Prefabrik Beton Yapılar Nedir ve Neden Modern İnşaata Hakim Olurlar?
Prefabrik beton yapılar, taşınmadan ve yerinde monte edilmeden önce kontrollü fabrika koşullarında üretilen duvarlar, kirişler, kolonlar, döşemeler ve daha fazlası gibi yapı bileşenleridir. Sonuç; hız, kalite ve maliyet öngörülebilirliği açısından geleneksel yerinde dökme betondan sürekli olarak daha iyi performans gösteren bir inşaat yöntemidir. Avrupa ve Kuzey Amerika'daki büyük ölçekli altyapı projelerinin %60'ından fazlası artık birincil yapısal sistem olarak prekast betonu belirtiyor Proje zaman çizelgeleri kısaldıkça ve işçilik maliyetleri arttıkça bu rakam da artmaya devam ediyor.
Prefabrik beton yapıların depoların, otoparkların, köprülerin, stadyumların ve çok katlı konut binalarının omurgası haline gelmesinin nedeni açıktır: Beton bir fabrikada hassas sıcaklık ve nem kontrolleri altında kürlendiğinde basınç dayanımı rutin olarak şu seviyeye ulaşır: 5.000 ila 8.000 psi — sahada dökülen betona özgü 3.000 ila 4.000 psi'nin çok üstünde. Bu bileşenleri yerinde tutan her öğe, her yerleştirme plakası, ankraj cıvatası, halka eki ve kaldırma cihazı, geniş prefabrik beton aksesuarları kategorisine girer ve doğru aksesuarların seçilmesi, karışım tasarımının kendisi kadar önemlidir.
Temel Çıkarım: Fabrikada üretilen = daha sıkı toleranslar, daha hızlı programlar, daha güçlü nihai yapı.
Prefabrik Beton Yapılar Nasıl Üretilir?
Prefabrik beton yapıların üretimi, şantiyede dökülen betonu rahatsız eden değişkenlerin çoğunu ortadan kaldıran disiplinli bir sırayı takip eder. Her aşamayı anlamak, yöntemin neden bu kadar tutarlı sonuçlar ürettiğini ve prefabrik beton aksesuarlarının seçiminin inşaat sırasında değil de tasarım aşamasında neden tartışılamaz olduğunu açıklığa kavuşturur.
Aşama 1 – Form Hazırlama ve Takviye Yerleştirme
Genellikle ±1/16 inçlik toleranslarla işlenen çelik kalıplar temizlenir, yağlanır ve monte edilir. Güçlendirici çelik kafesler prefabrik olup içlerine yerleştirilmiştir. Bu aşamada, hepsi gömülü prefabrik beton aksesuarları - kaldırma ankrajları, bağlantı parçaları, elektrik boru manşonları ve yapısal kaynak plakaları - konumlandırılmış ve emniyete alınmıştır beton dökülmeden önce. Bitmiş öğede bulunması gereken herhangi bir öğenin şimdi yerleştirilmesi gerekir; sonradan eklemek, yapısal bütünlüğe zarar veren karot alma veya kesme gerektirir.
Aşama 2 – Beton Harmanlama ve Yerleştirme
Prekast tesislerine yönelik beton karışımı tasarımlarında, yüksek erken dayanım elde etmek için tipik olarak 0,35 ila 0,45 arasında bir su/çimento oranı kullanılır; bu, saha karışımlarından önemli ölçüde daha düşüktür. İç titreşim, betonu inşaat demiri kafesi ve gömülü aksesuarların etrafında sağlamlaştırır. Bazı tesisler, ince kaplama betonunun yerini değiştirebilecek iç vibratörler olmadan yüzey boşluklarını ortadan kaldırmak amacıyla ince mimari paneller için harici tabla titreşimi kullanır.
Aşama 3 – Kürleme
Prekast tesisleri, ulaşmak için buharla kürleme, ısıyla kürleme veya hızlandırılmış nem tutma örtüleri kullanır. 18 ila 24 saat içinde tasarım gücünün %70'i . Bu hızlı güç kazanımı, tek bir üretim vardiyasında elemanların formlardan çıkarılmasına ve sahada istiflenmesine olanak tanır; bu, ortam koşulları altında tam tasarım dayanımına ulaşması 28 gün süren, sahada dökülen betonla imkansız bir döngüdür.
Aşama 4 – Kalite Kontrol, Bitirme ve Sahada Depolama
Herhangi bir eleman döküm yatağından ayrılmadan önce boyut kontrolleri, yüzey muayeneleri ve donanım denetimleri her prekast beton aksesuarın mevcut, doğru konumlandırılmış ve hasarsız olduğunu doğrular. Elemanlar daha sonra teslimat sırasına göre organize edilerek nakliye ve montaj penceresini bekleyerek avludaki ahşap istif üzerinde depolanır.
