رفتار سقف کامپوزیت در برابر بارگذای حین ساخت

رفتار سقف کامپوزیت در برابر بارگذای حین ساخت چگونه است؟
در حین اجرای سقف کامپوزیت، عرشه فولادی به تنهایی در برابر بارهای خارجی مقاومت می کند. در این شرایط، عرشه بیشتر در معرض خمش و برش قرار دارد.

خمش عرشه می تواند باعث افزایش اعمال فشار بر بال ها یا بخش هایی از جان شود. از طرف دیگر، برش بیشتر در نزدیکی تکیه گاه های عرشه رخ می دهد.

علاوه بر این، احتمال رخ دادن کمانش در المان های نازک عرشه پیش از تسلیم شدن سازه در برابر تنش های خمشی و برشی نیز وجود دارد.

تمام این عوامل، ظرفیت باربری و سختی عرشه را کاهش می دهند.

رفتار سقف کامپوزیت در برابر بارگذاری پس از ساخت چگونه است؟
رفتار سقف کامپوزیت در برابر بارگذاری ها با دیگر سازه های کامپوزیت (بتن مسلح و تیرهای کامپوزیت) متفاوت است.

با این وجود، المان های مشترکی نظیر آج یا گل میخ بین سقف کامپوزیت با بتن مسلح و تیرهای کامپوزیت وجود دارد که رفتار آن ها را به هم مرتبط می کنند.

تصویر زیر، ترکیب های متفاوت عرشه فولادی با بتن مسلح و تیر را نمایش می دهد.

منشا تفاوت رفتار سقف عرشه فولادی و آج های آن با دیگر سازه های کامپوزیت در قابلیت شکل پذیری آن ها است.

عرشه فولادی بر خلاف میلگردهای درون بتن می تواند تغییر شکل دهد اما به طور کامل درون بتن قرار نمی گیرد.

در شرایط بارگذاری معمولی، سقف کامپوزیت مانند یک سازه ترک خورده رفتار کرده و در راستای طول ورق خم می شود.

بارگذاری سقف کامپوزیت را می توان به مراحل زیر تقسیم بندی کرد:

پیش از ترک:
زمانی که میزان بارگذاری سقف کامپوزیت کوچک است، احتمال رخ دادن ترک کاهش می یابد. در این حالت، یکپارچگی بین بخش های مختلف کامل بوده و رابطه بین تنش های موجود در ورق فولادی و بتن به صورت خطی است.

شروع ترک:
با افزایش بارگذاری، بتن بر اثر کشش ترک می خورد. این مسئله باعث کاهش سختی سازه می شود. با ایجاد ترک، تغییر شکل بیشتری نسبت به حالت پیش از ترک به وجود می آید.

چسبندگی بین ورق و بتن، نیروی برشی را بین ترک ها توزیع می کند. در انتهای سقف، امکان کافی نبودن چسبندگی و رخ دادن شکست وجود دارد.

بارگذاری بالا:
هنگامی که یک سقف کامپوزیت به صورت آزمایشی یا اتفاقی تحت بارهای بالاتر از بار طراحی قرار می گیرد، رفتار آن به نوع ورق فولادی مورد استفاده بستگی پیدا می کند.

اعمال بارهای بزرگ بر روی تمام سقف های کامپوزیت، باعث رخ دادن مقداری لغزش بتن بر روی ورق فولادی می شود. دلیل این مسئله، بیشتر بودن تنش های برشی بین بتن و ورق از مقاومت اتصال یا چسبندگی است.

شکست:
سقف های کامپوزیت با توجه به جنس ورق فولادی مورد استفاده و هندسه سازه با حالت های شکست مختلفی رو به رو می شوند. برخی از ورق های فولادی در مواجهه با بارگذاری بالا به سرعت می شکنند (رفتار شکننده).

برخی دیگر، با افزایش تدریجی بارگذاری پیش از شکست، تغییر شکل های بزرگی به همراه افزایش لغزش نسبی را تجربه می کنند (رفتار شکل پذیر). شکست سقف کامپوزیت می تواند در محل سطح تماس بتن و ورق فولادی (با از بین رفتن مقاومت برشی) یا در مقطع سقف (به صورت یکجا) رخ دهد.

نکته: در صورت استفاده کردن از شمع حین اجرای سقف کامپوزیت، باز کردن آن ها می تواند باعث خمش و تغییر شکل فوری سقف شود.

این بارگذاری اولیه، ایجاد ترک در بتن را به همراه دارد. تغییر بارهای اعمال شده بر روی سقف در گذر زمان نیز منجر به تغییر شکل بیشتر و خزش بتن در طی چند سال می شود.