تاریخچه ای از تحلیل ماتریسی سازه ها

نیاز به تحلیل دقیق سازه پیچیده هواپیما و اختراع کامپیوتر، انگیزه های قوی برای به وجود آمدن یک تحول بزرگ در زمینه علم تحلیل سازه ها بودند. در دهه 1940 تا 1950 مهندسین سازه ها در مقابل تحلیل دو سیستم با درجه نامعینی بسیار بالا قرار داشتند ؛ هواپیماهای بال به عقب ( Swept wing ) و هواپیماهای بال دلتا ( Delta wing ) .

        معادلات حاکم برای تحلیل چنین سیستمها و سیستمهای مشابه، منجر به حل معادلات همزمان با درجه بسیار بزرگ می شد . روشهای ریاضی حل عددی اینگونه معادلات هرچندکه شناخته شده بودند ، لیکن حجم زیاد محاسبات و دقت مورد نیاز برای آنها، مشکل اصلی بود. با ساخته شدن اولین کامپیوتر لامپی در سال 1946 و تکمیل و عمومی شدن آن با ساخته شدن ترانزیستور در سال 1947 و تراشه های سیلیکون در سال 1959 ، ابزار بسیار سودمندی در اختیار مهندسین سازه قرار گرفت. حل معادلات همزمان بسیار بزرگ هرچند که بسیار پرکار است، لیکن مجموعه ای از تکرار عملیات سازمان یافته می باشد. با توجه به قدرت و سرعت کامپیوتر برای انجام عملیات تکراری، این ایده به وجود آمد که روشهای کلاسیک تحلیل سازه ها، تبدیل به یکسری عملیات سازمان یافته گردد، به طوری که بتوان انجام آنها را به عهده کامپیوتر گذاشت. با این ایده، علم تحلیل سازه ها دچار تحول عظیمی بین سالهای 1940 تا 1960 شد. علم تحلیل ماتریسی سازه ها در گام اول شامل سازه های قاب بندی شده متشکل از اعضای محوری و یا خمشی بود، لیکن در دهه 1950 این مفاهیم به محیط های پیوسته تعمیم داده شده که نتیجۀ آن روش اجزای محدود بود.

اندازه الکهای استاندارد آمریکایی و منحنی دانه بندی

لینک دانلود

دیاگرام مقایسه مقاومت انواع تیپ های سیمان پرتلند

دیاگرام زیر روند افزایش مقاومت بتن های ساخته شده با 335 کیلوگرم از سیمان های پنج گانه پرتلند در متر مکعب بتن را نشان می دهد .

حمله اسیدی به بتن

هیچ سیمان پرتلندی در مقابل حمله اسیدها مقاوم نمی باشد . در محیط های مرطوب ، دی اکسید گوگرد ( SO2 ) و دی اکسید کربن ( CO2 ) و همچنین بعضی بخارهای دیگر موجود در هوا ، تشکیل اسید می دهند که به بتن حمله کرده و ضمن حل کردن و بیرون آوردن بخشی از خمیر هیدراته شده ، توده ای نرم و خیلی ضعیف را بجای می گذارند . در محیط های صنعتی گوناگون بخصوص در دودکشها و در بعضی محیط های کشاورزی ، مانند کف محل های تولید و عرضه فرآورده های لبنیاتی نیز با این نوع حمله مواجه می شویم .

در عمل ، شدت حمله با افزایش خاصیت اسیدی ، افزایش می یابد . حمله در PH کمتر از 6.5 بوقوع می پیوندد و PH کمتر از 4.5 به حمله شدیدی منتهی می گردد . سرعت حمله به توانایی یون های هیدروژن در پراکنده شدن در داخل ژل سیمان ( C – S – H ) ، بعد از حل شدن و شسته شدن هیدروکسید کلسیم نیز بستگی دارد .

بتن توسط آب حاوی دی اکسید کربن آزاد با غلظت حداقل 15 تا 60 ( ppm ) نیز مورد حمله قرار می گیرد . این آبهای اسیدی ، آب لجن زارها و آب ناشی از ذوب و یخ یا جمع شدگی می باشند . آب لجن با مقدار دی اکسید کربن بیش از 60 ( ppm ) خورنده بوده و می تواند PH پایینی در حدود 4.4 داشته باشد .