Başlıca Prekast Beton Eleman Çeşitleri ve Uygulamaları
Prekast beton yapılar, her biri belirli bir yapısal rol için tasarlanmış geniş bir eleman türleri ailesini kapsar. Aşağıda en yaygın kategorilere, hizmet ettikleri binalara ve altyapıya ve ilgili tipik aralıklara veya yük değerlerine genel bir bakış bulunmaktadır.
Çift Tee Plakalar
Park yapıları ve depo zeminleri için kullanılır. 24 ila 34 inç derinliğe sahip 40 ila 80 feet standart açıklıklar. Yük kapasitesi tipik olarak 40 ila 100 psf eklenmiş canlı yük.
İçi Boş Çekirdekli Plakalar
Konut ve ofis zemin sistemlerinin en güçlüsü. 4 ve 8 fitlik standart genişlikler, 6 ila 16 inçlik derinlikler, 20 ila 50 fitlik açıklıklar. Boşluklar yapısal derinliği korurken ölü yükü azaltır.
Prefabrik Kolonlar ve Kirişler
12×12 ila 24×24 inç arası dikdörtgen ve L şeklinde sütunlar. Ters T kirişler, dikdörtgen kirişler ve spandrel kirişler moment çerçevesini veya basit destekli yerçekimi sistemini oluşturur.
Prekast Duvar Panelleri
Katı, yalıtımlı sandviç ve 5 ila 12 inç kalınlığında mimari paneller. Yük taşıyan perde duvarlar veya yapısal olmayan kaplama olarak kullanılır. Köpük izolasyon çekirdekleri ile 20 ila 30 R değerlerine ulaşır.
Köprü Kirişleri
Otoyol köprüleri için AASHTO I-kirişleri ve ampul-t kirişleri. 60 ila 160 feet arasında uzanır. Uzun açıklıklı köprü uygulamaları için 8.000 ila 12.000 psi'lik yüksek performanslı beton karışımları standarttır.
Prekast Merdivenler ve Sahanlıklar
Entegre sahanlıklara sahip tek üniteler halinde dökülen komple merdiven basamakları. Bağlantı için sadece bir vinç ve prefabrik beton aksesuarları kullanarak karmaşık kalıp işlerini ortadan kaldırır ve merdiven kurulumunu günlerden saatlere indirir.
Prefabrik Beton Aksesuarları: Yapıları Mümkün Hale Getiren Donanım
Bir beton eleman ne kadar hassas bir şekilde tasarlanmış ve dökülmüş olursa olsun, o elemanın nasıl kaldırılabileceğini, taşınabileceğini, bağlanabileceğini ve komple bir yapıya nasıl entegre edilebileceğini belirleyen, içine yerleştirilmiş prefabrik beton aksesuarlarıdır. Prefabrik beton aksesuarları çok çeşitli donanım türlerini kapsar ve her kategori özel yük değerleri, kurulum gereksinimleri ve uyumluluk hususlarını taşır.
| Aksesuar Kategorisi | İşlev | Tipik Çalışma Yükü | Malzeme |
|---|---|---|---|
| Kaldırma Ankrajları (yüksük, halka, bobin) | Sıyırma ve montaj sırasında geçici kaldırma | Çapa başına 1 ila 60 ton | Sfero demir, dövme çelik |
| Gömme Plakaları ve Kaynak Plakaları | Elemanlar arasında kalıcı yapısal bağlantılar | Plaka başına 10 ila 200 kips | A36 / A572 çelik, sıcak daldırma galvanizli veya paslanmaz |
| Bobin Çubukları ve Bobin Cıvataları | Sahada ayarlanabilir bağlantılar, kaplama eklentisi | Çubuk başına 5 ila 30 kips | Çinko kaplamalı veya paslanmaz çelik |
| Rulman Pedleri | Rulman yuvalarında yük aktarımı ve tolerans emilimi | Basınç gerilimi 800 ila 1.500 psi | Neopren, HDPE, elyaf takviyeli elastomerik |
| Döngü Ek Parçaları ve Genişletilmiş Koni Ek Parçaları | İkincil ataşmanlar için bağlantı noktaları, cephe donanımı | 500 lbs ila 5 ton | Dövülebilir demir, çelik tel |
| Öngerilme Halatı ve Ardgerme Donanımı | Bükülme gerilimlerine karşı koymak için betonun ön sıkıştırılması | 270 ksi halat, UTS'nin %70-75'ine yükseltildi | Grade 270 düşük gevşemeli iplikçik |
Kaldırma Ankrajları: Boyutlandırma ve Güvenlik Faktörleri
Kaldırma ankrajları tüm prefabrik beton aksesuarları arasında en çok incelenenler arasındadır çünkü sökme veya montaj sırasındaki bir arıza anında felaketle sonuçlanır. Herhangi bir kaldırma ankrajının çalışma yükü sınırı (WLL), vinçle kaldırma sırasındaki dinamik darbe faktörünü hesaba katmalıdır - genellikle minimum 4:1 güvenlik faktörü beton kopma ve çelik çekme kırılma modlarına uygulanır. 20 tonluk bir prefabrik duvar paneli için bu, ankraj sisteminin yalnızca statik panel ağırlığına değil, minimum 80 tonluk bir dayanıklı yüke göre tasarlanması gerektiği anlamına gelir. Donanım açısı da kapasiteyi azaltır: Dikeyden 60 derecelik bir askı açısı, bacak başına izin verilen yükü nominal dikey kapasitenin yaklaşık %87'sine düşürürken, 30 derecelik bir açı bunu %50'ye düşürür.
