طراحی سقف وافل

فهرست مطالب

فرایند طراحی سقف وافل و دست یابی به طرح ایمن و بهینه، عملیاتی چند مرحله ای و همراه با در نظر گرفتن شرایط اجرا و امکانات بازار به صورت توامان است.

در مرحله اول می بایست جهت زیبایی و اجرای سریع و بهتر به طرح مطلوب ستون گذاری و آکس بندی دست یافت که نیاز به همراهی و ارتباط تنگاتنگ مهندس معمار و طراح سازه به کمک نرم افزارهای مهندسی نظیر ETABS و SAFE و AUTOCAD دارد.

چیدمان ستون‌ها و تعیین محل دیوارهای برشی بسته به طرح و تبحر طراح سازه، پایه و اساس محاسبات سازه است.

به صورت کلی طراحی سقف وافل پس از تعیین محل تکیه گاه های ثقلی و ملاحظات لرزه ای به صورت زیر خلاصه می شود:

  • تعیین سیستم باربری جانبی با توجه به ضوابط استاندارد ۲۸۰۰.
  • تعیین مشخصات و جزئیات حدودی سقف وافل
  • مدل سازی در نرم افزار ایتبس
  • نهایی کردن ابعاد و مشخصات سقف  با تعیین و ارتعاش سقف در نرم افزار سیف
  • طراحی نهایی سازه در نرم افزار ایتبس پس از تعیین خیز و طراحی سقف
  • طراحی اجزاء دیافراگم
  • طراحی فونداسیون و شروع نقشه کشی سازه

[elementor-template id=”4364″]

مراحل فوق الذکر روند کلی طراحی با سقف های وافل را شرح می‌دهد که بسته به تجربه طراح سازه تمامی این مراحل قابل بهینه شدن زمانی است. اگر نیاز به مشاوره سازه ای دارید شرکت فرازمان با کمال میل آماده یاری رساندن به شما در جهت بهبود و ایمنی طراحی شماست.

طراحی سقف وافل یک طرفه

این سیستم است که با توجه به جهت باربری سقف نام گذاری شده است بسیار شبیه به سقف رایج تیرچه بلوک است با این تفاوت که از پرکننده‌های غیر ماندگار مستطیل شکل برای ایجاد این سقف استفاده می شود یا به عبارتی بلوک سیمانی یا آجری از این سیستم حذف شده است.

عامل کنترل کننده در طراحی این سیستم بیشتر خیز و تغییر شکل دراز مدت تیرچه ها است. معمولاً برای دهانه با بارگذاری متعارف تا حدود ۷ متر جواب گو بوده و صرفه اقتصادی بسیاری به همراه دارد در ذیل به اختصار ضوابط آیین نامه طراحی این سیستم شرح داده می شود.

مطابق بند9-11-7 مبحث نهم تعریف این سیستم بدین صورت است

سیستم تیرچه‌ی بتنی یک طرفه متشکل است از ترکیب یک پارچه ای از تیرچه های با فواصل منظم در یک جهت و یک دال فوقانی که عرضه تیرچه ها در هیچ موقعیتی ارتفاع تیرچه نباید کمتر است ۱۰۰ میلی متر و ارتفاع کل تیرچه نباید بیشتر است از سه و نیم برابر حداقل عرض تیرچه باشد فاصله آزاد بین تیرچه ها هم است ۷۵۰ میلی متر تجاوز نکند.

همچنین ضخامت دال فوقانی از یک دوازدهم فاصله آزاد بین تیرچه ها و 50 میلی متر تجاوز نکند و اگر هر کدام از این ضوابط نقض شود رفتار زیر سوال رفته و می بایست مطابق ضوابط تیر و دال برخورد شود برخی دیگر از ضوابط مبحث نهم به صورت زیر خلاصه می شود:

محاسبات دستی طراحی سقف وافل

فرضیات طراحی:

محل ساختمان :تهران

Le=طول دهانه مؤثر = 5.8m

=bفاصله محور تا محور تیرچه = 50cm
20 MPa= fc
مرده620kgf⁄m2 =
زنده200kgf⁄m2=

گام اول: تعیین شدت بار وارده در هر مترمربع

با توجه به اینکه ساختمان در ناحیه با لرزه خیزی بسیار زیاد قرار دارد، بار قائم زلزله به کل سازه اعمال می شود:

محاسبه نیروی قائم ناشی از زلزله در روند طراحی سقف وافل

محاسبات طراحی سقف وافل

با توجه به اینکه سهم بارگیر هر تیرچه برابر 0.5 متر است بار معادل خطی برای هر متر تیرچه برابر خواهد بود با:

qu=1074.2×0.5=537.1 kgf/m

گام دوم:  طراحی آرماتور پایینی  (خمشی)  تیرچه گام دوم در طراحی سقف وافل

میلگردهای طولی بسته به سایز میلگرد ممکن است S400 باشد به ویژه برای (φ14,φ16) با توجه به اینکه در تیرچه های بلند، خیز تعیین کننده مساحت میلگردهای کششی خواهد بود

برای طرح اولیه براساس خمش بهتر است تنش تسلیم میلگردها fy=300MPa فرض شود. (حتی اگر در اجرا S400 استفاده شود)

تعیین بار وارده در واحد طول تیرچه و محاسبه حداکثر لنگر وارد بر تیر در وسط دهانه:

میدانیم که اتصال تیرچه های بتنی به تیرهای اصلی سقف به صورت مفصلی بوده و حداکثر لنگر در تیرهای دو سرمفصل دو وسط دهانه و از رابطه زیر به دست می آید:

Mu=(qu l2e)/8=(537.2×5.82)/8=2258.5 kgf.m

به‌عنوان تقریب اول فرض می‌ کنیم که ارتفاع بلوک تنش مستطیلی تماماً در ضخامت دال بتنی قرار می‌ گیرد:

با فرض استفاده از 3 میلگرد:φ14

3 میلگرد:φ14

برای به دست آوردن عمق مؤثر مقطع d، پوشش 2 سانتیمتر بتن پاشنه تیرچه و نصف قطر آرماتور کششی از کل ارتفاع سقف تیرچه و بلوک (25 سانتیمتر تیرچه + 5 سانتیمتر بتن ناحیه فشاری) کم می کنیم بنابراین داریم:

d=h-2-φ/2=30-2-1.4/2=27.3 cm

ارتفاع بلوک تنش فشاری (a) از تعادل نیروی های محوری (کششی و فشاری) مقطع عضو تحت خمش به دست می آید. همانطور که میدانید در مقطع تحت خمش هم نیروی فشاری و هم نیروی کششی داریم و مقدار این دو نیرو برابر بوده و در نتیجه نیروی محوری کل مقطع برابر صفر است.

محاسبه

در رابطه به دست آمده بالایی ضریب 0.85 مطابق بند 9-8-2-2-6 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 99، معادل سازی توزیع تنش فشاری در ارتفاع ناحیه فشاری مقطع است.

a=(As fy)/(0.85bw fc)=(4.61×3000)/(0.85×50×200)=1.63 cm

از آنجایی که ارتفاع بلوک تنش مستطیلی کمتر از ضخامت t=5 cm بوده و بلوک تنش فشاری تیرچه در ناحیه بتن پوششی می‌باشد. ظرفیت خمشی در طراحی سقف وافل برابر است با:

همانطور که از درس استاتیک میدانید یک زوج نیرو خلاف جهت یکدیگر تشکیل یک لنگر می دهند. شکل زیر تنش ها و نیروهای داخلی مقطع یک عضو تحت خمش خالص زمانی که عضو به ظرفیت نهایی خمشی خود رسیده است را نشان میدهد.

زوج نیروی فشاری و کششی تشکیل یک لنگر در مقطع عضو را می دهند که بیشترین مقدار لنگر قابل تحمل توسط عضو موردنظر است.

