بتن آرمه

بتن آرمه یا بتن مسلح شده ترکیب بتن با میلگردهای تقویتی است. متریال ساخت بتن، سیمان، شن و ماسه و آب است که به نسبت‌های متفاوتی باهم ترکیب می‌شوند تا بتن بدست آید. بتن به تنهایی نیروهای فشاری را خوب تحمل می‌کند اما برای استحکام بخشیدن به سازه‌ی ساختمان، به متریالی جهت بالا بردن مقاومت کششی نیز نیاز است، بتن آرمه اینکار را برای ما انجام می‌دهد. اگر یک ساختمان نیمه‌کاره که سازه‌ی بتنی داشته باشد را از بیرون مشاهده کنید ستون‌هایی را خواهید دید که از آنها یک شبکه میلگرد بیرون زده و از آنجایی که پروژه نیمه کاره بوده پایین آن با بتن پوشیده شده است.

آموزش بتن آرمه 1

یکی از رایج‌ترین سازه‌هایی که در  ساخت ساختمان استفاده می‌شود سازه های بتنی است. آموزش بتن آرمه1 و بتن آرمه 2 جز دروس پایه رشته‌ی مهندسی عمران هستند. اگر تسلط کافی بر این دروس و دروس سازه‌های فولادی 1 و 2 داشته باشید توانایی طراحی اکثر سازه‌ها را پیدا خواهید کرد. این درس در مقطع کارشناسی تدریس می‌گردد. از سرفصل‌های این درس می‌توانیم به موارد زیر اشاره نماییم:

1. مفاهیم اولیه بتن آرمه شامل تعاریف اولیه، مزایا و معایب بتن آرمه، خواص مکانیکی، رسم نمودار تنش-کرنش و تفسیر آن، تعاریف خیز و تغییر شکلدر بتن، معرفی آرماتورها و کامپوزیت‌ها، روش‌های طراحی و ترکیبات بارگذاری، معرفی روش طرح مقاومت و غیره.

آنالیز و طراحی خمشی تیر بتن آرمه، که شامل نیروهای داخلی و تنش در مقاطع تحت خمش، طراحی الاستیک، الاستوپلاستیک، تنش مجاز، معادلسازی بلوک فشاری تنش، تعیین رفتار مستطیلی یا T شکل برای تیر T شکل و تعیین مقاومت خمشی تیر T شکل در حالت کم فولاد و پرفولاد و غیره .

2. طراحی برشی تیر بتن آرمه که شامل توزیع تنش برشی در مقطع تحت اثر نیروی برشی، معرفی انواع فولاد برشی، لزوم بکارگیری فولاد برشی، طراحی فولاد برشی مورد نیاز و غیره .

3. طراحی تیر تحت اثر پیچش، شامل پیچش تعادلی و پیچش همسازی، توزیع تنش در مقطع تحت پیچش، طراحی پیچشی و تعیین فولاد عرضی و طولی مورد نیاز، ترکیب برش و پیچش، محدودیت های آیین نامه ای مقدار حداقل و حداکثر فولاد پیچشی و حداکثر فاصله فولادهای طولی و قائم و غیره.

4. طراحی اعضای تحت فشار (ستون)، که شامل محدودیت‌های آیین نامه‌ای مقدار فولادها طولی و عرضی و فواصل آن‌ها درستون، تعیین نحوه قرارگیری تنگ‌ها و سنجاقی‌ها در ستون، دورپیچ‌ها و ضوابط آیین نامه‌ای و رسم نمودار اندرکنش ظرفیت فشار محوری-ظرفیت خمشی، ظرفیت باربری ستون در حالت فولادگذاری در دو وجه موازی محور خمشی در حالت شکست کششی و فشاری و غیره .

موارد فوق، سرفصل‌های بتن آرمه1 هستند که در مقطع کارشناسی رشته‌ی مهندسی عمران تدریس می‌گردد.

مزایای بتن آرمه

بتن معمولی دارای مقاومت کششی و شکل پذیری نسبتاً کم است. در بسیاری از موارد باید این بتن تقویت گردد. بتن مسلح یا همان بتن آرمه برای مقاومت در برابر تنش‌هایی طراحی شده است که باعث می‌شود بتن که به درستی تقویت نشده است ترک بخورد، خرد شود یا به طور کلی از بین برود. بتن مسلح که اغلب برای ساخت و ساز در مقیاس بزرگ مانند پل‌ها و ساخت اجزای سازه‌ای پیش‌ساخته استفاده می‌شود، یک متریال بسیار همه کاره است و می‌تواند جایگزین مخلوط آماده معمولی در فونداسیون‌ها، قاب‌ها، دال‌ها، تیرها، ستون‌ها و دیوارها شود. از مزایای بتن آرمه می‌توانیم به مواردی که در ادامه آمده‌اند اشاره کنیم:

قدرت کششی

بتن مسلح در کشش و همچنین فشار مقاومت بسیار خوبی دارد. این امر بتن را به یکی از مصالح ساختمانی مطلوب تبدیل می‌کند.

اقتصادی

اجزای بتن به طور گسترده در سراسر جهان و به صورت ارزان در دسترس هستند. بتن آرمه هم به همین منظور هزینه تولید بسیار پایینی دارد. استفاده از بتن مسلح مقرون به صرفه بوده زیرا هزینه نگهداری آن به دلیل ماهیت طولانی مدت بتن مسلح پایین است.