Gömme Plakaları: Prekast Çerçevelerde Bağlantı Felsefesi
Prekast beton elemanlar arasındaki yapısal bağlantılar neredeyse tamamen inşaat demiri ankrajlarına veya nelson saplamalara kaynaklanmış gömme plakalara dayanır. Bu plakaların tasarımı AISC ve PCI kurallarına uygun olup, gerilim bağlantılarındaki kaldırma hareketine ve arayüz düzlemlerindeki kesme sürtünmesine özellikle dikkat edilir. Prefabrik park yapısında uygun şekilde tasarlanmış bir kaynak plakası bağlantısı, kiriş-kolon birleşimi boyunca 150 kips kesme kuvvetini aktarabilir 8 x 8 inç kadar küçük bir plaka ile — ayar sacı yığını, harç cebi ve saha kaynağının spesifikasyona göre yapılması şartıyla. Bu plakaların ASTM A123'e (minimum 3,9 oz/ft²) göre galvanizlenmesi, açıkta veya deniz ortamlarında ölçülebilir korozyon ömrü sağlar.
Rulman Balataları: Toleranslar ve Uzun Vadeli Performans
Her prefabrik kiriş, çift T ve içi boş çekirdekli tahta, aynı anda dikey yükü aktaran ve yapının ömrü boyunca meydana gelen termal ve büzülme hareketlerini karşılayan bir yatak pedi üzerinde durur. 50 ila 60 durometre sertliğindeki neopren pedler, standart boyutları 4×6 inç ila 8×12 inç ve kalınlıkları 3/8 ila 3/4 inç olan en yaygın seçimdir. PCI Tasarım El Kitabı tabloları, 6×9 inç, 1/2 inç neopren pedin 0,5 inç'e kadar yatay hareketi karşılayabildiğini göstermektedir Yeterli basınç dayanımını korurken. HDPE pedler, üst yapıda kısıtlama kuvvetleri oluşmadan termal genleşmeye izin vermek için düşük sürtünmenin gerekli olduğu köprü uygulamaları için giderek daha fazla tercih edilmektedir.
Prekast Beton Yapılarda Yapısal Bağlantılar
Bağlantı sistemi, prekast beton yapıların performans gösterdiği veya başarısız olduğu yerdir. Bağlantıların açık havada cıvatalar ve kaynaklarla yapıldığı çelik çerçevelerin aksine, prefabrik beton bağlantılar genellikle kapalı alanlar, harç cepleri ve enjeksiyondan sonra incelenemeyen gömülü donanımlar içerir. Bu nedenle bağlantının ilk seferde doğru yapılması tartışılamaz.
Prekast bağlantı tasarımını üç geniş felsefe yönetir:
- Basitçe desteklenen yerçekimi sistemleri — Kirişler, yalnızca dikey yükü aktaran konsollar veya yatay kirişler üzerinde durur. Basit, kurulumu hızlı ve farklı yerleşimlere karşı toleranslıdır. Tek katlı endüstriyel binaların ve otopark yapılarının büyük çoğunluğunda kullanılır.
- Momentlere dayanıklı çerçeveler - Kolondan kolona ve kirişten kolona bağlantılar, artgerme, harçlı inşaat demiri bağlantı elemanları veya kaynaklı plaka düzenekleri yoluyla momente dayanıklı hale getirilir. Sismik ve rüzgar direnci açısından yerinde dökme çerçevelerle karşılaştırılabilir yanal sürüklenme kontrolü sağlar.
