تحقیق بتن پيش تنيده ، كاربرد و اجراي آن 13 ص
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 13 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
1
2
« به نام خدا »
عنوان مقاله :
بتن پيش تنيده ، كاربرد و اجراي آن
مقدمه
پيش تنيدگي عبارت از ايجاد تنش داخلي در يك جسم است تا تنشي را كه به علت تأثير نيروهاي خارجي به وجود مي آيد به مقدار مورد نياز خنثي كند يا به عبارت ديگر پيش تنيدگي به معناي ايجاد تنش هاي دائمي مخالف با تنش هايي مي باشد كه در اثر بارهاي خدمت در سازه ايجاد خواهند شد. عمده ترين كاربرد پيش تنيدگي در بتن پيش تنيده است .
بتن ، كه يكي از ارزانترين و عملي ترين مصالح ساختماني است ، مقاومت خوبي در برابر فشار دارد و تاب كششي كمي از خود نشان مي دهد . بنابراين در ناحيه اي از بتن ، كه بعد از بارگذاري تحت كشش قرار مي گيرد ، قبلاً ايجاد فشار مي كنند . اين عمل ، به اصطلاح« پيش تنيدن بتن » ناميده ميشود .
بر اساس « آيين نامة ACI 318 – 95 » بتن پيش تنيده عبارت است از بتن سازه اي ( ساختماني ) كه جهت كاهش تنش هاي كششي بالقوه حاصل از بارها ، در آن تنش هاي داخلي ايجاد شده است .
هدف اصلي از پيش تنيده كردن يك عضو بتني محدود كردن تنشهاي كششي و تركهاي ناشي از لنگر خمشي تحت تأثير بارهاي وارده در آن عضو مي باشد .
پيش تنيدگي اصلي عمومي است كه در موارد ديگر نيز مورد استفاده قرار مي گيرد . يك چرخ دوچرخه يك مثال از پيش تنيدگي را نشان مي دهد : لاستيك چرخ دوچرخه بسيار نرم است و سيمهاي داخل آن بسيار بلنداند ، به طوري كه تحت نيروي فشار امكان كمانش آنها وجود دارد . ولي هم لاستيك و هم سيمها در مقابل كشش مقاوم اند ، پس لاستيك چرخ را پر از باد مي كنند و در سيمها كشش قبلي ايجاد مي كند .
1
2
تاريخچه
مصريها در 5000 سال پيش ، در ساختن قايقهايشان از خاصيت پيش تنيدگي استفاده مي كردند . بدين ترتيب كه ، براي اتصال چوبهاي بدنة قايق ، تيغهاي آهني گرم به كار مي برند تا بعد از سرد شدن و انقباض آنها قطعات چوبي به هم فشرده شوند.
اولين كسي كه ظاهراً توانست با ايجاد تنش فشاري در بتن مقاومت آنرا تحت تأثير لنگر خمشي افزايش دهد يك نفر آمريكايي به نام جكسون بود كه اختراع خود را در سال 1886 به ثبت رسانيد .دو سال بعد ، در سال 1888 ، دوهرينگ ، مهندس آلماني ، با قرار دادن يك ميلة فولادي كشيده شده در داخل يك دال بتني توانست اولين دال بتني پيش تنيده را ايجاد كند. در سال 1896 ، مندل مهندس اطريشي اصل پيش تنيدگي را در تير بتن پيش تنيده از فولاد معمولي با تنش اولية 120 نيوتن بر ميليمتر مربع استفاده كرد و از افت ناشي از نشست و وارفتگي آگاهي نداشت ، فولاد به زودي كشش اولية خود را از دست داد و تير تبديل به بتن آرمة معمولي شد .
در سال 1939 ، امپرگر ، مهندس اطريشي استفاده از بتن آرمه با پيش تنيدگي جزئي را پيشنهاد كرد ، يعني قطعة بتني ، علاوه بر اينكه به وسيلة آرماتور كشيده شده پيش تنيده مي شود ، داراي آرماتور معمولي ( كه در بتن مورد استفاده قرار مي گيرد ) باشد و قطعه در موقع بار سرويس نيز كششي تحمل بكند .
در سال 1948 ، پروفسور آبلس انگليسي اولين سازة بتن آرمه با پيش تنيدگي جزئي را در لندن بنا كرد .
در سال 1953 ، فدراسيون بين المللي پيش تنيدگي اولين كنگرة خود را در لندن تشكيل داد . در چهارمين كنگرة فدراسيون ، كه در سال 1962 در رم تشكيل شد ، قدمهاي نويني براي استفاده از بتن آرمه با پيش تنيدگي جزئي برداشته شد و كميتة مختلطي از فدراسيون بين المللي پيش تنيدگي(F.I.P) و كميتة اروپايي بتن (C.E.B) به وجود آمد كه در سال 1970 توصيه نامه اي منتشر كرد كه در آن چهار نوع سازه از بتن آرمه تا پيش تنيدة كامل تعيين شده است . اين چهار نوع اساساً با مقدار ازدياد طول نسبي دورترين تار كششي بتن و ترك خوردگي بتن كششي از هم متمايز مي شوند .
1
3
ـ نوع اول بتن پيش تنيدة كامل كه بتن تا بار سرويس نبايد تنش كششي تحمل كند .
ـ نوع دوم بتن آرمه با پيش تنيدگي جزئي است . تحت بار سرويس بتن مي تواند تنش كششي داشته باشد – بشرطي كه ترك نخورد – و تحت بارهاي دائم بتن نبايستي كشيده شود .
