سازه های ماکارونی
هر ساله در اين راستا مسابقات بزرگي در دانشگاه هاي معتبر دنيا بين دانشجويان رشته مهندسي عمران برگزار مي گردد . اين دانشگاه ها از سالها پيش در اين زمينه سرمايه گذاري كرده تا ذهن خلاق دانشجويان را فعال سازند و از طرحها و پژوهش هاي آنها در عمل استفاده كنند . طراحي و ساخت پل و ستون هاي فشاري رايج ترين رشته هاي اين مسابقات مي باشند . بطور مثال طراحي و ساخت پل خرپايي تنها با استفاده از 750 گرم ماكاروني ( معادل يك بسته ماكاروني ) كه مي تواند وزن زيادي را تحمل نمايد . طول دهانه پل يك متر و حداكثر ارتفاع پل نيم متر مي باشد . پل روي دو تكيه گاه كه از يكديگر يك متر فاصله دارند قرار مي گيرد و تكيه گاهها فقط قادر به وارد كردن عكس العمل عمودي مي باشند و هيچ عكس العمل افقي در تكيه گاهها بر پل وارد نمي شود . ركورد كسب شده در اين رشته ( پل خرپايي ) معادل 176 كيلو گرم مي باشد ، كه اين ركورد تقريبا 230 برابر وزن خود سازه مي باشد . همچنين طراحي و ساخت سازه هاي فشاري كه قادر به تحمل بار هايي بيش از نيم تن مي باشند ، از ديگر نمونه هاي اين سازه ها هستند . اينجا يك سئوال ممكن است مطرح مي گردد ، آيا جنس ماكاروني در دست يافتن به ركورد هاي بالا موثر است ؟
در اين زمينه تحقيقاتي روي محصول هاي مختلف شركت هاي ماكاروني دنيا انجام گرفته و ماكاروني شركت Rose ايتاليا به عنوان بهترين ماكاروني براي اين هدف شناخته شده است .
البته لازم به ذكر است كه قدرت و مهارت طراح در ارائه يك طرح موفق ، بسيار مهم تر از جنس ماكاروني در رسيدن به ركورد هاي بالا مي باشد .
هدف از استفاده از ماكاروني به عنوان عنصر سازه اي :
1- در واقع ماكاروني بر خلاف فولاد و بتن عنصر سازه اي ناشناخته اي مي باشد . اين بدان معني است كه خصوصيات ماكاروني شامل حداكثر تنش كششي ، حداكثر تنش فشاري ، مدول الاستيسيته ، نحوه كمانش ماكاروني و ديگر خصوصيات ماكاروني كه مورد نياز براي طراحي و تحليل سازه مي باشند ، ناشناخته مي باشد و تنها راه بدست آوردن اين ويژگيها ايجاد وابداع آزمايش هاي ساده و دقيق مي باشد .
2- ماكاروني بر خلاف بتن و فولاد داراي ضعف هاي زيادي مي باشد و اين ضعف ها كار را براي طراح مشكل تر مي كند و اينجاست كه ابداعات و خلاقيت هنر نمايي مي كنند و براي رسيدن به ركورد هاي بالا بهينه سازي سازه ها مطرح مي گردد .
3- ارزان بودن ماكاروني نسبت به مصالحي چون فولاد وبتن .
اهداف كلي طرح :
1- اين طرح در وهله اول به عنوان يك طرح آموزشي مي تواند بسيار مفيد و سودمند براي دانشجويان رشته مهندسي عمران ايفاي نقش نمايد ، زيرا اين امكان را به دانشجويان مي دهد كه ، با استفاده از مصالح ارزان ، سبك و قابل دسترس ( ماكاروني به جاي بتن و فولاد ) دست به طراحي و ساخت سازه هاي مختلف زده و با اين كار كليه دروس فراگرفته در رشته سازه را به عمل تجربه نمايند .
2- دانشجويان مي بايست با استفاده از مسائل تئوريك فرا گرفته در دروس مقاومت مصالح و آزمايشگاه هاي مربوط به آن تلاش نمايند تا خصوصيات عنصر سازه اي جديد را كشف نمايند .
3- دانشجويان مي بايست با استفاده از تحليل سازه ها و با بكارگيري نرم افزار هاي كامپيوتري به طراحي و آناليز سازه مورد نظر بپردازند.
طراحي و ساخت يك سازه بهينه كه تحت عنوان بهينه سازي سازه ها مطرح است .
سازه هاي فشاري :
نوعي پل با دهانه كوتاه ، كه اكثر اعضاي آن در فشار مي باشند . از مزيت هاي اين رشته از مسابقات طراحي اعضاي فشاري و بررسي پديده كمانش در آنها مي باشد .
Tower Crain :
دراين نوع از سازه هاي ماكاروني ، هدف طراحي جرثقيلهايي است كه بر روي برجهاي بلند به كار گرفته مي شوند .
اين سازه ها بايد قادر باشند با داشتن ارتفاع معين شعاع خاصي را تحت پوشش قرار دهند .
پل با بار متمركز :
اين سازه از به هم پيوستن دو خرپاي دوبعدي به وجود مي آيد و بارگذاري از وسط دهانه صورت مي گيرد .
اين نوع پل هر سه نوع عضو فشاري ، كششي و خمشي را دارا مي باشد .
پل با بار گسترده :
پل به شكل ظاهري خرپا مي باشد ، كه بارگذاري به صورت گسترده و يكنواخت در تمام طول دهانه صورت مي گيرد . در عمل مي توان چنين فرض كرد كه تمام وسايل نقليه به دليل ترافيك به صورت ثابت بر روي پل قرار گرفته اند .
پل با بار متحرك :
اين نوع از سازه ماكاروني در واقع پيشرفته ترين و كامل ترين حالت از سازه ها مي باشد ، كه در آن طراحان اقدام به طراحي يك پل واقعي مي كنند .
بار قرار گرفته بر روي پل به صورت متحرك مي باشد ، كه اين امر با عبور دادن يك وسيله نقليه كوچك با سرعت معين ، كه بر روي آن وزنه قرار داده مي شود ، صورت مي گيرد .
چگونه شروع كنيم ؟
براي وارد شدن به اين رشته شما بايد داراي خصوصيات اخلاقي چون كنجكاوي ، خلاقيت ، صبر ، همت و تلاش فراواني باشيد .
اين خصوصيان به اين علت مطرح گرديد كه در ساخت و طراحي يك سازه موفق علاوه بر آگاهي از علوم مهندسي به اين ويژگي ها نيازمند هستيد . چرا كه ممكن در طراحي و ساخت يك سازه شما روز ها و هفته ها تلاش نماييد ، ولي در نهايت به دليل يك اشتباه كوچك در طراحي يا ساخت ، سازه شما به حداقل ركورد مورد نظر نرسد .
هيجان انگيزترين بخش كار شما مربوط به زمان بارگذاري سازه مي باشد ، كه سازه اي كه مدت زيادي براي طراحي و ساخت آن صرف كرده ايد در نهايت در جلوي چشمان شما منهدم مي گردد ، ولي آيا ركورد مورد نظر بدست مي آيد يا خير ؟
بطور خلاصه براي ساخت يك سازه شما بايد مراحل زير را در پيش گيريد :
1-كشف خصوصيات عنصر سازه اي جديد با انجام آزمايش هاي ساده ولي دقيق . اين مرحله شامل آزمايشهايي براي رسيدن به خصوصياتي چون حداكثر تنش كششي ، حداكثر تنش فشاري ، مدول الاستيسيته، حداكثر بار بحراني در كمانش و غيره مي باشد .
2-كار بر روي خصوصيات عنصر سازه اي جديد (ماكاروني) و دست يافتن به نقاط ضعف و يا قدرت آن .
3- آشنايي با يك نرم افزار رايانه اي براي تحليل و طراحي سازه . (بطور مثال :SAP 2000 )
4- تحليل سازه هاي ساخته شده در گذشته و رسيدن به نقاط ضعف و يا قدرت آنها .
5- طراحي سازه با توجه به اطلاعات بدست آمده.
6- تلاش براي رسيدن به بهينه ترين طرح (بهينه سازي).
7 – ساخت سازه توسط ماكاروني و چسب .
تكنيك هاي ساخت سازه ماكاروني :
ماكاروني :
اين عنصر سازه اي در برابر كشش و فشار ( اگر طول آن كوتاه باشد و دچار كمانش نگردد ) مقاومتي خوبي از خود نشان مي دهد ، ولي مقاومت آن در برابر خمش بسيار كم است . به همين علت بايد تا حد امكان سعي نمود ، تا سازه ها به گونه اي طرح شوند كه اعضاي آن كمترين خمش ممكن را تحمل نمايند .
