokove projekta
Jedini najuvjerljiviji argument za montažne betonske konstrukcije na komercijalnim i infrastrukturnim projektima je kompresija rasporeda. Izrada elemenata odvija se paralelno s pripremom gradilišta — dok se temelj iskopava i izlijeva, tvornica montažnih konstrukcija istovremeno proizvodi konstrukcijski okvir. Ovo preklapanje obično štedi 4 do 8 tjedana na projektu srednje veličine u usporedbi sa sekvencijalnim rasporedom lijevanja na mjestu.
Tjedni 1-4: Odobrenje dizajna i crteža trgovine
Inženjer za evidenciju i inženjer za montažu surađuju na detaljima povezivanja, lokacijama ugradnje i rasporedu dodataka od montažnog betona. Svaki pribor je nacrtan, dimenzioniran i specificiran u nacrtima u radionici prije sastavljanja jednog oblika.
Tjedni 5-12: Biljna proizvodnja
Puna proizvodnja radi. Postrojenje srednje veličine koje lije 500 do 800 kubičnih jardi tjedno može proizvesti strukturni okvir za skladište od 200.000 četvornih stopa u 6 do 8 tjedana. Elementi su označeni serijskim brojevima i poredani za isporuku.
Tjedni 8-14: Temelji mjesta (paralelno)
Dok proizvodnja u pogonu traje, ekipa gradilišta izlijeva temelje, grede i stupove stupova. Predlošci za sidrene vijke koji su izvedeni iz crteža tvornice montažnih konstrukcija osiguravaju da će se temeljne ploče stupova i spojevi spojeva poravnati kada elementi stignu.
Tjedni 13-18: Erekcija
Dobro organizirana ekipa za montažu s jednom dizalicom gusjenicom nosivosti 150 tona može postaviti 20 do 40 glavnih elemenata dnevno. Peterokatna parkirna struktura od 1200 mjesta može biti strukturalno gotova za 10 do 14 radnih dana vremena dizalice — brzina kojoj je nemoguće pristupiti metodama lijevanog na mjestu.
Tjedni 18–22: Fugiranje, zavarivanje i završna obrada
Terenske ekipe dovršavaju zalivene spojeve, zavare na umetnutim pločama, brtvila za spojeve i sve arhitektonske završne radove. Struktura je potpuno zatvorena i otporna na vremenske uvjete mnogo ranije od ekvivalentne konstrukcije koja se lijeva na mjestu.
Montažne betonske konstrukcije u odnosu na lijevane na mjestu: izravna usporedba
Izbor između predgotovljenog i livenog betona nikada nije jednostavan, ali sljedeća usporedba pokriva dimenzije koje su najvažnije za vlasnike, izvođače i građevinske inženjere koji donose tu odluku.
| Dimenzija | Predgotovljeni beton | Liveni beton |
|---|---|---|
| Čvrstoća na pritisak | Tipično 5.000–12.000 psi | Tipično 3.000–5.000 psi |
| Dimenzijaal Tolerance | ±1/8 do ±1/4 inča | ±1/4 do ±3/4 inča |
| Raspored (strukturalni okvir, skladište od 200k sf) | 10-14 dana erekcije | 8–14 tjedana oblikovanje/izlijevanje |
| Ovisnost o vremenu | Niska — stvrdnjavanje u pogonu | Visoko — hladno i vruće vrijeme zahtijeva zaštitu |
| Fleksibilnost dizajna | Repetitivna geometrija optimalna; prilagođeni oblici mogući uz dodatnu cijenu | Visoka fleksibilnost za složenu, zakrivljenu ili nepravilnu geometriju |
| Rad na gradilištu | Niska — prvenstveno dizalica i posada za spajanje | Visoko — oblikovanje, postavljanje, dorada, skidanje |
| Kontrola kvalitete | PCI certifikacija postrojenja, dnevno QC testiranje | Ovisno o uvjetima na terenu i prisutnosti inspektora |
Prednapregnuti predgotovljeni beton: Kako rade prednaprezanje i naknadno zatezanje
Kombinacija prednaprezanja i predgotovljenog betona jedan je od najmoćnijih alata u visokogradnji. Prethodnim sabijanjem betona prije primjene radnih opterećenja, inženjeri mogu učinkovito eliminirati vlačne pukotine — primarni način propadanja betona — i postići raspone koji bi bili strukturno nemogući ili ekonomski nepraktični s konvencionalno ojačanim dijelovima.
