Loading...

زمینه فعالیت

- تولید انواع گریتینگ فلزی

- تولید گریتینگ کامپوزیت

- تولید انواع قالب بتن قالب خاص

- تولید ماشین آلات CNC

آمار

  • تعداد کالا: 4
  • بازدید امروز: 388
  • بازدید دیروز: 680
  • بازدید کل: 429166

وزن مخصوص بتن

وزن مخصوص بتن

وزن مخصوص بتن در درجه اول به چگالی سنگدانه های آن بستگی دارد.

وزن مخصوص بتن

بتنی که با سنگدانه های متراکم ساخته شود وزن مخصوص حدود 2500 کیلوگرم بر متر مکعب یا بیشتر دارد، درحالیکه اگر از سنگدانه های سبک استفاده شود وزن مخصوص کمتر از 1200 کیلوگرم بر متر مکعب خواهد بود. بیشتر بتنهای معمولی مورد استفاده وزن مخصوصی در حدود 2400 کیلوگرم بر متر مکعب دارند و بطور کلی محاسبات، جداول و نمودارهای ارائه شده در این مطلب بر مبنای وزن مخصوص 2400 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.

.

قالب پیش ساخته بتن اتوبان صدر تهران

.

اگر وزن مخصوص بتن کمتر از2400 باشد به منظور اقتصادی نمودن قالب بندی می توان قالب ها را برای این وزن مخصوص اصلاح نمود. بالعکس اگر وزن مخصوص بتن بیشتر از مقدار فوق باشد باید به منظور مقابله با فشار اضافه اصلاح شوند. (قرنیز بتن پل اتوبان صدر تهران)

.

قالب بتن اتوبان صدر

.

فشار جانبی بتن بر روی قالب بتن :

فشار وارده روی قالب توسط بتن بوسیله عوامل زیر تعیین می شود :

  • سرعت بتن ریزی در قالب
  • دمای بتن
  • وزن مخصوص یا چگالی بتن
  • روش متراکم نمودن بتن
  • ارتفاع بتن ریزی

.

قالب بتن اتوبان همدان

.

موسسه بتن آمریکا [ACI) [1) وقت زیادی برای مطالعه روی طراحی قالب و عملیات اجرا صرف نموده است. کمیته ACI 347 توصیه میکند قالب برای تمام فشار جانبی هیدرو استاتیک که توسط رابطه زیر محاسبه می شود، طراحی شود:

 (1-3)                                                                                                                                       P = Wh

 P = فشار جانبی، kg/m2

 W = وزن مخصوص بتن تازه ریخته شده، kg/m3

 h = عمق بتن خمیری، m

برای بتنی که بطور سریع ریخته می شود، مانند ستون ها، h باید معادل کل ارتفاع قالب در نظر گرفته شود. برای مقدار فشار محاسبه شده در رابطه (3-1) مقدار حداکثر و حداقلی وجود ندارد.

 .

 قالب دیوار پیش ساخته بتن همدان

..

فشار جانبی بتن بر روی قالب دیواره های بتن :

برای شرایط بتن ریزی که از بتنی با وزن مخصوص 2400 کیلوگرم بر متر مکعب با استفاده از سمان – تیپ I بدون افزودنی و پوزلان، با حداکثر اسلامپ mm100، و با استفاده از ویبره معمولی در عمق کمتر از 1/2 متر استفاده می شود قالب دیوارها را می توان برای فشار جانبی محاسبه شده از رابطه زیر طراحی نمود.

برای قالب دیوارها :

 (2-3)                 Pm =  734  + 80,000 R ÷ Tc + 17/8  برای R < 2 m/hr 

 

 (3-3)  Pm = 734 + 117/800 ÷ Tc + 17/8 + 24,870 R ÷ Tc + 17/8  برای R = 2 ~ 3 m/hr

که در آن :

Pm = فشار حداکثر، kg/m2

R = سرعت بتن ریزی در قالب ، m/hr

T = دمای بتن داخل قالب ، oC

 

قالب بتن دیوار پیش ساخته اتوبان امام علی

.

فشار محاسبه شده از روابط (3-2) و (3-3) به مقدار حداکثر 9760 kg/m2 و حداقل kg/m2 2930 محدود می باشد، اما در هیچ حالتی نباید بیشتر از  h2400 در نظر گرفته شود. اگر نرخ بتن ریزی بیش از 3 متر در ساعت باشد، حداکثر فشار را می توان از رابطه h 2400 محاسبه نمود. جدول 3-1 رابطه بین سرعت پر شدن قالب، حداکثر فشار و درجه حرارت بتن را در قالب دیوارهای بتنی ارائه می دهد.

