بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به اهمیت موضوع سازه در امر ساخت و ساز کشور، توجه هر چه بیشتر به ایمنی و اقتصاد جامعه و استفاده مناسب از سرمایه ملی، لزوم استفاده هر چه بیشتر از مصالح نوین را بیش از پیش آشکار می سازد.
امروزه دال های بتنی مجوف دوپوش یکی از فن آوری های نوین مورد استفاده در ساختمانهای بتنی هستند که که سازگاری کامل با بهره وری مناسب و بهینه، مخصوصا در دهانه های بلند را دارا هستند. در این مقاله به منظور تحلیل عددی دال های مجوف دوپوش مدل سازی سه بعدی اجزاء محدود در نرم افزار قدرتمند سیف انجام گرفته و با نتایجات معتبر آزمایشگاهی اعتبار سنجی شده است. تحقیقات ثابت میکند مدل سه بعدی اجزاء محدود استفاده شده در این تحقیق ، روش صحیح و موثری برای تحلیل دال های مجوف وافل و همچنین دال مجوف دوپوش می باشد که می تواند به عنوان روشی برای طراحی دال های مجوف دوپوش مورد استفاده قرار گیرد. با مقایسه دال وافل و دال یوبوت ، نتایج به دست آمده نشان می دهد که خیز حداکثر وسط دهانه در دال های یوبوت تحت بارهای مختلف ، حدود %65 از دال های وافل کمتر است. تحلیل های غیر خطی انجام گرفته بر روی دال های مجوف دوپوش نشان داده است که مقاومت فشاری بتن، ارتفاع تیرچه ها و همچنین ضخامت بتن رویه فشاری، تاثیر قابل توجهی بر میزان خیز حداکثر و بیشترین عرض ترک وسط دهانه دال های یوبوت دارد .
کلمات کلیدی: دال های بتنی مجوف دوپوش ، اجزاء محدود، خیز، یو بوت، سیف.
.1 مقدمه
در این روش، دالهایی که از جنس بتن هستند مانند روش تیر و دال معمولی مستقیماً بر روی تیر قرار میگیرند. در دالهای مجوف، تیرهای فرعی بسیار بیشتر از روش تیر و دال معمولی هستند که این خصوصیت باعث افزایش دهانه و همچنین کاهش ضخامت دال میشود. سیستم u-boot بسیار شبیه به دالهای مجوف هستند با این تفاوت که سقفهایی که با روش u-boot ساخته می شوند، قسمت زیر تیرها بر روی دال قرار میگیرند اما در دالهای مجوف دوپوش، دال بر روی تیر وسط که در دو جهت قرار گرفته سوار میشود. در واقع دالهای مجوف مانند مقاطع I شکل عمل میکنند. از ویژگیهای مهم این سیستم بوجود آوردن دالی سبک دارای سطحی صاف در زیر با سختی زیاد میباشد.در این نوع سقف بتن در اطراف بلوک های ماندگار قرار گرفته و تشکیل تیرهای I شکل می دهد. دال های مجوف با وجود کاهش وزن سازه و افزایش ظرفیت خمشی معایبی از قبیل ضعف در ظرفیت برشی و پیچشی و خیزهای کوتاه مدت و بلند مدت دارد .
در این مقاله تمرکز اصلی بیشتر بر روی پاسخ خیز کوتاه مدت و عرض ترک در وسط دهانه ناشی از اعمال بارهای مختلف بر دال، می باشد. مدل سازی سه بعدی اجزای محدود در نرم افزار سیف انجام گرفته است و در نهایت تاثیر پارامترهای مختلف در دال ، بر روی میزان خیز و عرض ترک وسط دهانه مورد بررسی قرار گرفت. از خصوصیات این تحقیق می توان به اعتبارسنجی مدل سازی با نتایج معتبر آزمایشگاهی، بررسی پارامترهای دال های مجوف دوپوش و تعیین روشی برای مدلسازی دال مجوف دوپوش توسط اعمال ضرایب اصلاح سختی خمشی و برشی بر دال مجوف وافل اشاره کرد.
.2 پیشینه تحقیق
بررسی مطالعات، آزمایشات و پژوهشهای انجامشده در مورد دالهای مجوف وافل از سال 2000 تاکنون انجام شده است. عبدالوهاب و خلیل از دانشگاه بغداد در سال 2000 تحت مقاله ای با عنوان سختی دال بتنی مجوف وافل دارای محورهای اصلی، مقایسه رفتار ناحیه الاستیک ترکخورده با ترک نخورده ، مقایسه سختی پیچشی دال توپر با وافل ، تأثیر ضخامت روی سختی پیچشی ، تأثیر تعداد و ارتفاع تیرچهها روی مقاومت نهایی را بررسی کرد.
