منو
نویسندگان
بتن خود متراکم به عنوان یک علم نو شناخته می شود. استفاده از بتن خود متراکم،سرعت ساخت اعضاء بتنی را افزایش دهد و باعث صرفه اقتصادی همراه با افزایش راندمان گردد. یکی از ضروریات استفاده از بتن پیش تنیده استفاده از بتن بامقاومت باال می باشد ، به همین دلیل استفاده از بتن خود متراکم با مقاومت بال می تواند باعث اقتصادی شدن ساخت اعضاء پیش و پس تنیده گردد. با توجه به کمبود مقاالت در مورد تلفیق بتن خود متراکم در چنین اعضائی ، در جهان ، کاربرد تلفیقی آنها به کندی صورت می گیرد. در ایران جهت بررسی عملکرد این نوع بتن، در دو کاربرد تکنولوژی بتن و استفاده سازه ایی آن در این مقاله با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود مورد بررسی قرار می گیرد. در این تحقیق به ارزیابی عملکرد بتن خود متراکم در تیرهای I شکل سراسری پس تنیده،مدل سازی شده در این تحقیق سه عدد تیر بتنی پیش تنیده را با استفاده از نرم افزار آباکوس مدل سازی کردیم و به این نتیجه رسیدیم که پیش تنیده کردن عضو تاثیر حداقل 20 درصد بر مقاومت کششی عضو دارد.
بشر برای استفاده از بتن به عنوان ماده ساختمانی ارزان در سازه ها، آن را به وسیله میلگردهای فولادی مسلح کرد، اما همواره در جستجوی راهی برای کاهش عرض ترک های خمشی و افزایش باربری آن بود. ایده کاهش و یا حذف کشش در بتن در عضو بتن مسلح و یا پیش تنیدگی، ایده ایی قدیمی می باشد. در تاریخ مهندسی نوین، ایده پیش تنیده کردن بتن به پیش از یک قرن پیش برمی گردد. تا مدت ها، توفیقی در این ایده بدست نیامد که علت آن هم افت شدید نیروی پیش تنیدگی به علت ضعف مصالح بود. در ابتدای امر، فلسفه استفاده از بتن پیش تنیده، فائق آمدن بر ضعف ذاتی بتن مسلح در کشش بود، در نتیجه با استفاده از این تکنیک ترک خوردگی عضو در کشش کاهش و در بعضی مواد حذف شد و در نتیجه باعث کاهش خیز تیر در بارهای سرویس و همچنین دوام بیشتر سازه های بتنی شد. زمانی که استفاده از بتن پیش تنیده گسترش عمومی پیدا کرد، در اعضاء بتن پیش تنیده می توان از نیروی کمتر فولادهای پیش تنیده استفاده کرد، بعبارت دیگر تحلیل خدمت آنها همراه با ترک قابل رؤیت با عرض کم باشد، که در این صورت عضو را پیش تنیده جزیی Prestressed Partially( (Concrete و در غیر این صورت )در اعضاء بدون ترک( آن را پیش تنیده کامل گویند. پیش تنیدگی جزیی مجموعه ایی از مزایای پیش تنیدگی کامل و بتن مسلح را به همراه دارد. در اعضاء پس کشیده شده یا تاندون بدون پیوستگی، مفهوم پس تنیدگی جزیی از اهمیت ویژه ایی برخوردار است، زیرا یک عضو پس کشیده که در آن از فولاد معمولی استفاده نشده باشد، دارای رفتار نامطلوبی در حالت نهایی از خود نشان می دهد. این گونه اعضاء پس از ترک خوردگی مانند قوس مهار شده و یا بلوک هایی بتنی که توسط کابلی به هم فشرده شده اند، عمل می کنند که این رفتار نامطلوب بوده و از شکل پذیری ناچیزی برخوردار خواهد بود. در مقابل اگر در این گونه اعضاء از میلگرد معمولی استفاده شود، بخشی از انتقال نیرو از طریق پیوستگی بین میلگرد معمولی و بتن اطراف صورت می گیرد و این باعث رفتار شکل پذیرتر و ترک خوردگی گسترده تر بتن می گردد، وجود میلگرد معمولی در اعضاء پس کشیده با تاندون های بدون پیوستگی می تواند باعث افزایش لنگر اسمی مقطع شود. عالوه بر این مزایا، در اعضاء پس تنیده جزیی با تاندون های بدون پیوستگی، هرچند با سطح نیروی پس تنیدگی پایین، هیچ گونه ناپایداری مشاهده نگردیده است)
در این تحقیق یه نوع تیر بتنی I شکل مدل سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می شود.
