امتیاز : 4

این فایل با فرمت word و آماده پرینت می باشد

 

 

فهرست مطالب

 

مقدمه ۵

بتن پیش تنیده ۶

انتخاب بتن پیش تنیده برای طراحی ۹

بهتر شدن رفتار سازه پس از وارد شدن بارهای بهره برداری ۹

استفاده بهتر از فولاد و بتن با مقاومت زیاد ۱۰

سازه های با دهانه بزرگ و سازه های ظریف تر ۱۰

بهتر شدن مقاومت آن در برابر نیروهای برشی و پیچشی ۱۰

آثار بازدارنده استفاده از پیش تنیدگی ۱۱

اتلاف نیروی پیش تنیده ۱۲

۱-۲ روش های پیش تنیدگی ۱۳

پس کشیدگی ۱۳

پیش کشیدگی ۱۴

ساخت اعضاء پیش تنیده به وسیله دو روش چسبندگی و بدون چسبندگی کابل ها ۱۵

تعیین فاصله کابل تا محور خنثی ( خروج از مرکز کابل ) و منحنی مسیر آن ۱۶

مهار کابل ها در عضو های پس کشیده ۱۷

میزان نیروی پیش تنیده : پیش تنیدگی کامل و نیمه پیش تنیده ۱۸

مقدمه ۱۹

اثر نیروی پیش تنیده ۲۰

سقف های یکطرفه ۲۱

سقف های دو طرفه ۲۴

سقف های تخت بدون سرستون ۲۷

سقف های مسطح با سرستون ۲۹

سقف های دارای تیرهای عریض کم عمق ۲۹

آنالیز در مرحله بارهای بهره برداری ۳۰

وضعیت تعادل بارها ۳۱

آنالیز تحت اثر بارهای بهره برداری نامتعادل ۳۵

ترک خوردگی ۳۷

آنالیز تعیین مقاومت نهائی ۳۷

مقاومت خمشی ۳۷

مقاومت برشی ۳۸

طراحی گام به گام سقف های پیش تنیده ۴۰

مثال ۱ – طراحی دال های مسطح پیش تنیده ۴۵

تاندون ها وانحنای قابل دسترسی کابل ۴۷

برش سوراخ شدگی ۵۱

آنالیز ۵۲

مشخصات مقطع ۵۳

محاسبه ممان های ناشی از پیش تنیدگی ۵۵

کنترل مقاومت خمشی ۵۹

قابلیت بهره برداری ۶۱

ترک خوردگی ۶۱

تخمین خیز ۶۳

خیز دراز مدت ۶۵

فولاد مصرفی در قطعه انتهائی ۶۵

ترک افقی ۶۵

ترک عمودی ۶۶

 

مقدمه 

بتن ساده و بتن مسلح 

در اکثر اعضا سازه هاي بتني مانند تيرها – دال ها و ستون ها تنش هاي کششي قابل توجهي در نتيجه بارهاي وارده و هم چنين تأثيرات غير وابسته به بارهاي خارجي مانند اختلاف درجه حرارت و حرکت فونداسيون ايجاد مي شود بتن ساده مقاومت کششي خيلي ضعيفي دارد و بنابراين نمي تواند در ساخت اين اعضاء به تنهايي بکار رود اما اگر مقدار کمي فولاد در محل هاي استراتژيک قرار گيرد که بتواند نيروهاي کششي داخلي را تحمل نمايد يک مکانيزم مؤثر براي تحمل بارهاي وارده به وجود مي آيد و در نتيجه ترکيب اين دو مصالح يعني بتن و فولاد بتن مسلح به وجود مي آيد که پر استفاده ترين مصالح سازه اي در قرن بيستم بوده است .

 

 

شكل 1- بتن مسلح

در بتن مسلح از خواص ساختاري مصالح بکار رفته و به بهترين وجه استفاده مي نمايند بدين معني که بتن نيروي فشاري و فولاد نيروي کششي را تحمل مي کند شکل1 عمل سازه اي يک عضو خمشي را نشان مي دهد ممان M که در وسط تير به اندازه کافي بزرگ مي باشد باعث ترک خوردگي بتن مي شود اما نيروي کششي فولاد T  و نيروي فشاري بتن C که در قسمت بدون ترک بالاي مقطع قرار دارد در مقابل آن مقاومت مي کند اگر چه فولاد در مقابل نيروي کششي مقاوم است ولي نمي تواند جلوي ترک خوردگي قسمت کششي بتن را بگيرد پس از بارگذاري تيرهاي بتن مسلح ، معمولا ً ترک هاي ريزي در قسمت کششي آن ظاهر مي شود طراحان بتن مسلح بايد توجه کامل به کنترل عرض ترک ها و خيز عضو ها علاوه بر تعيين مقاومت کافي آن بنمايند .