 

جدول 3-1 رابطه بین سرعت پرکردن قالب دیوارها با حداکثر فشار جانبی و درجه حرارت

حداکثر فشار جانبی (kg/m2) برای دماهای زیر

سرعت پر کردن قالب

(متر بر ساعت)

30oC

25oC

20oC

15oC

10oC

5oC

مقدار حداقل 2930 حاکم است

5/0

 

3173

3612

4243

1/0

3245

3538

3909

4393

5050

5997

1/5

4239

4649

5166

5842

6760

8082

2/0

4499

4939

4495

6221

7208

8628

2/5

4759

5230

5824

6600

7655

9173

3/0

 یادداشت جدول 3-1 :

1- فشار براساس وزن مخصوص 2400 کیلوگرم بر متر مکعب با اسلامپ 100 میلیمتر محاسبه شده است.

2- مرجع برای اطلاعات بیشتر درباره فشار بتن، دستور العمل کمیته 1994، ACI347 می باشد. [1]

قالب فلزی بتن ام پیکو

.

فشار جانبی بتن بر روی قالب ستون ها:

همانطور که قبلا عنوان شد، انجمن بتن آمریکا توصیه می کند که قالب ستون برای کل فشار جانبی هیدرواستاتیک که در معادله (3-1) نشان داده شد طراحی شود. معمولا بتن ریزی ستون به سرعت انجام می شود. بنابر این h در رابطه P = wh معادل ارتفاع کل قالب ستون است. در اینجا هیچ مقدار خداکثر یا حداقلی برای فشار محاسبه شده از رابطه (3-1) وجود ندارد.

 

جدول 3-2 رابطه بین سرعت پرکردن قالب ستون با حداکثر فشار جانبی و درجه حرارت

حداکثر فشار جانبی (kg/m2) برای دماهای زیر

سرعت پر کردن قالب

(متر بر ساعت)

30oC

25oC

20oC

15oC

10oC

5oC

مقدار حداقل 2930 حاکم است

0/5

 

3173

3612

4243

1/0

3245

3538

3909

4393

5050

5997

1/5

4081

4472

4967

5612

6489

7752

2/0

4918

5407

6025

6832

7928

9506

2/5

5755

6341

7083

8051

9367

11260

3/0

6592

7276

8141

9271

10806

13015

3/5

7429

8211

9200

10490

12245

 

4/0

8245

9145

10258

11710

13684

4/5

9102

10080

11316

12929

 

5/0

9939

11014

12374

14149

5/5

10776

11949

13432

 

6/0

11613

12884

14491

6/5

12450

13818

 

7/0

13286

مقدار حداکثر 14650 حاکم است

7/5

13286

8/0

 

8/5

9/0

یادداشت جدول 3-2 :

1- فشار براساس وزن مخصوص 2400 کیلوگرم بر متر مکعب با اسلامپ 100 میلیمتر محاسبه شده است.

2- مرجع برای اطلاعات بیشتر درباره فشار بتن، دستور العمل کمیته 347، ACI 94 می باشد. [1]

قالب بتن ام پیکو دیوار امام علی

در شرایطی که بتن ریزی بصورت تدریجی انجام می شود و از بتنی با وزن مخصوص 2400 کیلوگرم بر متر مکعب که با استفاده از سیمان تیپ I بدون افزودنی و پوزولان، با حداکثر اسلامپ mm100 و با استفاده از ویبراتور داخلی معمولی در عمق های  Cm120 استفاده می شود، قالب ستون را می توان با استفاده از فشار جانبی حاصل از رابطه زیر طراحی نمود :

(2-3)   Pm =  734  + 80,000 R ÷ Tc + 17/8        برای تمام مقادیر    R

فشار محاسبه شده از رابطه (3-4) به مقدار حداکثر 14650 و حداقل 2930 کیلوگرم بر متر مربع محدود می باشد، اما در هیچ حالت نباید بیش از مقدار h 2400 در نظر گرفته شود. جدول 3-2 رابطه بین نرخ بتن ریزی در قالب، حداکثر فشار و دمای بتن را برای قالب ستون های بتنی با استفاده از رابطه (3-4) می دهد.

