درود مهمان گرامی! (ورودثبت نام)

انجمن مهندسین عمران سون سیویل سایر انجمن ها موضوعات متفرقه v
بتن مسلح یا بتن آرمه

امتیاز موضوع:
  • 0 رأی - میانگین امتیازات: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

بتن مسلح یا بتن آرمه

Mon, ۱۷ Apr ۲۰۱۷ ۱۸:۰۰:۳۴ +۰۰۰۰UTCدو شنبهع۳۱۰۰vUTC,
#1
بتن مسلح یا بتن آرمه
بتن مسلح یا بتن‌آرمه به بتن مسلح شده با میلگرد (آرماتور) گفته می‌شود. برای مسلح کردن بتن از میلگردهای تقویتی، شبکه‌های توری تقویتی، صفحات فلزی یا الیاف تقویتی استفاده می‌گردد.
مصالح ساختمانی گوناگونی از دیرباز توسط انسان مورداستفاده قرارگرفته است. در این میان شاید بتوان از چوب، سنگ، فولاد و بتن به‌عنوان پرمصرف‌ترین مصالح ساختمانی نام برد. بتن که در حقیقت یک نوع سنگ ساخته دست بشر است، از مقاومت فشاری قابل‌قبول و مقاومت کششی بسیار پایین (در حدود 10% مقاومت فشاری) برخوردار است. از طرفی در بسیاری از قطعات سازه‌ای، کشش مستقیم و یا کشش ناشی از خمش ایجاد می‌شود. به همین جهت برای جبران ضعف مقاومت کششی بتن، ایده‌ی بتن مسلح ابداع‌شده است. در این روش، در هر قسمت که قطعه‌ی سازه‌ای تحت کشش (کشش مستقیم یا کشش ناشی از خمش) قرار گیرد، از فولاد به‌عنوان یک ماده‌ی مقاوم در مقابل کشش ایجادشده، استفاده می‌گردد.
اگرچه ایده‌ی اولیه در ابداع بتن مسلح، واگذاری نقش مقاومت در مقابل تنش‌های کششی به فولاد بوده است؛ بااین‌وجود فولاد می‌تواند به‌عنوان یک عنصر کمکی در تحمل فشار نیز در کنار بتن قرار گیرد. به همین دلیل میلگردهای مسلح کننده در قطعات فشاری نظیر ستون‌ها و یا حتی در ناحیه فشاری تیرها به‌عنوان فولاد فشاری نیز به کار رود.
در یک مقطع بتن‌آرمه، ممکن است ترک‌های کششی در ناحیه کششی بتن و در جهت متعامد نسبت به جهت تنش‌های کششی ایجاد شوند. این ترک‌ها ممکن است از میلگردهای کششی نیز عبور کرده و تا نزدیکی‌ تار خنثی بالا روند. بااین‌وجود، معمولاً عرض این ترک‌ها بسیار محدود بوده (کوچک‌تر از 0.3میلی‌متر) و در عملکرد قطعه بتن مسلح دخالت نمی‌کنند.
 
بتن‌آرمه (RC) یک ماده کامپوزیت است که در آن استحکام کششی و انعطاف‌پذیری پایین بتن از طریق گنجاندن آرمه (تقویت‌کننده‌ها) خنثی می‌شود. آرمه معمولاً، البته نه الزاماً، میله‌های فولادی تقویت‌کننده (میلگرد) هستند و غالباً به‌صورت منفعلانه قبل از تنظیم بتن در بتن جایگذاری می‌شود. طرح‌های کلی آرمه، به‌طورکلی به‌منظور مقاومت در برابر تنش‌های کششی در مناطق خاصی از بتن که ممکن است موجب شکست غیرقابل‌قبول در بتن و یا شکست ساختاری شود، طراحی‌شده است. بتن مسلح مدرن می‌تواند شامل مواد تقویت‌کننده مختلفی از جنس فولاد، پلیمرها و یا مواد کامپوزیت متناوب برای ایجاد پیوستگی باشد. بتن‌آرمه همچنین می‌تواند به‌طور دائم به‌منظور بهبود رفتار ساختار نهایی تحت‌فشار کار تأکید داشته باشد (در فشرده‌سازی).
برای یک ساخت‌وساز قوی، انعطاف‌پذیر و بادوام، تقویت‌کننده‌ها، حداقل باید ویژگی‌های زیر را دارا باشند.

  • قدرت نسبی بالا
  • تحمل بالای فشار کششی
  • پیوستگی خوب با بتن، صرف‌نظر از pH، رطوبت و عوامل مشابه
  • سازگاری حرارتی، عدم ایجاد تنش غیرقابل‌قبول در پاسخ به تغییر درجه حرارت
  • دوام در محیط بتن ، صرف‌نظر از خوردگی و یا استرس پایدار
 
هدف اصلی استفاده از بتن‌آرمه، واگذاری نیروهای کششی به وجود آمده در بتن به میلگردهاست (به دلیل مقاومت کششی بالای میلگرد) تا بدین طریق نیروهای کششی به بتن وارد نشده و سبب ترک‌خوردگی و درنهایت پکیدن بتن نشود. مقاومت کششی بتن ۰٫۱ مقاومت فشاری آن است. این نوع از بتن، در سال ۱۸۴۹ توسط باغبانی فرانسوی به نام جوزف مونیر اختراع‌شده و در سال ۱۸۶۷ به ثبت رسید. در آمریکا، ویلیام وارد، نخستین ساختمان بتن‌آرمه را در سال ۱۸۷۵ در نیویورک بنا نمود. همچنین، تادیوس هیئت که در ابتدا یک وکیل بود، در دهه ۱۸۵۰ تجربیاتی را در مورد تیر بتن‌آرمه انجام داد. وی میله‌های آهنی را در ناحیه کششی تیر قرارداد و در نزدیکی تکیه‌گاه آن را به‌طرف بالا خم کرده و در ناحیه فشاری مهار نمود. او هم‌چنین میله‌های قائمی را در نزدیکی تکیه‌گاه‌ها برای تحمل برش به کاربرد. هیئت در سال ۱۸۷۷ یک کتاب ۲۸ صفحه‌ای در ارتباط با موضوع تحقیقات خود منتشر کرد. واژه فرو بتن نیز تنها به بتنی اشاره دارد که توسط آهن یا فولاد تقویت‌شده باشد. از مواد دیگری همچون الیاف آلی و معدنی نیز می‌توان به‌مانند کامپوزیت‌هایی در اشکال مختلف برای تقویت بتن استفاده کرد.
بتن نیروهای فشاری را به‌خوبی تحمل می‌کند؛ اما در برابر نیروهای کششی ضعیف است. پس با مسلح کردن بتن، می‌توان مقاومت کششی آن را افزایش داد. علاوه بر این، کرنش شکست بتن درکشش، بسیار پایین است که با مسلح نمودن آن می‌توان دو لبه بتن ترک‌خورده را به هم نزدیک کرد. برای داشتن یک ساختمان محکم،  انعطاف‌پذیر و بادوام، مواد و مصالح، تقویت‌کننده بتن باید ویژگی‌های زیر را داشته باشند:

  • مقاومت بالا
  • کرنش کششی زیاد
  • پیوستگی مناسب با بتن
  • سازگاری با حرارت زیاد
  • ماندگاری بالا در محیط بتن
در بیشتر موارد، برای بالا بردن تاب بتن، از میلگردهای فولادی جهت مسلح کردن بتن استفاده می‌شود.
 
