بررسی آزمایشگاهی و عددی اثر اندازه در رفتار تیرهای عمق با بتن سبک

تیرهای عمیق بتن مسلح عمدتاً در برش و به صورت ترد و ناگهانی گسیخته می شوند، که این رفتار می تواند عواقب مخربی به دنبال داشته باشد. بنابراین تعیین ظرفیت برشی این تیرها امری مهم محسوب می شود. یکی از پارامترهای مهم در تعیین ظرفیت برشی تیرها، ارتفاع تیر می باشد. تحقیقات نشان می دهد که با افزایش ارتفاع تیر مقاومت برشی نرمالیزه شده کاهش می یابد که این پدیده اثر اندازه نامیده می شود. در سال های اخیر با پیشرفت روش های ساخت اید ه ی استفاده از تیرهای عمیق ساخته شده با بتن سبک مطرح شده است، این عمل باید با شناخت کامل از رفتار بتن سبک صورت پذیرد. چون اکثر کارهای تحقیقاتی و عملی روی بتن معمولی صورت گرفته است این امر هنوز نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. ضمن اینکه اخیراً مدل های خرپایی برای تحلیل و طراحی تیرهای عمیق در آیین نامه ها استفاده می شوند که صحت آنها برای بتن سبک باید مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق به منظور بررسی اثر اندازه در تیرهای عمیق با بتن سبک و مقایسه با بتن معمولی دو سری تیر که شامل 8 تیر عمیق با نسبت دهانه برشی به ارتفاع 5/0 بود در آزمایشگاه ساخته شد. سری اول شامل 4 تیر به ارتفاع 30، 45، 60 و 90 سانتی متر بود که در ساخت آنها از بتن سبک استفاده شد نمونه های سری دوم نیز شبیه سری اول بود با این تفاوت که در ساخت آنها از بتن معمولی استفاده شد. نتایج نشان می دهد که مد گسیختگی مستقل از ارتفاع و نوع بتن می باشد. الگوی گسترش ترک ها بیشتر تحت تأثیر ارتفاع است و تقریباً مستقل از نوع بتن می باشد. مقاومت برشی نرمالیزه شده در هر دو گروه از تیرها با افزایش ارتفاع کاهش می یابد ولی شدت این کاهش در تیرهای عمیق با بتن سبک بیشتر از بتن معمولی است که این نشان می دهد که اثر اندازه در بتن سبک بیشتر از بتن معمولی است. نتایج حاصل از آزمایش با روش های خرپایی موجود در آیین نامه ها و برخی از مدل های پیشنهادی آیین نامه ها مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که تمام روش ها در تیرهای با ارتفاع کم محافظه کارانه بوده و با افزایش ارتفاع از حاشیه ایمنی کاسته می شود. نتایج آیین نامه csa در مورد تیرها با ارتفاع 90 سانتی متر غیر محافظه کارانه است که این امر نیاز به تحقیق بیشتری دارد. در پایان نمونه های آزمایش شده با استفاده از روش اجزای محدود تحلیل و نتایج آن با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد و سپس به بررسی اثر اندازه در نسبت های دهانه برشی به ارتفاع 1، 5/1 و 2 پرداخته شد. با افزایش نسبت دهانه برشی به ارتفاع از شدت اثر اندازه کاسته می شود.