call_end 021-22638713

آزمایش خمش برای محاسبه مقاومت خمشی بتن برای طراحی اعضای سازه ای چگونه صورت می گیرد؟

  • در دسته :بلاگ
  • بازدید87
  • منتشر شده در : 17 تیر 1397

سازه های تحت تاثیر بار با سه نوع تنش فشاری ، کششی و برشی مواجه می شوند که رفتار هر مصالح در قبال این نوع تنش ها متفاوت است.

بتن ها در برابر تنش های فشاری بسیار مقاوم می باشند در حالی که همین مصالح در قبال تنش های کششی عملکرد ضعیف تری دارند. اعضای بتنی که تحت تاثیر تنش های کششی قرار میگیرند نیازمند تقویت شدن و افزایش مقاومت می باشند. قراردادن آرماتور و تشکیل بتن مسلح یکی از راه ها افزایش مقاومت عضو در برابر تنش های کششی می باشد. در طراحی پل ها، یا اعضای سازه ای مانند تیرها یا کف طبقات که دارای دهانه های زیاد می باشند برای تقویت بتن در برابر کشش، علاوه بر استفاده از میلگرد، آن را به حالت پیش تنیده قرار می دهند تا میزان مقاومت عضو سازه ای افزایش پیدا کند.

در فیلم زیر می توانید تاثیر وجود آرماتور در مقاومت خمشی بتن و نوع شکست تیر بتنی، تیر بتن مسلح و تیر بتن پیش تنیده را تحت اثر بار فشاری متمرکز مشاهده نمائید:

 

 

فیلم فوق در واقع میزان مقاومت بتن (در حالت های مختلف) در برابر خمش را اندازه گیری کرده است که در ادامه به معرفی کامل این آزمایش می پردازیم.

 

هدف و دامنه کاربرد آزمایش مقاومت خمشی:

این آزمایش به محاسبه مقاومت خمشی بتن تحت با استفاده از تیر ساده تحت بارگذاری در نقاط یک سوم می پردازد. در واقع ما به کمک این آزمایش به صورت غیر مستقیم مقاومت کششی بتن را بدست می آوریم که قبلا روش محاسبه مقاومت کششی بتن به روش دو­نیم کردن (برزیلی) را به شما معرفی کردیم.

وسایل آزمایش خمش بتن:

1- دستگاه آزمون:

  • باید مطابق با الزامات بخش های مربوط به تایید، اصلاحات و فاصله زمانی بین تائیدها در استاندارد ASTM E4 باشد.
  • دستگاه باید قادر به اعمال بار با سرعت یکنواخت و بدون شوک یا قطع شدن باشد.
  • دستگاه آزمون دستی با پمپ هایی که اعمال بار پیوسته تا گسیختگی آزمونه را در یک ضربه فراهم نمی کند، مجاز نیست.

دستگاه آزمایش خمش تیر بتنی

2- وسیله بارگذاری:

  • شامل بلوک های اتکایی که به صورت عمودی و بدون خروج از مرکزیت بار را بر بر سطح آزمونه اعمال نمایند.
  • دستگاه باید قادر باشد که طول دهانه مشخص شده و فواصل بین بلوک تکیه گاه ها و بلوک­های اعمال بار را در گستره 1+- میلی­مترحفظ کند.

بلوک اعمال بار در آزمایش مقاومت خمش بتن

آزمونه:

  • دهانه نمونه آزمایش باید حداقل 3 برابر ارتفاع تیر مورد آزمایش باشد.
  • تمامی سطوح باید صاف و عاری از شکاف، فرورفتگی، حفره یا علامت شناسائی حکاکی شده باشد.

تیر بتنی برای آزمایش خمش

مراحل انجام آزمایش خمش بتن چیست؟

  1. آزمونه عمل آوری شده در رطوبت بلافاصله پس از برداشت از محفظه رطوبت، باید مورد آزمایش خمشی قرار بگیرد.
  2. عرض و ارتفاع آزمونه را پیش از انجام آزمون اندازه گیری کنید.
  3. نمونه آزمايشي بايد طوري زير دستگاه قرار گيرد كه سطح فوقاني آن (كه با قالب تماس نداشته است) در يك پهلو قرار بگيرد و با نقاط بار گذاري تماس مستقيم نداشته باشد.
  4. چنانچه سطح نمونه كه زير تيغه هاي بارگذاري است ناصاف باشد بايد قبل از آزمايش آنرا صاف كرد تا تيغه ها در تمام سطح با بتن در تماس باشند.
  5. آزمونه را به صورت پیوسته و بدون اعمال شوک بارگذاری کنید.
  6. بارگذاری باید با یک سرعت ثابت تا نقطه شکست، اعمال شود به که حداکثر تنش روی وجه کششی با سرعتی حدود  MPa/min(0.9 تا 1.2)  افزایش یابد.
  7. سرعت بارگذاری از فرمول زیر بدست می آید:

فرمول سرعت بارگذاری

  1. پس از آزمون اندازه گیری ها را در سرتاسر ابعاد یکی از قطعات شکسته ثبت کنید.
  2. برای هر یک از ابعاد یک اندازه گیری در هر لبه و یکی در مرکز سطح مقطع، ثبت کنید.
  3. برای تعیین متوسط عرض و ارتفاع از سه اندازه گیری برای هر راستا استفاده کنید.
  4. تمام اندازه گیری ها را با دقت 1میلی­متر ثبت نمائید.
  5. برای محاسبه مدول گسیختگی سه حالت زیر پیش می آید:

الف - در صورتی که شکستگی در سطح کششی در یک سوم میانی طول دهانه رخ دهد، مدول گسیختگی را از فرمول زیر محاسبه کنید:

فرمول مدول گسیختگی - مقاومت خمشی بتن

ب - در صورتی که شکستگی در سطح کششی بیرون از یک سوم میانی طول دهانه رخ دهد، به طوری فاصله آن تا نقطه بارگذاری از 5% طول دهانه بیشتر نباشد، مدول گسیختگی را از فرمول زیر محاسبه کنید:

فرمول مدول گسیختگی - مقاومت خمشی بتن

ج - در صورتی که شکستگی در سطح کششی بیرون از یک سوم میانی طول دهانه رخ دهد، به طوری فاصله آن تا نقطه بارگذاری بیش از 5% طول دهانه بیشتر باشد، نتایج آزمون مورد قبول نیست.

در گزارش آزمایش خمش بتن چه نکاتی باید ذکر گردد؟

  1. شماره نمونه
  2. عرض متوسط مقطع گسيخته شده نمونه با تقريب ميلي متر. (b)
  3. ارتفاع متوسط مقطع گسيخته شده نمونه با تقريب ميلي متر. (d)
  4. طول دهانه نمونه برحسب سانتي متر. (L)
  5. حداكثر بار وارده بوسيله ماشين برحسب كيلو گرم. (P)
  6. مقاومت خمشي نمونه برحسب مگاپاسکال
  7. معايب نمونه
  8. سن نمونه

شما می توانید از طریق لینک های زیر با آزمایش های مختلف بتن و نحوه انجام آنها آشنا شوید:

آزمایش کشش بتن

آزمایش اسلامپ بتن

نظر خود را بنویسید

برنده نهمین جشنواره وب و موبایل ایران در سال 1395 به انتخاب داوران