 
سازگاری بتن و فولاد
بتن و فولاد سازگاری قابل‌توجهی برای تشکیل یک جسم مرکب دارند که در این میان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
الف- ضریب انبساط حرارتی بتن و فولاد بسیار به هم نزدیک است؛ به همین دلیل تحت تأثیر تغییرات دمای متداول، تنش‌های قابل‌توجهی بین آن‌ها ایجاد نمی‌شود.
ب- بتن و فولاد چسبندگی بسیار خوبی با یکدیگر داشته و بین آن دو معمولاً لغزش اتفاق نمی‌افتد؛ بنابراین می‌توانند عملکرد مرکبی با یکدیگر داشته باشند و همانند یک جسم واحد عمل کنند. چسبندگی بسیار خوب بین بتن و فولاد، ناشی از چسبندگی شیمیایی بین دو ماده و نیز ناصافی‌های سطحی و برآمدگی‌های آج میلگرد می‌باشد.
ج-فولاد ماده‌ای است که به‌راحتی در معرض خوردگی شیمیایی قرار می‌گیرد؛ درحالی‌که بتن معمولاً نفوذناپذیری قابل قبولی دارد و می‌تواند فولاد مسلح کننده را در مقابل خوردگی محافظت نماید.
د- مقاومت فولاد در مقابل دمای آتش بسیار پایین است؛ درحالی‌که پوشش بتن که روی میلگردها قرارگرفته است، مقاومت بسیار خوبی در مقابل آتش‌سوزی ایجاد می‌کند.
مزایا و معایب بتن‌آرمه
مصالح مختلفی مثل فولاد، چوب، مصالح بنایی و بتن ممکن است به‌عنوان گزینه‌هایی برای ساخت یک بنا مطرح باشند. این گزینه‌ها برای بسیاری از سازه‌های متداول وجود دارند؛ اگرچه در ساخت اسکلت سازه‌های بلند، ممکن است به فولاد و بتن محدود گردند. بااین‌وجود امروزه بتن‌آرمه به‌عنوان یک گزینه قابل‌اعتماد برای ساخت بسیاری از سازه‌های کوچک و بزرگ محسوب می‌گردد؛ به‌طوری‌که شاید بتوان از آن به‌عنوان مهم‌ترین ماده ساختمانی موجود با کاربردی فراگیر در تمام دنیا نام برد.
امروزه بسیاری از ساختمان‌های کوچک و بزرگ، پل‌ها، سدها، تونل‌ها، کانال‌ها، مخازن و تانک‌ها، دیوارهای حائل، لوله‌ها و روسازی‌ها از بتن‌آرمه ساخته می‌شود. موفقیت قابل‌توجه بتن‌آرمه نسبت به سایر مصالح ساختمانی و به‌خصوص فولاد در کاربرد فراگیر آن را می‌توان مرهون موارد زیر دانست:
1.      بتن مقاومت فشاری قابل قبولی در مقایسه با بسیاری از مصالح ساختمانی دیگر دارد.
2.     تمامی اجزاء تشکیل‌دهنده بتن (به‌جز سیمان) به‌عنوان مصالح محلی و ارزان‌قیمتمحسوب می‌شوند. تقریباً در همه‌جا می‌توان آب، ماسه و شن را از فواصل نزدیک به محل بتن‌ریزی حمل نمود که این مسئله منجر به سهولت و رغبت بیشتر به بتن و ارزان‌تر تمام شدن آن خواهد شد.
3.      بتن را می‌توان به سهولت به هر شکل دلخواه درآورد. با ساختن قالب مناسب، تقریباً هرگونه مقطع سازه‌ای و شکل معماری را می‌توان از بتن‌آرمه تولید نمود. در مقابل، مقاطع فولادی در ابعاد مشخص و در کارخانه تولید می‌شوند و تولید مقطع خاص از مصالح فولادی گاه مشکل و یا غیرممکن خواهد بود.
4.     بتن مقاومت بسیار خوبی در مقابل آتش دارد. یک ساختمان بتن‌آرمه می‌تواند ساعت‌ها در مقابل آتش‌سوزی‌های مهیب مقاومت کند، بدون آنکه فروریزد. این مسئله فرصت کافی برای مهار آتش و نیز تخلیه ساختمان از نفرات و اموال را فراهم می‌کند. در مقابل یک ساختمان فولادی در برابر آتش‌سوزی کاملاً ضعیف خواهد بود. فروریزی برج‌های دوقلوی نیویورک که در واقعه ۱۱ سپتامبر سال ۲۰۰۱ موردحمله قرار گرفتند، به دلیل اسکلت فولادی آن‌ها بود. چنانچه این برج‌ها از مصالح بتن‌آرمه ساخته‌شده بودند، جان هزاران انسان و نیز میلیون‌ها دلار ثروت موجود در آن‌ها حفظ می‌شد.
5.     بتن همچنین مقاومت خوبی در مقابل رطوبت و آب دارد. اگر آب در تماس با بتن، حاوی بعضی از یون‌ها از قبیل یون سولفات و یا یون کلرور نباشد، برای بتن و حتی میلگرد‌های موجود در بتن، مشکلی ایجاد نمی‌کند.
6.       اجزاء بتن‌آرمه از صلبیت بالایی برخوردار هستند. به همین دلیل معمولاً ساکنان یک ساختمان بتن‌آرمه در هنگام وزش شدید باد و یا تحرک زیاد همسایگان، لرزه‌ای را احساس نمی‌کنند و آرامش آن‌ها حفظ می‌شود.
7.      اجزاء بتنی در مقایسه با سازه فولادی به‌صورت ذاتی به محافظت و نگهداری کمتری نیاز دارند. به‌خصوص اگر بتن‌ریزی به‌صورت متراکم انجام‌گرفته باشد و در قسمت‌های در تماس با هوا از بتن هوادار استفاده‌شده باشد، پس از شروع بهره‌برداری از سازه‌ی بتن‌آرمه تقریباً نیاز به مراقبت جدی ندارد.
8.      بتن در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی، عمر بهره‌دهی بسیار طولانی دارد. تحت شرایط مشخص، یک سازه بتن‌آرمه می‌تواند برای همیشه بدون کاهش در ظرفیت باربری مورداستفاده قرار گیرد. این مسئله مبتنی بر این واقعیت است که بتن در طول زمان نه‌تنها کاهش مقاومت ندارد، بلکه باگذشت طولانی زمان با تحکیم بیشتر سیمان، افزایش مقاومت نیز داشت. بااین‌وجود، تأثیر عوامل مخرب محیطی و یون‌های مهاجم ممکن است دوام بتن را در طول زمان به مخاطره بیندازد.
9.      بتن در بعضی از اجزاء سازه‌ای نظیر پی‌ها، دیواره‌های زیرزمین و شمع‌ها، به‌عنوان تنها گزینه اقتصادی محسوب می‌شود.
10.  اجرای بتن و سازه‌ی بتن‌آرمه در مقایسه با سایر مصالح نظیر فولاد و یا حتی چوب، نیاز به نیروهای اجرایی و کارگران بامهارت بالا ندارد.
پاسخ


موضوعات مرتبط با این موضوع...
موضوع نویسنده پاسخ بازدید آخرین ارسال
  فرق دیوار حائل با دیوار خاک مسلح mort 2 1,952 Tue, ۲۶ May ۲۰۱۵ ۲۱:۵۷:۴۱ +۰۰۰۰UTCسه شنبهع۳۱۵۷vUTC
آخرین ارسال: mmc22

پرش به انجمن:


کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان
صفحه‌ی تماس | بازگشت به بالا | | بایگانی | پیوند سایتی RSS