بسمه تعالی
مقایسه انواع روش های مدلسازی وافل یک طرفه در نرم افزار ETABS
مقدمه
سقف وافل یک طرفه در واقع عملکردی مانند تیرچه بلوک دارد و بار را بصورت یک طرفه منتقل میکند.
این سقف در واقع یک نوع دال است که توسط تیرها در دو جهت مخالف پشتیبانی میشوند تا بتواند بار را در یک جهت حمل کند. تیرچه ها بصورت درجا و یک طرفه تشکیل میشوند و همچنین میلگرد گذاری در این سقف یک طرفه است.
انتخاب این نوع سقف در سازه بستگی به ابعاد دهانه ها دارد.در صورتی که دهانه ها در پروژه زیر 7.5 مترباشد استفاده از سقف وافل یکطرفه پیشنهاد میگردد.
در مدلسازی و طراحی سقف یک طرفه تفاوت نظر های بسیاری میان طراحان سازه وجود دارد.
در این مقاله سعی شده است که تفاوت های مدلسازی این نوع سقف به روش های مختلف بررسی شود و در نهایت بهترین روش برای مدلسازی این نوع سقف انتخاب شود .
بررسی تفاوت ها
برای درک بهتر اینکه چه نوع مدلسازی برای این نوع سقف بهتر است برای مثال 4 مدل سقف با ابعاد و بار یکسان درادامه نشان داده شده است.به هرکدام از سقف های زیر بار مرده kg/m3 500 اعمال شده است .
توجه شود که نوع مدلسازی برای نمونه است و مدلسازی و اعمال بارهای این سقف ها روند مشخصی دارد که حتما باید رعایت شود تا نتیجه درستی حاصل شود .
سقف اول در واقع یک سقف یک طرفه است که بصورت دال دوطرفه و با مشخصات زیر تعریف شده است
برای تعریف سقف وافل دو طرفه در نرم افزار ایتبس ابتدا وارد تب define و سپس section propertiesشده و سپس slab section وبا زدن add new sectionیک سکشن جدید اضافه نموده و مشخصات دال وافل دو طرفه را مطابق مشخصات قالب وافل دوطرفه که در شرکت تولید میشود و بصورت زیر میباشد تعریف میکنیم باید توجه داشته باشیم که Type آن باید از نوع Waffle باشد.
توجه شودکه مشخصات وارد شده برای دال وافل بستگی به شرکت ارائه کننده قالب ها دارد.
توجه شود که در این قسمت در واقع تعریف سقف وافل یک طرفه انجام شده است که به همین علت فواصل Rib ها بر اساس یک طرفه بودن سقف وارد شده است.
در این قسمت فواصل و جهت آکس ها و وافل ها هم به درستی مدلسازی شده است فاصله Rib های در راستایx در واقع 0.6 متر و در راستای y هم 2 متر در نظر گرفته شده است که با توجه به شکل آنها در تصویر این فواصل درست هستند.
سقف دوم به صورت Deck مدلسازی شده است که در واقع عملکردی یک طرفه مانند سقف تیرچه بلوک دارد.
در سقف سوم هم یک Slab از نوع Ribbed تعریف شده است که یکی از نزدیک ترین گزینه ها به دال های یک طرفه همین مورد است و میتوان به کمک آن تیرچه های در یک جهت را تعریف کرد.
برای تعریف این نوع سقف ابتدا وارد تب Define شده و سپس Section properties شده و سپس Slab Section وبا زدن Add new sectionیک سکشن جدید اضافه نموده و مشخصات دال وافل دو طرفه را مطابق تصویر تعریف میکنیم. همچنین باید توجه داشته باشیم که Type آن باید از نوع Ribbed باشد.
فاصله Rib ها همان 60 سانتی متری که در وافل استفاده شده است داده شده و ضرایب ترک خوردگی آن نیز 0.25 لحاظ شده است.
در سقف اخر هم Slab از نوع Ribbed با سختی کم شده تعریف شده است کم کردن سختی دال به جهت طراحی المان های اصلی سازه انجام شده است.
بعد از آنالیز و طراحی و مشاهده لنگر ها نتایج زیر از سقف ها نمایش داده شد
در حالت کلی چون جهت تیرچه ها با توجه به شکل Ribها بصورت افقی میباشد پس در واقع روی دو تیر افقی بالا و پایین نباید باری بیفتد.
در سقف های اول وسوم و چهارم با توجه به لنگرهای نمایش داده شده یعنی روی این دو تیر علی رغم نیاز بار وارد شده است .
