دانلود تحقیق تیرآهن

فصل اول

مقدمه:

تیر عمیق بتنی مسلح مطتبق تعریفی که در آیین نامه ها و مقالات مختلف آمده است به تیری گفته می شود که نسبت ارتفاع مقطع به طول دهانه  در آن بزرگتر از حد معمول باشد. البته توجه به این نکته ضروری است که ضخامت در اینگونه تیرها (عرض مقطع) دو برابر ارتفاع مقطع ناچیز است

یک تیر بتنی مسطح با این شرایط در صورتیکه بار خارجی و عکس العمل تکیه گاهی قرار گیرد، دارای کرنش مسطح 0صفحه ای) می باشد.

تیرهای بتن مسلح، با توجه به نسبت دهانه به ارتفاع و نیز نسبت دهانه برشی به ارتفاع، به دو دسته تیرهای کم عمق با نسبت زیاد دهانه به ارتفاع و تیرهای عمیق با نسبت اندک دهانه به ارتفاع طبقه بندی می شوند. زیاد بودن نسبت عمق به دهانه تیرهای عمیق در مقایسه با تیرهای معمولی موجب افزایش مقاومت در برابر برش خارجی می شود. این افزایش بیشتر ناشی از عملکرد قوس فشاری می باشد. بنابراین انتظار می رود که مقاومت اسمی برشی در تیر عمیق بسیار بیشتر از تیر معمولی باشد.

برای طراحی تیرهای عمیق، بیشتر از روش تحلیل برشی استفاده می شود. مقدار و فاصله میلگرد برشی افقی و قائم در تیرهای عمیق، بطور قابل توجهی با تیرهای معمولی اختلاف دارد. رفتار تیرهای عمیق با تیرهایی که دارای ابعاد معمولی هستند، تفاوت عمده دارد و در تحلیل، طراحی و جزئیات آرماتوربندی آنها باید توجه خاصی به عمل آورد. عوامل زیادی مانند نسبت طول دهانه به ارتفاع مقطع، نوع تکیه گاهها، میزان فولاد مصرفی، نوع بتن و نوع بارگذاری در رفتار تیرهای عمیق اأثیر زیادی دارند و کلیه این عوامل، دلیل اصلی رفتار غیرخطی اینگونه تیرهاست.

کاربرد تیرهای عمیق بتنی عمیق بتنی مسلح بسیار زیاد است که در اینجا به چند مورد آن اشاره می کنیم. از جمله کاربرد آن در اسکله های دریایی، دیوارهای برشی، در ساختمانهای بلند برای ازدیاد فاصله بین ستونها یا دالهای تا شده 0دالهای پلیسه ای) می باشد. همچنین رفتار اعضای بتنی باربر دریچه های سد بتنی به علت ارتفاع زیاد تیغه و بار زیاد و عرض کم تیر، بصورت تیر عمیق می باشد.

بطور کلی تیرهای عمیق به سه دسته تقسیم می شوند:

الف) تیرهای عمیق دو سر ساده

ب) تیرهای عمیق دو سر گیردار

ج) تیرعای عمیق پیوسته

غالباً تیرهای عمیق بعنوان شبکه انتقال دهنده نیروی بکار می روند که ممکن است تک دهانه، شکل (1-1) و یا پیوسته، شکل (1-2) باشند.

یک شبکه انتقال دهنده نیرو، بار را به یک یا چند ستون انتقال می دهد.

شکل (1-1)- تیر عمیق یک دهانه

شکل (1-2) – تیر عمیق سه دهانه، ساختمان برانسویک واقع در شیکاگو

بدلیل نسبت زیاد ارتفاع مقطع به طول دهانه در اینگونه تیرها، رفتار تیرهای عمیق بصورت غیرخطی است و نیز تار خنثی در مقاطع اینگونه تیرها منحصر به فرد نیست.

در آیین نامه ACI با توجه به دیدگاههای برشی و خمشی دو نوع تعریف برای تیر عمیق وجود دارد. در آیین نامه اعضای خمشی که دارای نسبت دهانه خالص به عمق کل کمتر از 5/2 برای دهانه های پیوسته و 25/1 برای دهانه های ساده هستند را به عنوان تیر عمیق تعریف می کنند. از دیدگاه برشی در آیین نامه، تیری که در آن نسبت طول دهانه به عمق مقطع کمتر از 5 باشد به تیر عمیق موسوم است.

همانطور که اشاره شد تیرهای عمیق کاربردهای مفیدی  در ساختمانهای بلند و ساختمانهای مجاور ساحل دریا و فنداسیونها دارند. به هر حال طراحی آنها هوز تحت پوشش BS 8110 نیست. اخیراً منابع طراحی عمده عبارتند از آیین نامه آمریکا ACI 318-83 (با تجدید نظر 1986)، آئین نامه کانادا CAN-A2303M84 آیین نامه CEB-FIP و آئین نامه CIRIA GUIDE2. آئین نامه CIRIA GUIDE2 بیشترین پیشنهادات جامع و فراگیر را ارائه داده است و تنها آیین نامه ایست که مبحث مقاومت های کمانشی تیر های لاغر را تخت پوشش قرار داده است. تحول از رفتار تیرهای معمولی تا رفتار تیرهای عمیق غیر دقیق و مبهم است.

خروج از مرکزیت بار

ضخامت

عمق

ضخامت

برای پیشنهاد و طراحی، اغلب نسبت طول دهانه به عمق مقطع در حدود 5/2 درنظر گرفته می شود (kong-1986b). نسبت طول دهانه برشی به عمق مقطع تیر از چندین سال پیش در مورد رفتار تیرهای عمیق، مورد اهمیت بوده است (kong-singh-1972).

برای کمانش و ناپایداری نسبت های                        و

هر دو مناسب هستند (Garcia. 1982-kong.1986)

باید همواره توجه داشت که به خاطر مکانیزم خاص انتقال نیرو و همچنین ظرفیتی که در اثر توزیع نیروها قبل از خرابی بوجود می آید، مقاومت برشی چنین تیرهایی به طور محسوسی بزرگتر از مقادیر محاسبه شده توسط روابط مربوط به تیرهای معمولی بوده و اصولاً مکانیزم انتقال نیروها در چنین تیرهایی متفاوت با تیر معمولی است. به خاطر چنین اختلافاتی، روشهای محاسباتی و دستورات آئین نامه ای خاصی برای تیرهای عمیق متوسط با نسبت دهانه آزاد به ارتفاع کل 2 تا 5 وجود دارد.