منحنی تنش – کرنش بتن

منحنی تنش کرنش بتن

آنچه در این مطلب می خوانید:

منحنی تنش – کرنش بتن

تغییر شکل بتن تحت تنش فشاری با منحنی تنش – کرنش آن مشخص می شود. منحنی نوعی تنش – کرنش بتن تحت فشار تک محوره در شکل زیر نشان داده شده است.

منحنی تنش کرنش بتن

در این شکل مشاهده می شود که تغییر شکل بتن تحت تنش فشاری تک محوره به صورت غیر خطی است؛ به صورتی که هر چه بتن تحت تنش فشاری بالاتری قرار گیرد رفتار غیر خطی آن بیشتر آشکار می شود. رفتار غیر خطی بتن تحت تنش فشاری ناشی از تشکیل تدریجی ریز ترک ها (Microcracks) در آن است؛ به طوری که هر چه تنش افزایش یابد مقدار ریز ترک ها نیز افزایش خواهد یافت. با این وجود رفتار بتن را تا تنش حداکثر 50 در صد مقاومت فشاری آن، می توان با یک رفتار خطی تقریب زد.

همانگونه که از منحنی تنش – کرنش بتن در شکل بالا مشاهده می شود، پس از رسیدن بتن به مقاومت فشاری حداکثر fc ، بتن می تواند تحت بارهای کمتر، تغییر شکل های بیشتری را تحمل کند بدون آنکه منهدم گردد. این وضعیت شرایط رفتار نرم تری را برای بتن در محدوده ی بارهای حداکثر و نزدیک به شرایط شکست نهایی فراهم می آورد. اصولا به دست آوردن چنین منحنی های رفتاری بتن در آزمایشگاه، به طوری که شاخه ی نزولی منحنی را نیز شامل شود فقط در شرایطی میسر است که کنترل آزمایش به صورت کنترل تغییر مکان (Displacement Control) و نه به صورت کنترل بار (Load Control) باشد.

کرنش نظیر تنش حداکثر fc که با 0ɛ نمایش داده می شود برای بتن های با مقاومت پایین تا بتن های با مقاومت بالا ممکن است در محدوده ی 0.0015 تا 0.003 متغیر باشد؛ اگر چه می توان 0ɛ را برای بتن های با مقاومت معمولی حدود 0.002 در نظر گرفت. همچنین کرنش نهایی نظیر شکست فشاری بتن که با ɛcu نمایش داده می شود برای انواع بتن از 0.003 به بالا خواهد بود. این کرنش برای بعضی از انواع نمونه های بتنی تا 0.005 و بالاتر نیز گزارش شده است. در بسیاری از آیین نامه های طراحی به صورت محافظه کارانه فرض می شود که مقدار این کرنش برابر 0.003 باشد. در شکل اول، ملاحظه می شود که با افزایش مقاومت فشاری بتن، کرنش نهایی شکست کاهش یافته و به بیان دیگر، رفتار بتن تحت فشار، تُردتر می شود.

معادله ی رفتاری تغییرات تنش فشاری تک محوری بتن بر حسب کرنش را می توان به صورت منحنی هاگنستاد (Eivind Hognestad) یا سهمی هاگنستاد به صورت رابطه ی زیر بیان کرد.

معادله رفتاری بتن

این منحنی در شکل زیر قسمت الف نمایش داده شده است.

منحنی هانگستاد بتن

در رابطه بالا fc’’ تنش حداکثری است که در عضو بتنی حاصل می شود، در حالی که fc مقاومت فشاری 28 روزهء نمونه استوانه ای است. مقدار fc’’ به صورت fc’’=ksfc به دست می آید که ضریب ks را می توان برای بتن هایی با مقاومت فشاری استوانه ای 15، 20، 25، 30 و مساوی یا بزرگتر از 35 مگاپاسکال، به ترتیب برابر 1.0، 0.97، 0.95، 0.93، 0.92 در نظر گرفت. منحنی هاگنستاد به صورت اصلاح شده نیز در شکل بالا قسمت (الف) به صورت خط چین نمایش داده شده است که در محاسبات، رفتار بهتری را از خود نشان می دهد.

منحنی تنش کرنش فشاری بتن را هم چنین می توان بر اساس معادلهء تودسچینی (Claudio E. Todeschini) که در رابطه زیر معرفی شده است تبیین کرد. این منحنی در شکل بالا قسمت (ب) نمایش داده شده است.

معادله تودسچینی

از عوامل تاثیر گذار بر منحنی تنش- کرنش بتن، سرعت بارگذاری است. کرنش های ناشی از خزش تحت بارگذاری دراز مدت، تغییراتی در منحنی تنش-کرنش ایجاد می کند؛ به صورتی که با کاهش سرعت بارگذاری، حداکثر تنش فشاری (مقاومت فشاری) کاهش یافته، ولی کرنش نظیر حداکثر افزایش می یابد و از طرفی کرنش نهایی شکست بتن نیز افزایش می یابد. به بیان دیگر با کاهش سرعت بارگذاری، رفتار بتن تحت فشار، نرم تر می گردد. شکل زیر، منحنی های تنش-کرنش نمونه های بتنی تحت سرعت های بارگذاری متفاوت را نشان می دهد. در این شکل سرعت بارگذاری به صورت سرعت تغییرات کرنش، در نمونهء تحت تنش فشاری بیان شده است.

منحنی تنش کرنش بتن تحت سرعت های بارگذاری فشاری

لازم به ذکر است که منحنی تنش-کرنش بتن، تحت تاثیر وضعیت محصور شدگی (Confinement) نیز قرار می گیرد. چنانچه نمونهء بتنی در زمان بارگذاری تحت تاثیر فشار جانبی نیز قرار گیرد، شرایط این نمونه به صورت محصور شده تلقی شده و منحنی تنش – کرنش به صورت اساسی تغییر وضعیت خواهد داد؛ به طوریکه مقاومت فشاری آن افزایش یافته و هم چنین کرنش شکست نهایی آن نیز به مراتب افزایش خواهد یافت. فشار جانبی برای نمونهء تحت بار را می توان با قرار دادن نمونه در یک محفظهء حاوی مایع تحت فشار، و یا قرار دادن یک لولهء فولادی چسبیده پیرامون نمونهء استوانه ای بتنی ایجاد نمود. همچنین اگر در یک عضو بتنی از میلگردهای عرضی به شکل دورپیچ و با فواصل نزدیک استفاده شده باشد، تا حدی شرایط محصور شدگی فراهم می گردد. توجه شود که ایجاد شرایط محصور شدگی برای بتن، رفتار به مراتب نرم تر و شکل پذیرتری را برای عضو بتنی فراهم می کند. چنین رفتاری برای تامین شکل پذیری (Ductility) سازه در مقابل زلزله و سایر بارهای ارتعاشی، به دلیل امکان جذب انرژی ایجاد شده توسط عضو، بسیار مناسب تلقی می شود. شکل زیر مقایسه ای از منحنی تنش-کرنش بتن را در شرایط معمولی و در شرایط محصور شده، نمایش می دهد.

منحنی تنش-کرنش نمونه های بتنی در شرایط معمولی و شرایط محصور شده

مطالب پیشنهادی :

محصولات ما

دیوار پیش ساخته بتنی

دیوار بتنی پیش ساخته با هدف پارتیشن بندی ، ایجاد دیوار با مقاومت بالا ، سرعت بالای ساخت ، جابجایی در هر زمان ، نمای زیبا و همچنین عمر طولانی استفاده می شوند.

فیسینگ (نمای) پل

فیسینگ ها ، قطعات پیش ساخته بتنی هستند که در سایزها و نماهای مختلف ساخته می شوند. کاربرد فیسینگ ها در ساخت سریع و زیبا سازی رمپ پل ها و زیرگذرها و ... می باشد.

قرنیز بتنی

قرنیز پیش ساخته بتنی در اندازه ها و نماهای مختلفی می باشند که از این قطعات در پل ها و زیرگذرها و ... جهت پوشش فضای بین روسازه و بخش زیرین آن استفاده می شود.

نیوجرسی بتنی

نیوجرسی بتنی ، قطعات پیش ساخته بتن با عیار بتن بسیار بالا می باشند که نقش جداکننده را در خیابان ها ، کارگاهها ، پارک ها و محیط های گوناگون ایفا می کنند.

چرا نهاد سیویل را انتخاب کنیم؟

کیفیت بالای محصولات

بتن با کیفیت ، بخاردهی و هیدراسیون مناسب ، شرایط نگهداری و دپوی قطعات و آبدهی عالی

اکیپ متخصص حمل و نصب

حمل تخصصی قطعات و تخلیه پای کار و استفاده از اکیپ های متخصص در نصب

تجربه بالا

بیش از 30 سال تجربه تخصصی در زمینه بتن پیش ساخته

پوشش سراسر ایران

امکان اجرای پروژه در سراسر ایران

جهت مشاوره و وقت ملاقات حضوری با شماره دفتر مرکزی ۲۲۰۳۵۱۳۳ – ۰۲۱ و یا با همراه ۰۹۱۲۲۸۸۵۰۴۶ (پاسخگو ۹ صبح الی ۵ بعدازظهر) تماس بگیرید.

 

همین الان در هر ساعت از شبانه روز کافیست فرم زیر را پر نمایید تا در اولین فرصت با شما تماس بگیریم.

۱ – تمامی مشخصات شما نزد ما بطور محرمانه محفوظ خواهد ماند و فقط مسئول مربوطه دسترسی لازم را دارد.
۲ – به هیچ وجه شماره شما وارد پنل پیامک نمی شود و فقط جهت ارتباط تلفنی با شما می باشد.

پس با خیال راحت فرم زیر را پر نمایید.

بسیار باعث دلگرمی ماست اگر نظرتان را در پایین همین صفحه بنویسید. سپاسگزاریم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.