بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق کوشش شده است رفتار دال بتنیمجوّف با گوی مکعبی در قاب فولادی و بااستفاده از بتن رده C30 با شرایط سازهای برابر و بهصورت مدفون در خاک ماسه بهعنوان خاک محل بهعنوان پوشن - کاور - مناسب و ماده انفجاری T.N.T موردبررسی قرار گیرد، این مطالعه شامل بررسی تغییر مکانها برروی اجزای مختلف سازه در این نوع دال بتنی است. این تحقیق شامل تأثیر انفجار برروی سازه و تحلیل اقتصادی استفاده از دال بتنیمجوّف است که حاصل جایگزینی بتن غیر باربر با گوی پلیاتیلن پرتراکم توخالی میباشد و زمینه حذف بتن غیرضروری را فراهم میآورد. کاهش سیمان مورداستفاده در محیط طبیعی بهعنوان یکی از مهمترین آلایندهها در مبحث گازهای گلخانهای اتمسفر چند صباحی است که موردتوجه فعالان محیطزیست میباشد. در این مطالعه باکمک از نرمافزار بهروز اجزای محدود آباکوس تلاش کردهایم تا تأثیر انفجار را بر روی دالهای بتنیمجوّف حاوی گویهای مکعبی که در جامعه مهندسی بیشتر بانام یوبوت رواج دارد و بهصورت مدفون در تراز سطح زمین اجرا میگردد، بررسی نماییم.
واژگان کلیدی: دال بتنیمجوّف، یوبوت، انفجار، مدلسازی اجزای محدود.تغییر مکان
مقدمه
دالهای بتنی بهعلّت محاسن فوقالعاده در شکلپذیری، ایمنی، نحوه اجرا و انعطافپذیری، پرکاربردترین نوع سقفها هستند. همچنین استفاده از دالهای بتنآرمهمجوّف به ما این امکان را میدهد تا بااستفاده از اینفنّاوری کارآمد نسبت به کاهش ستونها که در بسیاری از موارد باعث چالشهایی درزمینه طراحی آرایهگری داخلی میگردد، اقدام نماییم. این مهم توجّباه به کاهش وزن سازه با استفاده از جایگزینی گویهای پروپیلن یا پلیاتیلن توخالی بهجای بتن غیر باربر و بالطبع کاهش شدید خیز اتفاق میافتد.
دالهای بتنیمجوّف زیادی در سطح کشور مورداستفاده قرار میگیرند. یک نوع از این دالها که موفق به دریافت مجوزهای طراحی و اجرا شده است دال بتنی مکعبی است که آن را به نام دال بتنی یوبوت میشناسیم و دارای کاربردهای فراوانی است. شکل 1 نمایشگر دال بتنی یوبوت میباشد.
شکل 1 نمونههایی از نحوه اجرا دال بتنی یوبوت [6]
در دال بتنآرمهمجوّف، تنها قسمتی از بتن که در کشش و خمش مؤثر است بهعنوان بتن ضروری شناخته میشود؛ لذا حذف بتنهای غیرضروری صرفاًو پرکننده و جایگزینی آن با مادهای پرحجم و ارزان و کموزن ازجمله هوا که نقشی در کاهش مقاومت خمشی دال بتنی دوطرفه ندارد منجر به کاهش عمدهای درزمینه وزن دال و بالطبع سازه دارد که نتیجه آن کاهش تنش و تغییر مکانهای حداکثر دال است.
در این نوع دالها برای تأمین انسجام کافی بین اعضا ازجمله بتن و فولاد و همچنین ایجاد حداکثر ظرفیت برشی نمیتوان همه بتن سطوح داخلی را با هوا تعویض نمود. به دلیل این خاصیت بتن که در تار بالا برای مقاومت خمشی همانند بلوک فشاری عمل میکند این مهم برای تأثیر میلگردهای طولی در خمش بسیار مؤثر است و برای انتقال تنش بین تار بالا و پائین دال و عملکرد آن بهعنوان یک مجموعه واحد بسیار ضروری است.
انواع دالهای بتنآرمهمجوّف پرکاربرد در شکلهای 2 الی 3 نشان داده شده است. این موارد دارای بالاترین کاربرد در ایران میباشند.