به این ماکزیمم لنگر قابل تحمل عضو، لنگر مقاوم آن عضو گفته می شود. برای محاسبه لنگر مقاوم به شکل زیر عمل می کنیم:

Mn=F.y=F_t.y=As fy (d-a/2)

محاسبه لنگر مقاوم در طراحی سقف وافل

Mn=As fy (d-a/2)=4.61×3000(27.3-1.63/2)=366287.55 kgf.cm=3662.87 kgf.m
Mu=2258.5 kgf.m<0.9Mn=3296.58 OK

ضریب 0.9 ضریب کاهش مقاومت خمشی می باشد. که در جدول 9-7-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 99 آمده است.

ضریب کاهش مقاومت خمشی یکی از محاسبه ها در روند طراحی سقف وافل

مقدار سطح مقطع آرماتور به‌دست‌ آمده را با مقادیر حداقل و حداکثر مجاز کنترل می‌ نماییم.

fc<280 kgf/cm2 →β1=0.85

β1، ضریب عمق بلوک مستطیل معادل تنش فشاری می باشد.

کنترل حداکثر میلگرد کششی (با توجه به اینکه بتن فشاری در داخل بال (بتن پوششی) قرار گرفته، مقطع مستطیلی عمل می کند):

مطابق آیین نامه ها و کتب مرجع همه تیرهای یک سازه باید به گونه ای طراحی شوند که تیرها با تسلیم آرماتورهای کششی به حداکثر ظرفیت خود رسیده و شکست در آنها اتفاق بیفتد.

بر همین اساس حداکثر درصد آرماتور کششی در تیرها طوری تعیین می شود که این مد شکست در تیرها رخ دهد. متن زیر از کتاب طراحی سازه های بتنی نیلسون بر همین موضوع تاکید می کند.

طراحی سازه های بتنی

ρs=As/(bw d)=4.61/(50×27.3)=0.0034≤ρmax=0.85 fc/fy β1 3/5=0.85×20/400×0.85×3/8=0.0135

ذکر این نکته ضروری است که در محاسبه نسبت آرماتور به کار رفته در مقطع (ρs=As/(bw d)) مقدار bw=50 cm درنظر گرفته شده است.

با توجه به T شکل بودن تیرچه های سقف که قبلا توضیح داده شد، این مقدار برابر فاصله محور تا محور تیرچه ها است.

چنانچه یک مقطع T شکل تحت لنگر مثبت قرار گرفته باشد، به صورتی که بال مقطع تحت تنش فشاری قرار گیرد، ممکن است قسمت فشاری تنش (توزیع تنش مستطیلی معادل) فقط در بال قرار گیرد.

در این حالت اگرچه ظاهر مقطع T شکل است، ولی مقطع عملکرد مستطیلی با عرض کامل b از خود نشان می دهد.

از طرفی در همین مقطع تحت لنگر مثبت، ممکن است قسمت فشاری تنش از بال گذشته و به جان برسد؛ به صورتی که ناحیه فشاری به صورت T شکل باشد.

در این حالت مقطع دیگر عملکرد مستطیلی نداشته و برای آن باید وضعیت خاص عملکرد T شکل منظور گردد.

لازم به ذکر است که اگر مقطع T شکل تحت لنگر منفی قرار گیرد (در تکیه گاه های تیرهای سراسری تیر T شکل ممتد)، بال مقطع تحت کشش قرار گرفته و بتن این ناحیه در باربری خمشی نقشی ایفا نمیکند. این مقطع باید به صورت یک مقطع مستطیلی مورد بررسی قرار گیرد.

کنترل حداقل میلگرد

با توجه به بند 9-11-5-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداقل مقدار آرماتور کششی به صورت زیر تعیین و کنترل می شود.

حداقل مقدار آرماتور خمشی

ρs=As/(bw d)=4.61/(15×27.3)=0.011≥ρmin=max⁡(1.4/400 ,(0.25√20)/400)=0.0035

برای مقاطع بالدار T شکل با بال فشاری، بدون توجه به اینکه قسمت فشاری تنش در بال واقع شده و مقطع عملکرد مستطیلی داشته باشد و یا اینکه عملکرد مقطع به صورت T شکل باشد مقدار bw برابر عرض جان تیر (تیرچه) در رابطه استفاده می شود.