در واقع تابع هدف در بهينه سازي سازه خمش و وزن سازه مي باشد . يعني سازه ها بايد به گونه اي طرح شوند ، كه كمترين خمش در آنها به وجود آيد و در عين حال با كمترين وزن بيشترين مقاومت را از خود نشان دهند .
يك نكته مهم در مورد سازه هاي ساخته شده توسط ماكاروني اين است ، كه در هنگام ساخت و يا بعد از آن نبايد در مكاني كه در آن رطوبت و گرماي هوا بالا است قرار گيرد ، زيرا در اين صورت ماكاروني ترك مي خورد .
چسب :
براي ايجاد اتصالات در اعضاء ، آنها را به صورت سر به سر قرار داده و سپس در محل گره ها از چسب استفاده نماييم .
1- اتصال مفصلي :
براي به وجود آوردن چنين اتصالي بايد از چسب حرارتي ( چسب تفنگي ) استفاده نمود . زيرا اين چسب علاوه بر چسباندن اعضاء به يكديگر ، آنقدر انعطاف پذير است ، كه به اعضاء اين اجازه را مي دهد تا در محل گره ها تا اندازه اي دوران نمايند .
2-اتصال صلب :
براي ايجاد اتصالات صلب مي توان از دو چسب :
دوقلو (EPOXY )
قطره اي (SUPPER GLUE )
اگر از چسب دوقلو استفاده مي كنيد ، اين چسب اين قابليت را دارد ، كه فضاي خالي بين اعضاء در محل گره ها را پر نموده و نيازي نيست كه شما ماكاروني ها را تراش داده و در
كنار هم قرار دهيد . اما عيب اين چسب اين است ، كه وزن تمام شده سازه بالا مي رود.
ولي چنانچه از چسب قطره اي استفاده مي كنيد ، اعضاء در محل گره ها بايد تراش مناسب داده شوند ، تا سطح تماس افزايش يابد ، چراكه اصولا اين چسب فضاپركن نمي باشد و فقط در سطوحي كه اعضاء تماس مستقيم با هم دارند اتصال ايجاد مي نمايد . ولي در مقابل ، اگر از اين چسب استفاده نماييد ، وزن تمام شده سازه كمتر خواهد شد .
چگونگي ساخت :
بعد از آنكه طراحي نهايي را انجام داديد ، مي توانيد براي ساخت ، طرح نهايي را در ابعاد واقعي بر روي يك كاغذ پوستي بكشيد و سپس كاغذ را توسط چسب شيشه اي به يك سطح شيشه اي صاف بچسبانيد . سپس اعضاء را طبق نقشه از ماكاروني توليد كرده و در روي نقشه روي خط مربوط به خود بگذاريد و براي جلوگيري از لغزيدن ماكاروني مي توانيد از خمير بازي براي محكم كردن عضو بر روي كاغذ پوستي استفاده نماييد . سپس در محل گره ها از چسب استفاده نماييد . بدين ترتيب مي توانيد ، آن قسمتهايي از سازه را كه به صورت صفحه اي هستند ، را با دقت بالايي توليد نماييد.
بعد از آنكه قسمت هاي صفحه اي را بدين روش توليد كرديد ، اين قسمت ها را با دقت زياد به هم متصل نماييد ، تا سازه نهايي آماده گردد.
چگونه ركورد را پيش بيني نماييم ؟
ابتدا بايد با آزمايش هاي ساده و ابتكاري حداكثر مقاومت كششي ، مقاومت فشاري ( براي طول مشخص ) ، مقاومت خمشي ، مقاومت برشي را براي ماكاروني مورد استفاده بدست آوريم ، سپس سازه مورد نظر خود را تحت حداكثر بار پيش بيني شده تحليل كنيم ، اگر نيروهاي كششي ، فشاري ، خمشي و برشي ناشي از تحليل از مقاومت هاي بدست آمده در آزمايش بيشتر باشد ، آن سازه فرو خواهد ريخت .
تحليل را براي بارهاي مختلف انجام مي دهيم ، آن باري كه نيروهاي بدست آمده از آن در اعضاء ناشي از تحليل ، بيشترين نزديكي را به حداكثر مقاومت هاي بدست آمده از آزمايش داشته باشد ، ركورد تئوريك خواهد بود .
