برای جستجو در بین هزاران پایان نامه در موضوعات مختلف     

      و دانلود متن کامل آنها با فرمت ورد اینجا کلیک کنید     

 
دانلود پایان نامه

کرنش نظیر تنش حداکثر که با نمایش داده می شود، برای بتن های با مقاومت پایین تا بتن های با مقاومت بالا ممکن است در محدوده 0015/0 تا 003/0 متغیر باشد اگرچه مقدار برای بتن های با مقاومت معمولی حدود 002/0 در نظر گرفته می شود. کرنش نهایی نظیر شکست فشاری بتن که با نمایش داده می شود، برای انواع بتن بیشتر از 003/0 خواهد بود شایان ذکر است با افزایش مقاومت فشاری بتن، کرنش نهایی شکست کاهش یافته و به عبارت دیگر، رفتار بتن تحت فشار تردتر می شود .

شکل 2ـ1: دیاگرام نوعی تنش ـ کرنش بتن تحت بار تک محوره [7]
محصوریت در بتن به وسیله خاموت
در عمل، محصوریت در بتن معمولاً توسط آرماتورگذاری جانبی ایجاد می شود که این آرماتور جانبی یا به صورت خاموت های مستطیلی می باشد و یا به صورت خاموت های مارپیچی. رابطه تنش ـ کرنش بتن در حالت محصور کاملاً متفاوت از حالت غیر محصور است و این موضوع سال ها است که به عنوان یک موضوع تحقیقاتی در بین محققان مطرح می باشد. در سطوح پایین تنش، زمانی که بار به صورت محوری اعمال می شود، آرماتورهای جانبی تنش های کمی را تحمل می کنند و اثر چندانی ندارند، زیرا اثر محصوریت این آرماتورها به صورت غیرانفعالی است.
تنش در آرماتور های جانبی با افزایش بار محوری افزایش می یابد. بتن قسمت پوششی در نزدیکی کرنش نهایی بتن غیر محصور شروع به ریختن و پوسته شدن می کند. بعد از این نقطه بتن داخل آرماتورهای جانبی به صورت هسته بتنی عمل کرده شروع به انبساط می کند. در حالی که آرماتورهای جانبی مانع از این انبساط می شوند. بنابراین تنش ها در هسته بتن دیگر به صورت تک محوره نیستند بلکه به علت فشار محصوریت حالت تنش سه محوره رخ می دهد.
مدل کنت و پارک
کنت و پارک مدل تنش ـ کرنشی را برای بتن محصور در سال 1971 ارائه کردند که از دو قسمت متفاوت تشکیل شده بود. قسمت صعودی نمودار توسط یک سهمی(درجه2) معرفی شده بود که فولاد محصور کننده هیچ نقشی در تنش حداکثر و کرنش بتن نداشت. این فرض باعث می شد که خاموت هیچ نقشی تا رسیدن به نتش و کرنش بیشینه نداشته باشد. منظور از تنش و کرنش بیشینه، مقاومت فشاری استوانه ای بتن، می باشد. قسمت نزولی از یک خط راست تشکیل شده است که تا کاهش می یابد و بعد با تنش ثابت به صورت افقی حرکت می کند. شیب خط نزولی توسط دو متغیر و تعیین می شود.
مدل کنت و پارک در مراحل بعدی اصلاح گردید و اثر محصوریت جانبی در قسمت بالا رونده منحنی لحاظ شد. در مدل اصلاح شده پارک، تنش و کرنش بیشینه افزایش داده شد. قسمت پایین رونده منحنی نیز اصلاح گردید، چرا که نقطه ابتدایی آن جابجا شده بود. مدل به نام مدل اصلاح شده کنت و پارک شناخته شده است. این دو نمودار در شکل (2-2) نشان داده شده است [4].
شکل2-2: منحنی اصلی و اصلاح شده بتن محصور شده [1]
نسبت پواسون
وقتی که یک نمونه استوانه ای بتنی تحت فشار قرار می گیرد، همزمان با کوتاه شدن طول نمونه و ایجاد کرنش های فشاری محوری، نمونه در جهت جانبی افزایش حجم پیدا می کند. نسبت کرنش های جانبی به کرنش های فشاری محوری به عنوان نسبت پواسون خوانده می شود. معمولاً نسبت پواسون در محدوده 1/0 تا 3/0 قرار دارد، براساس مطالعات صورت گرفته می توان نسبت پواسون برای بتن برابر با 2/0 فرض نمود.
