منبع پایان نامه ارشد درباره نیروی کشش، انعطاف پذیری، معیارهای طراحی

دانلود پایان نامه ارشد

یکنواختی بتن اهمیت ویژه ای دارد . در عملیات تنیدگی از بتن با رده مقاومتی 35 تا 55 نیوتن بر میلی متر مربع استفاده می شود.
در اجرای بتن تنیده معمولاً از قالب های فلزی استفاده می شود که قابلیت استفاده متعددی دارند. با توجه به قابلیت تکرار کم ، استفاده از قابلیت های چوبی محدود می باشد . قالب ها باید دارای استحکام کافی بوده و برای جلوگیری از خروج شیره بتن در زمان بتن ریزی آب بندی شده باشند . سختی قالب ها و ورق روکش آنها باید زیاد باشد تا در اثر تکرار استفاده ، دچار تابیدگی نشوند.
اعضای بتن تنیبده مشابه بتن مسلح نیاز به بعضی آرماتورگذاری ها دارند. در تیرها، خاموت های برشی باید دقیقاً در محلی که روش نقشه نشان داده شده است تعبیه گردند . غالباً آرماتورهای طولی خاصی جهت کنترل ترک در عضو بتنی قرار داده می شود. تعبیه مقداری خاموت اضافی در نزدیکی انتهای تیر تنیده از احتمال وقوع ترک های ناشی از تاثیر متمرکز نیروی تنیدگی می کاهد. بنابراین شبکه آرماتوربندی شامل آرماتورهای طولی، خاموت ها و آرماتورهای اضافی ، به صورت خاموت در محل اعمال نیروی تندیگی خواهد بود.
2-5-5- 1- مفهوم پیش تنیدگی
پیش تنیدگی یک روش تسلیح بتن با فولاد با مقاومت بالا می باشد که باعث مقاومت بیشتر اعضای بتنی در مقابل بارهای وارده می شود.
پیش تنیدگی در احداث ساختمان های اداری و آپارتمانی ، پارکینگ ، استادیوم های ورزشی، تکلیه گاه های خاک و مهار سنگی و همچنین در پل سازی، ساخت مخازن بتنی و سازه های ویژه نظیر اسلکه ها کاربردهای بسیاری دارد.
هر چند سیستم های پیش تنیدگی نیازمند دانش و دیدگاه فنی خاصی برای ساخت و نصب کردن می باشند ، اما توضیح مفهوم آن آسان است .
کاربرد پیش تنیدگی به 240 سال قبل از میلاد بر می گردد، زمانی که یونانی ها در بدنه کشتی های جنگی خود کشش و تنش های خمشی را با پیش تنیدگی ساختار بدنه به وسیله طناب های کشیده شده کاهش می داند.
یک مثال دیگر که نشانگر مفهوم پیش تنیدگی می باشد، بشکه های چوبی قدیمی است که کشش ایجاد شده در حلقه های فلزی به طور موثری قطعات چوبی را به یکدیگر می فشارد تا مقاومت و پایداری آن را افزایش دهد.
در اینجا با یک مثال ساده می توان پیش تنیدگی را شرح داد:
تلاش برای بلند کردن یک ردیف کتاب که ابتدا لازم است به ردیف کتاب ها ، از دو طرف فشاری اعمال کنیم تا باعث افزایش مقاومت در مقابل لغزش بین کتاب ها شده و بلند کردن آن ها راممکن سازد. این مثال همچنین نشانگر یکی از اصول متداول در بیشتر کاربردهای پیش تنیدگی است .
