برش پانچ

توسط0
3183
برش پانچ

آنچه در این مقاله خواهید خواند

برش پانچ چیست؟

برش پانچ یک مکانیسم شکست است که در اعضای سازه ای مانند دال ها و پی، تحت برش و در اثر بارهای متمرکز اتفاق می افتد. علت این امر آن است که بارهای متمرکز روی مساحت کمتری از اعضای سازه ای اثر می گذارند. در بیشتر موارد، این پدیده در اثر بار وارده از سوی ستون به دال، بروز می کند. لازم به توضیح است مکانیسم برش پانچ در دال های کف، دالهای تخت و در دالهای پی که زیر ستونها واقع شده اند، مشاهده می شود.

وزن سقف قرار گرفته روی ستون ها سبب ایجاد تنش های برشی در دال آن می شود. تمرکز این تنش ها در یک مساحت کوچک، نیروی متمرکز بسیار زیادی را در محل اتصال ستون به دال به وجود می آورد. در صورتی که تدابیر مناسبی (مثل تعبیه آرماتورهای برشی تقویتی) برای مهار و کاهش این تنش ها در دال به کار برده نشده باشد، دال توسط ستون سوراخ شده و سقف سازه تخریب خواهد شد. به این پدیده «برش پانچ» یا «برش سوراخ کننده(منگنه ای) یا برش دو طرفه» گفته می شود

این موضوع در دال های تخت که فاقد تیرهای میانی هستند، از حساسیت فوق العاده ای برخوردار است. مشابه همین اتفاق در نقاط اتصال ستون با فونداسیون نیز ممکن است رخ دهد به طوری که وزن زیاد طبقاتِ روی یک ستون، باعث تمرکز نیرو در یک ناحیه کوچک از فونداسیون می گردد.

برای درک بهتر این اتفاق، سوراخ کردن کاغذ به وسیله ی یک سوراخ کن را تصور کنید که نیروی وارده با تمرکز در نوک سوزن سبب سوراخ شدن کاغذ می شود که دقیقاً مشابه کاریست که ستون با دال می کند. همین شباهت عملکردی منجر شده است که نام این دو پدیده یکسان باشد.و در واقع ستون های سقف و فونداسیون را سوراخ می کنند.

برش پانچ در دالهای بتنی مسلح می تواند به مانند یک حالت دو بعدی از بروز برش در تیرها، در نظر گرفته شود. این نوع از شکست به صورت گسیختگی آنی اتفاق می افتد. نکته ای که باید به آن اشاره شود این است که آرماتورهای اصلی سازه کمکی به محدود کردن این گسیختگی نخواهند کرد. بنابراین ظرفیت باربری سازه می بایست با در نظر گرفتن ظرفیت خمشی آن و همچنین اثر برش بر سازه در نظر گرفته شود. لیکن برش پانچ در قیاس با برش تیر، کمتر بحرانی می باشد.

برش پانچ زمانی در دالها اتفاق می افتد که در معرض مقادیر بالای بارهای متمرکز قرار داشته باشند. این نوع بارها شامل بار وارده از چرخ وسایط نقلیه روی دال پلها یا بارهای وارده بر کف دال ساختمانها است. تکیه گاه این دالها ستون های زیر آنها می باشد.

روش های کنترل برش پانچ

بدیهی است که هر چه مقدار نیروی عکس العمل وارده از طرف ستون به دال، بیشتر و محیط و ضخامت ناحیه ی اعمال این نیروی متمرکز کوچکتر باشد؛ وضعیت بحرانی تری حاکم خواهد بود. لذا اکثر روش هایی که برای کاهش و کنترل برش پانچ ارائه می گردد، بر پایه همین دو موضوع پایه ریزی شده اند.

  1. افزایش محیط پانچینگ
  2. افزایش ضخامت ناحیه وقوع پانچ
  3. افزایش مقاومت بتن مصرف شده
  4. پخ کردن محل اتصال ستون و فونداسیون
  5. استفاده از کتیبه
  6. استفاده از میلگرد برشی تقویتی
  7. اجرای کلاهک برشی
  8. استفاده از برش گیرها

مواردی پیشنهادی توسط آیین نامه ها و همچنین تجربه مهندسین طراح برای کاهش برش پانچ را می توان به دو دسته تغییرات کلّی و  تغییرات موضعی تقسیم کرد. بدین معنی که بعضی روش ها صرفاً قابل اعمال به کل (یا قسمت اعظمی از) فونداسیون هستند. (نظیر افزایش عرض در فونداسیون نواری) و برخی دیگر به صورت موضعی و صرفاً در ناحیه پانچینگ قابل اعمال اند. ( مثل تعریف دراپ یا طراحی آرماتورهای صلیبی)

پخ کردن اتصال ستون به فونداسیون

اجرای کتیبه یا دراپ پنل

اجرای میلگرد برشی برای تقویت فونداسیون

اجرای کلاهک برشی

استفاده از برشگیر

محاسبات برش پانچ

محاسبات برش پانچ با تنش برشی ایجاد شده در ضخامت دال یا پی (در محل ستونها) سر و کار دارد و در زمان طراحی می بایست مد نظر طراح قرار گیرد. پدیده برش پانچ با الگویی که در اثر شکست در محل پانچ تشکیل می شود، زمانی اتفاق می افتد که برش به تنهایی در آن نقطه وجود داشته باشد، لذا اگرهر نوع ممان در پدستال یا ستون وجود داشته باشد، پدیده مذکور با الگویی که مربوط به برش پانچ است بروز نخواهد کرد.

حد ماکزیمم تنش برشی در این پدیده بر اساس مخروط یا هرم ناقص شکست در اثر برش پانچ و مقادیر بارهای وارده که در سیستم وجود دارند تخمین زده می شود.

ملاحظات طراحی برای برش پانچ در دالها

با کنترلهای ذیل می توان از شکست پانچ در سازه جلوگیری کرد:

  1. حصول اطمینان از مقاومت بتن سازه
  2. اگر بتن مقاومت کافی را ندارد، مقدار آرماتورهای تامین شده در مقطع می بایست مناسب باشد.
  3. اگر میزان آرماتورها نیز کافی نباشد می بایست در طراحی مقطع تجدید نظر گردد

بر اساس آیین نامه ها، دالها به صورت زیر برای برش پانچ طراحی می شوند:

  1. یک سطح کنترل دور محدوده بارگذاری یا محل ستون، با فاصله مشخص در نظر گرفته می شود. فاصله مذکور متناسب با عمق دال می باشد.
  2. میزان متوسط تنش برشی روی سطح کنترل نباید از میزان مقاومت طراحی آن بالاتر تجاوز کند. این مقاومت اغلب با مقاومت کششی متناسب است. اثرات انتقال ممان در محل اتصال ستون و دال با طراحی مناسب برای برش پانچ مهار می شود. بررسی برش پانچ بر اساس سطوحی است که با فاصله مشخص از بَر ستون در نظر گرفته می شوند. در بین مقاطع مختلف، مهمترین ها در بَر ستون و در فاصله ۲/d از هر وجه ستون قرار دارند. اگر تنش برشی در این مقاطع از میزان تنش مجاز فراتر رود، سازه در معرض برش پانچ قرار می گیرد.
نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

نام شما:*

وبسایت:


دیدگاه شما