یک سوال درباره طراحی سازه های بتنی

[bahram_first007]

در آنالیز تیرها برای خمش (بتن مسلح) ، با اینکه بار آنقد افزایش پیدا میکند تا از تنش تسلیم فولاد بیشتر شود ، اما فولاد باز هم قادر به تحمل ممان خواهد بود . علت چیست؟
(فولاد در ناحیه کششی تیر است و برای تحمل کشش تعبیه شده است )

 

[فرشید_civil]

در آنالیز تیرها برای خمش (بتن مسلح) ، با اینکه بار آنقد افزایش پیدا میکند تا از تنش تسلیم فولاد بیشتر شود ، اما فولاد باز هم قادر به تحمل ممان خواهد بود . علت چیست؟
(فولاد در ناحیه کششی تیر است و برای تحمل کشش تعبیه شده است )[/quote

با سلام
ببینید فولاد به تنهایی خمشو تحمل نمیکنه بلکه مقطع تحمل میکنه. در مورد فولاد همونطورکه خودتون میدونید زمانی فولاد گسیخته خواهد شد که به تنش گسیختگی برسه. زمانیکه فولاد به تنش تسلیم میرسه یعنی فولاد نمیتونه نیرویی بیشتر از As.Fy رو تحمل کنه (البته فراموش نشه که کرنشهای بیشتر از کرنش تسلیمو میتونه تحمل کنه، نمودار دو خطی تنش-کرنش فولادو که خاطرتون هست بعد از کرنش تسلیم نمودار با شیب صفر جلو میره)، خوب حالا با افزایش میزان لنگر چون نیروی فولاد ثابته اجبارا باید بازوی لنگر بزرگ بشه M=As.Fy*z
z بازوی لنگر) بنابراین برای اینکار اجبارا تار خنثی در مقطع به سمت بالا حرکت میکنه. خوب حالا اگه مقطعتون کم فولاد باشه (یعنی ارماتور موجود کمتر از ارماتور بالانس) با رسیدن کرنش فولاد به کرنش گسیختگی، مقطع با از بین رفتن فولاد تخریب میشه (که در طراحی برای شکل پذیری مناسب مقطع کم فولاد طراحی خواهد شد، حداکثر ارماتور موجود در مقطع طبق ACI متناظر با کرنش 0.004 برای فولاد و طبق ابا متناظر با ارماتور بالانس است) و اگر مقطعتون پر فولاد باشه با گسیختگی بتن از بین خواهد رفت.
بنابراین همونطور که میبینید با افزایش ممان فولاد نیروی بیشتری را تحمل نمیکند بلکه کرنش بیشتری را متحمل میشود و این لنگر را با افزایش بازوی ممان تحمل میکند.

 

[En-mechanic]

در آنالیز تیرها برای خمش (بتن مسلح) ، با اینکه بار آنقد افزایش پیدا میکند تا از تنش تسلیم فولاد بیشتر شود ، اما فولاد باز هم قادر به تحمل ممان خواهد بود . علت چیست؟
(فولاد در ناحیه کششی تیر است و برای تحمل کشش تعبیه شده است )[/quote

با سلام
ببینید فولاد به تنهایی خمشو تحمل نمیکنه بلکه مقطع تحمل میکنه. در مورد فولاد همونطورکه خودتون میدونید زمانی فولاد گسیخته خواهد شد که به تنش گسیختگی برسه. زمانیکه فولاد به تنش تسلیم میرسه یعنی فولاد نمیتونه نیرویی بیشتر از As.Fy رو تحمل کنه (البته فراموش نشه که کرنشهای بیشتر از کرنش تسلیمو میتونه تحمل کنه، نمودار دو خطی تنش-کرنش فولادو که خاطرتون هست بعد از کرنش تسلیم نمودار با شیب صفر جلو میره)، خوب حالا با افزایش میزان لنگر چون نیروی فولاد ثابته اجبارا باید بازوی لنگر بزرگ بشه M=As.Fy*z
z بازوی لنگر) بنابراین برای اینکار اجبارا تار خنثی در مقطع به سمت بالا حرکت میکنه. خوب حالا اگه مقطعتون کم فولاد باشه (یعنی ارماتور موجود کمتر از ارماتور بالانس) با رسیدن کرنش فولاد به کرنش گسیختگی، مقطع با از بین رفتن فولاد تخریب میشه (که در طراحی برای شکل پذیری مناسب مقطع کم فولاد طراحی خواهد شد، حداکثر ارماتور موجود در مقطع طبق ACI متناظر با کرنش 0.004 برای فولاد و طبق ابا متناظر با ارماتور بالانس است) و اگر مقطعتون پر فولاد باشه با گسیختگی بتن از بین خواهد رفت.
بنابراین همونطور که میبینید با افزایش ممان فولاد نیروی بیشتری را تحمل نمیکند بلکه کرنش بیشتری را متحمل میشود و این لنگر را با افزایش بازوی ممان تحمل میکند.

کاملا درسته مهندس
واقعا توضیح جامع و کاملی بود اگه اجازه بدید منم چند مطلب رو اضافه میکنم
البته لازم به ذکر هست که پدیده خزش در سازه بتن آرمه در کاهش و افزایش ممان تاثیر داره
به عنوان مثال با بوجود آمدن خزش در تیر بتن مسلح سختی فولاد نسبت به بتن افزایش میابد در نتیجه فولاد فشاری تنش بیشتری را تحمل میکند و برای جلوگیری از پدیده خزش تنش فشاری را کاهش میدهد
در اثر پدیده خزش کرنش فشاری بتن زیاد میشود و با بالارفتن کرنش فشاری محور خنثی پایین می آید و فاصله آرماتور کششی تا مرکز سطح بلوک فشاری کم شده و میزان تحمل لنگر خمشی در مقطع کم میشود و لنگر اضافی به قسمتهای دیگر منتقل میشود.
با توجه به اینکه در تیرهای پیوسته لنگر خمشی منفی معمولا از لنگر خمشی مثبت بزرگتر است لذا از ممان منفی کاهش و به ممان مثبت وسط دهانه افزوده میشود.
ضمنا شکل پذیری اعضای خمشی بتن آرمه تابعی است از مقاومت بتن ، مقاومت فولاد و درصدهای طولی و عرضی.
موفق باشید

 

[eshagh_kh]

البته این تفاوت تحمل هم تا حد مرز هست فقط و بعد اون ناچارا باید به فکر ترمیم باشین

 

[bahram_first007]

در آنالیز تیرها برای خمش (بتن مسلح) ، با اینکه بار آنقد افزایش پیدا میکند تا از تنش تسلیم فولاد بیشتر شود ، اما فولاد باز هم قادر به تحمل ممان خواهد بود . علت چیست؟
(فولاد در ناحیه کششی تیر است و برای تحمل کشش تعبیه شده است )[/quote

با سلام
ببینید فولاد به تنهایی خمشو تحمل نمیکنه بلکه مقطع تحمل میکنه. در مورد فولاد همونطورکه خودتون میدونید زمانی فولاد گسیخته خواهد شد که به تنش گسیختگی برسه. زمانیکه فولاد به تنش تسلیم میرسه یعنی فولاد نمیتونه نیرویی بیشتر از As.Fy رو تحمل کنه (البته فراموش نشه که کرنشهای بیشتر از کرنش تسلیمو میتونه تحمل کنه، نمودار دو خطی تنش-کرنش فولادو که خاطرتون هست بعد از کرنش تسلیم نمودار با شیب صفر جلو میره)، خوب حالا با افزایش میزان لنگر چون نیروی فولاد ثابته اجبارا باید بازوی لنگر بزرگ بشه M=As.Fy*z
z بازوی لنگر) بنابراین برای اینکار اجبارا تار خنثی در مقطع به سمت بالا حرکت میکنه. خوب حالا اگه مقطعتون کم فولاد باشه (یعنی ارماتور موجود کمتر از ارماتور بالانس) با رسیدن کرنش فولاد به کرنش گسیختگی، مقطع با از بین رفتن فولاد تخریب میشه (که در طراحی برای شکل پذیری مناسب مقطع کم فولاد طراحی خواهد شد، حداکثر ارماتور موجود در مقطع طبق ACI متناظر با کرنش 0.004 برای فولاد و طبق ابا متناظر با ارماتور بالانس است) و اگر مقطعتون پر فولاد باشه با گسیختگی بتن از بین خواهد رفت.
بنابراین همونطور که میبینید با افزایش ممان فولاد نیروی بیشتری را تحمل نمیکند بلکه کرنش بیشتری را متحمل میشود و این لنگر را با افزایش بازوی ممان تحمل میکند.

thnx a lot

 

[bahram_first007]

کاملا درسته مهندس
واقعا توضیح جامع و کاملی بود اگه اجازه بدید منم چند مطلب رو اضافه میکنم
البته لازم به ذکر هست که پدیده خزش در سازه بتن آرمه در کاهش و افزایش ممان تاثیر داره
به عنوان مثال با بوجود آمدن خزش در تیر بتن مسلح سختی فولاد نسبت به بتن افزایش میابد در نتیجه فولاد فشاری تنش بیشتری را تحمل میکند و برای جلوگیری از پدیده خزش تنش فشاری را کاهش میدهد
در اثر پدیده خزش کرنش فشاری بتن زیاد میشود و با بالارفتن کرنش فشاری محور خنثی پایین می آید و فاصله آرماتور کششی تا مرکز سطح بلوک فشاری کم شده و میزان تحمل لنگر خمشی در مقطع کم میشود و لنگر اضافی به قسمتهای دیگر منتقل میشود.
با توجه به اینکه در تیرهای پیوسته لنگر خمشی منفی معمولا از لنگر خمشی مثبت بزرگتر است لذا از ممان منفی کاهش و به ممان مثبت وسط دهانه افزوده میشود.
ضمنا شکل پذیری اعضای خمشی بتن آرمه تابعی است از مقاومت بتن ، مقاومت فولاد و درصدهای طولی و عرضی.
موفق باشید

ممنون از راهنماییتون