فولاد مسلح کننده بتن
تنش کششی پایین بتن می تواند محدودیت های زیادی در کاربرد بتن در سازه های مهندسی ایجاد کند و این در صورتی است که بتن به تنهایی مورد استفاده قرار بگیرد. چرا که اکثر اعضای بتنی باید مقابل برش و خمش مقاومت کنند که این دو تنش کششی نیز ایجاد می کنند.
با اضافه کردن آرماتور شکل پذیر با مقاومت بالا می توان بتن را تبدیل به ماده ای کرد که علاوه بر مقاومت فشاری بالا، از توانایی های فولاد نیز در کشش استفاده می کند. البته راه های دیگری هم به جز فولاد برای مسلح کردن بتن وجود دارد مانند استفاده از پلیمرها. می توان از فولاد نیز در شکل های دیگری به جز آرماتور جهت مسلح کردن بتن استفاده نمود. مسلح کردن بتن به وسیله فولاد نه تنها شکل پذیری و سختی بتن مسلح را افزایش می دهد بلکه اثرات خزش و آبرفتگی بتن را کاهش می دهد و عرض ترک ها را پایین می آورد. به طور کلی سه روش برای بیان رابطه تنش ـ کرنش فولاد مسلح کننده بتن وجود دارد. در ابتدا یک قسمت خطی وجود دارد که یک خط راست با شیب مدول الاستیسیته فولاد، مبدا را به تنش تسلیم، fy می رساند که این مدول الاستیسیته حدوداً GPa200 می باشد. بعد از این مرحله فولاد وارد قسمت سخت شوندگی می شوند که این قسمت تا مرحله رسیدن به مقاومت حداکثر ادامه دارد.
در این حالت که تقریب الاستو پلاستیک است، در آن از افزایش تنش در قسمت سخت شوندگی صرف نظر می شود و تنش تسلیم fye را به عنوان مقاومت نهایی فرض می کند. ACI318-02 [6] نیز این تقریب را ذکر می کند و استفاده از آن را پیشنهاد می کند.
در تقریب سه خطی فرض می شود که سخت شوندگی تا نقطه بیشینه به صورت خطی باشد. شیب این خط به وسیله روش درون یابی خطی بین تنش بیشینه بدست می آید که این دو نیز توسط آزمایش فولاد تعیین می گردند.
در تقریب سهموی، قسمت سخت شوندگی توسط یک معادله سهموی (درجه2) بیان می شود که این سهمی به خصوصیات کرنش فولاد، در مواد مختلف فولادی بستگی دارد. مثلاً برای فولاد 60 (grade 60 steel) قسمت سخت شوندگی توسط معادله زیر بیان می گردد که در آن و که میزان کرنش در مکانی است که سخت شوندگی آغاز می شود و میزان کرنش نهایی است که فولاد به آن می رسد.
(2-3)
شکل (2-3) نمودارهای این سه تقریب را برای تنش ـ کرنش فولاد مسلح کننده نشان می دهد.
شکل2-3 : رابطه تنش ـ کرنش برای فولاد مسلح کننده [7]
الیاف مقاوم پلیمری
به یک ماده مرکب و کامپوزیتی اطلاق می شود که از فیبر و رزین تشکیل شده است (شکل 2- 4).
الیاف غیر فلزی پرمقاوم، مانند الیاف کربن، شیشه و آرامید، احاطه شده در یک ماتریس پلیمری، برای تقویت بتن از خود پتانسیل خوبی نشان داده اند. الیاف مقاوم پلیمری به اشکال مختلف میلگرد، شبکه، کابل، طناب، تاندون، ورق و انواع پروفیل های ساختمانی موجود می باشند که معمولاً به عنوان FRP شناخته می شوند. با وجود پیشرفت های اخیر در این زمینه، تاکنون تحقیقات بی شماری از دیدگاه های متفاوت کاربرد سازه ای آن در مقالات متعددی گزارش شده است. از FRPها برای تقویت سازه ای سازه ها مورد استفاده قرار گرفته شده است [2].

دسته بندی : علمی