 تاثیر سرعت پر کردن قالب بر فشار بتن روی قالب ستون و دیوار :

روابط (3-2) تا (3-4) را می توان برای تعیین حداکثر فشار ایجاد شده در جداره قالب دیوار و ستون بکار برد، قالب هایی که ارتفاع کافی داشته باشند اجازه توسعه یافتن چنین فشاری را می دهند. بعنوان مثال، اگر قالب دیوار 2.5 متر ارتفاع داشته و با سرعت 2.5 متر بر ساعت توسط بتن با دمای 10oC پر شود، از جدول 3-1 مقدار فشار حداکثر معادل 7208 کیلوگم بر متر مربع برای آن بدست می آید. در حالیکه اگر وزن مخصوص بتن 2400 کیلوگرم بر متر مکعب باشد، حداکثر فشار نمی تواند از مقدار فشار هیدرو استاتیک 2.5X2400 = 6000 kg/m2 بیشتر شود.

رابطه (3-4) به مقدار حداکثر 14650 کیلوگرم و حداقل 2930 کیلوگرم بر متر مربع محدود می باشد، اما در هیچ حالتی نباید بیشتر از  h2400 در نظر گرفته شودکه در آنh  عمق بتن تازه ریخته شده از سطح بتن می باشد. بنابراین، حداکثر فشار در پای قالب ستونی به ارتفاع 2 متر صرف نظر از سرعت پر کردن قالب برابر 2X 2400 = 4800 kg/m2 می باشد. با این وجود، رابطه (3-4) برای سرعت بتن ریزی  m/hr2 در دمای 30oC مقدار 4081 کیلوگرم بر متر مربع را می دهد در حالیکه برای سرعت بتن ریزی 2 متر در ساعت در دمای 15oC این رابطه، فشار بتن را 5612 کیلوگرم بر متر مربع می دهد. بنابراین در حالت اول فشار طراحی 4081 و در حالت دوم 4800 کیلوگرم بر متر مربع می باشد. همانطور که قبلا عنوان شد ACI رابطه (3-1) را برای طراحی قالب بتن توصیه می کند.

شکل 3-1 رابطه بین سرعت پرکردن قالب، فشار حداکثر و دمای بتن را با استفاده از روابط (3-2)، (3-3) و (3-4) بصورت گرافیکی ارائه می دهد.

نمودار استاندارد فشار قالب ام پیکو

شکل 3-1 رابطه بین سرعت پرکردن قالب، فشار جانبی و دما با استفاده از روابط (3-2) تا (3-4)

یادداشت شکل 3-1 برگرفته از APA انجمن مهندسی چوب [2]

تاثیر ارتفاع قالب دیوار بر روی فشار ایجاد شده توسط بتن، در شکل 3-2 نشان داده شده است. شکل 3-2 (الف) گرادیان فشار بر روی قالب دیواری با ارتفاع H متر را ارائه می دهد. در این شکل حداقل ارتفاع مورد نیاز برای بوجود آمدن حداکثر فشار محاسبه شده برای سرعت بتن ریزی و دمای مشخص با `H نشان داده شده است که در این حالت گرادیان فشار با خط CD  مشخص شده است. با این حال، گرادیان فشار واقعی توسط خط AB نشان داده شده است که حداکثر مقدار واقعی آن H 2400 کیلوگرم بر متر مربع (برای بتنی که وزن مخصوص آن 2400 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد) است.

شکل های استاندارد فشار قالب بتن

شکل 3-2 فشار بتن بر روی قالب دیواره

شکل 3-2 (ب) ارائه دهنده گرادیان فشار برای قالب دیواره ای است که ارتفاع آن H، بیش از حداقل ارتفاع مورد نیاز برای ایجاد فشار ماکزیمم به ازای سرعت بتن ریزی و دمای مشخص است. بنابراین آن بخش از قالب دیوار که با خط OC مشخص شده است در معرض فشار حداکثر قرار می گیرد که توسط رابطه (3-2) محاسبه می شود. برای قسمتی از قالب که در بالای C قرار می گیرد، گرادیان فشار توسط خط AB نشان داده شده است.

قالب هایی که بصورت شکل 3-2 (الف) می باشند باید برای مقابله با گرادیان فشار AB و ترجیحا CD طراحی شوند. قالب های مشابه وضعیت 3-2 (ب) باید برای مقاومت در برابر گرادیان فشار AB و BD طراحی شوند.