و در مقابل برای مقاطع بالدار که بال آنها در کشش قرار دارد، با توجه به بند بالا از مبحث نهم، مقدار bw کمترین مقدار  (bf عرض بال) و  2bw به کار می رود.

درباره نحوه برخورد متفاوت با پارامتر bw در محاسبه حداکثر و حداقل آرماتور کششی تیر، تفاوت در فلسفه محاسبه روابط مربوط به آنها است.

ρminsmax  OK

پس 3 میلگرد f14 قابل‌ قبول است. این مقدار آرماتور را به‌صورت 3 میلگرد سراسری φ14 بکار می‌ بریم.

گام سوم: آرماتور عرضی در طراحی سقف وافل

هدف از میلگرد عرضی در تیرچه بتنی:

میلگرد های عرضی به عنوان اعضای مورب خرپای تیرچه برای حمل و نقل و حفظ پایداری خرپای تیرچه لازم است.

تأمین مقاومت برشی تیرچه

محاسبه بیشترین برش وارد بر تیرچه:

طبق بند 9-11-3-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 99، بیشترین برش وارد بر تیرچه مانند تیرهای بتنی به فاصله d از بر تکیه گاه است.

مبحث نهم مقررات ملی ساختمان

در توضیح بند بالای مبحث نهم، باید گفت مطابق شکل زیر، نزدیکترین ترک مورب برشی که در ناحیه تکیه گاه اتفاق می افتد، با زاویه ای در حدود 45 درجه از تکیه گاه دور می شود. بنابراین بارهایی که در فاصله d از بر تکیه گاه به تیر وارد می شوند، توسط عملکرد فشاری بتن در بالای اولین ترک مورب، مستقیما به تکیه گاه انتقال یافته و تأثیری بر تنش خاموت هایی که ترک مورب را قطع می کنند، نمی گذارند.

. مقطع بحرانی برش در بر تکیه گاه

Vu=(qu×0.5×(L-2d))/2=(537.1×0.5×(5.8-2×0.273))/2=705.48 kgf
φVc=0.75×0.17×√(fc) bw d=0.75×0.17×√200×15×27.3=738.38 kgf
Vu<φ(Vc+Vs )→705.48<738.38+φVs

بنابراین نیازی به آرماتور برشی محاسباتی نیست.

تذکر: توصیه می شود در محل تکیه گاه تیرچه ها حتما از میلگرد اودکا استفاده شود.

گام چهارم طراحی سقف وافل:  تعیین آرماتور بالایی

با توجه به بند 2-3-2-1-3 نشریه 543 سازمان برنامه‌ و بودجه، سایز آرماتور بالایی (فشاری) با توجه به طول دهانه تعیین می‌ شود. لذا میلگرد بالایی φ12 انتخاب می‌ شود.

حداقل میلگرد فوقانی در طراحی سقف وافل

گام پنجم طراحی سقف وافل:  تعیین آرماتور افت و حرارت بتن بالای تیرچه

بر اساس بند 9-19-4-3 آیین‌نامه مبحث نهم مقررات ملی ویرایش سال 99، نسبت سطح مقطع کل آرماتور آجدار به سطح مقطع ناخالص بتن باید بزرگتر یا مساوی 0.0018 در نظر گرفته شود.

میلگرد φ6 آجدار موجود نمی باشد و از میلگرد φ8 استفاده می شود. برای تعیین فاصله آرماتورهای حرارتی از بند زیر که مربوط به مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش سال 99 می باشد استفاده می کنیم.

ضخامت دال بتنی پوششی در این مثال برابر 5 سانتیمتر است و پنج برابر آن برابر 25 سانتیمتر است که از 350 میلیمتر کمتر می باشد. بنابراین از میلگرد φ8 با فاصله 25 سانتیمتر برای آرماتور حرارتی استفاده می شود.

فاصله آرماتورهای حرارتی در طراحی سقف وافل

گام ششم طراحی سقف وافل: آرماتور ممان منفی

طبق نشریه 543 حداقل سطح مقطع آرماتور منفی برابر 0.15 سطح مقطع آرماتور وسط دهانه (آرماتور کششی) است. همان‌طور که پیش‌تر نیز بیان شد، این آرماتور در روی تکیه‌گاه اضافه‌شده و حداقل تا 1/5 دهانه‌ی تیرچه، از تکیه‌گاه به‌طرف داخل دهانه ادامه می‌یابد.

A(sneg)=0.15 × 4.61 = 0.69 cm → Use 1φ12

گام هفتم : کلاف میانی (Tie Beam)

با توجه به مباحث مطرح‌ شده در اوایل این مقاله و در نظر گرفتن الزامات و محدودیت‌های اجرایی تیرچه‌ ها، تعداد کلاف میانی با توجه به طول تیرچه‌ها و مطالب بیان‌شده‌ی پیشین، تعیین می‌کنیم.

حداقل سطح مقطع آرماتورهای طولیِ کلاف میانی برابر با نصف سطح مقطع آرماتورهای پایینی (کششی) تیرچه‌ ها می‌ باشد.

A(sTi Beam)=0.5 × 4.61 = 2.305 cm → Use 2φ14

گام هشتم طراحی سقف وافل:  کنترل خیز تیرچه

با توجه به جدول فوق و با فرض اینکه ارتفاع دال برابر 30 سانتیمتر باشد:

اگر در طراحی خمشی تیرچه مقاومت تسلیم میلگردهای طولی تیرچه fy=400 MPa فرض شده باشد، حداکثر طول تیرچه های دو سر مفصل برابر خواهد بود با:

با توجه به بند 9-11-2-6 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 99 داریم:

l/16 (0.4+fy/700)≤h=300 mm → l/16 (0.4+400/700)≤300 mm →l≤4.66 m

و با فرض fy=300 MPa حداکثر طول مجاز تیرچه برابر خواهد با:

l/16 (0.4+fy/700)≤h=300 mm → l/16 (0.4+300/700)≤300 mm →l≤5.8 m

در این مثال با توجه به اینکه طول دهانه تیرچه 5.8 متر است، جوابگوی کنترل خیز تیرچه می باشد.

در صورتیکه طول تیرچه بیش از مقدار مجاز محاسبه شده باشد، دو راهکار خواهیم داشت:

  • محاسبه دقیق خیز تیرچه و کنترل آن با مقدار مجاز
  • افزایش عمق تیرچه های بتنی

نحوه مدل سازی

مدل سازی با نرم افزارهایی مثل ETABS با المان Deck انجام می‌ شود و به دلیل سابقه استفاده و رایج بودن این سیستم از تکرار مکررات در این مقاله خودداری می نماییم.

لازم به ذکر است برای طراحی این سیستم ها علاوه بر ضوابط مندرج در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان می بایست این استانداردهای شماره 1-9-29 هم در نظر گرفته شود.

طراحی سقف وافل دوطرفه

طراحی سقف وافل دو طرفه

مطابق با تعریف مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، سیستم تیرچه های دو طرفه شامل ترکیب یکپارچه این تیرچه ها با فواصل منظم در دو راستا با یک دال فوقانی می باشد و در صورتی که ضوابط ذیل رعایت شود می توان طبق مبحث دال های دو طرفه طراحی شود:

  • ارتفاع کل تیرچه از 3.5 برابر حداقل عرض کمتر باشد
  • عرض تیرچه بیشتر یا مساوی ۱۰ سانتی متر باشد
  • فاصله داخل به داخل تیرچه ها از ۷۵ سانتی متر بیشتر نباشد
  • ضخامت دال رویی حداقل برابر با 12/1 فاصله آزاد تیرچه وحداقل 5 سانتی متر باشد

پس از اغناء بند های فوق در طراحی سقف وافل مرحله بعدی مبحث مشارکت دال در باربری جانبی و تعیین سیستم مقاوم جانبی است که طبق فلوچارت ذیل بررسی می کنیم:(مباحث ذیل بر اساس ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ زلزله و مبحث نهم ویرایش پنجم است).

ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ زلزله در طراحی سقف وافل

در نتیجه مواردی که مجاز به استفاده نیستیم باید سازه را تحت دو مدل کنترل کنیم:

مدل اول(MAIN)

دال با سختی واقعی یعنی با در نظرگیری مشارکت دال در تامین باربری جانبی مدل سازی می شود.

مدل دوم(LATERAL)

در این حالت از مشارکت دال در باربری جانبی صرف نظر می شود (سختی نزدیک به صفر). در این نوشتار ورژن های نرم افزار های  ETABS20.1 و SAFE16 برای طراحی سقف وافل مد نظر قرار گرفته است.

کنترل های مورد نیاز (توصیه شده) در هر کدام از مدل ها

در ادامه به توصیه هایی که باید در کنترل های مدل های ذکر شده هستند می پردازیم

کنترل های مورد نیاز مدل main

(رفتار از نوع shell و اعمال کاهش سختی های( m11=m22=m12=0.25)

1-کنترل تغییر مکان سازه و نامنظمی پیچش

2-طراحی اجزای دیافراگم از قبیل جمع کننده ها و اجزای لبه (با اعمال رفتار semi-rigid برای دیافراگم ها)

3-کنترل کفایت تمامی اعضای جانبی : تیر- ستون- دیوار و …

4-ارسال خروجی نیروها جهت طراحی فونداسیون

5-پیچش درتیرهای سازه در صورت وجود (با محاسبه دقیق ضریب کاهش سختی پیچش تیر ها )

6-طرای میلگردهای خمشی و برشی سقف(تنها در ورژن etabs 20.1  به بالا)

کنترل های مورد نیاز مدل lateral

بدلیل مدل رفتاری و تحلیل بهتر، از همان shell استفاده می شود ولی سختی های m11&m22&m12 مساوی 0.01 در نظر گرفته می شود.

(این فایل تنها زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که مجاز به استفاده از مشارکت دال باربری جانبی نباشیم)

1-کنترل کفایت سیستم باربر جانبی (تیر با اعمال سختی پیچشی نزدیک به صفر، ستون، دیوار و…)

پس از کنترل طراحی سیستم باربری جانبی نوبت به کنترل خیز و ارتعاش سقف می رسد که می بایست یک فایل کمکی دیگر برای طراحی سقف وافل ساخته شود.

بدین منظور ازفایل اصلی save as گرفته شده و به دلیل اینکه نرم افزار ایتبس قادر به اعمال اثرات ترک خوردگی برای تیرها تحت تحلیل غیرخطی نیست ضرایب ترک خوردگی تیرها و ستون ها را مطابق با شکل ذیل همانند سطوح بهره برداری اعمال می نمایم:

BEAMS

COLUMNS

و برای دال ها هم تمامی ضرایب برابر با یک در نظر گرفته می شود:

مطابق با تبصره شماره ۳ بند 4-2-19-9 مبحث نهم

مطابق با تبصره شماره ۳ بند 4-2-19-9 مبحث نهم:

اضافه تغییر مکان دراز مدت شامل آن قسمت از تغییر مکان است که بعد از اتصال اجزای غیر سازه ای اتفاق می افتد.

جهت محاسبه دقیق مقادیر می‌بایست بارهای مرده ای که پس از نصب اجزای غیر سازه ای اعمال می شود از نوع super Dead و وزن بتن دال از نوع Dead تعریف شده است.

ولی تشخیص اینکه چه مقدار از super Dead قبل از نصب اجزای غیر سازه ای به سازه اعمال می شوند بر عهده شخص طراح است.

