محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق شدند در راستای کاهش هزینه مخازن بتن پیش تنیده که کاربردی در صنایعی همچون انرژی اتمی است، گام بردارند.
به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛ احمد شکوه فر، دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیر کبیر از دانشکده عمران و محیط زیست در خصوص طرح خود با عنوان «تغییرات نیروی پیش تنیدگی در مخازن بتن پیش تنیده استوانه‌ای تحت شرایط بهره برداری و بارهای لرزه ای» گفت: مخازن بتن پیش تنیده پس کشیده‌ی دایروی؛ بهترین ترکیب از فرم سازه‌ای و مصالح برای ذخیره مایعات و جامدات است.
وی افزود: از آنجا که در مخازن دایروی پیش تنیده‌ی پس کشیده ایجاد ترک مجاز نیستند، این مخازن نسبت به انواع معمولی بتن مسلح دارای عملکرد بهتری بوده و اقتصادی محسوب می‌شوند.
شکوه فر با بیان اینکه ایجاد تنش محیطی حلقوی فشاری با رشته‌های پیش تنیدگی خارجی که به دور پوسته مخزن تنیده شده است، یک روش طبیعی برای حذف ترک خوردگی دیوار خارجی که در اثر بارهای ناشی از مایعات و یا جامدات یا گازهایی که توسط مخزن نگهداری می‌شوند در آن ایجاد می‌شود، به شمار می‌رود؛ گفت: مخازن بتن پیش تنیده به طور معمول برای ذخیره احجام بالای آب یا مایعات دیگر به کار می‌روند.
وی افزود: مخازن بتن پیش تنیده آب در سیستم‌های آتش نشانی و تصفیه آب به کار گرفته می‌شود.
شکوه فر گفت: مخازن بتن پیش تنیده در دنیای امروز بسیار پرکاربرد هستند و در ادبیات علمی رشته مهندسی عمران به آن بسیار پرداخته شده است؛ از این رو طرح‌های گوناگونی برای تخمین دقیق میزان نیروی پیش تنیدگی در شرایط مختلف محیطی و حوادث طبیعی همچون زلزله باید در دستور کار قرار گیرد.
وی افزود: این امر باعث بهینه شدن مصرف مصالح در این گونه مخازن خواهد شد.
شکوه فر ادامه داد: دو رویکرد اصلی تحقیقات انجام شده در این رساله شامل رفتار تابع زمانی مخازن بتن پیش تنیده تحت بارهای بهره برداری و رفتار لرزه‌ای آن تحت بارهای لرزه‌ای است.
وی بیان داشت: تحقیقات زیادی در مورد تغییرات نیروی پیش تنیدگی در اثر عواملی، چون کوتاه شدگی الاستیک کابل در اثر کشش اولیه، اصطکاک بین بتن و فولاد، وارفتگی بتن، جمع شدگی بتن، وادادگی فولاد، تغییر شکل حرارتی بتن ناشی از بارهای حرارتی و تغییرات این اتلاف‌ها در طول زمان و معرفی ان‌ها به صورت یک تابع زمانی صورت گرفته است.
شکوه فر با بیان اینکه روش‌های مرسوم اثرات اندرکنش میان وارفتگی در بتن و وادادگی فولاد را در محاسبه افت‌های طولانی مدت نیروی پیش تنیدگی مد نظر قرار نمی‌دهند، گفت: ایده اصلی این تحقیق ارائه روشی نوین جهت وارد کردن اثر اندر کنش یاد شده در پیش بینی افت‌های طولانی مدت در مخازن بتن پیش تنیده است. مطالعات عددی برای مقایسه نتایج پیش بینی افت‌های طولانی مدت در روش‌های مختلف تخمین افت صورت گرفت.
وی ادامه داد: همچنین به منظور راستی آزمایی این مطالعات یک برنامه آزمایشگاهی بر روی نمونه مخرن بتن پیش تنیده و همچنین نمونه‌های استوانه‌ای انجام شد.
شکوه فر افزود: نتایج تحلیل‌های عددی برای محاسبه ضرایب اندرکنش میان وارفتگی بتن و وادادگی کابل مورد استفاده قرار گرفت و در نهایت ضریب اندرکنش به صورت تابعی از نسبت افت ناشی از وارفتگی و جمع شدگی به افت ناشی از وادادگی کابل‌ها بیان شد.
وی عنوان کرد: این تابع با توجه به تدقیق مقدار تنش در کابل‌ها و تخمین دقیق‌تر میزان افت می‌تواند باعث کاهش تعداد کابل‌ها در مخازن بزرگ شود.
دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: پاسخ‌های لرزه‌ای مخازن بتن پیش تنیده آب در دو بخش بارهای لرزه‌ای بهره برداری و نهایی بررسی شدند، برای مطالعه اثر نوسانات سطحی مایع برروی تغییرات نیروی پیش تنیدگی از تحلیل دینامیکی غیر خطی صریح در نرم افزار ABAQUS استفاده شد.
منبع خبر: خبرگزاری صدا و سیما