Prethodno zatezanje: standardni pristup predfabriciranih konstrukcija
U prednapetom predgotovljenom betonu, čelične niti visoke čvrstoće rastežu se između upornjaka na krajevima lijevanog sloja prije postavljanja betona. Žice - obično stupnja 270 niske relaksacije, promjera 0,5 ili 0,6 inča - spojene su na približno 70% krajnje vlačne čvrstoće ili otprilike 189 000 psi . Zatim se oko zategnutih niti postavlja beton. Kada beton postigne odgovarajuću čvrstoću, niti se otpuštaju, a predkompresija se spajanjem prenosi u element. Ovo je metoda koja se koristi za proizvodnju dasaka sa šupljom jezgrom, dvostrukih T-račvara, nosača mostova i prednapetih zidnih panela u gotovo svim tvornicama montažnih konstrukcija na svijetu.
Naknadno zatezanje montažnih elemenata
Dodatna oprema za naknadno zatezanje — kanali, sidra, spojnice i trobrazne ploče — predstavljaju specijaliziranu kategoriju predgotovljenih betonskih dodataka koji se koriste kada se prednaprezanje mora primijeniti nakon što je element podignut ili kada se elementi iz više predgotovljenih segmenata moraju spojiti u kontinuiranu strukturnu jedinicu. Segmentna konstrukcija mosta, na primjer, koristi predgotovljene segmente tipično duge 8 do 12 stopa koji se sastavljaju i zatim naknadno zatežu u kontinuirane nosače od 200 do 400 stopa. Svaka tetiva za naknadno zatezanje može nositi 300 do 1500 kips sile prednaprezanja ovisno o broju niti i geometriji.
Dugotrajni gubici prednaprezanja
Inženjeri moraju uzeti u obzir gubitke prednaprezanja pri dimenzioniranju niti i određivanju početnog opterećenja dizalicom. Glavni izvori gubitaka tijekom životnog vijeka prednapetog elementa su:
- Elastično skraćivanje — trenutni gubitak pri otpuštanju niti, obično 6 do 8 % početnog prednaprezanja za prednapete elemente
- puzati — vremenski ovisna deformacija pod trajnim opterećenjem, koja čini 5 do 12 % efektivnog prednaprezanja tijekom 50-godišnjeg vijeka trajanja
- Skupljanje — volumetrijsko smanjenje kako se beton suši, doprinoseći dodatnom gubitku od 4 do 8%.
- Čelično opuštanje — postupni gubitak naprezanja užeta pri konstantnom naprezanju, približno 2 % za uže s niskom relaksacijom tijekom 50 godina
Ukupni dugoročni gubici obično se kreću od 15 do 25% početne sile dizalice. To znači da užad podignuta na 33.000 lbs mora biti dizajnirana da izdrži efektivno prednaprezanje od 25.000 do 28.000 lbs tijekom projektiranog životnog vijeka — a dizajn presjeka mora uzeti u obzir smanjenu pretkompresiju pri izračunavanju momenata pucanja i ugiba.
Seizmičko projektiranje montažnih betonskih konstrukcija
Ponašanje montažnih betonskih konstrukcija pod seizmičkim opterećenjem intenzivno se proučava od potresa u San Fernandu 1971. i potresa u Northridgeu 1994. koji su otkrili slabosti u ranim montažnim parkirnim strukturama. Inženjerska zajednica odgovorila je velikim napretkom u dizajnu spojeva, detaljima dijafragme i programima seizmičkog testiranja - ponajviše istraživačkim programom PRESSS (PRECAST Seismic Structural Systems) koji je trajao od 1991. do 2001. godine.