تنظیمات آنالیز ترک خوردگی طراحی سقف وافل

با توجه به اینکه نرم افزار سقف وافل را با یک دال توپر معادل سازی می کند در معرفی حداقل میلگرد باید دقت شود که اگر گزینه ی user specified … انتخاب می شود بایستی نسبت حداقل آرماتور به نسبت مساحت میلگرد به مساحت دال توپر اعمال شود تا نرم افزارم‌مان اینرسی ترک خورده دال در مناطقی که از نظر محاسباتی نیاز به آرماتور وجود ندارد را بر اساس این مقدار محاسبه نماید.

تعیین آرماتور حداقل تیرچه ها

با توجه به اینکه تغییر وجه کششی و فشاری در طول دال، بهتر است کمترین مقادیر ذیل به عنوان ورودی حداقل آرماتور معرفی می گردد:

ورودی حداقل آرماتور

تعیین سایز مش بندی

تعیین سایز مش بندی در طراحی سقف وافل

توصیه می شود برحسب مرکز تا مرکز تیرچه ها انتخاب شود.

تعیین سایز مش بندی

تعیین آرماتور حداقل تیرچه ها در طراحی سقف وافل

در دال های دو طرفه مطابق با آیین نامه می بایست در وجه کششی حداقل به میزان 0.0018 برابر سطح مقطع دال میلگرد قرار داده شود.

بنابراین جهت استخراج ضخامت معادله سقف وافل در طراحی سقف وافل از گزینه ذیل ضخامت دال معادل توپر قابل استخراج می باشد:

فاصله تیرچه ها

به عنوان مثال برای فاصله تیرچه هادر حد 80 سانتی متر، مساحت میلگرد حداقل در هر کدام از تیرچه ها در پایین برابر است با :

Asmin=0.0018*(156*800)=224 mm2  = 3phi10

برای آرماتور های تحتانی هم همین مقدار باید استفاده گردد.

تعریف بارهای غیرخطی:(مطابق با Atc-209)

شماره یک : جهت محاسبه تغییر شکل تحت اثر کل بارها ولی بدون اعمال اثرات خزش در بتن:

براساس قضاوت مهندسی

شماره دو: جهت محاسبه تغییر شکل تحت اثر درصدی از کل بارهایکه دایمی هستند بدون خزش: (براساس قضاوت مهندسی)

شماره سه: جهت محاسبه ی تغییر شکل بارهای دایمی با اعمال اثرات خزش در بتن

جهت محاسبه ی تغییر شکل

شماره چهار: جهت محاسبه ی تغییرشکل های قبل از نصب اجزاء و غیره سازه ای با لحاظ کردن اثرات خزش در بتن (مدت زمان بر اساس نحوه ی ساخت در زمانبندی مربوط انتخاب می شود.)

لحاظ کردن اثرات خزش در بتن

بعنوان مثال می توان قسمتی از بار super dead را هم در نظر گرفت ولی در جهت اطمینان معمولاً صرف نظر می کنیم.

حد مجاز تغییر شکل ها :

لود کیس های ساخته شده را در ترکیبات بارهای ذکر شده در ذیل منظور کرده و با هریک از

کرانه های ذیل کنترل مینماییم:

-کنترل با بار زنده:                                                     L/360 > (شماره دو) -(  شماره یک)

-کنترل خیز درازمدت:

         >(شماره دو-شماره یک) +(شماره دو-شماره یک)

نکته1: باتوجه به اینکه ممان اینرسی موثر بستگی به مساحت میلگردهای کششی سقف دارند می بایست طبق ازانجام تحلیل ترک خوردگی می بایست یکبار دال های سازه را طراحی کرده تا تغییر شکل ها براساس میلگردهای خمشی بروز شوند.

نکته 2: مقادیر تغییر شکل بصورت نسبی با میانگین گیری از ابتدا و انتهای محوری که کنترل میکنیم محاسبه می شود.