احمد عبدالرحمن عبد المقصود از دانشگاه زقازیق در سال 2005 تحت مقاله ای با عنوان آنالیز دال مجوف وافل با بازشوتأثیر اندازه ناحیه صلب بر روی نوارهای طراحی در شرایط وجود بازشو و عدم وجود بازشو، تأثیر اندازه سرستون بر روی بار نهایی ، مقایسه نتایج تحلیل خطی و غیرخطی بر اساس آییننامه مصر بر روی دال کاملاً تیرچهای ، تأثیر بازشوها بر روی عرض نوارهای طراحی ، مطالعه رفتار گوشههای دال مجوف وافل ، مطالعه نوع دیگری از سیستم دالهای وافل - وجود تیرها بین ستونها - ، یافتن ضرایب طراحی جدید برای دالهای وافلی که بیش از 1.20 درجه آزادی داشته باشند را مورد بررسی قرار داد.
آلرانو از دانشگاه ASCE در سال 2010 تحت مقاله ای با عنوان برش پانچ در دالهای مجوف وافل، تأثیر مقدار برش در رفتار اتصال آن ها ، تأثیر شکل پذیری بر تغییر مکان نسبی ، تأثیر نسبت بر روی سختی اتصالات و برش پانچ و تغییر مکان نسبی دال وافل پیشتنیده در حالت دال-ستون تحت زلزله را بررسی کرد.
اچوتز و همکاران از دانشگاه ASCE در سال2014 تحت مقاله ای با عنوان آنالیز آزمایشگاهی و عددی دال مجوف وافل برای سقف پارکینگ، موارد زیر را مورد بررسی قرار داده اند.
بررسی سختی پیچشی و سختی خمشی تأمینشده و اتصال بین المانهای سازهای مقایسه تغییر مکانها و لنگرهای خمشی بین نتایج آزمایشگاهی و عددی تخمین لنگر خمشی باوجود تیرهای لبهای دال در اطراف ستونها
.3 روش تحقیق
پارامترهای متعددی بر روی سازوکار دالهای مجوف ازجمله مقاومت فشاری بتن، فاصله تیرچهها، ضخامت دال رویه،
ضخامت کل دال ، ابعاد بلوکهای پلاستیکی، چیدمان میلگردها، اختلاف در میزان بارگذاریو ... تأثیرگذار است که مسلماً در نظر گرفتن همهی این موارد نیازمند داشتن دانش بالا و صرف وقت و هزینهی زیاد است. به همین دلیل در تحلیلهای
انجامگرفته تنها بخشی از این پارامترها در نظر گرفتهشدهاند و در برخی حالات از یک سری سادهسازیها جهت انجام تحلیل استفاده شده است.
در این مقاله مدلسازی سهبعدی اجزاء محدود به کمک نسخه 12.3.0 نرمافزار سیف صورت گرفته است. مدلسازی سهبعدی اجزاء محدود یک ابزار بسیار قوی و مفید برای تحلیل اعضای پوسته ای مانند دال های بتنی است.
از امکانات قابلتوجه در مدلسازی این تحقیق در نظر گرفتن اثرات ترکخوردگی در رفتار غیرخطی دالهای بتن آرمه تحت بارهای وارده، محاسبه و تعیین پارامترهای تحلیل خیز درازمدت در سقفهای مجوف، تعیین موقعیت و محاسبه عرض ترک در دالهای مجوف و تعیین روشی جهت تحلیل دالهای مجوف دو پوش در نرمافزار سیف می باشد.
مطالعات پارامتری انجامگرفته در این پژوهش شامل در نظر گرفتن تأثیر ارتفاع تیرچههای بهکاررفته بر روی خیز و عرض ترک در دالهای مجوف میباشند.
.1.3 فرضیات مدلسازی
مصالح مصرفی این پروژه از نوع مصالح فولادی و مصالح بتنی هستند که مشخصات آنها در جدولهای1و 2 آورده شده است .
جدول-1 مشخصات مصالح فولادی
جدول-2 مشخصات مصالح بتنی
آییننامه مورداستفاده ACI-318-08 است. و پوشش بتن روی میلگردهای خارجی برابر25 میلیمتر در نظر گرفتهشده است.