Program PRESSS pokazao je da pravilno detaljizirani montažni sustavi mogu biti jednaki ili premašiti duktilnost betonskih okvira koji se lijevaju na mjestu. Sustav spojenih zidova razvijen u PRESSS-u koristio je nevezano naknadno zatezanje kroz predgotovljene zidne ploče za smicanje kako bi se osigurao samocentrično ponašanje — zgrada se ljulja na granici zida i temelja pod seizmičkim opterećenjem, ali se vraća u visinu kada potres prestane, s minimalnim preostalim pomakom. Potpuna peterokatna montažna konstrukcija testirana je na 60% punog mjerila u Laboratoriju za konstrukcije UC San Diego i pokazala su zaostala pomaka manja od 0,1% nakon testiranja na projektiranoj razini potresa.
Trenutačne odredbe ASCE 7 i ACI 318 dopuštaju montažne betonske konstrukcije u seizmičkoj projektnoj kategoriji D (visoka seizmičnost) pod uvjetom da su spojevi i dijafragme detaljno usklađeni s duktilnim montažnim okvirom s posebnim momentom ili montažnim posebnim sustavima posmičnih zidova. Ključni zahtjevi uključuju:
- Zaliveni naglavni spojevi moraju pokazati 125% čvrstoće tečenja šipke u testovima na vlačnost prije upotrebe u građevinarstvu
- Prefabrikovani dijafragmski spojevi moraju biti projektirani korištenjem metode seizmičkog projektiranja dijafragme (DSDM) s faktorima pojačanja sile od 1,0 do 1,5, ovisno o klasifikaciji dijafragme
- Priključci pojasa i kolektora duž rubova dijafragme nose pojačane sile dijafragme koje često određuju dimenzioniranje predgotovljenih betonskih dodataka na spojevima panela na panel
- Svi predgotovljeni betonski dodaci u sustavu otpornosti na seizmičku silu moraju biti projektirani za očekivanu čvrstoću materijala i faktor prekomjerne čvrstoće omega-nula naveden u ASCE 7 tablici 12.2-1
Uobičajene pogreške u specifikaciji montažnih betonskih dodataka i kako ih izbjeći
Iskusni inženjeri i izvođači montažnih konstrukcija dosljedno identificiraju iste kategorije pogrešaka na projektima koje rezultiraju problemima na terenu, troškovima sanacije ili kašnjenjima u rasporedu. Većina njih potječe iz specifikacije pribora i odluka o koordinaciji donesenih tijekom projektiranja — mnogo prije nego što je beton uopće izliven.
01
Određivanje pribora bez provjere betonskog pokrova
Uobičajena pogreška je određivanje sidra za podizanje koje je, na svojoj potrebnoj dubini ugradnje, u sukobu s kavezom za armiranje ili kanalom za naknadno zatezanje. Mora se održavati minimalni betonski pokrov preko bilo kojeg predgotovljenog betonskog pribora na navedenom minimumu — obično 1 inč za oblikovane površine u unutarnjoj izloženosti i do 2 inča u korozivnom ili morskom okruženju. Provjerite dimenzije pribora u odnosu na raspored armaturnih šipki u 3D BIM-u prije nego što izdate nacrte u radionici na odobrenje.
02
Korištenje nekompatibilnog hardvera različitih dobavljača
Sustavi za podizanje — sidro plus spojka za podizanje — dizajnirani su kao usklađeni parovi. Korištenje kvačila od dobavljača A sa sidrom od dobavljača B poništava nazivnu nosivost obje komponente. Svaka specifikacija pribora za predgotovljeni beton trebala bi zahtijevati da sustavi za podizanje budu usklađeni setovi od jednog proizvođača , s dokumentacijom o ispitivanju opterećenja isporučenom za zapisnik projekta.
