دال های بتن آرمه تحت بارهای ثقلی (مرده و زنده) و به خصوص با تاثیر آن ها در دراز مدت (که سبب ایجاد افت و خزش در بتن می شود)، تغییر شکل های قابل توجهی در وسط چشمه ی دال پیدا می کنند. همانند دال های بتن آرمه، تیرهای بتنی نیز حداکثر تغییرشکل را تحت بارهای ثقلیِ دراز مدت، عموماً در وسط دهانه خود تجربه می کنند. این تغییرشکل که یکی از مهم ترین عوامل تعیین کننده ی ابعاد تیر و ضخامت دال هاست، در بین مهندسین عمران با نام «خیز» شناخته شده تر است. که مهندسین در پی کاهش آن، تا رسیدن به خیز مجاز آیین نامه ای هستند.
خیز دال
تصاویر زیر به خوبی اهمیت کنترل خیز را نشان می دهند:
خیز تیر بتن آرمه
خیز تیر
ترک ایجاد شده در دیوار بدلیل خیز بیش از حد
با توجه توضیحاتی که تا به اینجای کار داده شد، اگر خیزهای ایجاد شده در المان های خمشی ساختمان (مثل تیرها و دال های بتن آرمه) کنترل نشده و از خیز مجاز فراتر روند، خرابی های غیرسازه ای را به وجود خواهد آورد. همانطور که قبلا اشاره شد این مورد علاوه بر نازیبایی فضای داخلی، احساس ایمنی ساکنین را صلب خواهد نمود.
لذا در طراحی دال ها کنترل خیز مجاز بسیار حائز اهمیت است. به طوری که مهم ترین عامل تعیین ضخامت دال ها کنترل خیز مجاز آن هاست. در این مقاله با خیز مجاز تیرها و دال ها بر اساس آیین نامه مبحث نهم و همچنین ACI آشنا خواهید شد. سپس در مقاله دیگری به نحوه ی کنترل خیز در نرم افزار Safe خواهیم پرداخت.
در روال طراحی مرسوم در ایران معمولاً برای کنترل خیز تیرهای بتن آرمه و سقف تیرچه بلوک (نوعی دال یک طرفه) از جدول 9-17-2 مبحث نهم استفاده می شود. اغلب مهندسین با جایگذاری چند عدد متعارف و اجرایی در روابط عنوان شده در جدول زیر، متوجه می شوند که در اکثر موارد عمق تیرها و ضخامت سقف های تیرچه بلوک به دلایل سازه ای بسیار بیشتر از مقادیر محاسبه شده در جدول زیر هستند؛ لذا کنترل خیز آن ها را ضروری نمی دانند.
شرط صرف نظر از کنترل خیز در تیرها و دال های یکطرفه
ولی یک اشتباه کوچک در استدالال این مهندسین وجود دارد. به نظرتان اشکال کار آن ها در کجاست؟
اگر به بند 9-17-2-5-3 که دو صفحه قبل از جدول 9-17-2 آمده است مراجعه کنیم، خواهیم دید که مبحث نهم برای استفاده از عمق یا ضخامت حداقل به دست آمده از این جدول شرطی را قرار داده است:
اشکال کار آنان در اینجاست که با توجه به کیفیت پایین ساخت و ساز ساختمان توسط پیمانکاران، تامین شرط این بند از مبحث نهم تقریباً ناممکن است؛ زیرا در صورت ارائه ی دیتیل هایی توسط مهندس طراح برای جداکردن اجزای غیرسازه ای از اجزای سازه ای (مثل دال ها و تیرها)، نمی توان از رعایت دقیق آن ها توسط اکیپ اجرایی اطمینان حاصل نمود!
پس چاره چیست؟
در جواب می توان دو راه حل زیر را پیشنهاد داد:
حداقل ضخامت برای صرفنظر از محاسبه تغییرشکل
در واقع در صورت استفاده از جدول فوق، حتّی در صورت متصل بودن نازک کاری یا پارتیشن های آسیب پذیر به تیر یا دال، نیازی به کنترل خیز نیست.
مبحث نهم برای کنترل خیز در دال های دو طرفه تخت، در بند 9-17-2-6-3 این آیین نامه، دال طرفه را به دو نوع «فاقد تیر میانی» و «متکی بر تیر تکیه گاهی» تقسیم کرده است. بند 9-17-2-6-4 مربوط به ضوابط کنترل خیز دال فاقد تیر میانی و بند 9-14-2-6-5 مربوط به ضوابط کنترل خیز دال متکی بر تیر تکیه گاهی است.
هر کدام از دال های «فاقد تیر میانی» و «متکی بر تیر تکیه گاهی» چه نوع دال هایی هستند و چه خصوصیاتی دارند؟
برای پاسخ به این سوال انواع دال دوطرفه ی تخت را به صورت زیر تقسیم بندی می کنیم:
انواع دال دو طرفه
دال دو طرفه با تیرهای میانی
مشابه کنترل خیز تیرها، مبحث نهم برای هر یک انواع دال دو طرفه تخت جداولی را مشخص کرده است که در صورت تامین حداقل ضخامت آمده در این جداول، می توان از کنترل خیز صرف نظر نمود. این جداول برای هر نوع دال به شرح زیر است:
حداقل ضخامت دال های بدون تیرمیانی
به نظرتان چرا در قسمت الف از این بند، کنترل را خیز را به بند 9-17-2-6-4 که مربوط به کنترل خیز دال فاقد تیر میانی است ارجاع داده شده است؟
همان طور که می دانیم پارامتر آلفا (α) بیان کننده ی نسبت سختی تیر به سختی دال است. در صورتی که مقدار این پارامتر از 0.2 کمتر باشد، تیر از دال ضعیف تر بوده و وجود آن تاثیر چندانی در کاهش خیز دال نخواهد داشت؛ لذا آیین نامه با رعایت حاشیه ی اطمینان، حالت الف را مانند دال فاقد تیر میانی در نظر می گیرد.
حداقل ضخامت دال های با تیرمیانی
تا به اینجای کار بندهایی از آیین نامه را بررسی کردیم که به عنوان راه فراری از کنترل خیز در نرم افزار بود. در واقع در جداول آورده شده یک مقدار حداقل ضخامت را برای هر المان به دست می آوریم. درصورتی که المان مورد نظر ضخامتی بیشتر از مقدار محاسبه از جدول داشته باشد، بدون کنترل می توان گفت که مقدار خیز المان مورد نظر در حد مجاز است.
حال شرایطی را در نظر بگیرید که بنا به هر دلیلی امکان تامین ضخامت حداقل جداول یا شرایط هر یک از آن ها وجود نداشته باشد. در این حالت مجبور به کنترل خیز المان های خمشی از طریق نرم افزار خواهیم بود.
مبحث نهم برای این حالت نیز جدولی را در نظر گرفته است که بایستی مقدار خیز برداشت شده از آنالیز نرم افزاری، از مقادیر مذکور در این جدول کمتر باشد. بند مربوط به این کنترل در صفحه 255 مبحث نهم آورده شده و جدول مربوط به این کنترل در صفحه 257 موجود است.
خیز مجاز تیر ها و دال ها
دال ماندگار طراح، مجری و بزرگترین تولید کننده یوبوت