کنترل لرزش یا ارتعاش در طراحی سقف وافل

متاسفانه در مبحث نهم کنترل ارتعاش محدود به یک عدد مشخص شده است که عوامل مهمی مثل شتاب حداکثر و… در این معقوله مقفول واقع شده است. (توصیه می شود جهت اطلاعات بیشتر به Atc مراجعه نمایید)

مطابق بند 9-19-5 مبحث نهم:

کنترل ارتعاش که در واقع یکی از فاکتورهای مهم سطح بهره برداری است ممکن است در مواردی عامل کنترل کننده قرار گیرد به همین دلیل (با وجود نقیصه ها) از نرم افزار safe جهت کنترل این مورد استفاده می کنیم مراحل به صورت ذیل :

1-انتقال به نرم افزار safe

با توجه به اینکه هدف ما کنترل ارتعاش هست صرفا نیروهای ثقلی با تفکیک قبلی که ذکر شده (DEAD,SUPER DEAD,LIVE) به همراه ترکیبات بار مربوطه برای خروجی به نرم افزار SAFE مدنظر قرار می گیرند.

طراحی سقف وافل

2-کنترل بارگذاری ها

LIVE  : بارگذاری زنده

DEAD  : بارگذاری وزن بتن

S-DEAD : هر نوع بارگذاری مرده ای که علاوه بر وزن بتن به سقف وارد میشود(تیغه های ، کفسازی و …)

3-افزایش مدول الاستیسیته

تنظیمات طراحی سقف وافل

مطابق با متن بند (5-19-9) آیین نامه می توان مدول الاستیسیته را 25% افزایش داد:

تعیین جرم لرزه ای

4-تعیین جرم لرزه ای

با فرض اینکه 25% بار زنده بصورت دائمی فرض بشود. (براساس هر پروژه و قضاوت مهندسی)

جهت انجام تحلیل مودال جرم لرزه ای مطابق ذیل تنظیم میگردد:

طراحی سقف وافل در نرم فزار

5-استخراج دوره تناوب سازه و محاسبه فرکانس دال

جهت استخراج دوره تناوب سازه مطابق شکل زیر نیاز به معرفی بار از نوع مودال هستیم:

معرفی بار از نوع مودال

پس از آنالیز کردن زمان تناوب سازه مطابق با شکل زیر قابل استخراج است:

آنالیز-کردن-زمان-تناوب-سازه

 با توجه به جدول 9-19-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و فرض کاربری مسکونی برای پروژه فوق الذکر کنترل ارتعاش بصورت ذیل خواهد بود:

حداقل کنفرانس دوره ای کف ها که در طراحی سقف وافل باید در نظر گرفته شود

PERIOD=0.15

F=1/PERIOD=1/0.15=6.66 >5 OK

لازم به ذکر بدلیل عدم در نظرگیری اثرات بارهای لرزه ای نتایج آنالیز برای تیرها قابل قبول بوده برای دال هم اثرات ترک خوردگی توسط نرم افزار لحاظ شده و نیاز به اعمال کاهش سختی برای هیچکدام نمی باشد.

جمع بندی

آنچه در این مقاله شرح داده شد خلاصه ای بر طراحی سقف وافل بود که سعی بر عنوان کردن کلیات و موارد کلیدی گذاشته شده بود. هر مطلبی به مرور شاهد بروز معایب و نواقص خواهد بود در نتیجه خواهشمندیم در صورتی که نکته یا موردی مدنظر شما بزرگواران قرارگرفت ما را هم از نقطه نظرات ارزشمندتان بهره مند کنید.

سوالات متداول

طراحی سقف وافل به چند صورت انجام می شود؟

طراحی سقف به دو صورت انجام می شود. روش طراحی سقف وافل به روش دستی و طراحی با نرم افزار است.

  • آیا فرازمان قالب وافل هم تولید می کند؟

بله، برای خرید قالب سقف وافل می توانید با شماره های موجود در صفحه سایت با ما در ارتباط باشید.

لینک منبع

[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]

۱
۲
۳
۴
۵
میانگین امتیازات ۴.۸ از ۵
از مجموع ۸ رای

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *