تحلیل عددی تیرهای عمیق با بتن سبک تحت اثر بارگذاری استاتیکی از بالا

محسن رضاییان

چکیده

در سازه های بتن مسلح تیرها یکی از اعضای اصلی در مسیر انتقال بار هستند . رفتار تیرها وابسته به نسبت دهانه به عمق ، لاغری و پارامترهای دیگر است . زمانی که نسبت دهانه آزاد به عمق کلی آنها کمتر از 4 باشد توزیع تنش و کرنش در مقطع به صورت غیر خطی خواهد بود که از این نوع تیرها به تیر عمیق تعبیر می شود . به همین دلیل رفتار و روشهای تحلیل این اعضا با تیرهای معمولی متفاوت است . نیاز به استفاده از سازه هایی با وزن کمتر مهندسان را به سمت استفاده از بتن سبک سوق داده است . از این رو مقاومت و پایداری تیرهای با بتن سبک نیازمند بررسی ها و تحلیل های دقیق و صحیح است . روشهایی که برای تحلیل و طراحی تیرهای عمیق توسعه یافته اند عموما بر مبنای مطالعات بر روی تیرهای عمیق با بتن معمولی بوده است . لذا نیاز به صحت سنجی آنها برای بتن سبک احساس می شود . اهمیت این موضوع زمانی مشخص می شود که عوامل مهمی مانند ترد شکن بودن بتن سبک نسبت به بتن معمولی مورد توجه قرار گیرد . در این بررسی پس از صحت سنجی مدل عددی ساخته شده در نرم افزار بر مبنای نتایج آزمایشگاهی موجود ، به بررسی تعدادی از پارامترهای موثر بر مقاومت نهایی تیرهای عمیق با بتن سبک پرداخته شده است . نتایج نشان می دهد که عواملی مانند مقاومت بتن و ضخامت جان تاثیر بسزایی در میزان بار نهایی دارد و اثر عواملی مانند آرماتور جان کمتر است . با افزایش مقاومت بتن میزان باربری تیر 10 درصد افزایش و میزان تغییر مکان حداکثری نیز تا 18 درصد کاهش می یابد . با افزایش ضخامت جان میزان مقاومت نهایی تا 3 برابر افزایش می یابد . همچنین نتایج حاکی از آن است که با افزایش آرماتورهای افقی به میزان 10 درصد ، بار نهایی به میزان 5 درصد افزایش می یابد . فاکتور دیگر تاثیر گذار در میزان باربری اثر اندازه است که نمی توان آن را نادیده گرفت . این اثر می تواند موجب افزایش یا کاهش مقاومت نهایی تیر تا میزان 50 درصد گردد ، موضوعی که تا کنون در آیین نامه های طراحی لحاظ نشده است و نیاز به مطالعه و بررسی بیشتر دارد .

اساتید راهنما و مشاور

عبدالرسول رنجبران