میلگرد حرارتی چیست؟ استفاده از سازه های بتنی مسلح از قبیل میلگرد حرارتی به دلیل هزینه کم، استحکام بالا، پایداری و همچنین در دسترس بودن آسان مواد اولیه، دارای عمر طولانی در صنعت زیرساخت است. با این حال، آنها همچنین دارای معایبی مانند استحکام کششی و شکل پذیری ضعیف هستند که منجر به ایجاد ترک در سازه ها می شود. این ترکها ممکن است باعث نفوذ کلریدها و در نتیجه خوردگی در آرماتور شوند. کنترل کیفیت، تعمیر و نگهداری و برنامه ریزی برای مرمت این سازه ها مستلزم آزمایش و ارزیابی غیر مخرب مناسب برای نظارت در مناطق وسیع جهت تشخیص خوردگی پنهان میلگرد در مراحل اولیه است. تصویربرداری از موج حرارتی مادون قرمز بعنوان یک تکنیک مناسب برای آزمایش و ارزیابی غیر مخرب سازه های بتنی مسلح به دلیل میدان کامل، قابلیت بازرسی سریع برای نظارت بر خوردگی میلگرد زیر سطحی و... است. در بین تکنیک های مختلف، آزمایش حرارتی غیر مخرب، یک روش جدید تصویربرداری از موج حرارتی دوره ای را برای آزمایش و ارزیابی خوردگی میلگرد در سازه های بتنی به نام تصویربرداری از موج حرارتی با فرکانس پنجره گاوسی پیشنهاد می کند .

سازه های بتنی

بتن مسلح یک ماده مقاوم است که می تواند شرایط مختلف محیطی را تحمل کند. این ماده به طور گسترده ای برای ساخت ساختمان، پل هوایی و سازه های زیرزمینی استفاده می شود. علیرغم این واقعیت که اکثر این سازه ها دارای استحکام، دوام بالا و عملکرد طولانی مدت خوبی هستند، تعداد زیادی خرابی سازه های بتنی در نتیجه خوردگی زودرس در آرماتورها وجود دارد. دلایل اصلی ایجاد خوردگی فولاد تقویت کننده، ورود یون های کلرید و دی اکسید کربن به سطح فولاد است که منجر به از دست دادن قابل توجه سطح مقطع می شود. در طی فرآیند خوردگی میلگرد حرارتی، اکسیدهای آهن و هیدروکسیدها که محصولات خوردگی هستند معمولاً در بتن اطراف مواد فولادی رسوب می کنند. شکل گیری آنها در این فضای محدود باعث ایجاد استرس می شود که پوشش بتنی را ترک می دهند و روی آن می ریزند. این به نوبه خود منجر به خرابی تدریجی بتن می شود. در نتیجه، هزینه های تعمیر میلگرد حرارتی بخش عمده ای از هزینه های مربوط به زیرساخت ها را تشکیل می دهد. تحقیقات زیادی در مورد مشکلات خرابی بتن و در نتیجه خوردگی میلگرد انجام شده است. نظارت بر وضعیت چنین سازه هایی درست از مرحله ساخت با انجام بازرسی های دوره ای ضروری است. برای برآورد میزان خوردگی فولاد مسلح در بتن، بسیاری از تکنیک های الکتروشیمیایی و غیر مخرب در دسترس است. تحقیقات زیادی در مورد مشکلات خرابی بتن و در نتیجه خوردگی میلگرد انجام شده است. به صفحات غیر درهم تنیده، میله های ساده می گویند. این محصول به طور گسترده ای در پروژه های ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد. همانطور که می دانید به دو گروه میلگرد و نوار ساده تقسیم می شوند که از نظر مشخصات متفاوت هستند. تیرچه های آجدار در سه نوع مارپیچی، روکش دار و کامپوزیت موجود است. به طور کلی میله ها به دو شاخه و شاخه تقسیم می شوند.  

معرفی میلگرد حرارتی و کاربرد آن در صنعت

ویژگی مقاومت حرارتی نوار و میلگرد حرارتی باعث محبوبیت آن شده است و در حال حاضر به عنوان استاندارد در روند ساخت و ساز شناخته می شود. با پیشرفت های جدید و فن آوری های مدرن در فرایند ساخت، مقاومت حرارتی نوار و میلگرد منجر به استراتژی های ناکارآمد برای اهداف ساخت و ساز می شود. این به نوبه خود منجر به افزایش طول عمر، انعطاف پذیری و استحکام ساختاری می شود که برای ساختمان مهم است. همچنین از بلایای طبیعی مانند زلزله و غیره جلوگیری می کند و به افزایش ظرفیت جابجایی ساختمان کمک می کند، بنابراین می تواند در برابر همه شرایط طبیعی مقاومت کند.  

