بخشی از مقاله
چکیده :هنگامی که دال بتنی سقف توسط تیر های فولادی تحمل شود و هیچگونه اتصالی برای انتقال برش بین دال بتنی و تیر فولادی وجودنداشته باشد، دال بتنی و تیر فولادی به صورت غیر مرکب رفتار می نمایند. لذا استفاده از تیر های مرکب که در آنها تیر فولادی ودال بتنی با وسایل و تمهیدات مناسب به یکدیگر متصل شوند باعث افزایش ظرفیت باربری می گردند. یکی ار سیستم ها با عملکردمرکب تیرفولادی ودال بتنی سقف های مرکب با عرشه فولادی است هدف ازاین مقاله بررسی و شناخت بیشتر رفتار تیرهای مرکب و سقف های عرشه فولادی از جنبه های مختلف فناوری، طراحی و محاسبات، تولید و اجرا و همچنین مقایسه این سیستم با سایر سیستم های سازه ای می باشد.
واژهای کلیدی: تیرهای مرکب ، سقف عرشه فولادی ، طراحی و محاسبات .
مقدمه
برای سال های متمادی هنگام استفاده از سیستم دال بتنی متکی بر تیر های فولادی، بین تیر های فولادی و دال بتنی هیچگونه اتصالی برای انتقال برش درنظر گرفته نمی شد. در سال های اخیر استفاده از تیر های مرکب که در آنها تیر فولادی و دال بتنی با وسایل و تمهیدات مناسب به یکدیگر متصل می شوند رواج زیادی یافته است. تیر هایی که عملکرد بتن دال و تیر فولادی در آنها به صورت توام و مرکب است دارای ظرفیت باربری بیش از 30 درصد تیر های مشابه با عملکرد غیر مرکب است. در مجموع با استفاده از تیر های مرکب که از ترکیب رفتار یک ماده فلزی با یک ماده غیر فلزی حاصل می شود میتوان تا حد امکان از خواص و مزایای فولاد نظیر مقاومت بالا، شکل پذیری مناسب حداکثر استفاده را به عمل آورد و معایب آن نظیر ضعف در مقابل انواع کمانش ها، خوردگی و آتش سوزی را به کمک پوشش بتن تا حدودی مرتفع نمود، در ضمن کاربرد تیر های مرکب در پوشش سقف ها موجب صرفه جویی در مصرف فولاد، کاهش عمق تیر و افزایش استحکام سقف در مقابل بار های وارده می شود. در دهه های اخیر نیاز به سرعت بیشتر باعث پیشرفت های علمی و کاربردی مصالح و تجهیزات ساختمان گردیده است .
لذا مهندسین ساختمان باهمکاری دیگر کارشناسان به طور مستمر در حال بررسی و پیشنهاد سیسیتم های جدید سازه ای و راهکارهای بهینه سازی کیفی و کمی پروژه ها می باشند. یکی از این سیستم ها استفاده از عرشه فولادی جهت سقف های مرکب می باشد که در ضمن ارتقاء کیفیت سقف از لحاظ لرزش، مقاومت دربرابر آتش سوزی و افزایش رفتار های مرکب دارای سرعت فوق العاده اجرا نیز می باشد که در پروژه های بزرگ بعث کاهش هزینه ها ی جاری و تمام شده شده و رسیدن به اهداف پروژه را با سرعت بیشتری میسر می سازد.
پیشینه پژوهش
تئوری رفتار تیر های مرکب
رفتار تیر های مرکب مانند سایر اعضای خمشی است که در آنها با تقریب بسیار خوبی صفحات عمود بر محور تیر پس از خمش عمود بر محور تیر و به صورت مسطح باقی می مانند. تنها تفاوت تیر های مرکب با تیر های معمولی ساخته شده از یک جنس، رفتار و عملکرد توام فولاد و بتن است چنانچه دال بتنی و تیر فولادی هر یک به صورت مجزا در تحمل بار های وارده عمل کنند آنگاه فرض مسطح ماندن صفحات عمود بر محور تیر پس از خمش منجر به توزیع کرنش خطی در هر یک از قسمت های بتنی و فولادی تیر خواهد شد.
رفتار تیری را که دارای مقطع فولادی و دال بتنی است را نشان می دهد که هیچگونه اتصالی در محل تماس فولاد و بتن وجود ندارد واز اصطکاک جزئی در محل تماس نیز صرفنظر شده است.
تغییر شکل خمشی تیر
تغییر شکل خمشی تیر را با توجه به عملکرد غیر مرکب آن به صورت اغراق آمیز نشان می دهد ای رفتار موجب بروز کرنش مطابق شکل شماره - 2 - خواهد شد .به عبارت دیگر رفتا ر خمش دال بتنی و تیر فولادی کاملا از یکدیگر مستقل بوده و هر یک از قسمت های فولادی و بتنی دارای یک تار خنثی جداگانه هستند که موجب توسع تنش های فشاری و کششی در هر یک از نواحی بتن و فولاد به صورت جداگانه می شود که برآیند آنها در شکل شماره - 2 - نشان داده شده است.
رفتار تیر با عملکرد غیر مرکب
در حالت رفتار غیر مرکب در محل اتصال بتن و فولاد لغزش رخ می دهد. و فقط نیروهای فشاری عمود بر بال تیر آهن و نیز دال بتنی پدید می آید. باتوجه به تعادل نیروهای فشاری و کششی در هر یک از قسمتهای بتن و فولاد برای لنگر خمشی که تیر متواند تحمل کند داریم.
تغییر شکل خمشی تیر
در این حالت قسمت فوقانی تیر مرکب تحت فشار و ناحیه پایینی تحت کشش قرار می گیرد و تیر تنها دارای یک محور خنثی خواهد بود و توزیع کرنش در عمق تیر همانند شکل شماره - 4 - در حالت رفتار توام ومرکب بتن و فولاد هیچگونه لغزشی در محل اتصال دو ماده رخ نمی دهد و لنگر خمشی که تیر می تواند تحمل کند از رابطه زیر بدست می آید.