دوام بتن آرمه، انعطاف‌پذیری، نیازهای نگهداری کم و کارایی انرژی، سازه‌های بتنی هزینه‌های عملیاتی مربوط به مصرف انرژی عملیاتی، تعمیر و نگهداری و بازسازی پس از بلایا و یا خسارات را کاهش می‌دهد.

تطبیق پذیری

بتن را می‌توان به شکل‌های مختلف درب یا قالب بندی قرار داد تا اشکال، فرم، سطح، بافت و اندازه های دلخواه را در محل ساخت و ساز ایجاد کند. این به این دلیل است که بتن تازه روان بوده و در حالت مایع قرار دارد، بنابراین برای نیازهای ساخت و ساز مناسب‌تر است.

دوام

سازه‌های بتن مسلح در صورتی که به درستی طراحی و اجرا شوند بادوام هستند. این مواد تحت تأثیر آب و هوا مانند بارندگی و برف قرار نمی‌گیرند و می توانند تا 100 سال دوام بیاورند. به دلیل نفوذپذیری کم، بتن می‌تواند در برابر مواد شیمیایی محلول در آب مانند سولفات‌ها، کلرید و دی‌اکسید‌کربن که ممکن است باعث خوردگی در بتن شود، بدون تخریب جدی مقاومت کند.

به همین دلیل است که بتن مسلح برای کاربردهایی مانند سازه‌های ساختمانی، خطوط لوله، سدها، کانال‌ها، پوشش‌ها و سازه‌های اسکله ایده‌آل است.

مقاومت در برابر آتش

طبیعت بتن، اجازه آتش گرفتن یا سوختن به آن را نمی‌دهد. بتن می‌تواند 2 تا 6 ساعت گرما را تحمل کرده و زمان کافی را برای عملیات نجات در صورت آتش‌سوزی فراهم کند. ساختمان‌های بتن آرمه نسبت به سایر مصالح ساختمانی معمولی مانند فولاد و چوب در برابر آتش مقاوم‌تر هستند. 

شکل پذیری

آرماتورهای فولادی شکل پذیری را به سازه‌های بتن مسلح می‌بخشد. شکل‌پذیری بتن را قادر می‌سازد تا در صورت بارگذاری بیش از حد اعضای بتن آرمه، علائمی از پریشانی مانند ترک‌خوردن و انحراف را نشان دهد. این امر مهندسان را قادر می‌سازد تا اقدامات مناسبی را برای جلوگیری از آسیب بیشتر بتن در نظر بگیرند.

مقاومت لرزه‌ای

سازه‌های بتن آرمه با طراحی مناسب در برابر زلزله بسیار مقاوم هستند.

سهولت نصب

در مقایسه با استفاده از فولاد در سازه، بتن مسلح به نیروی کار ماهر کمتری برای نصب سازه نیاز دارد.

قابلیت مصرف و بازیافت زباله

چندین ضایعات صنعتی و محصولات جانبی مانند خاکستر بادی، شیشه زباله و حتی تایرهای وسایل نقلیه زمینی می‌توانند به عنوان جایگزینی برای سیمان یا سنگدانه یا مواد تکمیلی بازیافت شوند. در نتیجه تولید بتن اثرات زیست محیطی ناشی از ضایعات صنعتی را کاهش می‌دهد و ویژگی‌های بتن را بهبود می‌بخشد و در نتیجه کیفیت سازه به خطر نمی‌افتد.

بتن را می‌توان به عنوان سنگدانه برای استفاده به عنوان مواد زیربنایی در بستر جاده‌ها و پارکینگ‌ها، برای دیوارهای گابیونی، به عنوان چاک انداز برای محافظت از خطوط ساحلی یا در کاربردهای دیگر یا به عنوان مواد دانه‌ای بازیافت کرد، در نتیجه میزان مواد دفن شده و نیاز به مصالح بکر در ساخت و ساز جدید است.

برنامه چند حالته

یکی از مزیت‌های مهم بتن، قابلیت استفاده از آن در روش‌های کاربردی مختلف است. بتن با دست اعمال، ریخته، پمپاژ و دوغاب می‌شود و همچنین برای کاربردهای پیشرفته مانند شاتکریت و تونل استفاده می‌گردد.

موارد استفاده از بتن آرمه

از مهم‌ترین موارد استفاده از بتن آرمه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ساختمان‌ها
• پل‌ها
• پل‌های هوایی
• مخازن آب
• جاده‌ها
• سازه‌های شناور
• پایه‌ها
• سازه‌های دریایی
• لوله‌ها
• کارهای پیش‌ساخته
• دودکش‌ها و برج‌ها
• دیوارهای نگهدارنده
• سنگرها و سیلوها

کلام آخر

ما در این بخش به عنوان مکمل دوره آموزش بتن آرمه ١ سعی کردیم شما را با درس بتن آرمه و سرفصل‌های آن آشنا نماییم. با توجه به کاربردهایی که بتن آرمه در صنعت ساخت و ساز امروزی دارد و با توجه به مزایای استفاده از آن امیدواریم اهمیت یادگیری این درس را به زبان ساده بیان نموده باشیم.

اگر به فکر یادگیری اصولی مفاهیم بتن آرمه هستید هم اکنون می‌توانید با ثبت‌ نام در دوره آموزش بتن آرمه ١، اولین و مهم‌ترین قدم خود را در این راستا بردارید.