 

نقطه ضعف

انواع مختلفی از بلایای طبیعی وجود دارد، اما آتش سوزی بدترین و بیشترین خسارت را به همراه دارد. آنها عمدتا بر ساختار و یکپارچگی ساختار ساختمان تأثیر می گذارند. موارد زیادی از این قبیل گزارش شده است که در آن ساختمانها فرو ریخته و خسارت های جدی وارد شده است. فولاد مزایای زیادی دارد، یعنی استحکام کششی و انبساط حرارتی بتن را بهترین انتخاب برای تقویت می کند. فولاد مانند سایر مواد دارای نقطه ضعف است. نقطه ضعف فولاد این است که وقتی دمای فولاد ساختاری در حدود 425 درجه سانتی گراد افزایش می یابد، شروع به نرم شدن می کند و تا زمانی که به نزدیک به 650 درجه سانتی گراد برسد، نیمی از مقاومت فولاد از بین می رود. این شرایط در نهایت منجر به شکست یکپارچگی سازه می شود.  

مقاومت میلگرد حرارتی

میله های فولادی تقویت شده یا میلگرد حرارتی طی یک فرایند منحصر به فرد تولید می شوند. در این فرآیند، میله های فولادی از سه مرحله عبور می کنند، خنک کننده، خودسوز کننده و پخت. این سه روش منجر به تشکیل یک میله فولادی تقویت شده می شود که دارای سطح سختی در خارج و نرم در داخل است. فرایند تولید کامل نوار را بشناسید. همچنین فرایند تولید فولاد ضد زنگ را بشناسید. با توجه به فرایند تولید، میله های فولادی تقویت شده نسبت به سایرین در صورت گسترش آتش مقاوم تر هستند. درجه های مختلف میلگردهای فولادی Fe 415، Fe 500، Fe 550 و Fe 600 موجود است. بر خلاف میله های فولادی معمولی، میله های تقویت شده توانایی مقاومت در برابر از دست دادن مقاومت سازه ای در دماهای بالاتر را دارند و همچنین مقاوم سازی در برابر خوردگی هستند که آنها را به بهترین انتخاب برای تقویت تبدیل می کند .

تعریف میلگرد حرارتی در عناصر پوسته و غشاء سه بعدی

هر دو میلگرد ایزوپارامتری و کج را می توان در عناصر پوسته و غشای سه بعدی تعریف کرد. میلگردها را نمی توان با پوسته یا غشای مثلثی استفاده کرد. اگر پوسته ها یا غشاهای مثلثی شکل مورد نیاز است، می توان از پوسته ها یا غشاهای چهار ضلعی استفاده کرد. جهت میلگردهای حاصله بستگی به نوع میلگرد (ایزو پارامتری یا کج) استفاده شده دارد. میلگرد حرارتی باید با دقت تعریف شود، زیرا عنصر دچار تغییراتی می شوند. این تکنیک باید فقط در مناطقی استفاده شود که نتایج آن بحرانی نیست و شیب تنش زیاد نیست. محاسبات سختی میلگردها از نقاط یکپارچه سازی مشابه محاسبات پوسته یا عناصر غشایی زیرین استفاده می کند. فاصله میلگرد حرارتی در فضای فیزیکی ثابت خواهد شد. فاصله و مساحت میلگرد برای تعیین ضخامت لایه معادل استفاده می شود. اگر لبه های عنصر حاوی میلگرد موازی نباشند، تعداد میلگردهای واقعی با عبور این فاصله از یک لبه با عددی که از لبه مقابل عبور می کند (مقابل در فضای ایزوپارامتری) متفاوت خواهد بود. شما عناصر حاوی میلگردها را مشخص می کنید. سطح مقطع از هر میلگرد، فاصله میلگردها در صفحه پوسته و عدد لبه ای که میلگردها به موازات هم هستند. علاوه بر این، برای عناصر پوسته، موقعیت میلگردها را در جهت ضخامت پوسته که از سطح متوسط پوسته اندازه گیری می شود (در جهت نرمال مثبت به پوسته) مشخص می کنید. اگر ضخامت پوسته ها شاخص است ضخامت گره (تعریف ضخامت گره)، این فاصله با نسبت ضخامت تعریف شده بررسی می شود. اگر ضخامت پوسته با توزیع (تعریف توزیع) تعریف شود، این فاصله با نسبت ضخامت عنصر تعریف شده بررسی می شود. اگر پوسته دارای یک بخش کامپوزیت باشد که ضخامت لایه ها با توزیع (تعریف توزیع) تعریف می شود، این فاصله با نسبت مجموع ضخامت لایه عنصر تعریف شده توسط توزیع ها به مجموع ضخامت های لایه پیش فرض مقیاس می شود    

تعریف میلگردهای کج در عناصر پوسته و غشاء سه بعدی

میلگردهای کج لازم نیست شبیه لبه عنصر باشند. آنها می توانند در هر زاویه مقرر از محور 1 محلی قرار بگیرند. میلگرد حرارتی را می توان نسبت به سیستم مختصات محلی پیش بینی شده پیش فرض تعریف کرد.

