خیز در تیر و دال ( اعضای خمشی بتن آرمه )

خیز در تیر و دال ( اعضای خمشی بتن آرمه )

اعضای خمشی بتن آرمه نظیر تیرها و دال های یک طرفه ، تحت بارهای وارده تغییر شکل خمشی پیدا میکنند .

چنین تغییر شکلی که با نام خیز نیز خوانده میشود ، به عواملی همچون بارگذاری عضو خمشی و نیز سختی آن بستگی خواهد داشت ، بنابراین تحت سطوح مختلف بار، مقادیری متفاوت از خود بروز می دهد.

در سازه های  بتن آرمه اصولا تغییر شکل اعضای خمشی تحت بارهای بهره برداری حائز اهمیت تلقی شده و مورد بررسی قرار می گیرد.

دلیل این مساله آن است که اساسا تغییر شکل اعضای سازه باعث شکست سازه نمی گردد و بنابراین نیاز به منظور کردن ضرائب اطمینان ایمنی و از جمله ضرائب بار، احساس نمی شود.

بنابراین منطقی خواهد بود که خیز سازه تحت حداکثر بارهای بهره برداری (بارهای بدون ضریب) مورد مطالعه قرار گرفته و کنترل های لازم در موارد حائز اهمیت، صورت گیرد.

خیز دال

کنترل خیز اعضای خمشی بتن آرمه تحت بارهای بهره برداری به دلایل زیر حائز  اهمیت است :

١- تغییر شکل خمشی زیاد اعضای سازه گاه باعث عدم زیبایی ظاهری و حتی ایجاد احساس ناامنی در استفاده کنندگان از سازه می شود.

۲- اگر در زیر اعضای خمشی اجزایی نظیر تیغه بندی و یا گچ کاری ایجاد شده باشد، تغییر شکل زیاد ممکن است سبب ترک خوردگی آن اجزاء شود.

٣- تغییر شکل زیاد اعضای خمشی که در روی پنجره ها و یا به عنوان نعل درگاه به کار گرفته شده اند، ممکن است باعث ترک برداشتن و شکستن شیشه ها و یا حتی اختلال در عملکرد مناسب پنجره شود.

۴- تغییر شکل زیاد اعضای خمشی ممکن است سیستم شیب بندی بام و هدایت مناسب آب باران از روی بام را مختل کند. چنین تغییر شکلی ممکن است حتی سیستم تأسیساتی و فاضلاب طبقات را نیز مختل کند.

۵- در مواردی که روی کف طبقه ماشین آلات با دقت نصب بالا وجود دارند، خیز بیش از حد اعضای خمشی نگهدارنده ی چنین وسائلی، موجب اختلال در کار بهینه ی آنها می شود.

نکته ی حائز اهمیت در اعضای خمشی بتن آرمه آن است که چنین اعضایی بارگذاری، دو نوع تغییر شکل از خود نشان میدهند؛

١- تغییر شکل آنی یا خیز الاستیک. این خیز بلافاصله پس از بارگذاری صورت الاستیک صورت می گیرد و با روابط عادی مقاومت مصالح قابل محاسبه است .

۲-تغییر شکل دراز مدت . این خیر تحت بارهای دائمی و با گذشت زمان اتفاق می افتد و وابسته به تغییر شکل های بتن در اثر خزش میباشد .این خیز با گذشت زمان افزایش می یابد ، ولی میزان افزایش آن با سپری شدن زمان بیشتری از آغار بارگذاری کاهش می یابد . به طوری که با گذشت ۵ سال از آغاز بارگذاری تقریبا متوقف میشود .

خیز الاستیک تیر بتن آرمه :

برای محاسبه خیر آنی ( خیز الاستیک ) در یک عضو خمشی فولادی به سادگی میتوان از روابط متداول مقاومت مصالح استفاده کرد . اما محاسبه تغییر شکل آنی یک تیر بتن آرمه و با استفاده از روابط مقاومت مصالح ، با مشکل تعیین سختی همراه است .

در حقیقت در تیر با مقطع فولادی، در طول بارگذاری و تا رسیدن به مرحله ی تسلیم ، مدول الاستیسیته ثابت بوده و از طرفی مقطع فولادی تحت خمش ، هم در فشار و هم در کشش به صورت کامل عمل میکند ؛ بنابراین ممان اینرسی آن نیز ثابت بوده وسختی خمشی آن (EI) ثابت خواهد بود .

اما در تیر با مقطع بتن آرمه ، هم مدول الاستیسیته و هم ممان اینرسی مقطع بع دلیل ترک خوردگی ، در طول بارگذاری تغییر خواهد کرد . در این میان تغییر در ممان اینرسی مقطع بتن آرمه متناسب با تغییر در بار ،و نیز در طول تیر ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.