ـ نوع سوم بتن آرمة پيش تنيده است . در اين نوع ترك خوردن بتن تحت بار سرويس امري عادي است ، ولي عرض تركها از 1/0 تا 3/0 ميليمتر محدود شده اند . محدوديت آنها بر حسب آب و هوايي كه قطعه در آنجا مورد استفاده قرار مي گيرد و جنس فولاد به كار رفته است .
ـ نوع چهارم بتن آرمة كلاسيك است .
مقايسة بتن پيش تنيده با بتن آرمه
ـ به علت اينكه فشار وارده از طرف كابلهاي پيش تنيده به بتن بسيار زياد است لازم است كه مقاومت فشاري بتن مورد استفاده در يك ساختمان بتن پيش تنيده به مراتب بالاتر از مقاومت فشاري بتن مورداستفاده در يك ساختمان بتن آرمه باشد .
ـ فولادهاي نرم كه معمولاً در ساختمان هاي بتن آرمه به كار مي رود براي ساختمانهاي بتن پيش تنيده مناسب نمي باشد زيرا امكان كشيدن آن به حدي كه بتواند جبران اتلاف تنش هاي پيش تنيدگي ناشي از انقباض و خزش بتن را بكند وجود ندارد .
ـ بتن پيش تنيده يك جسم همگن و الاستيك مي باشد و قبل از ترك خوردن بيشتر خاصيتي شبيه به فولاد را دارد تا يك جسم غير همگن مانند بتن آرمه .
ـ يك ساختمان بتن پيش تنيدة كامل ساختماني است كه تحت تأثير بارهاي سرويس در هيچ نقطه آن تنش كششي وجود نداشته باشد .
تحت تأثير بارهاي سرويس ترك نخواهد خورد در صورتيكه در يك ساختمان بتن آرمه از همان ابتداي بارگذاري تركهايي در زير تار خنثي بوجود مي آيد حتي اگر در اثر بارهاي بيش از حد پيش بيني شده ساختمان بتن پيش تنيده ترك بخورد بعد از اينكه بارها از روي ساختمان برداشته شود تركها بسته خواهد شد .
ـ اگر در يك ساختمان بتن پيش تنيده تنش پيش تنيدگي در اثر بار وارده خنثي شود بتن پيش تنيده خاصيتي بسيار شبيه به بتن معمولي پيدا خواهد كرد .
1
5
ـ در بتن پيش تنيده لنگر مقاوم به چند برابر افزايش مي يابد اثر نيروي برشي 10/1 تا 5/1 تقليل ميابد . خمش يعني تغيير شكل به 3/1 مي رسد .
ـ در بتن پيش تنيده صرفه جوئي در فولاد به ميزان 15 تا 20 درصد و در بتن به ميزان 30 تا 50 در صد مي باشد .
مزايا و معايب بتن پيش تنيده
مزايا :
ـ يكي از مهمترين خواص ساختمانهاي بتن پيش تنيده نداشتن تركهاي دائمي مي باشد . اين موضوع باعث دوام بيشتر اين نوع ساختمانها نسبت به ساختمانهاي بتني و بتن آرمه مي شود . اين امر خصوصاً در محيط هايي با گازها و زمين هاي خورنده و همچنين ساختمانهاي دريايي بسيار حائز اهميت مي باشد . برتري بتن پيش تنيده نسبت به بتن آرمه جهت ساختمان تانكهاي آب و مخازن به جهت نداشتن ترك واضح است .
ـ وزن ساختمانهاي بتن پيش تنيده به مراتب از وزن ساختمانهاي بتن آرمة معادل كمتر است زيرا اولاً چون از مقاومت تمام سطح مقطع بتن استفاده مي شود ميزان بتن لازم كمتر است ، ثانياً چون فولاد مصرفي داراي مقاومت زيادتري است معمولاً وزن فولاد لازم بين 5/1 تا 3/1 وزن فولاد معمولي معادل مي گردد .
ـ خيز به طرف پايين تيرهاي بتن پيش تنيده تحت اثر بارهاي سرويس معمولاً بسيار كم مي باشد زيرا قبل از وارد آمدن بارهاي سرويس تحت تأثير نيروهاي پيش تنيدگي مقداري خيز به طرف بالا در تير به وجود آمده است كه از شدت خيز به طرف پايين مي كاهد .
ـ در ساختمانهاي بتن پيش تنيده قبل از وارد آمدن بارهاي سرويس ساختمان بوسيلة نيروي پيش تنيدگي به شدت بارگذاري شده و بتن و فولاد تحت اثر تنشهاي زيادي قرار مي گيرد و اين خود يك نوع امتحان از نظر مطمئن بودن بتن و فولاد مي باشد اگر چنانچه در اين مرحله ، ساختمان از خود حالت غير عادي نشان ندهد مي توان مطمئن شد كه تحت تأثير بارهاي سرويس نيز عيبي نخواهد كرد .
ـ با تغيير مقداري نيروي پيش تنيدگي مي توان سازه را صلب و يا انعطاف پذير كرد بدون اينكه مقاومت نهايي آن تغييري بكند .
واضح است كه يك سازه انعطاف پذير بيشتر خاصيت فنري و ارتجاعي داشته و مي تواند قبل از اينكه در اثر ضربه گسيخته گردد مقدار قابل توجهي انرژي را جذب كند . به اين ترتيب چنين سازه هايي تحت اثر بارهاي زلزله و ديناميكي رفتار بهتري نشان مي دهند . يك نمونه از چنين سازه هايي شمع هاي ضربه گير اسكله ها مي باشد ، از طرف ديگر يك سازه بسيار صلب بهتر مي تواند لرزش ها و نوسانات بسيار سنگين را تحمل كند .