• به روزرسانی: 1397/07/16
  • بازدید: 6124
دال مرکب عرشه فولادی
طراحی عرشه فولادی و بتن در نقش دال مرکب

گیرش بتن مقطع کامپوزیت حاصل شده که ترکیب مقطع فولادی و بتن است، می بایست توانایی تحمل بارهای اعمال شده در حین بهره برداری از جمله بارهای زنده و بار کف سازی را داشته باشند. بدین منظور لازم است که کنترل ها و بررسی های ضروری از جمله کفایت مقطع در برابر بارهای وارده، کشش، تغییر شکل، ارتعاش و فشار به طور دقیق انجام شوند. همچنین، لازم است که در دهانه های آزاد عرش های فولادی، به واسطه رفتار یکنواخت و یکسان با بتن، عرشه فولادی توانایی حمل بارهایی که به آن وارد می شوند را داشته باشد. در این صورت می توان عرشه فولادی را به عنوان یک فولاد کششی در نظر گرفت.

در ادامه مقاله در مورد کلیات طراحی عرشه فولادی و بتن در نقش دال مرکب صحبت می کنیم.

دال مرکب عرشه فولادی

دال مرکب عرشه فولادی

روش SDI چیست؟

روش SDI می تواند برای عرشه های فولادی گالوانیزه و یا بدون پوشش فوقانی دارای برجستگی، مورد استفاده قرار گیرد. الگوهای برجستگی روی عرشه فولادی، باید متناسب با نوع عرشه فولادی تولید شده باشند. عمق این برجستگی ها باید حداقل 90 درصد از عمق برجستگی آزمایش شده، باشد.

دال مرکب می بایست مانند یک دال بتنی مسلح طراحی گردد که در این دال، عرشه فولادی دارای نقش آرماتور مثبت است. عرشه فولادی می بایست امکان آغاز برهمکنش در ترکیب را فراهم کند.

تعیین بار در دال مرکب و عرشه فولادی

امکان تعیین بار اضافه مجاز با کمک برخی از راهکارها از جمله طراحی استاندارد بتن مسلح، ضرایب طرح بار و مقاومت (LRFD) و ضرایب کاهش کاربردی، وجود دارد. محاسبه میزان بار مازاد مجاز، بر اساس وجود یا عدم وجود، یا فاصله گذاری میان ستون های قیچی روی تیرهای عمودی عرشه فولادی قابل انجام است.

سازنده عرشه فولادی، می تواند با کمک تکنیک های آنالیز مرجع یا نتایجی که از آزمایش ها حاصل می شوند، بارهای زنده ای تاثیرگذار روی ترکیب دال و عرشه فولادی مرکب را شناسایی کند. در نهایت نتایج این بررسی ها در قالب جداول بار یکنواخت قابل انتشار هستند.

در بسیاری از زمان ها، پروفیل و ضخامت عرشه ها به صورتی انتخاب می گردند که شمع زنی ضرورتی ندارد. سیستم کامپوزیت، معمولا ظرفیت تحمل بارهای زنده بیشتر از میزان لازم را دارد. طبق مقررات AISI، برای محاسبه خصوصیات مقطع عرشه فولادی، لازم است که تعداد نواحی فشردگی روی عرشه تا اندازه یک عرض موثر کاهش پیدا کنند. البته باید برای تقویت کششی، مجموع سطح مقطع مورد بررسی قرار گیرد.

بتن و قوانین مربوط به آن در دال مرکب

مقررات ساختمانی ACI برای بتن مسلح، نحوه طراحی بتن را تعیین می کنند. حداقل تاب فشردگی (f’c) در بتن، باید حداقل برابر با 20 مگاپاسکال باشد که این میزان، بر اساس درجات آتش سوزی و پایایی تعیین شده است. امکان استفاده از ترکیبات دارای نمک های کلریدی در بتن وجود ندارد.

