بخشی از مقاله
ریحانه بارانی1، رحیم امین زاده2
-1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسﻻمی واحد علوم تحقیقات سیرجان -2 استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسﻻمی واحد علوم تحقیقات سیرجان
barani_reyhaneh@yahoo.com
چکیده
با توجه به گسترش روز افزون ساختمان های بلند، سبک سازی و صنعتی سازی ساختمان ها جزء اولویت های اصلی محسوب می شود. با عنایت به احداث سازه های با اشکال و پﻻن های معماری متنوع، شکل گیری سقفهایی با خصوصیات منحصر به فرد افزایش یافته است. دال مجوف بادکنکی یکی از انواع این سقف هاست که عﻻوه بر مطابقت با پﻻن های گوناگون، به دلیل سبک بودن، اثرات قابل توجهی در طراحی سازه در مقابل زلزله دارد. این سیستم، دال دو طرفه مجوفی است که در آن استفاده از توپ های پﻻستیکی و بادکنکی باعث حذف بتن غیر باربر می گردد. در این تحقیق به چگونگی طراحی این نوع سقف ها و مزایای استفاده از آن از نظر اقتصادی، ایمنی، زیست محیطی، اجرایی و.... پرداخته می شود. سپس نتایج حاصل از آزمایش های مختلف از جمله مقاومت و رفتار خمشی، مقاومت برشی و برش پانچ، مقاومت در برابر آتش، هدایت صوتی و گرمایی و... بیان و با دال دوطرفه ی توپر هم ضخامت با آن مقایسه می گردد.
واژههای کلیدی: دال مجوف بادکنکی، دال توپر، مقاومت برشی، مقاومت خمشی
-1 مقدمه
امروزه نیاز به مصالح ایمن و سبک، کارا و مقاوم بیش از گذشته احساس می شود،مصالحی که با شرایط محیطی سازگار بوده و محدودیت هایسایر مصالح را نداشته باشند، همچنین کار با آنها آسان باشد و نیازهای اقتصادی و تامین نیروی کار پروژه را نیز تامین کنند. دال مجوف بادکنکی یکی از این مصالح جدید و کارا می باشد.
-2 تاریخچه پیدایش دال مجوف بادکنکی
این سیستم سازه ای اولین بار توسط "برونینگ"یکی از مهندسان عمران دانمارکی معرفی شده و در مجامع علمی و فنی مورد بحث و آزمایشات متعدد قرار گرفت. گزارشات آزمایش ها در دانشگاه "آیندهون" هلند موید آن بوده است که سقف بادکنی هم از لحاظ تئوری و هم عملی با دال توپر، قابل مقایسه می باشد. رفتارها هم در کوتاه مدت و هم بلند مدت مشابه می باشند. آزمایشات مورد نظر برای دالهای با ضخامت 230 تا 455 میلیمترصورت پذیرفته اند. نتایج آزمایشات دانشگاه "دارمشتات" در آلمان به طور عملی با آنالیز تئوریک مقایسهشده اند و مشاهده شده که بین تئوری و عمل هماهنگی وجود دارد و تفاوت تغییر شکل ها بسیار کم بوده و علت آن وجود تفاوت کم در سختی می باشد.[1] مطالعات در زمینه سبک سازی
1
و حذف بتن ناکارآمد از سال 1985 در دانشگاه های آلمان و مجموعه شرکت های گروه فناوری های کوبیاکس درسال 1997 با همراهی مهندسین و متخصصینی از سوئیس و دیگر کشورهای اتحادیه اروپا پایه ریزی و تآسیس شده است و اکنون تبدیل به یک مجموعه متخصص در مورد اسلب های تخت سبک با بتن مسلح شده است. این دانش از سال 1387 به صورت انحصاری در ایران و تعدادی از کشورهای منطقه در اختیار شرکت خانه سازی پارس مان سازه است.