اثر وزن مخصوص بتن بر روی فشار :

اطلاعاتی که در جداول و تصاویری که تاکنون ارائه شده درباره فشار بتن روی قالب آمده است بر این مبناست که بتن دارای وزن مخصوص 2400 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. اگر بتن مورد استفاده وزن مخصوص دیگری غیر از 2400 کیلوگرم بر متر مکعب داشته باشد.

باید فشارمحاسبه شده با استفاده از روابط قبل را توسط یک ضریب اصلاح، تصحیح نمود. بعنوان مثال اگر با استفاده از وزن مخصوص 2400 kg/m2 فشار 3000 کیلوگرم بر متر مربع بدست آمده است، بتن سبک با وزن مخصوص 1800 kg/m3 در همان شرایط باید فشاری معادل

2000 = 1800/2400    kg/m2 ایجاد کند. بطور مشابه اگر از بتنی با وزن مخصوص زیاد مثلا 4800 کیلوگرم بر متر مکعب استفاده شود، فشار حاصل تحت همان شرایط معادل 6000  = (2400\4800) خواهد بود.kg/m2

رابطه (3-5) را میتوان برای تعیین حداکثر فشار ایجاد شده توسط بتن هایی که وزن مخصوص آنها 2400 kg/m3  نیست بکار برد.

(5-3)                                                                           P`m = [D`/2400] X Pm

که در آن :

P`m = حداکثر فشار اصلاح شده، کیلوگرم بر متر مربع

`D  = وزن مخصوص بتن، کیلوگرم بر متر مکعب

Pm   حداکثر فشار ایجاد شده توسط بتن با وزن مخصوص 2400 کیلوگرم بر متر مکعب، وقتی بتن ریزی در شرایط مشابه انجام شود;  کیلوگرم بر متر مربع

 

بارهای قائم وارد بر قالب :

علاوه بر بارهای افقی، بارهای قائم نیز بر قالب اثر می کنند. بارهای قائم در اثر وزن بتن تازه، آرماتورها، وزن قالب و تجهیزات قالب بندی، وزن ابزار و تجهیزات و وزن کارگران ایجاد می شود. برای سازه های چند طبقه، طراحی قالب باید با در نظر گرفتن بارهای که از تمام طبقات بالاتر وارد می شود انجام شود.

وزن مخصوص بتن برای بشتر سازه ها حدود 2300 تا 2400 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. با این وجود، وزن مخصوص بتن می تواند از 800 Kg/m3 در بتن های سبک تا 6400 Kg/m3 در بتن های سنگین باشد. بار ثقلی قالب باید با احتساب بارهای متنمرکز قائم، بارهای گسترده یکنواخت ثقلی وفشارهای قائم وارد بر سطح همانطور که در پاراگرافهای بعدی توصیف شده است در نظر گرفته شود.

برای سقفی که دارای تکیه گاه هایی در فواصل 6 متری در هر دو جهت می باشد که باید وزن دال به ضخامت 15 سانتیمتر از بتنی به وزن مخصوص 2400 کیلوگرم بر متر مکعب را تحمل کند، بار قائم متمرکز که بر تکیه گاه ها در اثر بار مرده بتن وارد می شود، عبارت است از :

 

Wc = 2400 X (6 X 6) X (0/15) = 12,960 kg

 

برای تیر یکسره بتنی به عرض 40 و ارتفاع 60 سانتیمتر که از بتن با وزن مخصوص 2400 کیلوگرم بر متر مربع ساخته می شود، بار قائم یکنواختی که بر هر متر طول قالب زیر تیر وارد می شود برابر است با :

 

Wc = 2400 X ( 0/4 X 0/6) = 576 kg/m

 

برای دال 15 سانتیمتری از بتن با وزن مخصوص  kg/m32400، فشار بار مرده بتن روی قالب دال بصورت زیر قابل محاسبه است :

 

Pv = 2400 X 0/15 = 360 kg/m2

 