03
Izostavljanje zaštite od korozije u projektnoj specifikaciji
Ploče za ugradnju i ploče za zavarivanje specificirane kao obični čelik A36 brzo će korodirati u bilo kojoj izloženoj ili vanjskoj primjeni. Vruće pocinčavanje prema ASTM A123 dodaje 30 do 50 godina vijeka trajanja od korozije u tipičnom vanjskom izlaganju. U morskim zonama prskanja, navedite tip 316 nehrđajućeg čelika ili hardver s epoksidnim premazom s dokumentiranim postupkom osiguranja kvalitete za kontinuitet premaza.
04
Neusklađivanje pomoćnih rukavaca sa strukturnim elementima
Električni vodovi, vodovodne cijevi i mehanički prodori ugrađeni kao montažni betonski dodaci moraju se uskladiti s građevinskim inženjerom prije odobrenja izvedbenog nacrta. Otvor od 6 inča kroz mrežu prednapregnutog dvostrukog T-račva mora se analizirati na smanjenje smicanja; nekoordinirano probijanje otkriveno nakon lijevanja elemenata obično zahtijeva skupe vanjske trake za pojačanje ili zamjenu elementa.
05
Preskakanje provjere erekcije na suho
Na složenim predfabriciranim konstrukcijama — posebno onima s momentnim vezama koje zahtijevaju umetnute ploče zavarene na terenu — provjera rasporeda dodatne opreme u usporedbi sa strukturnim modelom otkriva sukobe poravnanja prije početka montaže. Otkrivanje odstupanja od 1 inča između dvije zavarene ploče na tlu košta nekoliko minuta; otkrivanje 50 stopa u zraku košta nekoliko dana i znatne troškove prerade.
06
Ne uzimajući u obzir čvrstoću skidanja pri odabiru sidara
Podizna sidra moraju se procijeniti u odnosu na čvrstoću betona u vrijeme skidanja - ne prema projektiranoj čvrstoći za 28 dana. Ako se element skine nakon 16 sati, čvrstoća betona može biti samo 2.500 do 3.000 psi. Tablice nosivosti sidra moraju se unijeti prema stvarnoj čvrstoći skidanja, a sposobnost lomljenja betona smanjiti u skladu s tim. Do mnogih kvarova sidra za podizanje dolazi upravo zato što je specificirani kapacitet sidra izračunat na 5000 psi dok je element ogoljen nakon 18 sati s betonom na samo 2200 psi.
Održivost u montažnim betonskim konstrukcijama
Profil održivosti predgotovljenih betonskih konstrukcija značajno se poboljšao tijekom posljednja dva desetljeća, potaknut regulatornim pritiskom i istinskim inovacijama u materijalima i proizvodnim metodama.
Dodatni cementni materijali (SCM)
Leteći pepeo, cement od šljake i silicij dioksid — zajednički nazvani dodatni cementni materijali — mogu zamijeniti 20 do 50% portland cementa u betonskim mješavinama bez ugrožavanja čvrstoće ili trajnosti. Budući da proizvodnja cementa čini približno 8% globalnih emisija CO₂, predgotovljena mješavina s 35% zamjene troske smanjuje ugrađeni ugljik u betonu za približno 25 do 30% u usporedbi s osnovnom linijom od 100% portland cementa, dok također poboljšava dugoročnu izdržljivost kroz smanjenu propusnost.
Smanjeni materijalni otpad
Tvornička proizvodnja predgotovljenih elemenata stvara stope betonskog otpada manje od 2% ukupnog volumena serije, u usporedbi s 8 do 12% otpada na tipičnim projektima izlijevanja na gradilištu gdje su prekomjerno naručivanje i prolijevanje uobičajeni. Ponovna upotreba čeličnih oblika — jedan predgotovljeni oblik može proizvesti 300 do 1000 identičnih elemenata tijekom svog životnog vijeka — eliminira otpad od drvene građe povezan sa sustavima oblikovanja koji se lijevaju na mjestu.