- Hibrit sistemler - Basit mesnetlerle taşınan yerçekimi yükleri, ayrı bir perde duvar veya moment çerçeve çekirdeği tarafından taşınan yanal yükler. 5 ila 15 katlı orta katlı konut ve karma kullanımlı prekast binalar için en yaygın yaklaşım.
Özellikle derz dolgulu bağlantıların kalitesi büyük ölçüde prefabrik beton aksesuarların seçimine ve yerleştirilmesine bağlıdır. İki inşaat demiri uzunluğunu bir bağlantı boyunca birleştirmek için kullanılan harçlı manşon bağlayıcı, çubuğun montaj sırasında temiz bir şekilde girebilmesi için ±1/8 inç dahilinde hizalanmalıdır. Sahada tespit edilen herhangi bir yanlış hizalama, tipik olarak, mekanik ankrajlar veya epoksi enjeksiyonu içeren pahalı iyileştirmeler gerektirir; bunların her ikisi de, orijinal tasarım amacına kıyasla bağlantının sünekliğini azaltır.
±1/8" Maksimum kuplör yanlış hizalama toleransı
4:1 Minimum kaldırma ankrajı güvenlik faktörü
28 gün Sahada dökme kürü vs. 18-24 saatlik prefabrik döküm
8.000 psi Tipik prekast HPC basınç dayanımı
Program Avantajları: Prefabrik Beton Yapılar Proje Zaman Çizelgelerini Nasıl Sıkıştırıyor?
Ticari ve altyapı projelerinde prefabrik beton yapılara ilişkin en ilgi çekici argüman program sıkıştırmasıdır. Elemanların imalatı saha hazırlığına paralel olarak gerçekleşir; temel kazılıp dökülürken prekast tesisi aynı anda yapısal çerçeveyi üretir. Bu örtüşme genellikle tasarruf sağlar Orta ölçekli bir projede 4 ila 8 hafta sıralı yerinde yayınlama programıyla karşılaştırıldığında.
1-4. Haftalar: Tasarım ve İmalat Çizim Onayı
Kayıt mühendisi ve kayıt mühendisi, bağlantı ayrıntıları, yerleştirme konumları ve prefabrik beton aksesuar programları üzerinde işbirliği yapar. Her aksesuar, tek bir form oluşturulmadan önce imalat çizimlerinde çizilir, boyutlandırılır ve belirtilir.
5-12. Haftalar: Bitkisel Üretim
Tam üretim çalışır. Haftada 500 ila 800 metreküp döküm yapan orta büyüklükte bir prekast tesisi, 200.000 metrekarelik bir deponun yapısal çerçevesini 6 ila 8 hafta içinde üretebilir. Öğeler seri numaralandırılmıştır ve teslimat için sıralanmıştır.
8-14. Haftalar: Saha Temelleri (Paralel)
Tesis üretimi devam ederken saha ekibi temelleri, kirişleri ve kolon ayaklarını döküyor. Prefabrik imalat çizimlerinden elde edilen ankraj cıvatası şablonları, elemanlar geldiğinde kolon taban plakalarının ve muf bağlantılarının hizalanmasını sağlar.
13-18. Haftalar: Ereksiyon
150 tonluk paletli vinçten oluşan iyi organize edilmiş bir montaj ekibi, günde 20 ila 40 ana elemanı monte edebilir. 1.200 araçlık beş katlı bir park yapısı yapısal olarak 10 ila 14 iş günü içinde tamamlanabiliyor Vinç süresi - yerinde döküm yöntemleriyle ulaşılması imkansız bir hız.
18-22. Haftalar: Derzleme, Kaynaklama ve Bitirme
Saha ekipleri harçlı bağlantıları, gömme plakalardaki saha kaynaklarını, derz dolgularını ve her türlü mimari kaplamayı tamamlar. Yapı, eşdeğer yerinde dökme yapıdan çok daha önce tamamen kapalı ve hava koşullarına dayanıklıdır.
