مقاله نگاهی مکانیکی به پدیده خوردگی در پایههای بتنی چهارگوش خطوط انتقال نیرو

word قابل ویرایش
10 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

نگاهی مکانیکی به پدیده خوردگی در پایههای بتنی چهارگوش خطوط انتقال نیرو

چکیده:

مقالاتی که تا کنون در مورد خوردگی در پایههای بتنی خطوط انتقال نیرو به رشته تحریر درآمده است، بطور مجرد به جنبه شیمیائی موضوع پرداخته شد و بیشتر به یادآوری چگونگی فعل و انفعالات و واکنشها و عوامل مؤثر در آن پرداخته اند. در این مقاله موضوع، با نگرشی کاملاً متفاوت مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیری و نشان داده میشود که آنچه سبب اصلی آغاز ترک و تخریب و متلاشی شدن بتن میگردد جنبه مکانیکی داشته و به رفتار سازه در مقابل نیروهای وارده بستگی دارد و عوامل شیمیائی در ادامه و تشدید آن مؤثر میباشند.

شرح مقاله یکی از معایب پایههای بتنی و چهار گوش، خرد و شکسته شدن بتن پوششی فولاد است که منجر به زنگ زدگی میلگردها شده

و چه بسا موجبات واژگونی پایههای را فراهم میآورد و چنانچه بتوان به علل بروز آن و عوامل مؤثر به ایجاد این پدیده دست یافت، قطعاً با تمهیدات فنی که در طراحی بکار گرفته میشود میتوان این نقیصه را در پایههای بتنی مرتفع نمود.

برای دستیابی به عوامل مکانیکی که در پدیده خوردگی پایههای بتنی دخالت دارند، توجه به موارد زیر میتواند بسیار مفید و مؤثر باشد ولی قبل از طرح آنها معانی چند واژه کلیدی که در این مقاله مورد استفاده قرار میگیرد مطرح میشود:

(تیره های طره) Cantiliver Beams، (تردی و شکنندگی) Brittleness، (پیوستگی) Bond، (خستگی) Fatigue، (شکل پذیری) Ductility، (ترک) Crack، (خوردگی) Corrosiveness، (طاقت) Tughness، (شکافتن) Split، (خرابی پیشرونده) Progressive

ـ توجه به این مطلب ساده استاتیکی که، پایههای بتنی خطوط برق تحت تأثیر بار باد با مکانیزم تیرهای طره عمل مینمایند و حداکثر لنگر مقاوم در ابتدای پایه ایجاد میگردد و بصورت خطی کاهش یافته بطوری که در انتهای تیر و محل اعمال بار به صفر میرسد. (شکل (۱

ـ ایجاد شکست در قسمت یقه پایه ها (تقریباً تا ارتفاع ۱/۵ متری از روی پی)، بطوریکه در بعضی از مناطق پس از خورد شدن بتن و ظاهر شدن میلگردها، جهت جلوگیری از سقوط پایه، حدود ۲ درصد پایههای شبکه فشار ضعیف مازندران را در
بشکههای فلزی و توخالی و در ابتدای پایه و در زمین، بطوریکه پایه ها را در میان گرفته باشد نصب و داخل آن را با بتن پرنمودند. [۱]

ـ عدم تماس پایه ها در قسمت خورده شده با خاک و همچنین استفاده از آب آشامیدنی در کارگاههای تیرسازی که نقش تعیین کننده و اصلی عوامل شیمیایی را در پدیده خوردگی منتفی می نماید.

ـ عدم گزارش از مشاهدات خوردگی در پایههای پیش فشرده گرد.

ـ مشاهده شدت بیشتر خوردگی در پایههای بتنی چهارگوش با شرایط سیمکشی دومداره.

(شکل (۱

۱ـ عوامل موثر در ایجاد و گسترش شکست و خرابی در سازههای بتنی:

۱ـ۱ـ شکل پذیری:

عامل شکلپذیری نوعی ظرفیت ذخیره و استعداد جذب انرژی است که لازمه آن قابلیت تغییر شکلهای بزرگ در سازه است بدون آنکه خرابی بوجود آید.

اصولاً سازههای بتنی در کشش و برش ضعیفند و باید این عیب را با فولاد گذاری جبران کرد، ضمناً بتن در تحمل فشار، که نقش اصلی آن است، مصالحی ترد و شکننده و فاقد قابلیت تغییر شکل بزرگ است بنابراین اگر میدانهای تنش در سازه بدرستی پیش بینی و مصلح نشده باشند و یا شکنندگی مصالح با روشهای فولاد گذاری مخصوص و دور پیچی ترمیم نشده باشند، سازه بتنی شکل پذیر نخواهد بود.

در بار گذاری حاصل از باد بصورت متناوب معکوس (با تکرار از کشش به فشار و برعکس) در منطقه غیر الاستیک، تغییرات بزرگی را در طرز مقاومت و ارتباط لنگر ـ انحنا و در مقاومت برشی قطعات بوجود میآورد. مثلاً وقتی که تیری زیر اثر لنگر مثبت کاملاً به منطقه غیر الاستیک میرسد و فولاد کششی تغییر شکل غیر الاستیک پیدا میکند و ترکهائی در مقطع در منطقه کششی بوجود میآید، با معکوس شدن جهت لنگر و به تبع آن انحنا، ترکهای موجود در منطقه فشاری جدید کاملاً بسته نخواهد شد. چون فولاد آنجا در کشش تغییر شکل ماندگار پیدا کرده است. اگر لنگر در جهت منفی نیز مقطع تیر را به جاری شدن و ترک خوردن برساند، پس از یک سیکل کامل، ترکهای باز در تمام ارتفاع مقطع بوجود آمده است و سختی خمشی به مقدار زیادی منحصر به عمل فولاد خواهد شد.

