خانهکنترل تغییر شکل اعضای بتنی با در نظر گرفتن مدول گسیختگی مؤثر
کنترل تغییر شکل اعضای بتنی با در نظر گرفتن مدول گسیختگی مؤثر
ازجمله تغییرات مهمی که در ACI 318-19 به نسبت ACI 318-14 به چشم می‌خورد، رابطه مربوط به محاسبه ممان اینرسی مؤثر اعضا (تیر و دال) به جهت کنترل تغییر شکل اعضای بتنی است. که در کادر زیر به مبحث آن پرداخنه ایم .
بیشتر بخوانید :
ممان اینرسی مؤثر اعضای بتنی در محاسبه تغییر شکل
یکی از پارامترهای مهم در محاسبه تغییر شکل اعضای بتنی نظیر تیرها و دال‌ها، ممان اینرسی مؤثر است که با Ie نمایش داده می‌شود (Effective Moment of Inertia).
در ACI 318-19 تغییری در این بخش دیده شده است برای مقاطع کم فولاد منجر به Ie کمتر به نسبت رابطه ACI 318-14 خواهد شد. مطابق تحقیقات انجام شده رابطه پیشنهاد شده توسط برانسون (Branson) که تا سال 2014 از آن استفاده می‌شد، به دلیل منظور نکردن اثرات قیود و کاهش مقاومت کششی بتن در اجرا برای اعضایی که درصد آرماتور پایینی دارند غیر محافظه‌کارانه بوده است. به همین دلیل در ویرایش 2019 رابطه جدید مطابق شکل ضمیمه ارائه شده است.
در رابطه ارائه شده در نسخه 2019، با اعمال ضریب کاهشی 2/3 به مقدار لنگر ترک‌خوردگی، اثرات قیود و کاهش مقاومت کششی بتن به‌نوعی اعمال می‌گردد. مطابق ACI 318-19 چنانچه لنگر وارده به عضو تحت بار سرویس از 2/3Mcr کمتر باشد، ممان اینرسی مؤثر همان ممان اینرسی مقطع ناخالص خواهد بود؛ این در حالی است که در ویرایش 2014 اگر لنگر وارده از Mcr کمتر بود مقطع ترک نخورده محسوب می‌شد که بیانگر سخت‌گیرانه‌تر بودن رابطه جدید ACI 318-19 است.
اما مسئله مهم در کنترل تغییر شکلِ اعضایی است که درصد آرماتور در آن‌ها کم باشد (مثلاً زیر یک درصد). در برخی از تیرها و معمولاً در تمامی دال‌ها درصد آرماتور زیاد نخواهد بود و این تغییر در نسخه 2019 قابل‌توجه است.
در نسخه 2019 رابطه پیشنهادی برای محاسبه ممان اینرسی مؤثر همان پوسته و بدنه رابطه نسخه 2014 را دارد (برای اثبات رابطه بجای استفاده از تئوری فنرهای موازی، از تئوری فنرهای سری استفاده شده است). تغییر عمده در محاسبه Mcr است (لنگر ترک‌خوردگی). نسخه 2019 مبنای ترک‌خوردگی را 0.667Mcr می‌بیند درحالی‌که در نسخه 2014 مرز ترک‌خوردگی را Mcr لحاظ می‌کرد.
به بیان ساده‌تر، آیین‌نامه بدون تغییر در رابطه fr، عملاً این مقدار را حدود 34% کاهش داده است. این نگرانی در برآورد fr و به دنبال آن Mcr برای کنترل تغییر شکل اعضای کم آرماتور خیلی وقت پیش توسط کمیته ACI 435 اعلام شده بود که در نسخه ACI 318-19 به نحوی این مسئله اصلاح شده است.
‼️ بنابراین در کنترل تغییر شکل اعضا (خصوصاً دال‌ها) در نرم‌افزار ETABS19 یا SAFE2016 حتماً مقدار fr را باید در ضریب 0.667 ضرب و مورد استفاده قرار داد.
در شکل ضمیمه میزان تغییرات ممان اینرسی مؤثر (سختی مؤثر) اعضا با درصد آرماتورهای مختلف (مقدار Icr مختلف) نمایش داده شده است. همان‌طور که مشخص است، وقتی درصد آرماتور اعضا کم باشد (Icr عدد کمتری نسبت به Ig داشته باشد) اختلاف بین دو نسخه آیین‌نامه بیشتر است. در دال‌ها، به علت کم فولاد بودن، این اختلاف به‌مراتب بیشتر است. به همین دلیل باید بر اساس ACI 318-19 در کنترل تغییر شکل دال‌ها مقدار fr را در 0.667 ضرب کرد تا نتایج به‌درستی به دست آیند.
