بخشی از مقاله
چکیده
تیرهای عمیق بتنی با توجه به عمق مؤثر زیادشان دارای ظرفیت خمشی بالایی هستند و همچنین با توجه به مود اصلی گسیختگی این گونه تیرها که به صورت گسیختگی برشی است نمی توان از حداکثر ظرفیت خمشی این تیرها استفاده کرد. یکی از بهترین راهها برای به تعویق انداختن گسیختگی برشی و استفادهی بیشتر از ظرفیت خمشی این تیرها، پیش تنیده یا پس کشیده کردن این تیرها می باشد.
در این تحقیق به منظور بررسی میزان بهبود کارایی تیرهای عمیق بتنی مسلح بعد از اضافه کردن نیروهای پسکشیدگی ، در ابتدا به مفاهیم پیرامون پسکشیده کردن تیرهای بتنی و مزایای اعمال این نیروها و سپس به نحوهی مدل سازی عددی این تیرها در نرمافزار تجاری اجزای محدود ABAQUS میپردازیم. در ادامه اهمیت و تأثیر پارامترهای مختلف از جمله میزان نیروی پسکشیدگی ، مقاومت فشاری بتن و نسبت طول دهانه به ارتفاع را بر رفتار تیرهای عمیق بتنی پسکشیده که مطالعه آن ها در برنامه های آزمایشگاهی مستلزم صرف وقت و هزینه بسیار است، طی یک مجموعه ی پارامتریک مورد بررسی قرار میدهیم.
-1 مقدمه
در سالهای اخیر , استفاده از تیرهای عمیق بتنی در سازههای با قاب بتنی به خصوص در پارکینگ های طبقاتی و همچنین شاهتیرهای پل ها بسیار افزایش پیدا کرده است. تیرهای عمیق بتنی به تیر هایی اطلاق می شود که دارای نسبت طول دهانه به عمق مؤثر در این تیرها کمتر از عدد 2 می باشد و در این تیرها مود اصلی گسیختگی بر خلاف تیرهای معمولی که به صورت خمشی است , به صورت مود گسیختگی برشی1 می باشد و به دلیل بزرگی مقادیر کرنش برشی در مقطع این تیرها , فرض توزیع کرنش خطی در این تیرها حاکم نمیباشد. تحقیقات بسیاری در زمینه ی رفتار و مقاومت نهایی تیرهای عمیق بتنی به صورت آزمایشگاهی و تئوری انجام شده است.
[1 -4] با توجه به نتایج این تحقیقات تیرهای عمیق بتنی در باری معادل 40 تا [5] 50 درصد بار معادل ظرفیت خمشی آنها تحت گسیختگی برشی گسیخته می شوند از این رو محققان و پژوهشگران بر این تلاشند تا بتوانند از میزان بیشتری از ظرفیت خمشی تیر بتنی عمیق استفاده کنند و گسیختگی برشی را به تعویق بیاندازند. یکی از روشهای مؤثر برای استفاده بیشتر از ظرفیت خمشی تیرهای عمیق, پیشکشیده 2 یا پسکشیده 3 کردن این تیرها می باشد. این کار به معنی ایجاد تنش های دائمی مخالف با تنش هایی میباشد که تحت بارهای خدمت در سازه ایجاد خواهند شد.
-2.1گسیختگی تیر مسلح بتنی معمولی
مود اصلی گسیختگی تیرهای بتنی معمولی همانطور که در شکل شماره 1 نشان داده شده است به صورت خمشی می باشد. در این تیرها با توجه به به بارگذاری عرضی بر روی این تیرها که میتواند همان بارهای ثقلی بر روی سازه باشد در ابتدا بتن در ناحیه کششی ترک خورده و میلگردهای کششی , تنش های کششی ناشی از بارگذاری عرضی را تحمل می کنند که با تسلیم شدن میلگردهای کششی و یا گسیختگی فشاری بتن ناحیه فشاری تیر,گسیختگی نهایی تیر رخ میدهد.
شکل :1 گسیختگی تیر بتنی معمولی [6]
در این تیرها فرض توزیع کرنش خطی در مقطع عرضی این تیرها حاکم است این تیرها معروف به تیرهای اولر- برنولی1 است در این تیرها, بعد از بارگذاری عرضی , مقطع عرضی تیر همانطور که در شکل شماره 2 نشان داده شده است همواره بر محور خنثی2 تیر عمود باقی میماند. در شکل شمارهW ,2 تغییرشکل تیر و برابر شیب این تیر است که فقط در تیرهای اولر- برنولی این روابط برقرار است.
-2.2گسیختگی تیر مسلح بتنی عمیق
مود اصلی گسیختگی تیر مسلح بتنی عمیق همانطور که در شکل شماره 3 نشان داده شده است به صورت گسیختگی برشی است. در این تیرها با افزایش تدریجی بارگذاری عرضی, ترکهای قطری از زیر نقطه ی اعمال بار تا نزدیکیهای تکیهگاه به وجود می آید و باعث گسیختگی برشی این تیرها می شود. یکی دیگر از مودهای گسیختگی تیرهای عمیق با توجه به عمق مؤثر آنها مود گسیختگی لهیدگی در زیر بار یا در محل تکیهگاهها میباشد. این مود گسیختگی هنگامی که عمق این تیرها زیاد باشد رخ میدهد.
شکل :3 گسیختگی برشی تیر مسلح بتنی عمیق[7]
در این تیرها فرض توزیع کرنش خطی در مقاطع این تیرها حاکم نمی باشد . این تیرها معروف به تیر تیموشنکو1 می باشند. در این تیرها, همانطور که در شکل شماره 4 نشان داده شده است بعد از بارگذاری عرضی , مقاطع عرضی این تیرها نسبت به محور خنثی تیر به حالت عمود نخواهد بود و این امر به دلیل غیر قابل اغماض بودن تغییرشکلهای برشی به سبب افزایش عمق مؤثر در این تیرها میباشد.
-3تیرمسلح عمیق بتنی پیشکشیده و پسکشیده
یکی از مهمترین راهکارها به منظور استفاده ی بیشتر از ظرفیت خمشی تیرهای مسلح عمیق بتنی, پیشتنیده2 یا پس کشیده کردن این تیرها می باشد این عمل باعث افزایش ظرفیت برشی تیر عمیق بتنی می شود و همچنین امکان دارد باعث تغییر مود گسیختگی نهایی از مود برشی به خمشی- برشی شود.