طبق استانداردهای موجود، حداقل ضخامت لایه بتنی که روی عرشه فولادی قرار دارد، باید 2 اینچ یا برابر 50 میلی متر باشد. در صورتی که از آرماتورهای مازاد خمشی منفی در دال، استفاده شود؛ لازم است که حداقل پوشش لایه بتنی روی آرماتور بر اساس مقررات ساختمانی ACI برای بتن مسلح، مشخص شود.

طراحی عرشه وبتن

طراحی عرشه فولادی و بتن در نقش دال مرکب

انحنا در دال مرکب باید چگونه باشد؟

حداقل انحنای دال مرکب عرشه فولادی، باید 360.1 باشد. این انحنا از عرض دهانه موثر که در معرض بار زنده مازاد است، اندازه گیری می شود.

بار معلق آویخته و اهمیت آن ها در عرشه فولادی

کلیه بارهای معلق آویخته، باید برای آنالیزها و محاسبات تعیین کننده مقاومت و میزان انحنا مورد بررسی قرار گیرد. مهندس طراحی کننده عرشه فولادی باید به ترتیب بارگذاری ها دقت کند. بارهای آویخته تاثیر زیادی روی سقف ها، تجهیزات روشنایی و سایر تاسیسات دارند. بنابراین، لازم است که در هنگام طراحی تمامی این بارها که پس از نصب دال مرکب اعمال خواهند شد، بررسی شوند.

تقویت آرماتورهای حرارتی و جمع شدگی

آرماتورهای حرارتی و جمع شدگی، شامل تورهای سیمی جوشی و یا میلگردهایی اند که مساحت آن ها حداقل 0.00075 برابر مساحت لایه بتنی بالای عرشه است. باید در نظر داشت که مساحت تورهای سیمی جوشی باید بیشتر از کل مساحت ایجاد شده توسط آرماتورها باشد.

برای تقویت بتن عرشه فولادی در برابر گرما و جمع شدن، می توان از فیبر، فیبرهای فولادی سرد کشیده، ماکروفیبرهای مصنوعی، فیبرهای ضخیم و ... به جای تور سیمی جوشی استفاده نمود. تورهای سیمی جوشی و یا فیبرها، نمی توانند مانع از شکستن بتن شوند. اما می توان با کمک استفاده از هر یک از آن ها، احتمال شکست بتن را کنترل نمود.

نکته بسیار مهم در مورد فیبرهای فولادی سرد کشیده این است که این فیبرها باید با قوانین ذکر شده در ASTM A820 مطابقت داشته باشند. همچنین، حداقل نرخ افزایش آن ها، باید 14.8 kg/cu meter باشد.

قوانین طراحی عرشه فولادی

قوانین طراحی عرشه فولادی و بتن در نقش دال مرکب

آرماتورهای منفی

عرشه فولادی در زمانی که ممان های منفی وجود دارند، باید به شکلی طراحی گردد که یک قالب دائمی باشد. باید در نظر داشت که عرشه های فولادی مرکب، در نقاطی که دارای ممان منفی هستند؛ مانند فولاد تقویت کننده فشردگی، عمل نمی کنند. بدین منظور اگر نیاز به ساخت یک دال پیوسته باشد، لازم است که تقویت خمشی منفی با کمک روش های سنتی که مطابق با مقررات ساختمانی ACI برای بتن مسلح، تامین شوند.

 

 

 

بارهای پایه ای

عرشه فولادی می تواند در زمانی که دال های پایه دار مورد استفاده قرار می گیرند، مانند یک قالب دائمی عمل کند. در این زمان، لازم است که طراح میزان لایه فولادی تقویت کننده فوقانی را تعیین کند. حداکثر انحنای پایه که در معرض اعمال وزن عرشه و دال قرار می گیرد، باید A/90 باید که A به معنای، طول پایه است که حداکثر 19 میلی متر یا 4.3 اینچ خواهد بود.

ظرفیت برش دیافراگم و طراحی آن

 مطابق با راهنمای طراحی دیافراگم SDI یا مطابق با نتایج آزمایش ‌های انجام شده، لازم است که دیافراگم های حاوی بتن با کمک یک مهندس متبحر طراحی شوند.