Prefabrik Beton Yapılar ile Yerinde Dökme Yapılar: Doğrudan Bir Karşılaştırma
Prekast ve yerinde dökme beton arasındaki seçim hiçbir zaman kolay değildir ancak aşağıdaki karşılaştırma, bu kararı veren mal sahipleri, yükleniciler ve yapı mühendisleri için en önemli boyutları kapsamaktadır.
| Boyut | Prefabrik Beton | Yerinde Dökme Beton |
|---|---|---|
| Basınç Dayanımı | 5.000–12.000 psi tipik | 3.000–5.000 psi tipik |
| Boyutal Tolerance | ±1/8 ila ±1/4 inç | ±1/4 ila ±3/4 inç |
| Program (yapısal çerçeve, 200 bin sf depo) | 10-14 gün ereksiyon | 8–14 hafta şekillendirme/dökme |
| Hava Durumu Bağımlılığı | Düşük — tesiste yapılan kürleme | Yüksek — soğuk ve sıcak havalar koruma gerektirir |
| Tasarım Esnekliği | Tekrarlayan geometri optimal; premium fiyatla özel şekiller mümkündür | Karmaşık, kavisli veya düzensiz geometri için yüksek esneklik |
| Saha İşçiliği | Düşük - öncelikle vinç ve bağlantı ekipleri | Yüksek - şekillendirme, yerleştirme, bitirme, sıyırma |
| Kalite Kontrol | PCI tesis sertifikasyonu, günlük kalite kontrol testleri | Saha koşullarına ve denetçinin varlığına bağlıdır |
Öngerilmeli Prefabrik Beton: Ön Germe ve Ard Germe Nasıl Çalışır?
Öngerilme ve prekast betonun kombinasyonu yapı mühendisliğindeki en güçlü araçlardan biridir. Mühendisler, servis yükleri uygulanmadan önce betonu önceden sıkıştırarak, betonun bozulmasının temel nedeni olan çekme çatlağını etkili bir şekilde ortadan kaldırabilir ve geleneksel olarak güçlendirilmiş bölümlerle yapısal olarak imkansız veya ekonomik olarak pratik olmayan açıklıklara ulaşabilirler.
Ön Germe: Standart Prekast Yaklaşımı
Öngerilmeli prefabrik betonda, beton yerleştirilmeden önce döküm yatağının uçlarındaki dayanaklar arasında yüksek mukavemetli çelik halatlar gerilir. Teller (tipik olarak Grade 270 düşük gevşemeli, 0,5 veya 0,6 inç çapında) Nihai gerilme mukavemetinin yaklaşık %70'i veya kabaca 189.000 psi . Daha sonra gerilmiş tellerin etrafına beton yerleştirilir. Beton yeterli dayanıma ulaştığında halatlar serbest bırakılır ve ön sıkıştırma bağ yoluyla elemana aktarılır. Bu, dünyadaki hemen hemen her prekast fabrikasında içi boş çekirdek plakalar, çift T borular, köprü kirişleri ve öngerilmeli duvar panelleri üretmek için kullanılan yöntemdir.
Prefabrik Elemanlarda Ardgerme
Ardgerme donanımı (kanallar, ankrajlar, bağlantı elemanları ve trompet plakaları), eleman dikildikten sonra öngerilme uygulanması gerektiğinde veya birden fazla prefabrik parçadan gelen elemanların sürekli bir yapısal ünite halinde birleştirilmesi gerektiğinde kullanılan prekast beton aksesuarların özel bir kategorisini temsil eder. Örneğin bölümlü köprü inşaatı, monte edilen ve daha sonra 200 ila 400 feet'lik sürekli kirişler halinde sonradan gerdirilen, tipik olarak 8 ila 12 feet uzunluğunda prekast bölümler kullanır. Her bir ardgerme tendonu 300 ila 1.500 kipslik öngerilme kuvveti taşıyabilir iplikçik sayısına ve geometrisine bağlıdır.
Uzun Vadeli Öngerilme Kayıpları
Mühendisler, halatları boyutlandırırken ve ilk kaldırma yükünü belirlerken ön gerilim kayıplarını hesaba katmalıdır. Öngerilmeli bir elemanın hizmet ömrü boyunca meydana gelen ana kayıp kaynakları şunlardır:
- Elastik kısalma - halat serbest bırakıldığında ani kayıp, genellikle öngerilmeli elemanlar için başlangıç ön geriliminin %6 ila 8'i
- Sürünme — sürekli yük altında zamana bağlı deformasyon, 50 yıllık kullanım ömrü boyunca etkili ön gerilimin %5 ila 12'sine karşılık gelir
- Büzülme — beton kurudukça hacimsel azalma, %4 ila %8 oranında ek kayba katkıda bulunur
- Çelik gevşeme — sabit gerinim durumunda iplikçik stresinin kademeli kaybı, 50 yıl boyunca düşük gevşemeli iplikçik için yaklaşık %2
Toplam uzun vadeli kayıplar tipik olarak başlangıçtaki kaldırma kuvvetinin %15 ila 25'i arasında değişir. Bu, 33.000 lbs'ye kadar kaldırılan bir halat, tasarım ömrü boyunca 25.000 ila 28.000 lbs'lik etkili ön gerilimi taşıyacak şekilde tasarlanması gerektiği anlamına gelir - ve bölüm tasarımının, çatlama momentleri ve sapmalar hesaplanırken azaltılmış ön sıkıştırmayı hesaba katması gerekir.