-3 هدف
• شناخت دال مجوف بادکنکی و انواع آن
• شناخت مزایای اجرای دال مجوف بادنکی بر هزینه ، زمانساخت ، وزن ، محیط زیست،عملکرد،طراحی و اجرای ساختمانها
• مقایسه دال مجوف بادکنکی با دال توپر
-4 ساختار این سیستم
دیافراگم بادکنی سیستمی مبتنی بر فن آوری ترکیبی پیوند هوا و فوﻻد می باشد. با انطباق شکل هندسی این توپ ها و پهنای موثر توری مشبک، مدول بتنی بهینه ای به دست میآید که باعث ایجاد کارائی ماکزیمم و همزمان آن در نواحی لنگر حداکثر، می گردد (شکل .(1
مش های تقویت کننده باﻻ
توپ های پﻻستیکی حاوی هوا
مش های تقویت کننده پایین
شکل -1جزئیات یک مدول- نحوه شماتیک قرارگیری توپ های پﻻستیکی و مش فوﻻدی [2]
این ساختار در نتیجه شکل هندسی دو مولفه مشخص سازه ای به ترتیب زیر به وجود می آید (شکل : (2 الف– توری مشبک تقویتی جوش شده ( در باﻻ و پایین) ب– توپ های پﻻستیکی مجوف قابل بازیافت ( در وسط )
هنگامی که تورهای مشبک تقویتی در باﻻ و پایین به یکدیگر وصل شده و توپ های پﻻستیکی بین این دو شبکه قرار داده شوند، مدول پایدار این سازه ساخته می شود. تورهای مشبک تقویتی توپ ها را در محل دقیق و تعیین شده نگه داشته، توزیع نموده و قفل می نماید. .[3]
شکل -2 نمایی از شکل هندسی سازه مورد نظر[2]
2
-5 انواع این دال ها
:REINFORCED MODULES(1 دال مجوف بادکنکی ساده که مراحل ساخت آن به طور کامل در محل کارگاه انجام می گیرد.
:FINISHED SLAB(2 دال مجوف بادکنکی کامﻻ پیش ساخته که تمام فرایند ساخت آن در کارخانه صورت می پذیرد و سپس برای استفاده به محل کارگاه ساختمانی حمل می گردد.
:FILIGEREE SLAB(3 دال مجوف بادکنکی نیمه پیش ساخته که در آن وجه پایینی با ﻻیه بتنی پیش ساخته اجرا شده و این ﻻیه در ساختمان جایگزین بخش افقی سازه می شود. این واحدهای پیش ساخته بدون از دست دادن عمق موثر به یکدیگر متصل می شوند. در شکل 3 انواع دال های مجوف بادکنکی نشان داده شده است .[3]
شکل –3 انواع دال های مجوف بادکنکی : (1 ساده (2 کامﻻ پیش ساخته (3 نیمه پیش ساخته[3]
به منظور سهولت در حمل و نقل تمامی قطعات پیش ساخته با حداکثر عرض 3 متر و حداثر طول 14-9 متر ساخته شده و البته الحاق این قطعات در کارگاه ساختمانی به آسانی انجام می شود و همچنین ظرفیت باربری چنین دال ترکیبی کامﻻ حفظ می شود.
شکل -4 نصب قسمت های پیش ساخه در کارگاه
-6 مزایای دال مجوف بادکنکی
این سیستم در مقایسه با بقیه سیستم ها دارای مزایای متعددی در مراحل مختلف ساخت- از طراحی تا پیاده سازی- می باشد. از انجا که این نوع دال را هم می توان بطور پیش ساخته آماده نموده و هم در محل کارگاه ساختمانی اجرا نمود، از این رو دارای انعطاف پذیری قابل توجهی در اجرا و ساخت می باشد.[3]
3
-1 از نظر طراحی
▪ کاهش وزن کلی سازه
▪ افزایش مقاوت سازه
▪ افزایش طول دهانه ها و کنسول ها
▪ کاهش تعداد ستون ها
▪ عدم وجود تیر در زیر سقف ها و کتیبه در ستون ها