در تحقیق فوق، برای بررسی رفتار و عملکرد بتن خودمتراکم در حاالت حدی خدمت و نهایی، تیر I- شکل پس تنیده یکسره با فولاد پس تنیده بدون پیوستگی، با متغییرهای اصلی همچون مقدار فولاد معمولی، سطح نیروی پیش تنیدگی و مقاومت فشاری بتن خودمتراکم مورد استفاده، مدل سازی کرده و پس از مدل سازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می شود. علت انتخاب آیین نامه مذکور، عدم وجود آیین نامه جامع و کامل در این زمینه برای بتن های خود متراکم بود. اگرچه آیین نامه بتن آمریکا- 318-08 ACI برای طرح اعضاء بتنی با بتن معمولی )بتن نیازمند ویبره( در نظر گرفته شده است اما به جهت ارزیابی و مقایسه عملکرد بتن خودمتراکم در اعضاء پس کشیده، طرح نمونه های آزمایشگاهی با این آیین نامه صورت گرفت. همچنین در تیرها از بتن خودمتراکم با مقاومت باال استفاده شد)
(با توجه به محاسبات صورت گرفته ، پروفیل فولاد پس تنیدگی، به صورت سه منحنی درجه دوم در هر دهانه برای رسیدن به حداکثر خروج از مرکزیت در محل تکیه گاه میانی و زیر بار به صورت زیر بدست می آمد.
𝑧 = 13.93 𝑥2 − 90.93𝑥 − 20 0 ≤ 𝑥 ≤ 2.95
𝑧 = 297.9 𝑥2 − 1727𝑥 − 2340 2.95 ≤ 𝑥 ≤ 3.65
𝑧 = −340.8 𝑥2 + 2965𝑥 − 6282 3.65 ≤ 𝑥 ≤ 4.35
مشخصات مصالح بتن خود متراکم در همه تیرهای مدل سازی شده، از بتن خودمتراکم با مقاومت باالاستفاده شده است. مصالح مصرفی در طرح اختلاط این بتن به صورت کارگاهی تهیه شده و بدون استفاده از دانه بندیهای آزمایشگاهی بکار گرفته شدند.
خصوصیات فولاد پس تنیده که به نرم افزار آباکوس معرفی می شود به صورت زیر است.
جدول شماره یک – مشخصات جدول فولاد پس تنیدگی
|
کرنش – بار نهایی |
تنش حد نهایی |
تنش حد تسلیم |
مدول الاستیسیته |
قطر معادل |
نام قطعه |
|
(%) |
(KN/mm2) |
(KN/mm2) |
(KN/mm2) |
(mm) |
|
|
3.53 |
1811.9 |
1687.2 |
180.5 |
13.35 |
Strand 0.6 inch |
نمودار تنش-کرنش فوالد پستنیدگی که به وسیله کرنشسنجهای فوقالعاده دقیق مکانیکی موسوم به ( Extensometer ) بدست آمده در شکل زیر نشان داده شده است.
شکل 1 – نمودار تنش کرنش فولاد پیش تنیدگی
فولاد های معمولی مورد استفاده در ساخت نمونه های آزمایشگاهی از نوع فولاد A3 می باشد که نمودار تنش – کرنش آن به صورت زیر می باشد.
شکل 2 – نمودار تنش – کرنش فولاد معمولی
نتایج حاصل از مدل سازی : نتایج عددی مقادیر نمودارهای بار- خیز ، بار- افزایش تنش و لنگر- انحنا در حالت استفاده از یک تاندون فولادی حاصل از مدل سازی آباکوس در نمودارهای زیر نشان داده شده است.
شکل 3 – نمودار بار-خیز مدلسازی شده در حالت استفاده از یک تاندون فولادی
در نمودار بار-خیز آزمایش شده، وقوع اولین ترک خمشی در بار حدود 145 کیلونیوتن رخ داده است. در حالت مدلسازی تقریباً 121 کیلونیوتن و تسلیم فولاد کششی در حالت آزمایشگاهی در بار تقریباً 175 کیلونیوتن و در حالت مدلسازی شده حدود 210 کیلونیوتن میباشد. شکل‌های زیر نمایانگر این موارد هستند.
شکل 4 – نمودار بار- افزایش تنش تیر مدل سازی شده در حالت استفادهاز یک تاندون
شکل 5 – نمودار لنگر- انحنا تیر مدل سازی شده استفاده از یک تاندون
در نمودارهای لنگر- انحنا مقدار لنگر در تکیه گاه میانی نمونه آزمایشگاهی حدودا برابر 45 کیلونیوتن متر و در مقدار انحنا × 9.6 106rad/mm و مقدار مدل آباکوسی برابر 45 کیلونیوتن بر متر و مقدار x14.2535 x 10 6- rad/mm
�𝑚�⁄ 10 × 14.2535 �𝑎𝑟� انحنا برابر با می باشد نمودار زیر همانطور که −6 ملاحظه می گردد، نتایج دو روش بهم نزدیک می باشد به عبارت دیگر، مدل سازی تیر مزبور بنحو صحیح انجام شده است.
شرکت استرونگ هلد ایران (تأسیس 1356) با بیش از 5 دهه فعالیت در حوزه پیش تنیدگی اولین شرکت پیشگام در این حیطه مهندسی میباشد.
کلیه حقوق این وبسایت متعلق به شرکت استرونگ هلد میباشد. ©