فریدون رضایی

امروزه با پیشرفت فنّاوری، نیاز و گسترش استفاده از بتن در صنعت ساختمان و پروژه های عمرانی همواره محدودیت های طراحی مهندسان را با چالش های جدیدی روبرو کرده است. افزایش ارتفاع ساختمان ها، افزایش طول دهانه ها، سازه های دریایی و اسکله ها، سدها و محدودیت های معماری بر سازه از جمله چالش های پیش رو می باشند. تیر های عمیق یکی از عناصر مورداستفاده در این قبیل سازه ها می باشند که جهت تأمین نیاز های سازه و جبران چالش های پیشرو سازه مورداستفاده قرار می گیرند. این تیرها دارای وزن زیاد و همچنین ارتفاع بلندتری نسبت به سایر انواع تیر می باشند. ازاین رو وزن زیاد تیر موجب افزایش تغییرمکان، سنگین نمودن سازه و افزایش ممان اینرسی می شود. از طرفی ارتفاع زیاد تیر مانع از عبور داکت ها، تأسیسات و تهویه می شود. در تیرهای عمیق به منظور اجازه دادن به عبور مجراها و سایر اهداف مکانیکی از بازشوها بهره می گیرند. ایجاد بازشو در تیرهای عمیق همواره با کاهش مقاومت تیر همراه بوده است. در این پژوهش شش نمونه تیر بتنی عمیق شامل یک تیر عمیق بتنی توپر و پنج تیر عمیق بتنی به همراه سوراخ طولی به ابعاد 1200×150×100 میلی متر در طول خودساخته شدند. چهار نمونه با بازشو دایره ای در جان مورد بررسی قرار گرفتند که از بین آن ها دو نمونه با ورق فولادی در دو طرف بازشو تقویت شدند. نتایج حاصل از بار ترک خوردگی، بار نهایی، رشد ترک و تغییرمکان تیرها به صورت عددی و آزمایشگاهی با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که بازشوهایی که در مرکز تیر ایجاد شده بودند باعث افت 7 درصدی ظرفیت باربری نهایی نسبت به نمونه توخالی و همچنین افت 16 درصدی ظرفیت باربری نهایی نسبت به نمونه توپر شدند و همچنین بازشو هایی که در مسیر انتقال بار قرار داشتند (نمونه های دارای دو بازشو) باعث کاهش 28 درصدی نسبت به نمونه توخالی و کاهش 36 درصدی ظرفیت باربری نهایی نسبت به نمونه توپر شدند. این اعداد به وضوح نشان می دهند که بازشو هایی که در مسیر انتقال بار قرار دارند اثر به مراتب بیشتری بر روی نمونه های بتنی می گذارند. نمونه های توخالی دارای بازشو تقویت شده با ورق های فولادی بهبود عملکرد و باربری بیشتری نسبت به تیرهای توخالی بدون بازشو داشتند. بر اساس نتایج آزمایشگاهی این بهبود معادل 12 درصد برای تیرهای دارای یک بازشو و 27 درصد برای نمونه های دارای دو ب