طراحی عرشه وبتن درنقش دال مرکب

طراحی عرشه وبتن درنقش دال مرکب

 

 

 

 

 

دال عرشه فولادی/دال مرکب عرشه فولادی/سقف عرشه فولادی/ورق عرشه فولادی

 بعد از گیرش بتن مقطع کامپوزیت حاصل شده (ترکیب مقطع فولادی و بتن) بایستی توانایی تحمل بارهای اعمالی زمان بهره برداری از جمله بار کف سازی و بارهای زنده را داشته باشند. در این مرحله بایستی کنترل های لازم از جمله کفایت مقطع در برابر بارهای وارده، کشش، فشار، تغییر شکل، ارتعاش و ...  انجام گیرند.

همچنین عرشه فولادی می بایستی در دهانه های آزاد خود به واسطه رفتار یکسان و یکنواخت با بتن توانایی حمل بارهای وارده را داشته باشد و بتوان آن را بعنوان فولاد کششی در نظر گرفت.

روش SDI

 باید صرفاً در مورد عرشه‌های فولادی گالوانیزه شده و یا عرشه‌های فولادی بدون پوشش فوقانی برخوردار از برجستگی استفاده شود. الگوهای برجستگی باید با نوع عرشه فولادی تولید شده متناسب باشند و عمقی کمتر از 90 درصد از عمق برجستگی آزمایش شده نداشته باشند. دال مرکب باید به صورت یک دال بتنی مسلح طراحی شود که در آن عرشه فولادی نقش آرماتور مثبت را ایفا کند. این عرشه باید از قابلیت لازم برای آغاز برهم کنش در ترکیب برخوردار باشد.

 

تعیین بار 

 بار مازاد مجاز را می‌توان به کمک روش‌های طراحی استاندارد بتن مسلح و با استفاده از ضرایب طرح بار و مقاومت (LRFD) و ضرایب کاهش کاربردی تعیین کرد. این کار بر مبنای وجود، عدم وجود، یا فاصله گذاری میان ستون‌های قیچی بر روی تیرهای عمود بر عرشه انجام می‌شود.

سازنده عرشه با استفاده از تکنیک‌های آنالیز مرجع یا نتایج حاصل از آزمایش‌ها به شناسایی بارهای زنده‌ای که بر ترکیب دال و عرشه مرکب اثر خواهند کرد می‌پردازد. نتایج این بررسی‌ها معمولاً در قالب جداول بار یکنواخت منتشر می‌شوند. در اغلب موارد پروفیل و ضخامت عرشه به گونه‌ای انتخاب می‌شود که نیازی به شمع زنی وجود نخواهد داشت. ظرفیت تحمل بارهای زنده توسط سیستم کامپوزیت معمولاً برای تحمل بارهای زنده اضافی از میزان لازم بیشتر است. در هنگام محاسبه خصوصیات مقطع عرشه، بر طبق مقررات AISI تعداد نواحی فشردگی روی عرشه باید به اندازه یک «عرض موثری» کاهش یابد، اما در مورد تقویت کششی مجموع سطح مقطع باید مدّ نظر قرار گیرد.
 

بتن

طراحی بتن باید مطابق با مقررات ساختمانی ACI برای بتن مسلح صورت پذیرد. حداقل تاب فشردگی (f’c) باید برابر با 3 ksi (20 MPa) یا برابر با میزان مقرر شده برای درجات آتش سوزی یا پایایی باشد. استفاده از ترکیبات حاوی نمک‌های کلریدی در این مورد جایز نیست.


حداقل ضخامت لایه بتنی روی عرشه فولادی باید 2 اینچ (50 mm) باشد. در صورت استفاده از آرماتورهای مازاد خمشی منفی در دال، حداقل پوشش لایه بتنی روی آرماتور بر اساس مقررات ساختمانی ACI برای بتن مسلح تعیین خواهد شد.

انحنا 

 انحنای دال مرکب نباید بیش از 1/360 از عرض دهانه موثر قرار گرفته در معرض بار زنده‌ی مازاد باشد.

 

بارمعلق آویخته

 تمام بارهای آویخته باید در آنالیزها و محاسبات مربوط به میزان مقاومت و انحنا مورد توجه قرار گیرند.

طراح باید به ترتیب بارگذاری توجه داشته باشد. بارهای آویخته می‌توانند بر سقف‌ها، تجهیزات روشنایی، کانال‌ها و سایر تاسیسات تاثیرگذار باشند. بنابراین، طراح باید در مورد تمام بارهای اعمال شده پس از نصب دال مرکب آگاهی داشته باشد.

تقویت آرماتورها

ارماتورهای حرارتی و جمع شدگی

شامل تورهای سیمی جوشی یا میلگردها باید دارای مساحتی باشند که حداقل 0.00075 برابر مساحت لایه بتنی بالای عرشه (در هر فوت یا متر از عرض عرشه) باشد. با وجود این، مساحت اشغال شده توسط این آرماتورها نباید کمتر از مساحت تورهای سیمی جوشی باشد.
برای تقویت بتن در برابر گرما و جمع شدگی (افت) می‌توان به جای تور سیمی جوشی از فیبر استفاده کرد. همچنین استفاده از فیبرهای فولادی سرد کشیده‌ و ماکرو فیبرهای مصنوعی (یا فیبرهای ضخیم) نیز برای تقویت حداقلی بتن در برابر گرما و جمع شدگی میسر است. لازم به ذکر است که فیبرهای فولادی سرد کشیده باید در حداقل نرخ افزایش  (  (14.8 kg/cu meterبا ضوابط مندرج در ASTM A820 سازگار باشند.
نه تورهای سیمی جوشی و نه فیبرها می‌توانند از شکست بتن جلوگیری کنند. با این حال، با استفاده از این روش‌ها می‌توان به خوبی شکست بتن را کنترل کرد.


ارماتورهای منفی 

در صورت وجود مُمان‌های منفی، عرشه باید به گونه‌ای طراحی شود که فقط نقش یک قالب دائمی را ایفا کند.
عرشه‌های فولادی مرکب در نقاط دارای مُمان منفی عملکردی شبیه به عملکرد فولاد تقویت کننده فشردگی به نمایش نمی‌گذارد. در صورتیکه طراح در صدد ساخت یک دال پیوسته باشد، تقویت خمشی منفی باید با استفاده از تکنیک‌های سنتی ویژه طراحی بتن مسلح (که با مقررات ساختمانی ACI برای بتن مسلح سازگاری دارند) تامین شود.

 

بارهای پایه ای

 در صورت بکارگیری دال‌های پایه دار (طرّه دار) عرشه فقط نقش یک قالب دائمی را ایفا خواهد کرد. بنابراین، مقدار لایه فولادی تقویت کننده فوقانی باید توسط طراح تعیین شود.

بیشترین انحنای پایه در نقش قالبی که در معرض اعمال وزن عرشه و دال قرار می‌گیرد برابر با a/90 خواهد بود. حرف «a» در این رابطه به طول پایه اشاره دارد که نباید بیش از 3/4 اینچ (19 mm) باشد.
 

ظرفیت برش دیافراگم

 دیافراگم‌های دارای بتن باید مطابق با راهنمای طراحی دیافراگم SDI یا براساس نتایج آزمایش‌های انجام شده توسط یک مهندس حرفه‌ای مستقل طراحی شوند.

 

 

 

.