مقاومت بتن

مقاومت بتن

مقاومت فشاری








 

مقاومت فشاری  : ظرفیت تحمل یک جسم، مصالح ساختمانی یا سازه در مقابل نیروهای فشاری محوری مستقیم. هنگامی که حد مقاومت فشاری یک ماده فرا می‌رسد، آن ماده منهدم خواهد شد. بتن ماده‌ای است که دارای مقاومت فشاری بالایی است.بتن به کار رفته در بسیاری از سازه‌های بتنی، توانایی تحمل فشارهای بالای ۵۰ مگاپاسکال را دارد، این در حالیست که مصالح نرمی چون ماسه‌سنگ‌های نرم، مقاومت فشاری‌ در حدود ۵ یا ۱۰ مگاپاسکال دارند. مقاومت فشاری معمولا به وسیله دستگاه آزمایش جهانی (Universal Testing Machine )‏، اندازه‌گیری میشود. بزرگی این دستگاه‌ها از اندازهٔ میزهای کوچک تا دستگاه‌هایی با ظرفیت ۵۳MN متغیر است. سنجش میزان مقاومت فشاری، تحت روش‌های آزمایش و شرایط ویژه‌ای است. تاب فشاری به طور معمول در قالب تکنیکهای استاندارد ویژه گزارش میشوند که میتواند در بهره‌برداری به کار آید و یا ممکن است مورد استفاده قرار نگیرند.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/fa/thumb/d/d1/Tension_applied.svg/30px-Tension_applied.svg.png

http://bits.wikimedia.org/static-1.21wmf9/skins/common/images/magnify-clip-rtl.png
کشش

 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/fa/thumb/5/53/Compression_applied.svg/30px-Compression_applied.svg.png

http://bits.wikimedia.org/static-1.21wmf9/skins/common/images/magnify-clip-rtl.png
فشار

 

هنگامی که نمونه‌ای تحت نیروی اعمال‌شده، افزایش طول پیدا کند، نیروی مورد نظر از نوع کششی است،
اما اگر تحت نیروی فشاری، کاهش طول داشته باشد، به این حالت فشار گفته می‌شود.
از منظر اتمی، در حالت کشش، هر یک از مولکولها یا اتم‌ها تمایل دارند که از هم جدا شوند در حالیکه در فشار، آن ها به هم نزدیکتر می‌شوند. همیشه اتم‌ها در جامدات سعی دارند که به یک حالت متعادل رسیده و با اتم‌های پیرامون خود فاصله مناسب داشته باشند، نیروهایی در کل ماده به ‌وجود می‌آیند که در مقابل کشش و فشار مقاومت میکنند.

تفاوت عمده بین این دو حالت بارگذاری، کرنشی است که برای کشش (مثبت_افزایش طول) و فشار (منفی_کاهش طول) ثبت میشود.

دیگر تفاوت عمده، در این است که در کشش، بدنه جسم مورد نظر تمایل به لاغر شدن و در فشار تمایل به افزایش قطر و کمانش دارد.

مقاومت فشاری

مقاومت فشاری برابر است با مقدار تنش فشاری تک محوری، هنگامی که المان مورد نظر کاملا گسیخته میشود. میزان مقاومت فشاری، معمولا به وسیله آزمایش فشار و به صورت تجربی به دست می‌آید. دستگاه آزمایش فشار، برای آزمایش کشش نیز مورد استفاده قرار میگیرد. با این تفاوت که به جای اعمال یک بار فشاری تک محوره، بار کششی تک محوره اعمال می‌شود. در آزمایش فشار، نمونه مورد آزمایش (معمولا استوانه‌ای شکل) کوتاه‌تر شده و چاق می‌شود.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/fa/thumb/d/d0/Engineering_stress_strain.svg/220px-Engineering_stress_strain.svg.png

http://bits.wikimedia.org/static-1.21wmf9/skins/common/images/magnify-clip-rtl.png
منحنی تنش-کرنش 
 


میزان مقاومت فشاری نمونه، با تنش نقطهٔ قرمز روی منحنی متناظر است. حتی در آزمایش فشار نیز، قسمتی از نمودار به صورت خطی است که بیانگر این است که نمونه مورد آزمایش از قانون هوک تبعیت می‌کند. از اینرو، برای قسمت خطی داریم \sigma=E\epsilon  که E نشان‌دهندهٔ مدول یانگ برای فشار است. ناحیه خطی نمودار در نقطه‌ای به نام نقطهٔ تسلیم پایان می‌یابد. بعد از این نقطه، نمونه رفتاری پلاستیکی دارد، یعنی به محض برداشتن بار از روی نمونه، به طول و شکل اولیهٔ خود بازنمی‌گردد.
بین تنش تئوری و تنش عملی تفاوت‌هایی وجود دارد
همان گونه که گفته شد، مساحت سطح مقطع نمونه در فشار، دچار تغییر می‌شود. در حقیقت مساحت، تابعی از بار اعمال شده‌است. به عنوان مثال (A = f(F . در واقع، تنش عبارت است از نسبت نیرو به سطح مقطع اولیه (در شروع آزمایش) که به عنوان تنش تئوری شناخته می‌شود

 

تفاوت تنش تئوری با تنش عملی

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/eb/Barelling.svg/75px-Barelling.svg.png

 


http://bits.wikimedia.org/static-1.21wmf9/skins/common/images/magnify-clip-rtl.png
پدیدهٔ بشکه‌ا‌‌ی‌شدن

در طراحی مهندسی، اغلب به تنش تئوری رجوع می‌شود. در واقع، تنش عملی متفاوت از تنش تئوری است. بنابر این محاسبه مقاومت فشاری یک المان از طریق معادلات داده شده، نتیجه دقیقی نخواهد داشت. البته این به دلیل این است که در طول زمانی که بار وارد می‌شود، مساحت >سطع مقطع A 0، تغییر می‌کند. در واقع سطح مقطع نمونه تابعی از بار وارد شده‌است (A = φ(F .


تفاوت در مقدار نتایج آزمایش با تجربهٔ واقعی فشار، ممکن است از عوامل زیر ناشی شود:

در فشار، نمونه مورد آزمایش، تمایل به پهن و چاق شدن دارد که این خود عاملی است برای افزایش سطح مقطع.در آزمایش فشار، نمونه از طرفین، مهار شده و محکم نگه داشته شده‌است. از این رو نیروی اصطکاکی پدید می‌آید که در مقابل چاق و پهن شدن نمونه مقاومت می‌کند. این بدین معنی است که بخشی از بار اعمال شده در طول آزمایش، باید صرف غلبه بر همین نیروی اصطکاک شود. نتایج حاصل از این آزمایش، مقداری از اندازهٔ واقعی مقاومت فشاری نمونه، متفاوت خواهد بود.

به عنوان نکته پایانی، نیروی اصطکاک ذکر شده، در تمام سطح مقطع نمونه، ثابت نیست. به طوری که در مرکز سطح، مقدار آن بیشینه و در کناره‌های آن دارای مقدار کمینه‌است. بنابراین زمانی که یک نمونه تحت آزمایش فشار به حالت یک بشکه تبدیل می‌شود، به این پدیده بشکه‌ای شدن میگویند.



پیوست:
0KB

  دوشنبه 05 اسفند 1391 ساعت 8:2گروه: موضوع: میانگین امتیاز کاربران: 4 دفعات مشاهده: 10354 نظرات: 0 نظر

امتیاز شما به این مقاله:


نظرات کاربران

نظری ثبت نشده است .


ارسال نظر:
* نام فرستنده:
*ایمیل:  
عنوان:
*متن: