طراحی برشی آرماتور دوخت یا dowel rebars

طراحی برشی آرماتور دوخت یا dowel rebars یکی از مهمترین وظایف یک مهندس طراح سازه است. این اجزا به انتقال نیرو بین اجزای سازه ای در یک ساختمان مبادرت مینماید. انتقال نیرو بین اعضای مختلف سازه یکی از مهمترین گلوگاه های طراحی سازه است.  معمولا بسیاری از طراحان از طراحی این آرماتورها در سازه غفلت می کنند. این موضوع در حالی است که بسیاری از خرابی های ناشی از زلزله، ناشی از ضعف اعضای انتقال نیرو  است. همچنین در عمل، اجرای بسیاری از سازه ها در دو مرحله و با اجرای درز سرد است. به عنوان مثال ابتدا ستونها یا دیوارهای برشی در یک طبقه ریخته شده و سپس بتن سقف ریخته و اجرا می شود.

برای انتقال نیروها از دیوار به سقف باید ابتدا آرماتورهای دوخت در دیوار برشی کاشته شده و سپس بتن سقف ریخته شود. با توجه به درز سرد بین بتن جدید و قدیم فرضیات برش اصطکاکی حاکم بوده و طراحی برشی آرماتور دوخت باید بر این اساس انجام پذیرد. هدف از این مقاله آموزش طراحی برشی آرماتور دوخت یا dowel rebars برای اتصال دیوار برشی به سقف است.

نحوه مدلسازی در Etabs

برای طراحی برشی آرماتور دوخت یا dowel rebars از فایل اصلی مدل etabs یک save as گرفته می شود. با توجه به اینکه سازه حاضر از نوع تیرچه-بلوک است می بایست کف ها به صورت slab-ribbed به شکل زیر تعریف شوند. لازم به ذکر است حتما کف ها باید مش بندی گردند.

همچنین برای مشاهده جهت نیروها در کف و تشخیص آن باید تیک Local Axes در پنجره Set View Options به شکل زیر زده شود. قرمز یا Red معرف جهت 1، سبز یا Green معرف جهت 2 و آبی یا Blue معرف جهت 3 یا z است.

برای مشاهده نیروها باید کف ها از نوع semi-rigid تعریف گردند. etabs نیرویی برابر صفر برای کفهای rigid منظور مینماید. نیروها باید به شکل زیر در جهت مورد نظر نمایش داده شوند. با زدن دکمه F9 این کار انجام می پذیرد.

section cut باید به صورت زیر در etabs زده شود. آنگاه نیروها به صورت زیر نمایش داده می شود.

رابطه برش اصطکاکی

همان گونه که مشاهده میشود حدود 3.4 تن نیرو در راستای section cut وارد شده است. برای محاسبه مقدار آماتور دوخت، فرمول زیر در آیین نامه ACI318-19 آمده است.

µ در رابطه بالا بر اساس جدول زیر محاسبه میشود.

با توجه به آنکه بتن سقف بعد از بتن دیوار برشی ریخته میشود پس ضریب اصطکاک 1 است. در رابطه بالا φ برابر 0.9 فرض میشود. با توجه به مقدار نیرو در راستای 1، میزان آرماتور دوخت مقدار ناچیزی به دست می آید. طراح تعداد 6 آرماتور 12 به عنوان آرماتور دوخت برای اتصال سقف و دیوار برشی در این پروژه استفاده کرده است.

علاقمندان می توانند از این لینک جهت دانلود ACI318-19 و مطالعه بیشتر فصل 22 از آن درباره طراحی آرماتورهای دوخت یا dowel rebars اقدام نمایند.