Prekast Beton Yapıların Sismik Tasarımı
Prefabrik beton yapıların sismik yük altındaki davranışı, 1971 San Fernando depremi ve 1994 Northridge depreminin erken prefabrik park yapılarındaki zayıflıkları ortaya koymasından bu yana yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Mühendislik topluluğu, bağlantı tasarımı, diyafram detaylandırması ve sismik test programlarındaki büyük ilerlemelerle karşılık verdi; en önemlisi, 1991'den 2001'e kadar yürütülen PRESSS (PREcast Sismik Yapısal Sistemler) araştırma programı.
PRESSS programı, uygun şekilde detaylandırılmış prefabrik sistemlerin, yerinde dökme beton çerçevelerin sünekliğine eşit veya daha üstün olabileceğini gösterdi. PRESSS'de geliştirilen derzli duvar sistemi, prefabrik perde duvar panelleri aracılığıyla bağlanmamış ardgerme kullanarak, kendini merkeze alan davranış — Bina, sismik yükleme altında duvar-temel arayüzünde kayar, ancak deprem durduğunda minimum kalıntı kayması ile şakül durumuna geri döner. Tam beş katlı bir prefabrik yapı, UC San Diego Yapısal Laboratuvarı'nda tam ölçeğin %60'ında test edildi ve tasarım düzeyindeki deprem hareketlerinde test edildikten sonra %0,1'den daha az artık kaymalar gösterdi.
Mevcut ASCE 7 ve ACI 318 hükümleri, bağlantıların ve diyaframların sünek prekast özel moment çerçevesi veya prefabrik özel perde duvar sistemlerine uygun olacak şekilde detaylandırılması koşuluyla Sismik Tasarım Kategorisi D (yüksek sismik) kapsamındaki prefabrik beton yapılara izin verir. Temel gereksinimler şunları içerir:
- Harçlı manşon bağlantıları, inşaatta kullanılmadan önce çekme testlerinde çubuk akma dayanımının %125'ini göstermelidir
- Prekast diyafram bağlantıları, diyafram sınıflandırmasına bağlı olarak kuvvet yükseltme faktörleri 1,0 ila 1,5 olan Diyafram Sismik Tasarım Yöntemi (DSDM) kullanılarak tasarlanmalıdır.
- Diyafram kenarları boyunca kiriş ve toplayıcı bağlantıları, panelden panele birleşim yerlerinde prefabrik beton aksesuarların boyutlandırılmasını sıklıkla belirleyen güçlendirilmiş diyafram kuvvetlerini taşır
- Sismik kuvvete dayanıklı sistemdeki tüm prefabrik beton aksesuarları, beklenen malzeme dayanımları ve ASCE 7 Tablo 12.2-1'de belirtilen aşırı dayanım faktörü omega-sıfır için tasarlanmalıdır.
Prekast Beton Aksesuar Spesifikasyonunda Yaygın Hatalar ve Bunlardan Nasıl Kaçınılacağı
Deneyimli prekast mühendisleri ve yüklenicileri, projelerde saha sorunlarına, iyileştirme maliyetlerine veya program gecikmelerine neden olan aynı hata kategorilerini sürekli olarak tespit etmektedir. Bunların çoğu, beton dökülmeden çok önce, tasarım sırasında verilen aksesuar spesifikasyonlarına ve koordinasyon kararlarına dayanmaktadır.
01
Beton kaplamayı kontrol etmeden aksesuarları belirtme
Yaygın bir hata, gerekli gömme derinliğinde, takviye kafesi veya ardgerme kanalıyla çakışan bir kaldırma ankrajının belirlenmesidir. Prefabrik beton aksesuarlarının üzerindeki minimum beton örtüsü korunmalıdır belirtilen minimumda - tipik olarak iç mekanlarda şekillendirilmiş yüzeyler için 1 inç ve aşındırıcı veya deniz ortamlarında 2 inç'e kadar. Onay için imalat çizimlerini yayınlamadan önce aksesuar boyutlarını 3D BIM'deki inşaat demiri düzenine göre doğrulayın.
02
Farklı tedarikçilere ait uyumsuz donanımların kullanılması
Kaldırma sistemleri (ankraj artı kaldırma kavraması) uyumlu çiftler halinde tasarlanmıştır. Tedarikçi A'ya ait bir kavramanın Tedarikçi B'ye ait bir ankrajla birlikte kullanılması, her iki bileşenin yük değerini geçersiz kılar. Her prefabrik beton aksesuar spesifikasyonu, kaldırma sistemlerinin tek bir üreticinin eşleşen setleri olmasını gerektirmelidir , proje kaydı için sağlanan yük testi belgeleriyle birlikte.
03
Proje spesifikasyonunda korozyon korumasının atlanması
Sade A36 çeliği olarak belirtilen gömme plakalar ve kaynak plakaları, herhangi bir açıkta veya dış uygulamada hızla paslanacaktır. ASTM A123'e göre sıcak daldırma galvanizleme, 30 ila 50 yıl arası korozyon ömrü sağlar tipik dış mekan maruziyetinde. Deniz sıçraması bölgelerinde, kaplama sürekliliği için belgelenmiş bir kalite güvence süreci ile Tip 316 paslanmaz çelik veya epoksi kaplı donanımı belirtin.
04
Yardımcı manşonların yapısal elemanlarla koordine edilememesi
Prefabrik beton aksesuarları olarak gömülü elektrik boruları, sıhhi tesisat manşonları ve mekanik geçişler, imalat çizimi onayından önce yapı mühendisi ile koordine edilmelidir. Öngerilmeli bir çift T-parçasının ağındaki 6 inçlik bir açıklık, kesme azalması açısından analiz edilmelidir; elemanların dökümünden sonra keşfedilen koordinesiz bir nüfuz, tipik olarak pahalı harici takviye şeritleri veya eleman değişimi gerektirir.
05
Prova montaj kontrolünün atlanması
Karmaşık prefabrik yapılarda (özellikle alan kaynaklı gömme plakalar gerektiren moment bağlantıları olanlarda), aksesuar düzeninin yapısal modele göre prova incelemesi, montaj başlamadan önce hizalama çatışmalarını yakalar. Yerdeki iki kaynak plakası arasında 1 inçlik bir hizasızlığın keşfedilmesi birkaç dakikaya mal olur; onu havada 50 feet yükseklikte keşfetmek günlerce maliyetlidir ve önemli miktarda yeniden çalışma masrafına neden olur.
06
Ankrajları seçerken sıyırma mukavemetini hesaba katmamak
Kaldırma ankrajları, 28 günlük tasarım dayanımına göre değil, sökme sırasındaki beton dayanımına göre değerlendirilmelidir. Bir eleman 16 saatte soyulursa beton mukavemeti yalnızca 2.500 ila 3.000 psi olabilir. Ankraj kapasitesi tabloları gerçek soyma mukavemetine göre girilmeli ve beton koparma kapasitesi buna göre azaltılmalıdır. Birçok kaldırma ankrajı arızası tam olarak, belirtilen ankraj kapasitesinin 5.000 psi'de hesaplanması ve elemanın yalnızca 2.200 psi'de betonla 18 saatte soyulması nedeniyle meydana gelir.
Prekast Beton Yapılarda Sürdürülebilirlik
Prefabrik beton yapıların sürdürülebilirlik profili, hem mevzuat baskısı hem de malzeme ve üretim yöntemlerindeki gerçek yeniliklerin etkisiyle son yirmi yılda önemli ölçüde iyileşti.
Tamamlayıcı Çimentolu Malzemeler (SCM'ler)
Topluca tamamlayıcı çimentolu malzemeler olarak adlandırılan uçucu kül, cüruf çimentosu ve silis dumanı, mukavemet veya dayanıklılıktan ödün vermeden prefabrik beton karışımlarında portland çimentosunun %20 ila %50'sinin yerini alabilir. Çimento üretimi küresel CO₂ emisyonlarının yaklaşık %8’ini oluşturduğundan, %35 cüruf ikameli bir prefabrik karışım, betonun gömülü karbonunu yaklaşık %25 ila %30 oranında azaltır %100 portland çimentosu temel çizgisiyle karşılaştırıldığında, aynı zamanda azaltılmış geçirgenlik sayesinde uzun vadeli dayanıklılığı da artırır.
Daha Az Malzeme Atığı
Prekast elemanların fabrikada üretimi, aşırı sipariş ve dökülmenin yaygın olduğu tipik şantiyede dökülen projelerde %8 ila 12 oranında atıkla karşılaştırıldığında, toplam parti hacminin %2'sinden daha az beton atık oranları üretir. Çelik kalıbın yeniden kullanımı (tek bir prefabrik kalıp, hizmet ömrü boyunca 300 ila 1.000 aynı eleman üretebilir), yerinde dökme şekillendirme sistemleriyle ilişkili kereste atıklarını ortadan kaldırır.
