يادداشت فني: طراحي بهينه سقف سبك نوين پانلي از نوع ساندويچي پيش ساخته با رويه هاي مقاوم و هسته بتن سبك

Technical note: Optimum Design of an Innovative Lightweight Precast Sandwich- Type floor panels with resisting facings and lightweight concrete core

در اين مقاله يك سيستم سقف سازه اي نوين پانلي ساندويچي معرفي شده است؛ اين سيستم سقف متشكل از سه نوع پانل ساندويچي پيش ساخته مي‌باشد: پانل سر ستون ,پانل تيري (بين ستوني) و پانل مياني. پانل‌هاي ساندويچي اين سقف متشكل ازسه لايه مي باشند، اين لايه‌ها عبارتند از يك لايه بتن مسلح پر مقاومت به عنوان لايه فوقاني. يك لايه ضخيم از بتن سبك مسلح به عنوان لايه مياني يا هسته و يك لايه بتن مسلح معمولي به عنوان لايه تحتاني؛ اين پانل‌ها بوسيله اتصال خاصي كه در لبه‌هاي آنها بكار رفته به يكديگر متصل مي‌شوند و يك سيستم سقف سازه‌اي جديد با قابليت اجراي سريع و آسان را پديد مي‌آورند. در اين تحقيق از نرم افزار ABAQUS براي مدل‌سازي و آناليز استفاده شده است. جهت بهينه سازي سقف ساندويچي براي پوشش سقف ساختمان‌ها با دهانه هاي مختلف يك برنامه رايانه‌اي با نرم افزار MATLAB تهيه گرديده است؛ با وارد كردن مشخصات مقاطع فولادي و پانل‌هاي ساندويچي بتني در محيط برنامه و انجام محاسبات لازم تركيب‌هاي بهينه اجزا مختلف سقف براي پوشش دهانه‌هاي مختلف تعيين شده و به صورت نمودار و جدول نشان داده شده است؛ هدف اين بهينه سازي بدست آوردن ارزان ترين و سبك ترين گزينه‌ها مي‌باشد. با توجه به امكان توليد صنعتي پانل‌هاي پيش‌ساخته تحت شرايط استاندارد و سادگي ساخت و ساز، سيستم سقف حديد مي‌تواند جايگزين مناسبي براي سيستم‌هاي سقف معمولي باشد. علاوه بر اين، سيستم جديد باعث صرفه جويي قابل توجهي در مصالح ، زمان، نيروي كار و هزينه ساخت ساختمان مي‌شود.

In this study، a new roofing system made of precast composite sandwich panels is introduced. This sandwich panels floor system consists of three kinds of precast concrete sandwich panels including capital panels، beam or between columns panels، and slab or middle panels. This panels are built of three layers; A high strength reinforced concrete as top layer، a thick layer of light-weight concrete as a middle layer or core and the third layer or lowest layer is an ordinary reinforced concrete. These panels are connected together with special connectors at their edges. In this study، ABAQUS software has been used for modeling and analyzing the sandwich panels floor system. Moreover، to optimize the design of the sandwich floor panels with different spans، a MATLAB code has been was developed; By entering the properties of steel sections and mechanical properties of concrete used in construction of the sandwich panel in this program the optimum design variables for panels of different، spans، loading and boundary conditions and design constraints was determined which are shown by means of curves and tables; The objective of this optimization was to obtain the lightest and most economical options. Due to possibility of industrial production of precast panels under standard conditions and simplicity of construction, the introduced novel floor system can be a viable alternative for common floor systems. Besides، the novel system can save amount of material، labor، time، and cost in building construction.