به علت وجود خطا در ساخت و يا ديگر خطاهاي ممكن بايد ركورد تئوريك بدست آمده را در يك ضريب اطمينان ( مثلا .75 - با توجه به نظر طراح ) ضرب كرد ، تا ركورد عملي بدست آيد با اين كار شما مي توانيد قبل از اينكه سازه مورد نظر را بارگذاري كنيد ، حداكثر ركورد آن را حدس بزنيد .
سازه — در زمینه عمران — به قطعه ای گفته میشود که از بهم پیوستن قطعات مختلف طبق قوانین مختلف و توسط ابزارهای مختلف امکان بارگذاری تا چند برابر وزن سازه را فراهم میکند ، یک سازه باید پایدار باشد و با بارگذاری های پیش بینی شده در شرایط پیش بینی شده پایدار بماند ، یک سازه بهینه تا آنجایی که امکانش هست سبک تر میباشد
مثالی از سازه را در تصویر بالای همین وبلاگ میتوانید مشاهده نمایید که تصویر پل ریلی در اسکاتلند هست با نام - forth rail bridge - این یک سازه فلزی است
جهت بیشرفت و افزایش خلاقیت دانشجوهای عمران و مکانیک و دست یافتن به ایده های نو و بدیع در زمینه طراحی سازه ها سالهاست در دانشگاه های معتبر مسابقاتی با نام سازه های ماکارونی - spaghetti structure - و یا پل های ماکارونی - spaghetti bridge - برگذار میشود و از چند سال گذشته برگذاری این مسابقات در ایران هم سالیانه در واحد های مختلف دانشگاهی به جریان افتاده و با استقبال خوبی هم روبرو شده .
از شرایط خوب این فعالیت میتوان به بهینه بودن اون اشاره کرد یعنی
تنها ابزار مورد نیاز ماکارونی و چسب است و سازه ها و پل های ساخته شده به هیچ عنوان به صورت ماکت نیستند و میتوانند تا چندین برابر وزن خود همانند مشابه بتنی و فولادی اش بارگذاری شوند بدون این که شکستی در آنها ایجاد شود
مثلا یکی از رکورد های کسب شده در بخش پل خرپایی 176 کیلوگرم است که این سازه میتواند تا 230 برابر وزن خود را تحمل کند
بنده بعد از چند هفته تحقیق و مطالعه درباره سازه های ماکارونی و مشاهده منابع کم — و تقریبا صفر — تصمیم گرفتم کارگاهی آموزشی در این زمینه را شروع کنم که به مرور زمان تا آنجایی که قوت و وقت یاری دهد به امید خدا و با یاری و همفکری اساتید خوبم مباحث مربوط به سازه های ماکارونی با هدف دستیابی به مهارت کافی برای شرکت در مسابقات را در پست های پیاپی دنبال میکنم و تاکید میکنم که خود نیز در این زمینه دانشجویی بیش نیستم و امیدوارم با همراهی علاقه مندان و طرح سوالات متنوع اشکالاتم برطرف شده و حداقل به دلیل کمبود منبع راهمان سد نشود و به هدفمان که همانا پیشرفت است برسیم
در زیر خلاصه ای از سر فصل هایی که در این کارگاه تشریح میشود ذکر شده
1- اهداف طرح سازه های ماکارونی
2- معرفی سازه ماکارونی
3- معرفی انواع مختلف سازه های ماکارونی
4- ابزارهای مورد نیاز
5- چگونه سازه ماکارونی بسازیم
6- آزمایشات اولیه (برای رسیدن به حد فشاری ، حد کششی ، میزان خمش و ضریب الاستیسیته) — معرفی چند روش ابداعی –
7- خرپا چیست
8- روش های تحلیل سازه ( خرپا )
9- معرفی ابزارهای تحلیل سازه
10- چگونه سازی ای بهینه داشته باشیم
11- آئین نامه کلی سازه های ماکارونی
12 - معرفی و آشنایی با گروه های مختلف سازه های ماکارونی در دنیا و مسابقات برگذار شده
13- شرکت در مسابقات سازه های ماکارونی
منابع : 1- سایت های موجود در اینترنت — با سرچ عبارت spaghetti bridge contest میتوانید به نتایج مفیدی برسید — ، 2- کتاب مقاومت مصالح طاحونی ، 3- کتاب تحلیل سازه طاحونی ، 4- همت قوی و شور و اشتیاق فراوان برای مهم ترین و اساسی ترین بخش کار که آزمایش و خطا و کسب تجربه میباشد
پی نوشت : با توجه به این که مسابقات سازه های ماکارونی در سطح جهان حتی در مقطع دانش آموزی هم برگذار میشود — اکثر شرکت کننده های مسابقات ایرانی در مقطع کارشناسی ارشد تحصیل میکنند — تا جایی که بتوانم مطالب را به صورت ساده و جامع بیان میکنم که دانشجوهایی غیر از دانشجوهای عمران و حتی آنهایی که سر رشته ای از مباحث عمران ندارند و یا در مقاطعی غیر از دانشگاه تحصیل میکنند و علاقه مند هستند بتوانند استفاده کنند
مسابقه پل های ماکارونی با حضور 70 تیم از دانشجویان رشته مهندسی عمران دانشگاه های سراسر کشور در دانشگاه صنعتی امیرکبیر در دو بخش سازه های سبک و سنگین برگزار شد که شرکت کنندگان دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج موفق به کسب رتبه های اول تا سوم در بخش سبک و رتبه اول در بخش سازه های سنگین شد.
"مهدی امامی" دانشجوی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج توانست با ارائه 3 طرح در دسته سازه های سبک حائز رتبه های اول تا سوم این دسته شود و "محمد حسینی" دانشجوی مهندسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج موفق به کسب رتبه نخست در دسته سازه های سنگین شد.
"جلال صمدی" و "زینب سلیمی" دانشجویان رشته مهندسی عمران دانشگاه تربیت معلم آذربایجان موفق به کسب مقام دوم و سوم مسابقه پل های ماکارونی در بخش سازه های سنگین شدند. 50 طرح در دسته سازه های سبک و 30 طرح در دسته سازه های سنگین در مسابقه پل های ماکارونی شرکت کرده بودند.
معرفی مصالح نوین ساختمانی
پانل کامپوزیت آلومینیومی :
پانل کامپوزیت آلومینیومی متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در بالا و پائین و مواد پلی اتیلنی غیر سمی در مرکز می باشد که ترکیبی از LDPE و L- LDPE دارای کیفیت شکل پذیری بالاست این ماده دارای قابلیت پردازش بسیار آسان ، پایداری شیمیایی و عملکرد مکانیکی فوق العاده می باشد و نقطه ضعفی ندارد . بنابراین پانلها چنانچه در معرض گرما و یا سرمای شدید قرار گیرند مسطح باقی می مانند . هردو سطح با درجات پخت متفاوت توسط روش Coil Coating پوشش داده می شوند .
پانل کامپوزیت آلومینیومی مقاوم در برابر آتش :
پانل مقاوم در برابر آتش متشکل از لایه هایی از ورق آلومینیومی در پائین و بالا و ماده مرکب غیر ارگانیک کندکننده سرعت سرایت شعله به سایر نقاط و مواد ضد حریق در اندازه نانومتری در مرکز پانل می باشد . عیار این ماده که متشکل از مواد ریز غیر طبیعی و انواع زیادی از مواد با تراکم بالا و اکسیژن است بسیار بالا می باشد . این ماده دارای خاصیت پایداری در برابر شرایط آب و هوایی متغییر و عملکرد فوق العاده است و نه تنها مشکل ضد حریق نبودن پانل کامپوزیت آلومینیومی را برطرف میکند بلکه بطور چشمگیری عملکرد دینامیکی قسمتهای خم و یا تا شده پانل که ضعیف ترین بخش یک پانل مرکب آلومینیومی می باشد بهبود می بخشد .
پانل کامپوزیت فلزی :
پانل کامپوزیت فلزی زمانی ایجاد می گردد که تعداد زیادی از رولهای آلومینیومی در ابعاد باریکتر به یکدیگر بپیوندند و تشکیل یک پانل آلومینیومی با ضخامت مورد نیاز را بدهند .
