tb lecture18 post tensioning concrete slabs

84
EGN EGN - - 5439 The Design of Tall Buildings 5439 The Design of Tall Buildings Lecture #18 Lecture #18 Post-tensioned Concrete Slabs Basic Concepts

Upload: aapennsylvania

Post on 30-Dec-2015

53 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

Bridge Design

TRANSCRIPT

Page 1: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

EGNEGN--5439 The Design of Tall Buildings5439 The Design of Tall Buildings

Lecture #18Lecture #18

Post-tensioned Concrete SlabsBasic Concepts

Page 2: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

Conventionally Reinforced Structures

Versus

Post-Tensioned Concrete Structures

Page 3: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

���������������� �������������������������

� �������������� �������

� ������� ������������������

� ���������������������������� �� ������������ ����!

� "����#���������������

� $���� ������� �����

� ���������%�&�������������#����������������������������'�������

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 4: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

�+��,((��-�*./

���,���������������������0�����%���������������/

��� ������� ��1�������������!���������23�

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 5: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

����������������������������������/

�4���������� �������

�4�������������%������%���!�����25�����

��$��#�� �������������

���%������6������%� �������������������

�*��������&������

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 6: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

��� ������������/

� .����,������ ��1&� ���������75�

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 7: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

�������������� �������������� �������������� ��������������

Page 8: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

��������������� ��������������� ��������������� ���������������

Page 9: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

��������� ��������� ��������� ���������

Page 10: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*������������������������������������������������������������������������������������������������������������

Steel is tensionedprior to casting of

the concrete

PRE-TENSIONINGHOYER (German Eng.)

(1938)

Steel strands aretensioned afterconcrete has

been cast

POST-TENSIONINGFREYSSINET

PRESTRESSING1928

Eugene Freyssinet(France)

Page 11: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

8*�(��"�*)��*�+9��+��4*�8::$:

65% PRE-TENSION(PRECAST)

35% POST-TENSION

IN THE LAST DECADE1990-2000

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 12: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

PRETENSIONINGPRETENSIONING

Page 13: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

������

���������������������

������������������ �� ��

��������������

�������������

�����������

�������� ������

Page 14: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

����

��������������

������������

�����������

������

�����������

�������� �������������

����������������

Page 15: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

���� �

�������������

�������� ��

��������������

�����!�������

�������

�� �

�!�������

����!��� �

Page 16: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

POSTPOST--TENSIONINGTENSIONING

Page 17: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

����"����

�����������

������

�#������"����������������������� �����

Page 18: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

������

��������������!�

�!����������������

���!�

$��%

������

��������!�����

�����

�!����������

�!��� �

Page 19: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

���!��������������

���� �

Page 20: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

8*�(��"�*)��*�+9��+��4*�8::$:

13%HOLLOW

CORE SLAB 20%BRIDGES

30% STRUCTURAL

MEMBERS

37%ARCHITECTURAL

ELEMENTS

25%BRIDGES

60%BUILDINGS

8% NUCLEAR

AND TANKS

7%EARTH WORK

RETAINING STRUCTURES

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

������������� ������������

�������������� ������������

Page 21: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

(��)'���������������� ����"���

����'���'�%��������'������ ����'������������ �������%�%�� � �����

;���������� �'��'����������������

������������������������ �

Page 22: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

����!����������"

���#���������/� �����

�&����������

�.����������������<��������

�����/� ���� ���

������/

����=�����

������

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 23: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

#$�����$�����%��$�����"

�������������>:��&:,:�?���,:,:�?>:�3�"��)��������

���#���������>:��&:,:�?�>:��,:,:�?�>:��"��)�������

�������������>:7�&:,:�?�>:@�,:,:�?�>:��"��)��������(#�����%A�.�������&�����������/

�,����������B�&:,:�?��B�,:,:�?�>:��"��)���������,������%�����������������#���A����� A�'�%���������A���������������A�������������� A�����=����:

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 24: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

���&�����'��(��#�����)*+,�-�'$.����+,/"

�.�=�������������������������/�������C� ��'��;��!

�>2����C� �(���'��!�

����.�=�������������9����������2����C��6��%�%�������������������<����%�

�.��������������������

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 25: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

0�������#����������1�����������2������

� �� �������D��� ��������$����:���@5�$��� (���;������������.��:���������:��7�$

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 26: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

�����!�'�����!��- $������/"

vDemand

Results of structuralanalysis

MDemand

vProvided

EQUILIBRIUM EQUATIONSSTRAIN COMPATIBILITYMATERIAL STRENGTH

MResisting

"(�"(�))�*+�(+*&� (+ �*�*�*+�(+*&� (+ �*�*

Page 27: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

�������������������������������������������� ��������� �0�0���

Page 28: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

;

��

��������������#������������

��$������������#�$�

Page 29: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

��������������#������������

�3�$����������������#�$�

E

�12

��

��

����

��

? �

2���

""

Page 30: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

��������������#������������

���������$����������������#�$�

2E

2�1B

2���

2���2���

2���

? �

2���

""

Page 31: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

#�$��������������4��'�&$��$%���������������

2E

�12

2��� 2���2���

� 2���

? �

2���

""

��������������#������������

�1B

���%����������� �����#���������������%�!

Page 32: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

E

#������������� �

�12

2��� ����

� ��

? �

��

��

""

�1B

0������

��

��

? �

����

��

��

Page 33: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

0�0#��

*E8�F$,*+��,($&�$+&�.(.*+��"�(&8 *&�6-�"�*��*�+9��*+&(+

�5����������������������� ��0�������

0�0���� ��0�����������

Page 34: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

0�0#��

*E8�F$,*+��,($&�$+&�.(.*+��"�(&8 *&�6-�"�*��*�+9��*+&(+

�5����������������������� ��0�������

0�0���� ��0�����������

Page 35: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 36: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 37: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

#����� ������6������ ����5�������� ��0��������

Page 38: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 39: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

#������������������������

Page 40: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 41: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

������#�����������������������

Page 42: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

���������������������������������#

Page 43: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

��#���7���� ��8�0�0������� ��0��7���

Page 44: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

����7�� ��7��� ��������� ���

Page 45: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

�7�����������������#��������������������0�� ���������������������0�

%12

Page 46: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 47: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 48: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 49: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 50: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 51: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 52: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 53: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 54: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 55: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 56: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 57: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 58: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 59: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 60: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 61: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 62: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 63: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 64: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 65: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 66: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 67: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 68: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 69: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 70: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 71: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 72: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 73: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 74: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 75: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

EXTRUSION PROCESS USED TO PRODUCE UNBONDED SINGLE STRAND TENDONS

Page 76: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 77: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 78: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

��� ������0������0����� �����+

Page 79: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs

��� ������0������0����� �����9

Page 80: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 81: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 82: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 83: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs
Page 84: TB Lecture18 Post Tensioning Concrete Slabs