بتن پيش تنيده 

بتن پيش تنيده مانند بتن مسلح يک مصالح ترکيب يافته است که از مزيت مقاومت فشاري زياد بتن استفاده مي نمايد در حالي که از ضعف بتن در مقابل نيروي کششي جلوگيري 

مي کند .

بتن پيش تنيده از بتني ساخته شده که معمولا ً مقاومت فشاري آن زياد مي باشد و مقدار کمي فولاد با مقاومت زياد که به صورت رشته هاي بهم بافته شده يا سيم بافت است تشکيل شده است اين سيم بافت ها تشکيل يک کابل را مي دهند قبل از بارگذاري اين کابل هاي فولادي را با جک در مقابل بتن مي کشند که در نتيجه سبب به وجود آمدن پيش فشردگي در بتن مي شود .

عمل اصلي تير پيش فشرده بتن در شکل2 نشان داده شده است کابلي که از فولاد با مقاومت زياد ساخته شده درون يک مجرا قرار داده شده که در زمان بتن ريزي در داخل آن قرار گرفته است اين کابل در مقابل دو انتهاي تير کشيده و مهار شده است سپس مجرايي که کابل درون آن قرار دارد را با دوغاب سيمان پر مي کنند که باعث تماس بين بتن و فولاد مي گردد به علت قرار داشتن اين کابل در خارج از محور خنثي تير ، تنشي در مقطع تير بتني ايجاد مي شود که معمولا ً از حداکثر نيروي فشاري در پايئن مقطع به مقدار کمي نيروي کششي در بالاي آن متغير است (شکل 2- ب) اين سبب مي شود که تير در ابتدا به سمت بالا خم شود زماني که بار طراحي شده W وارد شود ممان خمشي ايجاد شده در محل وسط تير باعث به وجود آمدن تنشي مي شود که در تارهاي بالايي مقطع فشاري و در تارهاي پاييني آن کششي است اين تنش ها با تنش هاي ايجاد شده به وسيله پيش تنيدگي با هم ترکيب شده و يک تنش فشاري ماکزيمم در تار بالايي مقطع و يک تنش فشاري و يا احتمالا ً کششي در تار پاييني آن به وجود مي آورد با افزايش بارهاي خارجي افزايش درنيروي کششي در تار پاييني مقطع صورت مي گيرد تا نهايتا ً اين تنش برابر مقاومت کششي بتن مي شود که در اين زمان ترک ها ظاهر مي شوند .

با افزايش بار وارده ، ممان خمشي در مقطع ترک خورده تير با يک زوج نيروهاي داخلي که نيروي کششي T  در کابل فولادي و نيروي فشاري C در قسمت ترک نخورده مقطع است مواجه مي شود ( شکل 1-2 – ب ) در اين مرحله رفتار مقطع ترک خورده بتني پيش فشرده مانند مقطع ترک خورده بتن مسلح عمل مي کند (شکل 1) 

هدف اصلي از پيش تنيده کرده بتن بهتر ساختن رفتار آن در هنگام بارهاي بهره برداري مي باشد که اين هدف به وسيله ايجاد يک تغيير شکل و در نتيجه تنش ايجاد شده در مقطع انجام شده که با بارهاي طراحي شده مقابله نموده و آنرا خنثي نمايد .

 

 

شكل 2- بتن پيش تنيده، توزيع تنش ها

 

انتخاب بتن پيش تنيده براي طراحي 

بتن پيش تنيده داراي مزاياي زياد و در عين حال محدوديتهايي مي باشد که طراح بايد از آن آگاه باشد ابتدا مزاياي مهم پيش تنيدگي ذکر مي شود و سپس به محدوديت هاي آن اشاره مي گردد .

بهتر شدن رفتار سازه پس از وارد شدن بارهاي بهره برداري 

از شکل 2 مي توان به اين نتيجه رسيد که اثر نيروي پيش تنيده در يک عضو خمشي يک سازه کاهش و يا حتي از بين رفتن خيز به طرف پايين تير در اثر بارگذاري است که در ضمن سبب افزايش بار لازم که باعث ترک خوردگي مقطع در قسمت کششي مي شود نيز مي گردد همان طور که اشاره شد پيش تنيدگي اصولا ً براي بهتر کردن رفتار عضو سازه پس از بارگذاري است حتي مقدار کمي از پيش تنيدگي مي تواند عرض ترک هاي ايجاد شده را به مقدار زيادي کاهش داده و يا ممکن است به طور کامل از ترک خوردن مقطع جلوگيري نمايد .

اين نکته را بايد در نظر داشت که پيش تنيدگي تأثير زيادي در مقاومت خمشي آن نمي گذارد اگر براي مثال تير بتن مسلح شکل 1 با تير پيش تنيده در شکل 2 مقايسه شود و فرض شود که نيروي جاري شدن در فولاد بتن مسلح با نيروي جاري شدن فولاد بکار رفته در تير پيش تنيده يکسان باشد و در صورتي که مشخصات طراحي آن ( ابعاد مقطع ، مقاومت بتن ) يکسان باشد مقاومت هر دو تير تقريبا ً يکسان است .

استفاده بهتر از فولاد و بتن با مقاومت زياد 

بتن پيش تنيده مي تواند فولاد با مقاومت زياد را با بتن با مقاومت بالا ترکيب نموده و عضو بسيار مطلوبي به وجود آورد فولاد با مقاومت زياد نمي تواند در بتن مسلح با استفاده از حداکثر ظرفيت آن بکار رود زيرا تنش زياد فولاد در اثر بارگذاري سبب خمش زياد تير گرديده و باعث ترک خوردگي با عرض زياد مي گردد که اين نقص را با استفاده از مقدار مناسب نيروي کششي فولاد مي توان از بين برد .

سازه هاي با دهانه بزرگ  و سازه هاي ظريف تر 

با استفاده مناسب از مصالح با مقاومت زياد و تحت کنترل قرار دادن خمش و عرض ترک هاي ايجاد شده به وسيله پيش تنيدگي ، امکان ساخت سازه هاي بتني ظريف تر و هم چنين ساخت سازه هاي با دهانه هاي زياد قابل اجرا مي شود .

پيش تنيدگي بنابراين انتخابي مفيد براي طراحي هايي است که سازه هاي با دهانه بزرگ زماني که وزن خود سازه قسمت زيادي از بارهاي وارده را تشکيل مي دهد قابل ساخت مي شود و همچنين براي سازه هايي که بار مرده آن ها زياد است خصوصا ً براي پل هاي با دهانه متوسط تا بزرگ طراحي بسيار جالبي مي باشد .

بهتر شدن مقاومت آن در برابر نيروهاي برشي و پيچشي 

وجود مقداري پيش فشردگي در بتن باعث تأخير در ايجاد ترک هاي مايل مي شود پيش فشردگي براي از بين بردن مسائل برشي و پيچشي مي تواند بکار برده شود.

 و به وسيله آن مي توان مقدار نيرويي را که باعث ايجاد ترک هاي مايل مي شود افزايش داد .

آثار بازدارنده استفاده از پيش تنيدگي 

اگر چه پيش تنيدگي مي تواند براي بهتر شدن وضعيت سازه در يک عضو بتني مورد استفاده قرار گيرد ولي اگر به طور مناسب استفاده نشود و يا بدون شناخت آن انجام گيرد سبب رفتاري نامناسب مي گردد براي مثال پيش تنيدگي زياد همراه با دورتر بودن فولاد از محور خنثي مقطع مي تواند باعث خمش بيش از حد تير به سمت بالا گردد اين خيز به طرف بالا با زمان افزايش پيدا مي کند که علت آن خزش بتن است که اين خيز بيش از حد باعث غير قابل استفاده بودن آن عضو مي گردد پيش تنيدگي به طراح مقدار زيادي توان مي دهد که رفتار عضو را بعد از بارگزاري تحت کنترل در آورد .

طراح بايد دانش کافي در مورد نيروي زيادي که در اثر کشش کابل به وجود مي آيد داشته باشد براي مثال اگر احتياط کافي براي جزئيات دو انتهاي کابل در جائي که مهار کابل با قسمت انتهائي بتن به وجود مي آيد نشود سبب ايجاد نيروي زياد کابل به بتن در هنگام انتقال شده که در نتيجه ترک هاي محوري جديد به وجود مي آيد و حتي ممکن است که موجب انهدام عضو پيش تنيده شود .

توليد بتن بکار رفته در عضو پيش تنيده احتياج به عمليات دقيق دارد که لازمه آن داشتن کارگران ماهر – وسائل مخصوص و مصالح با مرغوبيت بالا است که بايد هزينه هاي اضافي آن مورد نظر قرار گيرد و مطمئن شد که آيا پيش تنيدگي مقرون به صرفه است يا نه و با داشتن حق انتخاب طرح هاي ديگر پيش تنيدگي بتن بايد مورد مطالعه قرار گيرد که از نظر مقرون به صرفه بودن و يا بهتر استفاده قرار گرفتن آن قابل قبول مي باشد .

  گزارش تخلف  |  افزودن به فایل های من | maghale33 | تاریخ ارسال : 12 /02 /1395

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.