• میلگردها را می توان نسبت به سیستم مختصات محلی تعریف شده توسط کاربر تعریف کرد.
• میلگردها را می توان نسبت به سیستم مختصات محلی پیش بینی شده پیش فرض تعریف کرد.
• میلگردها را می توان نسبت به سیستم مختصات محلی تعریف شده توسط کاربر تعریف کرد.

تعریف جهت گیری که می تواند به صورت اختیاری با تعریف بخش پوسته یا غشاء همراه باشد هیچ تاثیری بر تعاریف جهت گیری زاویه ای میلگرد ندارد. اگر پوسته یا غشاء در فضا منحنی باشد، جهت 1 محلی در سراسر عنصر متفاوت است و میلگرد کج نیز بر این اساس تغییر می کند. برای عناصر پوسته تعریف سیستم مختصات محلی با استفاده از توزیع (تعریف توزیع) هیچ تاثیری بر تعاریف جهت گیری زاویه ای میلگرد ندارد.

تعریف میلگردهای کج نسبت به سیستم مختصات محلی پیش بینی شده پیش فرض

برای تعریف میلگرد حرارتی کج نسبت به سیستم مختصات محلی پیش بینی شده پیش فرض، عناصر حاوی میلگردها را مشخص می کنید. سطح مقطع از هر میلگرد؛ فاصله میلگردها در صفحه پوسته، موقعیت میلگردها در جهت ضخامت (فقط برای عناصر پوسته)، بخش اندازه گیری شده از سطح متوسط پوسته است. اگر ضخامت پوسته با ضخامت گره ای تعریف شود، موقعیت میلگرد در جهت ضخامت با نسبت ضخامت تعریف شده توسط ضخامت گره ای به ضخامت تعریف شده توسط تعریف مقطع مقیاس پذیر می شود. اگر ضخامت پوسته با توزیع (تعریف توزیع) تعریف شود، موقعیت میلگرد در جهت ضخامت با نسبت ضخامت عنصر تعریف شده مقیاس می شود. این امر باعث می شود یک زاویه مثبتα چرخشی را از جهت محلی 1 به جهت محلی 2 در جهت عادی عنصر تعریف کنید .

موارد قابل توجه در بررسی استفاده از میلگرد حرارتی

در میلگرد حرارتی وقتی از تعریف جهت گیری محلی تعریف شده توسط کاربر برای تعریف جهت زاویه ای میلگرد استفاده نمی شود و نرمال پوسته تقریباً موازی با محور 1 جهانی است، 1 محور محلی ممکن است به طور قابل توجهی در یک عنصر یا از یک عنصر تغییر کند. از گزینه زیر برای تعریف میلگردهای کج نسبت به سیستم مختصات محلی پیش فرض پیش بینی شده در عناصر پوسته سه بعدی استفاده کنید: REBAR، ELEMENT = SHELL، MATERIAL = mat، GEOMETRY = SKEW از گزینه زیر برای تعریف میلگردهای کج نسبت به سیستم مختصات محلی پیش بینی شده پیش فرض در عناصر غشاء عمومی استفاده کنید: REBAR، ELEMENT = MEMBRANE، MATERIAL = mat، GEOMETRY = SKEW

 

تعریف میلگردهای کج نسبت به سیستم مختصات محلی تعریف شده توسط کاربر

برای تعریف میلگرد حرارتی کج نسبت به سیستم مختصات محلی تعریف شده توسط کاربر، عناصر حاوی میلگردها را مشخص می کنید. سطح مقطع از هر میلگرد؛ فاصله میلگردها در صفحه وموقعیت میلگردها در جهت ضخامت (فقط برای عناصر پوسته)، به صورت اندازه گیری شده از سطح متوسط پوسته است. مشاهده جهت اینکه چگونه سیستم محلی توسط کاربر برای تعریف میلگرد در پوسته و غشاء محاسبه می شود. یک زاویه مثبتα چرخشی را از جهت محلی 1 به جهت محلی 2 در جهت عادی تعریف شده توسط کاربر تعریف می کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر در این حوزه سعی کنید از کارشناسان و متخصصان مجرب مشاور مقاوم سازی در این حوزه کمک بخواهید. آن ها با اطلاعات و آگاهی کاملی که در این زمینه دارند می توانند به شما کمک شایانی در بررسی عملکرد میلگردهای حرارتی داشته باشند. به طور پیش فرض، میلگردها لایه ای را تشکیل می دهند که در سطحی قرار دارد که در زاویه راست با سطح مدل قرارمی گیرد. شما خطی را که این سطح میلگرد با سطح مدل قطع می کند تعریف می کنید. نتیجه گیری در میلگرد حرارتی هر سازه ساختمان با هدف طول عمر بالا ساخته شده است، اما برای حفظ آن، ساختمان باید با استفاده از مصالح ساختمانی مهم ساخته شود و همچنین باید از مواد اولیه برتر مورد نیاز مطلع بود. این امر به نوبه خود از یکپارچگی سازه ساختمان اطمینان حاصل می کند.