تقویت بتن با میلگرد آجدار (بتن مسلح)

[rkiahoseyni]

بتن مسلح چیست؟
بتن آرمه اصطلاح رایجی است که به یک عضو (یا دال) بتنی که حاوی آرماتورهای فولادی (معمولاً به شکل میلگردهای فولادی) برای افزایش مقاومت سازه است، اطلاق می گردد. ماده ای که از ترکیب بتن و میلگردهای تقویت کننده حاصل می شود، بتن مسلح (RC) نام دارد. در حین ساخت، فولاد آرماتور ابتدا در قالب قرار می گیرد، یا به صورت قفس فولادی پیش ساخته یا میلگردهای فولادی که به هم متصل شده اند در محل سیم کشی می شوند. سپس بتن در قالب ریخته می شود و با استفاده از دستگاه های مناسب ارتعاش داده می شود تا سطح بالایی از اتصال و تماس بین دو ماده تضمین شود.

چرا تقویت در بتن مهم است؟
یکی از معایب اصلی بتن، مقاومت کششی بسیار کم آن است که عملاً در سطوح پایین بار مکانیکی و ارتعاش نیز می تواند ترک بخورد. این منجر به ترک خوردن سطوح بتنی می شود که به نوبه خود منجر به مشکلات زیبایی شناختی (انحراف زیاد تیرها یا دال ها) برای حالت حد سرویس دهی و همچنین مشکلات یکپارچگی سازه در حالت حد نهایی می شود. از سوی دیگر، میلگرد آجدار به عنوان یک فولاد تقویت‌کننده دارای استحکام کششی نسبتاً بالایی است و خاصیت تحمل نیروهای مختلف در حالت کشش و فشار را دارد. با این حال، میلگرد به تنهایی که تحت فشار قرار می گیرد به دلیل کمانش زودرس از کار می افتد. به این دلایل، استفاده از آرماتور در یک بخش RC منجر به رفتار سازه ای مؤثر می شود، زیرا فولادکاری را به طور موثر تحت کشش تقویت می کند و بتن به طور موثر تحت فشار عمل می کند و آرماتور فشاری را محدود می کند. در تحلیل یک تیر ساخته شده از بتن مسلح، می توان گشتاور خمشی پیوسته تحت بارهای عمودی و همچنین مکان هایی که فولاد تقویت کننده باید در آن قرار گیرد را مشاهده کرد.
توجه به این نکته مهم است که همکاری بین بتن و فولاد تقویت کننده با این واقعیت تسهیل می شود که هر دو ماده دارای ضریب انبساط حرارتی یکسان هستند، به این معنی که تغییرات دما باعث ایجاد تنش های داخلی اضافی در سطح مشترک بتن و میلگرد نمی شود.
بتن مسلح کجا استفاده می شود؟
امروزه بتن آرمه معمولاً در ساخت و سازهای مدرن و عمدتاً برای ساختمان ها و پل ها استفاده می شود. چنین پروژه هایی ممکن است شامل تعداد زیادی از اعضا باشد، مانند:
-    اعضای صفحه ای: صفحات افقی (دال ها، دال های عرشه پل، و دال های پایه قایق) یا عمودی (به عنوان مثال دیوارهای برشی و دیوارهای هسته اطراف پله ها یا آسانسورها)
-    اعضای خطی: مانند تیرها، ستون ها یا شمع ها.
اعضای نوع صفحه تحت بارگذاری عمودی سفتی و استحکام را در بیش از یک جهت در داخل پلان عضو ارائه می دهند، در حالی که اعضای نوع خطی در درجه اول در یک جهت استحکام و سفتی را ایجاد می کنند.

چند نمونه (مقاطع) از RC چیست؟
مقاطع اعضای خطی عمودی مانند ستون ها و پایه ها هندسه نسبتاً ساده ای دارند (اغلب مربع، مستطیل یا دایره هستند) که به دلیل این واقعیت است که این اعضا باید مقاومت برابر یا مشابهی را در تمام جهات افقی ارائه دهند. علاوه بر این، چنین تنظیمات هندسی منجر به کاهش هزینه های مربوط به قالب می شود. سطح مقطع تیرهای مورد استفاده در پروژه های ساختمانی دارای شکل مستطیلی مشترک است، در حالی که مقطع تیر پل عمدتاً به شکل I شکل است تا وزن را کاهش داده و قرار دادن کابل ها پس از کشش را در خود جای دهد.

نرم افزار طراحی بتن آرمه SkyCiv:
SkyCiv یک نرم افزار طراحی بتن مسلح با کاربری آسان برای کمک به تجزیه و تحلیل و طراحی اعضای بتن مسلح ارائه می دهد. با استفاده از نرم افزار SkyCiv Beam، می توانید بارهای وارده بر عضو را تجزیه و تحلیل کنید، سپس عضو بتنی خود را با استفاده از نرم افزار طراحی بتن مسلح طراحی نمایید. طراحی بتن مسلح SkyCiv از طراحی تیر بتنی و طراحی ستون برای انواع کدهای ساختمانی پشتیبانی می کند.

روش های مقاوم سازی سازه های بتنی:
به طور کلی تمام سازه های بتنی با نوعی آرماتور تقویت می شوند. فرض بر این است که اعضای بتنی غیر مسلح فقط بارهای ثقلی کوچک را حمل می کنند یا یک عملکرد حمل بار غیر بحرانی و غیر تهدید کننده حیات را انجام می دهند. به عنوان مثال می توان به دال روی درجه، راهرو، دیوار حائل با ارتفاع کم و غیره اشاره کرد. همه کاربردهای دیگر مربوط به بتن سازه ای است که در آن از نوعی آرماتور استفاده می شود. برای مثال، استفاده از یک تیر بتنی غیر مسلح برای تحمل هرگونه بار خارجی از جمله وزن خود ناامن است. در بتن مسلح، میلگردها در جایی قرار می گیرند که کشش و ترک انتظار می رود. در بتن پیش تنیده، میلگردها برای اعمال نیروی فشاری تحت تنش قرار می گیرند که تنش های کششی را متعادل می کند تا از ترک خوردگی جلوگیری شود.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی