بارگذاری و فشار بتن

بارهایی که ضروری است در طراحی قالب،( بار گذاری و فشار بتن) ، مورد توجه قرار گیرند، عبارتند از:

۱)بار زنده

۲)بار مرده

۳)وزن بتن و آرماتور

۴)فشار جانبی بتن

موقع بار گذاری و فشار بتن باید کاملا دقیق عمل شود و از نیروهای ماهر و خبره استفاده شود.

بار زنده

در قالب های افقی، مثل قالب دال، در حین بتن ریزی وزن گروه و تجهیزات بتن ریزی بر روی قالب اعمال می شود.

حداقل بار زنده طبق توصیه ACI  معادل ۲۵۰ کیلوگرم برمتر مربع (۲/۵ کیلو نیوتن بر متر مربع) است.

در صورت استفاده از تجهیزات موتوری سنگین تر،این وزن تا ۳۵۰ کیلوگرم بر متر مربع قابل افزایش می باشد(۳/۵ کیلو نیوتن بر متر مربع).

مجموع بارهای مرده و زنده نباید کمتر از ۵۰۰ کیلوگرم بر متر مربع فرض گردد.(۵ کیلو نیوتن بر متر مربع).

بار مرده

بار مرده وزن قالب می باشدکه ضروری است قبل از طراحی تخمین مناسبی از آن توسط طراح به عمل آید.

وزن قالب با تمام متعلقات بر حسب اینکه جنس آن از چوب یا فولاد باشد.

وزن آن بین ۲۰ تا ۱۰۰ kg برمتر مربع متغیر می باشد(۰/۲ تا۱ کیلو نیوتن بر متر مربع)

وزن بتن

در قالب های افقی(قالب دال) وزن بتن تازه از بارهای اساسی در طراحی است.

بر حسب ضخامت دال، وزن بتن مانند آرماتورها بر حسب وزن مخصوص بتن محاسبه می شود.

وزن مخصوص بتن مسلح [math]2500{{kg/m}^{3}}[/math] معادل [math]25{{kN/m}^{3}}[/math] توصیه می گردد.

فشار جانبی بتن

در طراحی قالب های قائم مثل قالب دیوار یا ستون،فشار جانبی بتن بار اصلی در هنگام طراحی می باشد.

بتن تازه و خمیری همانند مایعی با وزن مخصوص ۲/۴ تن بر متر مکعب رفتارمی نماید

در نتیجه فشار جانبی آن در عمق y از تراز آزاد بتن، برابر ۲۴y کیلو نیوتن بر متر مربع می باشد.

عمق y بر حسب متر و از تراز فوقانی بتن به سمت پایین اندازه گیری می شود.

دو عامل مهم که فشار هیدرواستاتیک فوق را تحت تاثیر قرار می دهد :

1. سرعت بتن ریزی (برحسب مترعمق بر ساعت)
2. درجه حرارت

باید توجه داشت که بتن با گیرش به شکل جامد در آمده است و فشار جانبی آن زایل می گردد.

هر چقدر سرعت بتن ریزی بیشتر باشد:

عمقی از بتن که به صورت خمیری است بزرگتر شده و فشار جانبی به صورت خطی و هیدرواستاتیک افزایش می یابد.

درجه حرارت بتن تاثیر عکس داشته و هر چه درجه حرارت بتن بیشتر باشد، بتن زودتر به حالت جامد در آمده و فشار جانبی کاهش می یابد.

عواملی که بر فشار جانبی تاثیر می گذارند عبارتند از:

1. نوع ارتعاش بتن(داخلی یا خارجی)
2. ضربه ناشی از ریزش آزاد بتن بر روی قالب
3. اسلامپ (روانی) بتن

اسلامپ

به کار بردن تمام عوامل فوق در روابط طراحی بسیار مشکل است و می توان انتظار داشت که چنین رابطه ای می تواند بسیار پیچیده شود.

  تعیین  بار گذاری و فشار بتن جانبی بر اساس  کمیته ACI347

این روابط در آیین نامه ی بتن ایران نیز توصیه شده است:

الف)فشار جانبی بتن برای بتن های ساخته شده از سیمان نوع یک با جرم واحد که حاوی مواد پوزولانی یا مواد افزودنی نباشد.

اسلامپ آنها مساوی یا کمتر از۱۰۰میلی مترباشد.

مساوی فشار هیدرواستاتیک مایعی با وزن مخصوص ۲/۴ تن بر مترمکعب معادل با ۲۴ کیلونیوتن بر متر مکعب می باشد:

[math]P{=}2.4y({{ton/m}^{2}})[/math]

[math]P{=}24y({{kN/m}^{2}})[/math]

در رابطه ی بالا y عمق از تراز فوقانی بتن می باشد.

فشار حاصل از رابطه ی بالا نیازی نیست از مقادیر حدی زیر بیشتر در نظر گرفته شود:

دیوارها:

در صورتی که سرعت بتن ریزی R کمتر از ۲ متر بر ساعت در ارتفاع باشد:

[math]{{P}_{m}}{=}0.75+{\frac {78.5R} {{T}_{c}+17.8}\left ( {{{ton/m}^{2}}} \right )}[/math]

[math]{{P}_{m}}{=}7.2+{\frac {785R} {{T}_{c}+17.8}\left ( {{{kN/m}^{2}}} \right )}[/math]

در صورتی که سرعت بتن ریزی R بین ۲ تا ۳ متر بر ساعت در ارتفاع باشد:

[math]{{P}_{m}}{=}0.72+{\frac {115.6} {{T}_{c}+17.8}}+{\frac {24.4R} {{T}_{c}+17.8}({{ton/m}^{2})}}[/math]

[math]{{P}_{m}}{=}7.2+{\frac {1156} {{T}_{c}+17.8}}+{\frac {244R} {{T}_{c}+17.8}({{kN/m}^{2})}}[/math]

در صورتی که سرعت بتن ریزی R بیش از ۳ متر برساعت در ارتفاع باشد:

[math]{{P}_{m}}{=}2.4h({{ton/m}^{2}})[/math]

[math]{{P}_{m}}{=}2.4h({{ton/m}^{2}})[/math]

در روابط بالا

[math]{{P}_{m}}[/math]=فشار حداکثر([math]{{kN/m}^{2}},{{ton/m}^{2}}[/math])

R=سرعت بتن ریزی(متر بر ساعت)

[math]{{T}_{c}}[/math]=درجه حرارت بتن تازه (درجه سانتی گراد)

h=ارتفاع کل بتن ریزی(m)

[math]{{P}_{m}}[/math]لازم نیست بیش از ۱۰ تن بر متر مربع (۱۰۰کیلو نیوتن بر متر مربع)

یا ۲٫۴h تن بر متر مربع در نظر گرفته شود و مقدار حداقل آن نیز ۳ تن بر متر مربع می باشد.

[math]3{\leq }{{P}_{m}}{\leq }10{{ton/m}^{2}}[/math]

[math]3{0\leq }{{P}_{m}}{\leq }100{{kN/m}^{2}}[/math]

ستون ها:

[math]{{P}_{m}}=0.72+{\frac {78.5R} {{T}_{c}+17.8}({{ton/m}^{2}}})[/math]

[math]{{P}_{m}}=7.2+{\frac {785R} {{T}_{c}+17.8}({{kN/m}^{2}}})[/math]

[math]{{P}_{m}}[/math]لازم نیست از مقادیر حدی زیر بیشتر باشد:

[math]3{\leq }{{P}_{m}}{\leq }15{{ton/m}^{2}}[/math] یا ۲٫۴h

[math]30{\leq }{{P}_{m}}{\leq }150{{kN/m}^{2}}[/math]یا ۲۴h

در بار گذاری و فشار بتن که بر سطح وارد میشود بسیار باید دقیق بود تا مراحل به نحو احسن انجام گیرد.

به نتیجه دلخواه نیز در کمترین و با هزینه های پایین تر رسید.