Nachspannplatte – Arbeitsprinzip, Komponenten und Konstruktion

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Nachspannplatte ist eine Kombination aus konventioneller Brammenbewehrung und zusätzlichen hervorstehenden hochfesten Stahlspanngliedern, die folglich nach dem Abbinden des Betons gespannt werden. Diese Hybridisierung trägt zur Bildung einer viel dünneren Bramme mit einer längeren Spannweite ohne säulenfreie Räume bei.

In diesem Artikel untersuchen wir das Arbeitsprinzip, die Komponenten, den Aufbau und die Vorteile der Nachspannplatte.

Arbeitsprinzip der Vorspannung

Wir alle wissen, dass Beton eine hohe Druckfestigkeit und Stahl eine hohe Zugfestigkeit aufweist, und wenn ihre Kombination zum Tragen von Lasten verwendet wird, steigt der Wirkungsgrad um ein Vielfaches.

Wenn eine schwere Nutzlast auf eine Struktur gebracht wird, erfährt ihre Betonplatte Spannung, was zur Bildung von Rissen führt und letztendlich zu Verformungen führt. Um dieses Problem zu mildern, werden vorgespannte Stahlspannglieder zum Zeitpunkt des Betonierens eingesetzt und nach dem Betonieren mit herkömmlichen Bewehrungsstäben gespannt.

Wenn diese vorgespannten Stahlsehnen gespannt werden, wird der Beton gequetscht, mit anderen Worten, der Beton wird verdichtet, was die Druckfestigkeit des Betons erhöht, und gleichzeitig erhöhen die gezogenen Stahlsehnen die Zugfestigkeit. Dadurch erhöht sich die Gesamtfestigkeit des Betons.

Komponenten der Vorspannplatte

Kanäle

Standardmäßig werden dünne Blechrohre mit Klauenkupplung oder geschweißter Überlappungsnaht in Längen von 5 bzw. 6 m verwendet. Die Kanäle sind durch eine externe Schraubkupplung miteinander verbunden und mit PE-Band abgedichtet. Heutzutage sind auch Kunststoffkanäle auf dem Markt erhältlich, die wasserdicht, reibungsfrei und ermüdungsfest sind

Sehnen

Das Grundelement eines Vorspannsystems wird als Sehne bezeichnet. Eine Vorspannsehne besteht aus einem oder mehreren Spannstahlstücken, die mit einer Schutzbeschichtung beschichtet sind und in einem Kanal oder einer Ummantelung untergebracht sind.

Der Vorspannstahl wird gemäß den Anforderungen von ASTM A-416 hergestellt und typische Stranggrößen sind 0,50 und 0,60 Zoll im Durchmesser. Ein typischer Stahlstrang, der zum Vorspannen verwendet wird, ergibt etwa 243.000 psi. Im Gegensatz dazu wird ein typisches Stück Bewehrung etwa 60.000 psi ergeben.

Anker

Anker werden verwendet, um die Spannglieder im Beton zu verankern, während zwei Spannglieder abgeschlossen oder verbunden werden. Die Hauptfunktion der Verankerung besteht darin, die Spannkraft auf den Beton zu übertragen, sobald der Spannvorgang abgeschlossen ist.

Bau von vorgespannten Brammen

1. Der Einbau von vorgespannten Spanngliedern in den Beton und die Spannung erfordert Facharbeiter und ein Personal, das für die Ausführung der Spannarbeiten zertifiziert ist.
2. Die Spannglieder werden zusammen mit den herkömmlichen Bewehrungsstäben verlegt. Die Position der Verlegung der Spannglieder wird vom Ingenieur festgelegt. Diese Spannglieder sind mit Kunststoff- oder Stahlkanälen ummantelt, damit sie nicht mit dem Wasser im Beton in Berührung kommen.
3. Ein Ende der Spannglieder wird mit Hilfe eines Ankers verankert und das andere Ende wird mit einem Kunststofftaschenformer offen gelassen, wo die Spannglieder gespannt werden. Kupplungen werden dazwischen verwendet, wenn eine Konstruktionsfuge gebildet wird.
4. Beton wird gegossen und die Ausrichtung dieser Spannglieder wird so vorgenommen, dass ihre Positionen unverändert bleiben. Sobald der Beton seine 75% Festigkeit erreicht hat, also etwa 20 – 23 Tage, werden diese Sehnen mit Hilfe von Spannhebern gespannt.
5. Das Spannen erfolgt mit einer Kraft, die 80% der Zugfestigkeit eines Strangs entspricht. Für einen typischen ½-Zoll-Strang der Sorte 270 wird der Strang auf eine Kraft von 33.000 Pfund gespannt. Wenn die Spannung in Kraft tritt, wird der Stahl verlängert und der Beton wird komprimiert.
6. Wenn die richtige Spannkraft erreicht ist, wird der Spannstahl verankert. Die Anker sind entworfen, um eine dauerhafte mechanische Verbindung zur Verfügung zu stellen und halten den Stahl in der Spannung und den Beton in der Kompression.
7. Die zusätzlichen Spannglieder, die an einem Ende weggelassen werden, werden beschnitten und die nicht schrumpfende Verfugung wird in die Ankertasche gelegt.

Vorteile der Nachspannplatte

Architektonische Vorteile

Die nachgespannte Platte hat einen Vorteil gegenüber anderen, da sie eine sehr effiziente Basis für die Bodengestaltung mit dünnen Platten und säulenlosen Räumen in größeren Spannweiten darstellt. Es gibt einem Architekten die Freiheit, frei mit seinen Entwürfen zu arbeiten.

Gewerbeflächen

Die Vorspannung führt zu dünneren Betonplatten, wodurch die wertvollen Einsparungen in der Bodenhöhe als zusätzliche Böden zur Verfügung stehen.Dies kann zusätzlichen mietbaren Raum innerhalb der gleichen Gesamthöhe des Gebäudes bieten.

Reduziert die Eigenlast

Da die vorgespannten Platten eine geringere Dicke haben, wird die Menge an Beton und Bewehrung im Vergleich zu herkömmlichen Betonplatten um bis zu 20% – 30% reduziert.

Strukturelle Haltbarkeit

Vorgespannte Brammen weisen eine verringerte Rissbildung, eine verbesserte Haltbarkeit und geringere Wartungskosten auf. Ihre Durchbiegung kann durch Variieren der Vorspannung gesteuert werden, um einen beliebigen Teil der aufgebrachten Lasten unmittelbar nach dem Spannen auszugleichen.

Popularität

Die Nachfrage nach vorgespannten Platten auf der ganzen Welt nimmt aufgrund der erheblichen Vorteile für Entwickler, Architekten, Ingenieure, Bauunternehmer und Endverbraucher weiter zu.

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