با توجه به مثال های فوق می توان پیش تنیدگی رابه سادگی تعریف نمود:
« اعمال نیروهایی به سازه ، علاوه بر بارهایی که سازه برای تحمل آنها طراحی می شود. به منظور افزایش ظرفیت باربری سازه » .
2-5-5-2- اصول پیش تنیدگی
بتن دارای مقاومت کششی کمی است ولی در برابر فشار بسیار مقاوم است. با پیش فشرده کردن یک عضو بتنی ، پس از خمش در اثر اعمال بار نیز ، کلاً تحت فشار باقی میماند و به دین دلیل طراحی کارآمد تری را فراهم میآورد.اصول اولیه بتن پیش تنیده در شکلهای مقابل نشان داده شده است.
یک تیر بتنی پیش تنیده هنگامی که تحت اعمال بار قرار میگیرد خم میشود و تنشهای فشاری داخلی کاهش مییابد، هنگامی که بار برداشته میشود، نیروی پیشتنیدگی باعث میشود که تیر به حالت اولیه خود برگرددکه نشاندهنده خاصیت ارتجاعی بتن پیشتنیده است. به علاوه آزمایشها نشان دادهاند. که تعداد بسیار زیادی بارگذاری متناوب میتواند به تیر اثر کند بدون آنکه روی قابلیت تیر برای تحمل بارهای سرویس یا ظرفیت نهایی آن تأثیر بگذارد.
به عبارت دیگر پیشتنیدگی امکان مقاومت بسیار بالایی را دربرابر خستگی میدهد.
اگر به هنگام اعمال بار، تنشهای کششی حاصل از بار وارده از تنشهای پیشتنیدگی فراتر نرود، بتن در ناحیه کشش ترک نمیخورد ، اما اگر نیروی اعمال شده زیاد شود و تنشهای کششی بر پیشتنیدگی غلبه کند، ترک رخ خواهد داد. با وجود بارگذاری بیشتر تیر تا حد ظرفیت نهایی آن ، در صورت برداشتن بار ، ترکها کاملاً بسته شده و تحت بارهای سرویس دوباره نمایان نمیشوند.
2-5-5-3- مزایای استفاده از پیشتنیدگی در سازهها
یکی از مزایای اصلی این روش این است که به همان سادگی که برای سازههای منظم به کار میرود برای سازه هایی که هندسه ، شرایط تکیه گاهی و بارگذاری نامنظم دارند نیز قابل استفاده است. از نظر بسیاری از مهندسین ، این روش، طراحی سیستم کف را دچار تغییر و تحول خواهد کرد.این امتیازات به طور کلی مطرح شده اما درمورد دالهای معلق ویژگیهای بیشتری نیز مطرح است.
دهانه بلند
بتن تنیده نسبت به بتن مسلح معمولی امکان ایجاد دهانه های بلندتر را بوجود میآورد. همچنین میتوان از دهانه های وسیع بدون ستون و طراحیهای داخلی و استفاده بهینه از فضا بهره جست.
سطح زیرین سقف به صورت تخت
در دال تخت تنیده دو طرفه ، آویز تیرها وجود ندارد ، از این رو مناسب ترین حالت برای پارتیش بندی فضا و تعبیه شبکههای تأسیساتی ، الکتریکی ، بهداشتی و … فراهم میکند.

