1- نقش هر یک از بتن و فولاد در یک عضو بتن آرمه در تحمل تنش چیست ؟

 

بتن از مقاومت فشاری قابل قبول و مقاومت کششی بسیار پایین (در حدود 10% مقاومت فشاری) برخوردار

است. از طرفی در بسیاری از قطعات سازه ای، کشش مستقیم و یا کشش ناشی از خمش ایجاد می شود. به

همین جهت برای جبرای ضعف مقاومت کششی بتن، ایده بتن مسلح ابداع شده است. در این روش، در هر

قسمت که قطعه ی سازه ای تحت کشش (کشش مستقیم یا کشش ناشی از خمش) قرار گیرد از فولاد به

عنوان یک ماده ی مقاوم در مقابل کشش ایجاد شده، استفاده می گردد.

اگر چه ایده ی اولیه در ابداع بتن مسلح، واگذاری نقش مقاومت در مقابل تنش های کششی به فولاد بوده

است با این وجود فولاد می تواند به عنوان یک عنصر کمکی در تحمل فشار نیز در کنار بتن قرار گیرد. به همین

دلیل میلگردهای مسلح کننده در قطعات فشاری نظیر ستون ها و یا حتی در ناحیه فشاری تیرها به عنوان فولاد

فشاری نیز به کار می روند.

 

 

2- آیا در یک عضو بتن آرمه ترک هم ایجاد می شود؟ توضیح دهید.

در یک مقطع بتن آرمه ، ممکن است ترک های کششی در ناحیه کششی بتن و در جهت متعامد نسبت

به جهت تنش های کششی ایجاد شوند. این ترک ها ممکن است از میلگرد های کششی نیز عبور کرده

و تانزدیکی تار خنثی بالا روند. با این وجود، معمولا" عرض این ترک ها بسیار محدود بوده (کوچکتر از 0.3

میلی متر)و در عملکرد قطعه بتن مسلح دخالت نمی کنند.

 

 

 

3 - به چه دلایلی بتن و فولاد یک جسم مرکب همساز تشکیل می دهند؟

الف- ضریب انبساط حرارتی بتن و فولاد بسیار به هم نزدیک است به همین دلیل تحت تاثیر تغییرات دمای

متداول، تنش های قابل توجهی بین آن ها ایجاد نمی شود.

ب- بتن و فولاد چسبندگی بسیار خوبی با یکدیگر داشته و بین آن دو معمولا" لغزش اتفاق نمی افتد بنابراین می

توانند 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 ناصافی های سطحی و برآمدگی های آج میلگرد

می باشد.

ج- فولاد ماده ای است که به راحتی در معرض خوردگی شیمیایی قرار می گیرد در حالی که بتن معمولا" نفوذ

ناپذیری قابل قبولی دارد و می تواند فولاد مسلح کننده را در مقابل خوردگی محافظت نماید.

د- مقاومت فولاد در مقابل دمای آتش بسیار پایین است در حالی که پوشش بتن که روی میلگردها قرار گرفته

است، مقاومت بسیار خوبی در مقابل آتش سوزی ایجاد می کند.

 

 

4 - اقبال عمومی سراسر جهان به بتن آرمه به جهت چه خصوصیاتی از آن است؟

 

 

 

5 - مقاومت ساختمان فولادی و ساختمان بتن آرمه در مقابل آتش سوزی را با هم مقایسه کنید.

بتن مقاومت بسیار خوبی در مقابل آتش دارد. یک ساختمان بتن آرمه می تواند ساعت ها در مقابل آتش سوزی

های مهیب مقاومت کند، بدون آنکه فرو ریزد. این مساله فرصت کافی برای مهار آتش و نیز تخلیه ساختمان از

نفرات و اموال را فراهم می کند. در مقابل یک ساختمان فولادی در برابر آتش سوزی کاملا" ضعیف خواهد بود.

فرو ریزی برج های دو قلو نیویورک که در واقعه 11 سپتامبر سال 2001 مورد حمله قرار گرفتند به دلیل اسکلت

فولادی آنها بود. چنان چه این برج ها از مصالح بتن آرمه ساخته شده بودند، جان هزارن انسان و نیز میلیون ها

دلار ثروت موجود در آن ها حفظ می شد.

 

 

6 - عمر بهره دهی طولانی بتن مرهون چه واقعیاتی است؟

این مساله مبتنی بر این واقعیت است که بتن در طول زمان نه تنها کاهش مقاومت ندارد، بلکه با گذشت

طولانی زمان با تحکیم بیشتر سیمان، افزایش مقاومت نیز خواهد داشت. با این وجود، تاثیر عوامل مخرب

محیطی و یون های مهاجم ممکن است دوام بتن را در طول زمان به مخاطره بیندازد.

 

 

7 - نقاط ضعف بتن آرمه در مقایسه با فولاد چیست؟

1- مقاومت کششی بتن بسیار پایین بوده و در حدود یک دهم مقاومت فشاری آن است. این مساله استفاده از

فولادهای مسلح کننده در ناحیه ی کششی بتن را اجتناب ناپذیر می کند. با این وجود معمولا" در ناحیه ی

کششی ترک هایی ایجاد می شود که لازم است با تمهیدات خاص،عرض این ترک ها را محدود نمود. چنین ترک

هایی ممکن است در موارد خاص، زمینه ی نفوذ آب یا رطوبت یا یون های زیان آور را فراهم کند.