موارد مصرف :
1- نمای بیرونی ساختمانها
2- بازسازی نمای ساختمانهای قدیمی و تغییر دکوراسیون
3- دکوراسیون دیوارهای داخلی ، سقفها ، حمامها ، آشپزخانه ها و تراسها
4- دکوراسیون داخی فروشگاهها
5- تابلوهای تبلیغاتی ، سکوهای نمایش و لوح های اطلاعاتی
6- مواد صنعتی و مواد مورد مصرف در ماشینها و قایقها
7- دیوارکوب ها و سقف کوب های تونل ها
ویژگی ها :
Ø پایداری فوق العاده در برابر شرایط گوناگون آب و هوائی
Ø پایداری بالا در برابر پوسته شدن رنگ و مسطح بودن پوشش
Ø سبکی و پردازش ساده
Ø خصوصیات ضد حریق ممتاز
Ø پایداری در برابر جدانشدن لایه ها از یکدیگر
Ø سادگی نگهداری
Ø پایداری در برابر ضربه
ساندويچ پانل دكوراتيو و خانه های پیش ساخته
خصوصیات
- سبکی وزن بالا 5 کیلوگرم برمترمربع ( ایمنی در برابر زلزله و کاهش بار مرده ساختمان
- عایق حرارتی و صوتی مناسب
- سرعت بالا در اجراء
- تنوع و زیبایی در طرح و رنگ
- دوام و عمر طولانی
کاربرد
ساندویچ پانلهای دکوراتیو به دلیل طرحهای متنوع و مقاومت بالا در رنگ انتخاب مناسبی برای پوشش موارد ذیل می باشد :
- نمای ساختمان
- خانه های پیش ساخته و کانکس
- دکوراسیون داخلی ( دیوار – پارتیشن – سقف کاذب )
- بازسازی ساختمانهای قدیمی
ساندويچ پانل صنعتي ، کانکس و سردخانه
ساختار
ورق گالوانیزه رنگی به ضخامت 0.5 میلیمتر
فوم از جنس پلی پورتال با دانسیته معادل 40 کیلوگرم بر مترمکعب
ورق گالوانیزه رنگی به ضخامت 0.5 میلیمتر
خصوصیات
- تحمل بار
- عایق در برابر صدا
- سبکی وزن و مقاوم در برابر زلزله
- عایق در برابر رطوبت
- عایق در برابر سرما و گرما ( جلوگیری از پرت حرارت و برودت )
- غیر قابل اشتعال ( دیرسوز )
- نصب سریع و آسان
- قابل شستشو و بهداشتی
کاربرد
با توجه به ویژگیهای ساندویچ پانلهای صنعتی مانند سبک بودن ، مقاومت در برابر زلزله ، عایق بودن در برابر سرما و گرما و صوت و گرد و غبار و ... به بهترین نحو قابلیت استفاده در موارد ذیل را داراست :
- دیوار و سقف کارخانجات و ساختمانهای صنعتی
- ساخت سوله های صنعتی
- ساخت انواع سردخانه ها
- کانکسهای ثابت و متحرک
- ساخت انبار و سیلو
- ساخت کانتینرهای حمل و نقل
- سقف آلاچیق
الیاف بتونی
|
تاكنون مشخص شده است كه انواع اليافها مي توانند ظرفيت كرنش مقاومت دربرابر ضربه ميزان جذب انرژي مقاومت سايشي و مقاومت كششي بتن را افزايش دهند. بطور كلي براي كاربرد در سازه الياف فولادي ميتواند نقش مكملي براي ميلگرد داشته باشد. الياف فولادي با پخش تركها مقابله ميكنند ومقاومت بتن را در برابر خستگي ضربه جمع شدگي وتنشهاي حرارتي افزايش داده و بتن در همه مدهاي شكست روي خواص مكانيكي بتن تاثير مثبت ميگذارد.از اهم متغيرهايي كه بر خواص بتن با الياف فولادي اثر ميگذراند ميتوان به خواص ماتريس بتن بازدهي الياف و مقدار الياف اشاره كرد.تكنولوژي بتن پرمقاومت توسعه اي جديد در صنعت ساخت سازه هاي بتني محسوب ميشود. در بتن سخت شده مقاومت و دوام دو عامل اصلي بوده وهر چه مقاومت فشاري بتن بیشتر مي شود بتن تردتر شده ودر نتيجه مقاومت كششي آن به نسبت افزايش مقاومت فشاري افزايش نمي يابد و نيز از تحمل كرنش پايينتر برخوردار است. بدين دليل نياز به استفاده از الياف در بتن پرمقاومت كاملا مشهود است .