عملکرد سازه ای دال مجوف بابل دک

معماری و سازه دو مؤلفه اساسی در شکل گیری ساختار ابنیه به شمار می روند. تعامل و تقابل این دو مؤلفه با یکدیگر و رشد متوازن آن ها در فرایند تولید و توسعه فناوری های ساختمانی به خلق نسل جدید ابنیه با ساختار فنّاورانه پیشرفته منجر شده است. این دو مؤلفه نیرومند با الزامات و محدودیت های بی شماری مواجه اند. تا مدت ها الزامات سازه ای در معماری موضوع بحث طراحی بود. امروزه با رشد فناوری های ساختمانی و فنّاوری های نوین سازه ای معماران مجدداً توان پردازش ایده های بلند پروازانه خود را یافته اند و دیگر در قید محدودیت های علم، سازه طراحی نمی کنند. ازجمله الزامات معماری که در ساخت فضاهای عظیم با کاربری های چندمنظوره و عمومی مطرح است، نیاز به احداث سالن های وسیع با دامنه های بزرگ و فاقد ستون می باشد که سازه های با دال مجوف این قابلیت را برای معماران و کارفرمایان به خوبی فراهم می کنند. در این پژوهش بر آن شدیم تا با این سیستم نوین ساخت آشنا شده و به زبان ساده از دیدگاه سازه ای آن را بررسی نماییم. دال مجوف بابل دک دال مجوف بابل دک، یک نوع دال توخالی با رفتار دوطرفه می باشد که اولین بار توسط آقای برونینگ، یکی از مهندسان عمران دانمارکی معرفی شده است. دال مجوف بابل دک سیستمی است که درواقع چند ماده مختلف اعم از بتن، فولاد، توپ پلاستیکی ساخته شده از پلی اتیلن یا پروپیلن پرتراکم و هوا را در یک مجموعه تحت عنوان دال مجوف بابل دک به هم مرتبط می سازد. در این سیستم، توپ های پلاستیکی به منظور حذف بتن غیر باربر و کششی مورداستفاده قرارمی گیرد. وجود حفرات حبابی در نواحی میانی دال که به وسیله گوی های کروی به وجود می آیند، موجب کاهش 35درصدی وزن دال می شود. این کاهش وزن موجب افزایش طول دهانه های دال مجوف بابل دک در قیاس با دال تو پر هم ضخامت آن می گردد. این نوع دال علاوه بر مطابقت با پلان های معماری گوناگون، به دلیل سبک بودن و کاهش هزینه های ساخت وساز امروزه موردتوجه بسیاری از مهندسین قرارگرفته است. دال های مجوف بابل دک بسته به نوع ساخت به 2 دسته شبکه های پیش ساخته با آرماتورهای سازه ای مش بندی شده و پانل های نیمه پیش ساخته تقسیم می شوند. مشخصات سازه ای دال مجوف بال دک مقاومت خمشی سقف مجوف بابل دک با حذف حجمی از بتن دال که تأثیری در ظرفیت خمشی دال ندارد، حاصل می شود. در دال ها معمولا ضخامت ناحیه فشاری کم است. درنتیجه در دال های که تحت بارگذاری متداول آیین نامه قرار می گیرند گوی ها در بلوک فشاری قرار نگرفته و مقاومت خمشی آن مشابه دال تو پر می باشد. در این حالت تنها پوسته فشاری بتن و میلگردهای کششی رفتار خمشی دارند. بنابراین مقاومت نهایی خمشی مقطع دال مجوف بابل دک از روش های مرسوم شرح داده شده در آیین نامه های بتنی قابل محاسبه است. در مواردی که بزرگی نیروی اعمالی بر دال غیرمعمول باشد، لازم است تا موقعیت صحیح تار خنثی محاسبه گردد. اما در عمل، محدودیت خیز و مقدار آرماتور موقعیت تار خنثی را در قسمت فوقانی دال حفظ می کند. سختی برخلاف سقف های توخالی یک طرفه، گوی های سقف مجوف بابل دک به صورت گسسته می باشند. بنابراین وجود گوی ها، تأثیر کمی بر کاهش سختی دال می گذارد. نتایج آزمایشگاهی که در دانمارک، آلمان و هلند انجام شده است، نشان می دهد که وجود گوی ها سختی خمشی دال را به میزان 87تا93 درصد دال تو پر هم ضخامت با آن کاهش می دهد. مقاومت برشی با توجه به استانداردهای موجود، محاسبه مقاومت برشی برای سقف های توخالی یک طرفه بر اساس حداقل ضخامت جان مقطع سقف صورت می گیرد. با در نظرگیری این تئوری برای دال های دوطرفه مجوف بابل دک، مقاومت برشی این دال حدود 10 درصد مقاومت برشی دال توپر هم ضخامت خود به دست می آید. برای سقف مجوف بابل دک حداقل عرض مقطع در یک موقعیت حدی اتفاق می افتد و در نقاط مجاور آن، مقطع برشی افزایش می یابد. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که مقاومت برشی دال مجوف بابل دک به مراتب بیشتر از مقدار محاسبه شده بر اساس دیدگاه تئوری مورداشاره می باشد . مقاومت در برابر آتش طبق آزمایش های انجام مشده و با توجه به حداقل کاور بتنی و آرماتور گذاری در لایه پایینی دال بابل دک، این نوع دال طبق جدول3 در برابر مدت زمان های آتش سوزی متفاوت، از خود مقاومت نشان می دهد. باید یادآوری گردد که توپ های پلاستیکی از جنس پلی اتیلن با تراکم بالا بوده و نیز باید با حداقل مشخصات فنی کلاس مواد ساختمانی B 2 در استاندارد DIN 1045-1 مطابقت داشته باشد. همچنین حداقل کاور بتنی در دال فوقانی باید 3سانتیمتر باشد. عایق صوتی جرم میانگین دال مجوف بابل دک کمتر از دال توپر می باشد .بنابراین عایق صوتی دال مجوف بابل دک مقدار کمی با دال توپر هم ضخامت خود، متفاوت است. ارزیابی صوتی دال مجوف بابل دک مشابه روش مورداستفاده برای دال توپر صورت می گیرد. با این تفاوت که محاسبات باید برای ضخامتی از دال توپر که جرمی معادل دال مجوف بابل دک دارد انجام شود. نتیجه گیری دال مجوف بابل دک باهدف بهینه شدن مصرف بتن و کاهش وزن مرده دال تخت ارائه شده است. به عبارت دیگر دال مجوف بابل دک، دال توپر اصلاح شده ای می باشد که با توجه به هندسه خاص خود، ضمن حفظ مشخصه های اصلی دال توپر هم ضخامت با خود نظیر مقاومت خمشی، مقاومت در برابر آتش سوزی و عایق صوتی، موجب کاهش مصرف بتن و فولاد می گردد. لازم به ذکر است وجود گوی های پلاستیکی در این سقف موجب کاهش ناچیز سختی خمشی دال می گردد. اما با توجه به کاهش قابل توجه وزن سقف ،خیز این دال نسبت به دال توپر هم ضخامت خود کمتر می باشد. بنابراین دال های بابل دک نسبت به سایر دال ها سبک تر هستند. ازنظر نیاز به تجهیزات پیشرفته و غیرقابل دسترس، سقف های بابل دک بهتر هستند. ازنظر نیاز به نیروی انسانی، اجرای سقف های بابل دک نیروی کمتری نیاز دارد. ازنظر مسائل زیست محیطی سقف های بابل دک مناسب تر هستند. ازنظر اقتصادی اجرای این سقف ها با دهانه های بالاتر از 8 متر به صرفه است. اجرای کنسول هایی بلند در سیستم سقف بابل دک امکان پذیر است. به علت پیش ساخته بودن پانل های سقف بابل دک، سرعت اجرایی بسیار بالا می باشد. ایجاد بازشوهای نامنظم در سقف بابل دک امکان پذیرتر است. سقف بابل دک را می توان با سیستم پیش تنیدگی نیز تلفیق نمود. ازنظر عایق صدا و حرارت سقف بابل دک مناسب تر است. می توان نتیجه گرفت که استفاده از دال مجوف بابل دک در مقایسه با دال توپر موجب کاهش قابل توجه بتن مصرفی و وزن مرده سقف می گردد که این امر باعث می گردد پروژه به مراتب اقتصادی تر شود.