شکل 2 دال بتن آرمه یوبوت - حباب مکعبی - [8] شکل 3 دال بتن آرمه کوبیاکس - حباب کروی - [9]
دالهای بتنآرمه نهتنها نقش نگهداری بارهای قائم و انتقال آنها به تکیهگاهها را دارند بلکه در برخی موارد همراه و یکپارچه با سایر اجزای سازه، سیستم مقاوم در مقابل نیروهای جانبی را بهوجود میآورند. دالها ازنظر ساخت و ازنظر نوع تکیهگاهها انواع مختلفی دارند، امّا همگی آنها را ازنظر رفتار میتوان در دو گروه جای داد: دالهای یکطرفه و دالهای دوطرفه. دالهای یکطرفه دالهایی هستند کهعملاً در یکجهت انحنا پیدا میکنند و درنتیجه بار کف را در یکجهت حمل میکنند. از سویی دیگر در دالهای دوطرفه صفحه دال پس از اعمال بار در دوطرف انحنا پیدا میکند و درنتیجه بار کف در هر دو جهت حمل میشود و به تکیهگاههای اطراف انتقال مییابد. بدین ترتیب دالهای دوطرفه برخلاف دالهای یکطرفه، تحت لنگرهای خمشی در دو جهت قرار میگیرند. ازاینرو، آرماتورهای خمشی نیز در آنها در دو جهت قرار داده میشوند و دالهای بتنی با گوی کروی و مکعب رفتاری مشابه با دال بتنی دوطرفه دارند . سروقد مقدم و رهگذر در سال 1390 بااستفاده از روش تصمیمگیری چندمعیاره تحلیل سلسلهمراتبی - AHP - و شباهت به گزینه ایدئال - TOPSIS - بهینهسازی پدافندی ساختمانهای کلیدی در برابر بار انفجار را توجیه نمودند .[3] پوستی و مصلحی در سال 1391 عنوان نمودند که ازنظر تجربی و آزمایشگاهی ظرفیت برشی دالمجوّف بادکنکی 72 تا %91 ظرفیت برشی دال توپر همارتفاع با آن است و همچنین ظرفیت برش پانچینگ دال بادکنکی بهعلّت قرار گرفتن حفرههای کروی در سطح گسیختگی، حدود %35 کاهش مییابد که این ضعف با حذف توپها و توپر نمودن دال در اطراف ستونها و بارهای متمرکز قابل جبران است .[2] فتحی و اسدیزاده در سال 1392 با انجام مطالعه برروی دال بتنآرمه توپر و دال بتنآرمه با گوی حبابی و استوانهای نتیجه گرفتند که دالها با گوی حبابی تحت اثر زلزلههای حوزه نزدیک دارای سختی و صلبیت و برش پایه بیشتری نسبت به دالهای توپر و حبابی هستند .[4] خسروی و حسینی در سال 1395 رفتار دال بتنی حبابی در قاب فولادی و بتنی را بررسی نمودند. نتایج نشان داد که دال بتنی حبابی تحت قاب فولادی دارای تغییرمکانهای کوچکتری میباشد .[5]
روش تحقیق
در این تحقیق بااستفاده از نرمافزار اجزای محدود اباکوس به بررسی اثر انفجار برروی دالهای بتنیمجوّف یوبوت در محیطی پوشیده شده با خاک ماسه پرداخته شده است. شکل 4طرحی سهبعدی از دال بتنی موردمطالعه را نمایش داده است که در نرمافزار اباکوس مدل شده است.
شکل -4 نمایی کلی از مدلسازی نمونه سازه موردمطالعه در نرمافزار اجزای محدود - Abaqus -
بهعلّت حجم بالای مشبندی این مدل - بالغ بر 60,000,000 مش - و بهمنظور أخذ جوابهای متناسب با واقعیت، نیمی از مدل واقعی با رعایت همه ضوابط طراحی موردبررسی قرار داده شد که این روش سادهسازی با استفاده از - tieقید - های مناسب خللی در نتایج حاصل ایجاد نمینماید.