جهت افزايش مقاومت كششي و جلوگيري از گسترش ترك و بويژه افزايش نرمي از الياف در بتن استفاده ميشود. مقدار افزايش با تغيير اين مقاومت ها بستگي به مقاومت بتن بدون الياف شكل الياف ودرصد الياف دارد. انواع الياف و الياف فولادي انواع اليافي كه در بتن استفاده مي شود و در اشكال و اندازه هاي مختلفي توليد مي شود عبارتند از الياف شيشه اي ، الياف پلاستيكي و الياف فولادي . پارامتر مناسب كه يك رشته از الياف را تعريف مي كند نسبت ظاهري مي باشد كه نسبت طول الياف به قطر معادل الياف است. مقدار نسبت هاي ظاهري (l/d) معمولاٌ بين 30 تا 100 است . در اين تحقيق الياف فولادي با نسبت(l/d) برابر 80 و 100 استفاده گرديد. مكانيزم عملكرد الياف در بتن بطور كلي براي كاربرد در سازه الياف فولادي مي توانند نقش مكملي براي ميلگرد داشته باشند.الياف فولادي با پخش تركها مقابله مي كنند و مقاومت بتن را در برابر خستگي ضربه جمع شدگي وتنشهاي حرارتي افزايش مي دهند. الياف فولادي مي توانند در همه مدهاي شكست روي خواص مكانيكي بتن تاثير بگذارند(1،2،3) مكانيزم تقويت را مي توان بصورت زير توجيه كرد: تنشها بوسيله برش محيطي ودر صورتيكه رويه الياف آجدار باشد بوسيله مقاومت چسبندگي (درون سطحي) از ماتريس به الياف منتقل مي شود. بنابراين مادامي كه ماتريس بتن ترك نخورده است،تنش كششي بين الياف و ماتريس تقسيم مي شود. پس از ايجاد ترك، همه تنش به الياف انتقال مي يابد. مهمترين متغيرهايي كه بر خواص بتن با الياف فولادي اثر مي گذارند عبارتند از:خواص ماتريس بتن ، بازدهي الياف ومقدار الياف .بازدهي الياف بوسيله مقاومت الياف در برابر بيرون كشيده شدن از مخلوط كنترل مي شود اين مقاومت به چسبندگي بين الياف و ماتريس بستگي دارد .براي الياف با مقطع ثابت اين مقاومت با افزايش طول ،افزايش مي يابد .بنابراين هر قدر طول بيشتر باشد اثر آنها در بهبود خواص ماتريس بيشتر خواهد بود چون مقاومت در برابر بيرون كشيده شدن متناسب با سطح مقطع دو جسم مي باشد . معمولا الياف با سطح مقطع گرد و قطر كوچك بيشتر از الياف با سطح مقطع گرد و قطر بزرگتر بازدهی دارند. اين امر به اين خاطر است كه الياف دسته اول سطح بيشتری در واحد حجم دارا مي باشند بنابراين هر چه سطح تماس الياف بيشتر باشد (و يا به عبارت ديگر قطر آنها كوچكتر باشد) بازده چسبندگي آنها بيشتر خواهد بود بنابراين روشن مي شود كه نسبت طول به قطر الياف بايد به اندازه اي بزرگ باشد كه در هنگام شكست ماتريس ، الياف به حداكثر مقاومت كشش خود نزديك باشند، با این وجود در عمل اين كار معمولا ممكن نيست . بسياري از محققين نشان داده اند (7) در صورتيكه از روشهاي عادي اختلاط استفاده شود الياف با نسبت طول به قطر بيشتر از100 باعث كم شدن كارآيي بتن به مقدار قابل ملاحظه اي مي شوند و يا بطور نا همگون در بتن توزيع مي گردند . الیاف بتونی• الیاف تولیدی این شرکت منطبق بر استاندارد ASTM C-1116 میباشد و در اندازه های 3، 6، 12 و 19 میلیمتر تولید میگردد. |
مطالب مشابه :
آموزش ترسیم نقشه های سازه بتنی
آموزش ترسیم نقشه های سازه بتنی نقشه های سازه - مقاومت فشاری بتن برای اجزائ مختلف سازه
سازه ها
بیشتر پوسته های بتنی سازه های شود بتن برای سازه های قوی معماران سبک های
طراحی صنعتی
بر خلاف سازه های بتنی معمولی که وظيفه معماران. یا دو طرفه برای دهانه های
سازه های فلزی
سازه های سازه های بتنی درک این مسئله دوره های مختلفی را برای بالا بردن
سازه های ماکارونی
سازه های همانند مشابه بتنی و فولادی اش به مهارت کافی برای شرکت در
سازه‌های بتنی
سازه‌های بتنی - می‌شد، اولین روشی است که بصورت مدون برای طراحی سازه های بتن آرمه
برچسب :
سازه های بتنی برای معماران