2- برای اجرای بتن درجا نیاز به قالب بندی و نیز مهارگذاری و شمع بندی است. هزینه ی مصالح مصرفی برای

قالب بندی، هزینه ی ساخت قالب، هزینه ی لازم جهت نصب قالب و برداشتن آن، و نیز هزینه ی مصالح شمع

بندی و هزینه ی نصب و برداشتن آن برای نگه داری بعضی از اجزا نظیر دال ها و تیرها قبل از سخت شدن بتن،

مبالغ قابل توجهی را به خود اختصاص می دهند که به 30 تا 50 درصد کل هزینه ی اجرایی سازه ی بتن آرمه

بالغ می شود.

3- مقاومت پایین تر به ازای واحد وزن بتن در مقایسه با فولاد، منجر به سنگین تر شدن اعضای بتن آرمه می

شود. مقاومت فشاری بتن معمولی حدود 5 تا 10 درصد مقاومت فولاد بوده و وزن مخصوص آن حدود 30 درصد

وزن مخصوص فولاد است. بدین ترتیب مقاومت به ازای واحد وزن بتن حدود  تا  همین کمیت برای فولاد خواهد

بود. وزن بیشتر اعضای بتنی به خصوص در دهانه های بلند به عنوان یک موضوع اساسی تلقی شده و بار مرده

ی عضو بتنی تاثیر قابل توجهی بر میزان لنگر خمشی در عضو خواهد گذاشت. این مساله همچنین میزان بار

زلزله را افزایش می دهد از طرفی همین مساله منجر به اشغال فضای بیشتری توسط ستون ها و تیرها خواهد

شد که ممکن است از نظر معماری مطلوب نباشد.

4- کنترل کیفیت بتن یک کنترل کارگاهی است و نسبت به کنترل کیفیت فولاد که در کارخانه انجام می شود، به

مراتب پایین تر خواهد بود.خصوصیات بتن به تغییرات نسبت اجزا، شرایط اختلاط، نحوه ی جای دادن و ویبره و نیز

شرایط مراقبت بستگی زیادی خواهد داشت که ممکن است تمام یا بعضی از این شرایط در کارگاه دستخوش

تغییر شده و به خوبی رعایت نگردد.

5- بتن تغییرات حجمی وابسته به زمان دارد. این تغییرات حجمی که عمدتا" با پدیده های افت و خزش مرتبط

هستند، با گذشت زمان ترک خوردگی هایی را ایجاد می کنند و نغییر شکل و خیز اجزا را افزایش می دهند.

 

8 - تفاوت بتن آرمه و بتن پیش تنیده از نظر تحمل تنش ها در چیست؟

 

در مقطع بتن آرمه، وظیفه ی تحمل تنش های کششی به فولادهای مسلح کننده واگذار شده و اجازه داده

می شود که بتن در ناحیه ی کششی ترک بخورد. در حالی که در مقطع پیش تنیده با ایجاد تنش های فشاری

اولیه در مقطع بتنی، شرایطی فراهم می شود که تنش های کششی ناشی از خمش، تنش های فشاری

اولیه را خنثی نموده و بدین ترتیب در مقطع یا اصلا" تنش کششی ایجاد نشود، و یا تنش های کششی ایجاد

شده اندک بوده و از مقاومت کششی بتن فراتر نرود. بنابراین در مقطع بتن پیش تنیده، هیچ گونه ترک خوردگی

مشاهده نخواهد شد.

 

 

 

9 - روش های پیش تنیدگی را نام برده و مختصرا" توضیح دهید.

پیش تنیدگی به دو روش پیش کشیده و پس کشیده انجام می گیرد. در بتن پیش کشیده ابتدا کابل هایپیش

تنیدگی که از نوع با مقاومت بالا و با تنش تسلیم 1200 تا 2000 mpa انتخاب می شوند، از داخل قالب عبور داده

شده و به مفدار دلخواه کشیده می شوند. سپس داخل قالب بتن ریزی شده و پس از کسب مقاومت بتن

(معمولا" بعد از 7 روز)،کابل ها آزاد می شوند. بدین ترتیب عکس العمل نیروی کششی اولیه در کابل، به صورت

نیروی فشاری بر مقطع بتنی اثر می کند. همچنین در بتن پس کشیده کابل های عبور داده شده از داخل یک

غلاف محافظ، بههمراه غلاف در موقعیت مناسب در داخل قالب تعبیه شده و بتن ریزی انجام می گیرد. قطعه

بتنی پس از انجام گیرش به محل نصب حمل شده و در موقعیت مربوطه قرار می گیرد. آن گاه کابل موجود در

قطعه که اکثرا" از یک طرف مهار شده است، از طرف دیگر توسط دستگاه تحت کشش قرار گرفته و نهایتا" در

انتهای قطعه مهار می شود. پس از مهار کابل، عکس العمل نیروی کششی کابل به صورت نیروی فشاری بر

قطعه اثر می کند. در بتن پس کشیده به سادگی می توان کابل را به هر شکل دلخواه و از جمله به شکل

سهمی در داخل بتن تعبیه نمود.

 

 

10 - چرا آنالیز و طراحی سازه ی بتن آرمه باید بر اساس یک آیئن نامه صورت گیرد؟

آیئن نامه ها بر اساس تحقیقات انجام شده در هر زمینه و تجربیات قبلی، و نیز با منظور نمودن ایمنی مناسب،

مجموعه مقرراتی را تنظیم می نمایند. هر مهندس می تواند بر اساس اصول کلی طراحی و رعایت قوانین یک

آیئن نامه، طراحی صحیح و مطمئنی را ارائه دهد.

 

 

11 - بعضی از آئین نامه های مهم بتن آرمه را نام برده و سابقه ی تاسیس آن ها را ذکر کنید.