رفتار سقف کامپوزیت در برابر بارگذاری

رفتار سقف کامپوزیت در برابر بارگذاری چگونه است؟
سقف های کامپوزیت از ترکیب بتن مسلح با عرشه فولادی ساخته می شوند.

عرشه فولادی این سقف ها در ابتدای کار در نقش قالب و پس از سفت شدن بتن، عرشه فولادی با آن ترکیب می شود و یک سقف کامپوزیت را به وجود می آورد.

در واقع، سقف های کامپوزیت را می توان به عنوان سقف های بتن مسلح در نظر گرفت که عرشه فولادی در آن ها به عنوان یک تقویت کننده خارجی عمل می کند.

سقف های کامپوزیت معمولا بر روی دهانه های 3 تا 4.5 متری و تیرها یا سقف های نگهدارنده اجرا می شوند.

دهانه نسبتا کوچک این سقف ها به دلیل عدم استفاده از شمع بندی یا نگهدارنده های موقت است.

اگر سقف کامپوزیت بدون شمع بندی اجرا شود، عرشه فولادی به تنهایی در برابر وزن خود، وزن بتن و بارهای اجرایی مقاومت می کند.

سپس، با ادغام بتن و عرشه، بارهای بعدی توسط ماده کامپوزیت (ترکیب بتن و فولاد) تحمل می شوند.

اگر برای اجرا سقف کامپوزیت از شمع بندی استفاده شده باشد، ترکیب بتن و عرشه در مقابل تمام بارها مقاومت می کنند.

جالب اینجاست که این کار می تواند ظرفیت باربری سقف کامپوزیت پس از اتمام ساخت را کاهش دهد؛ چراکه با شمع بندی سقف، نیروی برشی افقی اعمال شده بر سطح تماس بتن و عرشه فولادی افزایش می یابد.

اگرچه در هر دو حالت، مقاومت سقف در برابر بارهای طراحی حاصل خواهد شد.

ظرفیت باربری سقف های کامپوزیت بیش از هر چیزی به پیوند برشی بین بتن و عرشه فولادی بستگی دارد. وجود آج بر روی برخی از عرشه های فولادی نیز به دلیل بهبود همین پیوند برشی است.

بر اساس آزمایش های صورت گرفته، پیوند برشی معمولا زمانی از بین می رود که یک لغزش (جابه جایی نسبی بین عرشه و بتن) حدودا 2 تا 3 میلی متری در انتهای سقف رخ داده باشد.

در واقعیت، این مسئله تا اعمال بارهای نهایی رخ نمی دهد. در سطوح بارگذاری پایین، امکان لغزش اولیه (گسستن پیوندهای شیمیایی) وجود دارد.

ضخامت سقف های کامپوزیت نازک معمولا بین 100 تا 250 میلی متر و ضخامت سقف های کامپوزیت ضخیم بین 280 تا 320 میلی متر است.

سقف های کامپوزیت معمولا مانند تیرهای ساده در شرایط عادی و بدون در نظر گرفتن اثر تکیه گاه ی طراحی می شوند.

به طور کلی، دو روش تجربی (طبق استانداردهای BS EN 1994-1-1 و BS 5950-4) مبتنی بر مفهوم اتصال برشی برای طراحی سقف های کامپوزیت وجود دارد.

از میان این دو روش، روش m و k از رواج بیشتری برخوردار است. اگرچه، این روش برای شرایط بارگذاری متمرکز خطی و نقطه ای مناسب نیست.

یادگیری جزئیات روش های طراحی سقف کامپوزیت معمولا ضرورتی ندارد؛ چراکه تولیدکنندگان، اطلاعات مورد نیاز برای طراحی را در قالب جدول بار-دهانه در اختیار طراحان قرار می دهند.