انعطاف طرح
طراحی دالهای تنیده می تواند در پلانهای نامنظم مورد استفاده قرار گیرد و کارها به راحتی میتواند به صورت افقی منحرف شوند تا با ابعاد هندسی طرح یا با بازشوی دالها هماهنگ باشند.
دالهای نازکتر
سختی بیشتری که با روش تنیدگی به دست میآید باعث کاهش ضخامت دال میشود و این کاهش ضخامت موجب استفاده بیشتر از فضا جهت عبور تأسیسات افقی ساختمان میگردد.

انعطاف پذیری طرح
سادگی دالهای تنیده و کاهش میزان آرماتورگذاری معمولی ، قابلیت بیشتری را برای جایگذاری بازشوها و تأسیسات مختلف فراهم میآورد . هماهنگی بین طراحان برای این موضوع مورد نیاز میباشد و اصطلاحات بعدی بدون اینکه طراحی اولیه معماری و سازه تغییر کند، قابل اعمال است.
کنترل تغییر شکل
با تغییر میزان تنیدگی ، طراح میتواند تغییر شکل ناشی از بارهای بهرهبرداری را کنترل کند.
انعطاف پذیری در آینده
در دالهای تنیده، مناطق آسیبپذیر برای تغییرات آتی به سادگی قابل تشخیص هستند. روش های آزمایش شده ای که امکان ایجاد بازشوهای بزرگی را در اصلاحات آینده فراهم می کنند ، در دسترس میباشند.
کاهش ارتفاع طبقات
به دلیل حذف آویز تیرها و ضخامت کمتر دالهای تنیده، در جاهایی که ارتفاع ساختمان ها محدودیت ندارند، با کاهش ارتفاع طبقات میتوان طبقات اضافی را در همان ارتفاع مجاز اجرا نمود.
کنترل ترک
در کفهای تنیده تحت فشار ، قابلیت کنترل ترک خوردن سادهتر است و اگر معیارهای طراحی به درستی اعمال شوند، یک ساختمان بدون ترک حاصل خواهد شد.
این موضوع بیشتر پارکینگها با سطح بتن اکسپوز مورداستفاده قرار میگیرد. با کاستن از میزان ترک ، از نفوذ آب به داخل سازه جلوگیری میشود و طول عمر سازه افزایش مییابد.
سازه سبکتر
تنیدگی کارآیی مقاطع بتنی را افزایش میدهد و بنابراین باعث صرفهجویی در حجم بتن مصرفی می شود. در نتیجه دالهای نازکتر ، سازهها و فونداسیون سبکتری خواهند داشت که باعث کاهش هزینهها هم خواهد بود.
ساخت سریع
قالببندی آسان و ساده باعث کاهش آرماتور میشود. قالببندی آسان ، باز کردن قالبها بعد از گذشت مدت زمان کوتاه و جابجایی قالبها همگی باعث ساخت بسیار سریع سازه میشوند.
صرفهجویی
تمامی مزایای ذکر شده بر صرفهجویی قابل توجهی در هزینههای ساخت دلالت میکند.
پیش خیز و ترک خوردگی
پیش خیز: در حین تنیدگی، اعضای بتن تنیده تمایل به طبیعی به انحنا در صفحه قائم دارند که مقدار این انحنا در وسط عضو بیشتر از دو انتهای آن است.این انحنا تحدب نامیده میشود و علت آن برون محوری نیروی پیش تنیدگی و در نتیجه خمش ناشی از آن است که هم در کارهای پیش کشیده و هم در کارهای پس کشیده پیش خیز بوجود میآید مگر اینکه نیروی پیش تنیدگی کاملاً محوری باشد.
ترک خوردگی:یکی از دلایل اصلی برای پیش تنیدگی کاستن از وقوع ترکهای خمشی و کششی قطری تحت بارهای وارده میباشد.با این وجود در مراحل ساخت، برخی از ترک ها رخ میدهد(در حد اعتدال) که تأثیری بر صحت عملکرد سازهای عضو ندارد و مقدار کمی جمع شدگی در بتن بوجود میآورد.
در انتهای اعضای پیش تنیده بعضی ترکها رخ میدهد که میتوان آن را به وسیله آرماتورگذاری مناسب کنترل نمود. این امر باعث حذف ترکها شده و آنها را به حداکثر می رساند. تمرکز تنش در انتهای اعضای پیش تنیده می تواند باعث ایجاد ترک شود، آرماتورگذاری عرضی اندازه ترکها را کاهش میدهد.

شکل 2 – 10 – سیستم های متداول اجرای سقف
2-5-5-4- روشهای اعمال پیش تنیدگی
دوروش برای اعمال پیش تنیدگی در یک عضو بتنی وجود دارد:
الف) روش پیش کشیدگی
در این روش ، بتن پیرامون کابلهای پیش تنیدگی قرار میگرد. با کسب تدریجی مقاومت و گرفتن بتن، به تدریج کابلهای تنیده شده با بتن درگیر شده و هنگامی که بتن ، مقاومت لازم را کسب کرد ، کابلها آزاد میشوند و بدین ترتیب انتقال نیروها به بتن انجام میگیرد. برای ایجاد تنش در کابلها نیروی قابل توجهی لازم است. بنابراین پیش کشیدگی اصولاً در بتن پیش ساخته ، مورد استفاده قرار میگیرد که در آن ، نیروها توسط بستهای ثابتی در دو انتهای بستر پیش کشیدگی قرار دارد و یا توسط قالبهای مخصوص و محکمی به کابلها اعمال میشود در بتن پیش کشیده کابلها یا مفتول ها در قالب شکل میگیرند و به وسیله جک به آنها نیروی کششی وارد میشود. سپس بتن درون قالب ریخته میشود و پس از اینکه بتن به مقاومت مشخصی رسید فولادها از دو انتهای بریده میشوند. این موضوع باعث انتقال نیروی کششی کابلها به بتن به صورت نیروی فشاری به واسطه چسبندگی بتن و فولاد میشود. فولاد پیش کشیدگی شامل مفتول و کابلهای بافته شده است که در شبکههای انتهایی بستر ساخت مهار و به وسیله جکهای هیدرولیک کشیده میشوند. تمام کابلهای موجود در یک عضو را میتوان به طور همزمان و یا مجردد تحت تنش قرار داد. به عبارت دیگر در تکنیک پیش کشیدگی ، ابتدا مفتولها یا کابلها در بسترهای پیش ساختگی در حد فاصل دو انتها کشیده میشوند. بعد ار بتن ریزی و سخت شدن و عمل آوری آن ، با بریدن کابل نیروی کششی موجود در آنها آزاد می_شود و در نتیجه نیروی کشششی کابل به صورت فشاری به بتن منتقل میگردد.
انتقال تنش به بتن به واسطه چسبندگی بین بتن و فولاد انجام میشود. قالبها معمولاً پیوسته هستند و به وسیله تیغههایی طول مورد نیاز عضو در آنها جدا میشود. در برخی از کارگاهها بتن در داخل یک قالب پیوسته طویل ریخته شده و پس از سخت شدن ، در طول های مورد نیاز بریده میشود.

ب ) روش پس کشیدگی
دراین روش بتن به دور غلاف محتوی کابل های کشیده نشده ریخته می شود. در زمانی که بتن به مقاومت کافی رسید، کابل ها کشیده شده و توسط گیره های مخصوص قفل می شوند . در این سیستم تمام نیروی کابل ها مستقیماً به بتن منتقل می شوند و از آنجایی که هیچ تنشی به قالب اعمال نمی شود ، استفاده از هر نوع قالب عادی ممکن می باشد .
پس کشیدگی با تعبیه غلاف هایی در بتن و در زمان ساخت انجام می شود. وقتی بتن به مقاومت مورد نیاز خود رسید ( توسط نمونه های ساخته و عمل آورده شده تحت شرایط کارگاهی مشخص می شود) مفتول و کابل های پیش تنیدگی از داخل غلاف ها به وسیله کابل رد کن عبور داده شده و سپس کشیده شده و مهار می شوند. دست آخر داخل غلاف دوغاب تزریق می شود، در حالی که اعضای پیش کشیده غالباً در کارخانه های تولیدی مرکزی ساخته می شوند. یک دلیل برای ساختن اعضای پس کشیده این است که نیازی به حمل قطعات در خیابان ها و بزرگراه ها نمی باشد و در نتیجه تدارکات نصب قطعات ، دارای محدودیت ابعادی نیست . به همین دلیل کابل های پیش تنیدگی دارد . در حالی که در کارهای پس کشیده این نیروها مستقیماً به عضو بتنی اعمال می شوند، از پس کشیدگی می توان به عنوان یک روش تعمیری در افزایش ظرفیت باربری تییرهای بتن مسلح و یا کنترل تغییر شکل استفاده نمود. پس کشیدگی در یکسره نمودن اعضای پیش ساخته نیز کاربرد دارد.

شکل 2 – 11 –

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد درباره ایالات متحده، ایالات متحده آمریکا، قابلیت اطمینان Next Entries منبع پایان نامه ارشد درباره زیست محیطی، منطقه آزاد، مقررات ملی