Termal Kütle ve Enerji Performansı
Prefabrik beton duvar panelleri, özellikle yalıtımlı sandviç paneller, bina içlerindeki günlük sıcaklık değişimlerini yumuşatan önemli miktarda termal kütle sağlar. Sürekli 2 inçlik EPS çekirdekli 6 inçlik yalıtımlı prekast sandviç panel, panelin merkezinde yaklaşık R-13 — çelik saplamalı duvar tertibatıyla rekabet edebilir — aynı zamanda bir dikme duvarın ek sistemler olmadan karşılayamayacağı yapısal ve yangına dayanıklılık işlevlerini de sağlar.
Kullanım Ömrü Sonu Hususları
Prefabrik çerçevelerde kullanılan ayrı cıvatalı ve kaynaklı bağlantılar (bu bağlantıları oluşturan tüm prefabrik beton aksesuarları da dahil olmak üzere) sökülebildiğinden veya alevle kesilebildiğinden, yapılar eninde sonunda söküldüğünde, prefabrik beton elemanlar yıkılmak yerine yeniden yapılandırılabilir. Geri kazanılan prekast elemanlar istinat duvarları, ses bariyerleri ve geçici inşaat tesisleri gibi ikincil yapılarda yeniden kullanıldı. Ezilme kaçınılmaz olduğunda, prefabrik yıkımdan elde edilen geri dönüştürülmüş beton agregası temizdir, tutarlı bir şekilde derecelendirilmiştir ve yol tabanı, drenaj agregası ve yapısal dolgu için uygundur.
Prekast Beton Yapılar ve Aksesuarların Kalite Güvencesi
PCI sertifikalı bir prekast fabrikasındaki kalite kontrol ortamı, çoğu inşaat sahasında elde edilebilecek olandan çok daha titizdir. Tesis kalite kontrolü sırasında neler olduğunu anlamak, sahiplerin, mühendislerin ve yüklenicilerin, tesisin neyi garanti edip edemeyeceği ve saha kalite kontrolünün boşluğu doldurması gereken yerler konusunda uygun beklentiler oluşturmasına yardımcı olur.
Tesis İçi Kalite Kontrol: Her Aşamada Neler Kontrol Edilir?
- Gelen malzemeler — Çimento, agrega, katkı maddeleri ve prefabrik beton aksesuarlarının tümü, gelen incelemeyi ve değirmen sertifikasyon incelemesini gerektirir. Her partideki kaldırma ankrajları, kabul edilmeden önce genellikle nominal çalışma yükünün %150'sinde kanıt testine tabi tutulur.
- Form kurulumu — Beton harmanlanmadan önce form geometrisinin ve aksesuar yerleşiminin boyutsal doğrulaması. Söz konusu eleman türü için PCI tolerans tablosu değerlerinden daha büyük sapmalar, dökme işlemine başlamadan önce düzeltme yapılmasını gerektirir.
- Taze beton — Her beton partisi için boşaltma noktasında çökme, hava içeriği, birim ağırlık ve sıcaklık test edilir. Silindir numuneleri 1 günlük, 7 günlük ve 28 günlük basınç dayanımı testleri için dökülür.
- Bitmiş elemanlar — Tüm prefabrik beton aksesuarları sökme işleminden sonra yerleştirilir ve ölçülür. Yüzey kaplama kusurları belgelenir, onaylanmış bir onarım prosedürüne göre onarılır ve eleman tersaneye bırakılmadan önce yeniden incelenir.
Montaj Sırasında Üçüncü Taraf Denetimi
Prefabrik montajın saha incelemesi dört ana öğeye odaklanır: rulman yatağının hazırlanması ve rulman yastığının yerleştirilmesi, bağlantı ceplerinde harç ve büzülmeyen harç uygulaması, gömme plaka bağlantılarında saha kaynakları ve derz dolgu macununun kurulumu. Saha kaynak muayenesi, bir CWI (Sertifikalı Kaynak Denetçisi) ve görsel muayenenin yanı sıra tam nüfuzlu kaynaklar için ultrasonik test gerektirir birincil yapısal bağlantılarda. Düşük teklifli projelerde rulman yastığı yerleşimi sıklıkla yeterince denetlenmiyor ve yeterince belirtilmez; yanlış hizalanmış veya eksik bir yatak yastığı, yükün uygulanmasından birkaç gün sonra beton çıkıntının yerel olarak ezilmesine neden olabilir.