Toplinska masa i energetska izvedba
Montažni betonski zidni paneli, posebno izolirani sendvič paneli, daju znatnu toplinsku masu koja ublažava dnevne temperaturne oscilacije u unutrašnjosti zgrade. Izolirana montažna sendvič ploča od 6 inča s kontinuiranom EPS jezgrom od 2 inča postiže otprilike R-13 u središtu ploče — konkurentan čeličnom zidnom zidu — dok također pruža strukturalne i vatrootporne funkcije s kojima zidni nosač ne može parirati bez dodatnih sustava.
Razmatranja kraja životnog vijeka
Predgotovljeni betonski elementi mogu se rastaviti nego srušiti kada se konstrukcije eventualno rastavljaju, jer se diskretni vijčani i zavareni spojevi koji se koriste u predgotovljenim okvirima — uključujući sve predgotovljene betonske dodatke koji tvore te veze — mogu odvojiti vijcima ili rezati plamenom. Oporavljeni montažni elementi ponovno su korišteni u sekundarnim strukturama kao što su potporni zidovi, zvučne barijere i privremeni građevinski objekti. Kada je drobljenje neizbježno, reciklirani betonski agregat od rušenja montažnih konstrukcija je čist, dosljedno sortiran i prikladan za podlogu cesta, drenažni agregat i strukturno punjenje.
Osiguranje kvalitete za montažne betonske konstrukcije i dodatke
Okruženje kontrole kvalitete u tvornici montažnih konstrukcija s PCI certifikatom znatno je strože od onoga što je moguće postići na većini gradilišta. Razumijevanje onoga što se događa tijekom QC-a postrojenja pomaže vlasnicima, inženjerima i izvođačima da postave odgovarajuća očekivanja o tome što postrojenje može, a što ne može jamčiti - i gdje terenska kontrola kvalitete mora riješiti problem.
QC u pogonu: Što se provjerava u svakoj fazi
- Ulazni materijali — Cement, agregati, dodaci i predgotovljeni betonski dodaci zahtijevaju ulaznu inspekciju i pregled certificiranja tvornice. Podizna sidra iz svake serije obično se prije prihvaćanja ispituju na 150% nazivnog radnog opterećenja.
- Postavljanje obrasca — Provjera dimenzija geometrije oblika i postavljanja pribora prije doziranja betona. Odstupanja veća od vrijednosti PCI tablice tolerancije za tu vrstu elementa zahtijevaju korekciju prije nego što se nastavi s izlijevanjem.
- Svježi beton — Sleganje, sadržaj zraka, težina jedinice i temperatura ispituju se na mjestu pražnjenja za svaku šaržu betona. Uzorci cilindara se lijevaju za 1-dnevno, 7-dnevno i 28-dnevno ispitivanje tlačne čvrstoće.
- Gotovi elementi — Svi predgotovljeni betonski dodaci nalaze se i mjere nakon skidanja. Površinske greške se dokumentiraju, popravljaju u skladu s odobrenim postupkom popravka i ponovno pregledavaju prije nego što se element pusti u dvorište.
Inspekcija treće strane tijekom montaže
Terenska inspekcija montažne montaže usredotočena je na četiri primarne stavke: priprema ležišta ležaja i postavljanje ležajne podloge, primjena žbuke i žbuke koja se ne skuplja u spojnim džepovima, zavarivanje na spojevima ploča za ugradnju i ugradnja brtvila za spojeve. Inspekcija zavara na terenu zahtijeva CWI (ovlašteni inspektor za zavarivanje) i vizualni pregled plus ultrazvučno ispitivanje za zavare s punim prodorom u primarnim strukturnim vezama. Postavljanje podložaka ležaja često se premalo provjerava i premalo specificira na projektima s niskom ponudom; neporavnata podloga za ležaj ili nedostatak može uzrokovati lokalno drobljenje betonske izbočine unutar dana od primjene opterećenja.