در نمونه سقف اول لنگر ها در دو تیری که بار بیشتری تحمل میکنند از 1612 که مقدار واقعی تری است به 1040 نزدیک به یک چهارم کاهش پیدا کرد و همچنین لنگر تیرهایی که بار زیادی متحمل نمیشدند حتی از تیرهای اصلی هم بیشتر و به عدد 1332 رسید که این باعث سنگین شدن این تیر ها و زیاد شدن بی دلیل آرماتور آنها و در نتیجه غیر اقتصادی شدن پروژه میشود .توزیع نیرو در این نوع مدلسازی حتی با توجه به شکل آن هم اشتباه است.
در نهایت مدلسازی سقف وافل یک طرفه مانند نمونه سقف اول بطور کامل غلط است .
سقفی که بصورت Deck تعریف شده بود لنگر های منطقی تری داشت که هم مقدار و هم توزیع آنها به واقعیت نزدیکتر بودند.
و در دو نمونه سقف آخر با توجه به نوع تعریف سقف لنگر ها منطقی تر ازنمونه سقف اول بود. در این سقف ها از طریق گره های بین Rib ها بصورت ناخودآگاه یکسری نیرو به تیرهای افقی وارد میشود که برخلاف انتظار نیروی زیادی هم هست. اگر لنگر کمی به آنها وارد شود با توجه به گره ها و عملکرد نوع سقف ها تا حدودی منطقی است اما این میزان زیاد توزیع لنگر غیر منطقی و اشتباه است در واقع ایتبس با توجه به رویکرد المان محدود و با توجه به دهانه تیر ها اعمال بار را بصورت پاکتی انجام میدهد
نتیجه
در نهایت در تعریف سقف وافل یک طرفه سقف تنها باید بصورت deck (نمونه سقف دوم ) مدلسازی شود که هم به واقعیت نزدیکتر است و هم باعث پخش بار به درستی روی تیرها میشود و از غیر اقتصادی شدن پروژه جلوگیری میکند.گرچه باید این موضوع را هم مدنظر داشت که نوع مش بندی سقف در توزیع نیروها تاثیر بسزایی دارد . در تعریف سقف وافل یکطرفه بصورت deck حتما باید این نکته را توجه داشت که سقف بدون مش بندی باشد چون در صورت مش بندی توزیع بار در آن غلط خواهد بود و نرم افزار بار را با توجه به اندازه مش بندی روی هر 4 تیر توزیع میکند و این موضوع غلط است
تفاوت های این 4 مدل مدلسازی را بصورت خلاصه میتوانید در فیلم زیر مشاهده نمایید.
فیلم
منبع : پیج اینستگرام مهندس باقری
https://instagram.com/bagheri.structure?igshid=MzRlODBiNWFlZA==
شرکت گنبد فیروزه اقدام به تولید و عرضه قالب های وافل یک طرفه زیر کرده است.
این قالب ها شامل قالب میانی و درپوش میباشد که بسته به دهانه مورد نظر تعداد قالب های میانی را میتوان کم و زیاد کرد تا تمام دهانه مورد نظر از قالب تکمیل شود و در نهایت دو سر قالب های میانی به وسیله درپوش های 15 سانتی متری پوشیده میشوند.
قالب وافل یک طرفه آکس به آکس 60 با ارتفاع 25 همراه با قفل و پیچ مینیاتوری
قالب وافل یک طرفه آکس به آکس 60 با ارتفاع 30 همراه با قفل و پیچ مینیاتوری
قالب وافل یک طرفه آکس به آکس 60 به ارتفاع 25 ساده و بدون پیچ و مهره
قالب وافل یک طرفه آکس به آکس 70 به ارتفاع 25 ساده و بدون پیچ و مهره
قالب وافل یک طرفه آکس به آکس 75 به ارتفاع 18 همراه با قفل و پیچ مینیاتوری
قالب وافل یک طرفه آکس به آکس 75 به ارتفاع 25 همراه با قفل و پیچ مینیاتوری
قالب وافل یک طرفه آکس به آکس 75 به ارتفاع 30 همراه با قفل و پیچ مینیاتوری
به این نکته توجه شود میتوان بدون تغییر در سیستم طراحی تیرچه یونولیت از وافل یکطرفه به جای تیرچه یونولیت استفاده کرد در چنین شرایطی طراحی سازه فرقی نمیکند وکارفرما میتواند از تمامی مزایای استفاده از وافل یک طرفه بهره مند شود. برای اطلاعات بیشتر راجب این موضوع میتوانید به مقاله مقایسه سقف وافل یک طرفه و تیرچه یونولیت مراجعه کنید .دریافت خدمات و بهره‌مندی از مشاوره با کارشناسان ما با شماره تلفن 2445 425 0913 تماس حاصل فرمایید. جهت اطلاعات بیشتر نیز به وبسایت شرکت مراجعه فرمایید.
