بررسی و تحلیل غیرخطی دال های بتنی مجوف بادکنکی ( کروی ) ، دال های مجوف استوانه ای و دال های بتنی مسلح توپر

از جمله فن آوری های نوین در زمینه سبک سازی ساختمان ها، اجرای دال های بتنی سبک به طریق ایجاد حفره های کروی در هسته آنها می باشد، این سیستم که اصطلاحاً سقف بادکنکی (bubble deck) نام دارد به دلیل ماهیت و مکانیزم انتقال بار (دو طرفه بودن) با سایر دالهای توخالی - که عمدتا به صورت یک طرفه عمل می کنند - متفاوت است و در صورت شناخت رفتار آن می تواند جایگزین مناسبی برای دال های دو طرفه توپر باشد، در این تحقیق ابتدا نمونه هایی از دال های توخالی دوطرفه که نتایج آزمایشگاهی آنها در اختیار می باشد را با تکیه گاه پیوسته در لبه ها به کمک نرم افزار المان محدود (abaqus) به صورت سه بعدی مدل سازی نموده و رفتار خمشی، تغییرشکل، برش پانچینگ و مکانیزم شکست آن با رفتار و عملکرد نمونه های توپر و دال مجوف یک طرفه به روش تحلیل غیرخطی مقایسه می شود. نتایج نشان می دهدکه مقاومت خمشی و مکانیزم شکست دال توخالی دو طرفه با دال توپر و دال مجوف یکطرفه مشابه است ولی ظرفیت پانچینگ دال های توخالی نسبت به دال توپر کاهش قابل ملاحظه ای دارد و صلبیت دال توپر از دال های مجوف کمتر است. با توجه به اینکه عملا دال به صورت منفرد کاربرد ندارد، در ادامه دال های مورد نظر در قاب خمشی فولادی بررسی و مطالعه می شود. تحلیل قاب های فولادی بدون در نظر گرفتن اثرات دال ها به دلیل کنش متقابل دال و سازه و تغییرات قابل ملاحظه سختی و صلبیت اعضا و اتصالات، ممکن است موجب خطا در تحلیل شود و در طراحی لرزه ای سازه، بخشی از ظرفیت سازه لحاظ نشود و یا بر قسمتی از سازه بارهای پیش بینی نشده موجب خرابی سازه گردد. لذا لازم است اندرکنش دال و سازه در محاسبات مد نظر قرار گیرد . در ادامه تحقیق، با بررسی فرایند انتقال نیرو، روند تشکیل مفاصل پلاستیک، تغییر شکل ها، منحنی ظرفیت، مقاومت نهایی و جذب انرژی، با استفاده از تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی (اعمال شتابنگاشت)، رفتار لرزه ای و اثرات دال بادکنکی بر قاب خمشی فولادی بررسی و با قاب دارای دال مجوف یک طرفه (استوانه ای) و دال بتنی توپر مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که دال بادکنکی در مقایسه با سایر دال ها مقاومت، صلبیت و سختی قاب را بیشتر افزایش داده و به ازای یک تغییر مکان مشخص دارای برش پایه بالاتری می باشد، این اختلاف در ناحیه غیر-الاستیک ملموس تر است به طوریکه با افزایش pga شتابنگاشت اعمال شده، اختلاف برش طبقه در قاب ها بیشتر می شود. این در حالیست که شکل پذیری قاب با دال بادکنکی از قاب با دال توپر کمتر است و تغییر مکان نهایی متناظر با لحظه گسیختگی آن نیز کاهش قابل ملاحظه ای دارد. اما شکل پذیری و تغییرمکان نسبی نهایی آن از قاب مجوف استوانه ای بیشتر است. میزان اتلاف انرژی در قاب با دال بادکنکی با توجه به روند تشکیل مفاصل پلاستیک از سایر قاب ها بیشتر بوده و سازه در قاب با دال بادکنکی با نیروی بزرگتری به مکانیسم می رسد. در همه قاب ها چشمه اتصال وارد ناحیه غیر ارتجاعی نشده و اتلاف انرژی در اتصالات بسیار ناچیز است. سهم ستون ها، تیرها و اتصالات در اتلاف انرژی متفاوت است. در قاب با دال های مجوف سهم ستون ها در اتلاف انرژی بیشتر از سهم تیرهاست ولی در قاب با دال توپر سهم تیرها بیشتر از سهم ستون ها است. سهم اتلاف انرژی دال توپر از سایر دال ها بیشتر است.