علاوه بر وزن بتن، وزن قالب بندی، ابزار و آرماتورها  نیز باید جزو بارهای قائم که بر قالب اثر می کند در نظر گرفته شود. مجموع وزن بتن، فولاد و قالب، بار مرده سیستم قالب بندی را تشکیل می دهد. علاوه بر بارهای مرده، بارهای زنده نیز بر قالب اثر می کند. بارهای زنده شامل وزن کارگران، ابزار، تجهیزات و مصالح انبار شده بر روی قالب می باشد. در گذشته، از دامپر موتوری برای حمل بتن و بتن ریزی دال استفاده می شد. این ماشین بار زنده قابل ملاحظه ای به قالب دال اعمال می کند چرا که وزن آن در حالت پر بیش از 1500 کیلوگرم می باشد. امروزه، استفاده از تکنیک پمپاژ بتن جایگزین دامپرموتوری شده است، که از آن به عنوان یک روش صنعتی متداول برای بتن ریزی و پخش بتن استفاده می شود. در چنین شرایطی کمیته ACI 347 توصیه می کند حداقل 250 کیلوگرم بر مترمربع بار زنده برای کارگران، ابزار و تجهیزات لحاظ شود. در شرایطی که از دامپر موتوری بر روی قالب استفاده می شود، بار زنده بیش از 375 کیلوگرم بر مترمربع می باشد. کمیته ACI 347 توصیه می کند مجموع بار مرده و زنده حداقل 500 کیلوگرم بر متر مربع در نظر گرفته شود و در شرایطی که از دامپر استفاده می شود، دست کم 600 کیلوگرم بر متر مربع در نظر گرفته شود.

بنابراین، قالب دال های بتنی باید بار کارگران و تجهیزات (بار زنده) به علاوه وزن بتن تازه ریخته شده (بار مرده) را تحمل کند. برای بتن با وزن مخصوص معمولی ( 2400 کیلوگرم بر متر مکعب) وزن بتن تازه باری معادل 120 کیلوگرم بر متر مربع به ازای هر 5 سانتیمتر ضخامت بر قالب اعمال می کند. جدول 3-3 حداقل بارهای طراحی را در شرایطی که از دامپرموتوری و دستی برای بتن ریزی استفاده می شود ارائه میدهد. این بارها در برگیرنده وزن بتن، دامپر و کارگران می باشد.

 

بتن ریزی و متراکم نمودن بتن تازه :

بتن می تواند از جام جرثقیل در قالب ریخته شود یا به داخل آن پمپ شود. اگر بتن به داخل قالب پمپ شود کمیته ACI 347-94 توصیه می کند قالب برای تمام فشار هیدرواستاتک بعلاوه حداقل 25% افزایش بابت فشار پمپ طراحی شود. در بعضی شرایط ممکن است فشار وارد بر قالب از فشار پمپ بیشتر باشد.

وقتی از لرزاننده سطحی استفاده می شود یا از بتن با جمع شدگی کنترل شده یا از بتن با سیمان منبسط شونده استفاده می شود باید احتیاط کرد، چون فشار روی قالب ممکن است بیش از فشار هیدرواستاتیک باشد. همچنین وقتی از لرزاننده داخلی بتن تازه استفاده می شود باید احتیاط نمود. اگر بتن بیش از مدت پیش بینی شده حالت نیمه مایع خود را حفظ کند یا لرزاندن قالب ها بیش از حد انجام شود، روش مترراکم نمودن ممکن است منجر به فروپاشی قالب بندی شود.

جدول 3-3 فشارهای قائم طراحی برای قالب دال

بار طراحی (کیلوگرم بر متر مربع)

ضخامت دال

(Cm)

در صورت استفاده از دامپر موتوری

در صورت استفاده از دامپر دستی

625

500

10

750

625

15

875

750

20

1000

875

25

1125

1000

30

1250

1125

35

یادداشت جدول 3-3 :

1- مقادیر فشارها بر مبنای بتن با وزن مخصوص 2400 کیلوگرم، بر متر مکعب می باشد.

2- مقدار بار زنده در حالت استفاده از دامپر دستی 250 کیلوگرم بر متر مربع منظور شده است.

3- مقدار بار زنده در حالت استفاده از دامپر موتوری 375 کیلوگرم بر متر مربع می باشد.

مرجع :

کتاب قالب بندی سازه های بتنی



نظرات

    ارسال نظر
    • - نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
    • - لطفا دیدگاهتان تا حد امکان مربوط به مطلب باشد.
    • - لطفا فارسی بنویسید.
    • - نظرات شما بعد از تایید مدیریت منتشر خواهد شد.
    (بعد از تائید مدیر منتشر خواهد شد)