شکل (۴) تیر کنسول بتن آرمهای را نشان میدهد که تحت اثر بار منفردی در انتها، به مرحله انحنای نهایی و لنگر نهایی در مقطع بحرانی خود رسیده است. (۳)

منطقه پلاستیک، در مقاطع نزدیک تکیه گاه در طولی است که لنگر وارد از لنگر نظیر جاری شدن تیر بزرگتر است و دورانهای زاویهای بزرگ در مقاطع بیشتر در این منطقه متمرکز است. فرض کنیم که منحنی تغییرات خمیدگی یا دورانهای زاویهای را بشکل ایدهآل در آوریم و آن را به دو منطقه متمایز الاستیک و غیر الاستیک تقسیم کنیم. و نمودار تغییرات آن در طول تیر مطابق شکل (ج ـ (۲ باشد که در آن طول (lp)، منطقه دورانهای غیر الاستیک را نشان میدهد که همان منطقه مفصل پلاستیک است.

۱ـ۲ـ تنشهای متغیر و متناوب و خستگی:

پایه بتنی تحت تأثیر بارهای متناوب و دائمی ناشی از باد که از طریق سیم به آن وارد میگردد. تحت اثر تنشهای متغیر و متناوب قرار میگیرد. آزمایش نشان میدهد که مصالح ساختمانی تحت تأثیر چنین بارگذاری زودتر از بارگذاری استاتیکی خرابی نشان میدهند و تنشهایی خیلی کمتر از حد گسیختگی و گاهی کمتر از حد ارتجاعی مصالح قادر است خرابی در مصالح بوجود آورد.

این پدیده کم شدن مقاومت تحت تأثیر نیروهای تکراری و متناوب را خستگی مینامند امروزه ثابت شده است که ساختمان مصالح تحت اثر تنشهای متناوب تغییر نمینماید وضعیف شده مصالح تحت اثر اینگونه تنشها فقط یک پدیده موضعی است، یعنی با تشکیل شدن یک ترک خیلی ریزذرهبینی در محل تمرکز تنش، تناوب تنشها باعث میشود که سطوح ترک و لغزش بسط پیدا کند و پس از تعداد معینی از سیکل تناوب گسیختگی، خرابی پیش رونده بوجود میآید. (۴) در این مرحله عوامل شیمیائی بویژه نفوذ آب و زنگزدگی فولاد پدید میآید. ضمناً در شرایط یکسان، پایهها در خطوط دو مدره، بعلت افزایش شدت بارهای متناوب ناشی از باد بیشتر از خطوط تک مداره، پدیده خرابی پیش رونده ظاهر میگردد.

۱ـ۳ـ طاقت:

مصالح بتنی از طاقت کمی برخوردارند چرا که بدون گسیختگی قادر به جذب انرژی زیادی نیستند. به عبارت دیگر طاقت خاصیتی است که از توأم شدن دو خاصیت مقاومت خوب و شکل پذیری خوب (مقاومت خوب و خمش پذیری خوب) بوجود میآید و مبین این خاصیت، قابلیت جذب تکان و ضربه است بدون اینکه خرابی و گسیختگی در مصالح اتفاق افتد مصالح ترد و شکننده از جمله بتن دارای طاقت کمیاند زیرا تغییر شکل پلاستیک آنها قبل از گسیختگی کوچک است.

۱ـ۴ـ تردی و شکنندگی:

بتن از انواع مصالح ترد و شکننده بشمار میآید و بر خلاف مصالح شکل پذیر فقط میتواند تغییر شکل خیلی کم را قبل از شکستن تحمل نماید ولی از آنجائیکه پایههای بتنی با مقطعی کوچک ولی به صورت مساح ساخته میشوند بعلت وجود فولاد، خاصیت شکلپذیری آن افزایش مییابد. و خرابی آن تدریجی است و اگر فولاد در مقطع، به مقدار حداقل مجازی باشد. که آئین نامههای محاسباتی تعیین مینمایند خطر خرابی ناگهانی در پایه ها خیلی کم خواهد شد و قبل از خرابی، در اثر پوسته شدن غشا بتنی روی فولاد، خرابی خود را خبر می دهد و بعدا نیز، پس از اینکه بعضی از قسمتها جاری و یا خرد شد، بعلت شکل پذیری فولاد وضع جدیدی از تعادل به خود می گیرد و خرابی ناگهانی همراه با واژگونی و بصورت حادثه کمتر اتفاق می افتد.

پس از بررسی عوامل تشدید کننده تنش و مؤثر در ایجاد و گسترش خرابی، پیوستگی، پیوستگی خمشی و مکانیزم شکست پیوستگی را در مورد بررسی قرار دهیم.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 10 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد