مدلسازی خرپایی دستک فشاری و کش (strut and tie modeling)

پیش از این، مدلسازی خرپایی بصورت تلویحی در طراحی برشی و پیچشی اعضای بتن مسلح مورد استفاده قرار می گرفته است. در دهه های اخیر این روش به عنوان یک روش مستقل، جدید و واحد برای طراحی اجزای بتن مسلح که تا پیش از این روش طراحی منطقی ای نداشته اند و بیشتر از روابط تجربی استفاده می شده، به آیین نامه های طراحی اضافه شده است. 

این روش برای طراحی در حالت حدی نهایی اعضای بتن مسلح در نواحی ای که فرض برنولی (خطی بودن کرنش در مقطع) صائب نباشد، بکار می رود و در ویرایش های اخیر آیین نامه یوروکد، آیین نامه ACI و آیین نامه آشتو LRFD ذکر شده است. چنانچه پیوست A آیین نامه 2002-318 ACI، مدل دستک فشاری و کش را به عنوان ابزاری مناسب برای طراحی سازه ای بتن، هنگامیکه روش طراحی مقطعی برای برش و خمش کارآیی ندارد، ارائه کرده است. این روش چارچوب منطقی و یکسانی برای طراحی نواحی با ناپیوستگی در بار یا هندسه ایجاد می کند. روش STM برای طراحی تیرهای عمیق، تیر عمیق با بازشو، تیرهای با نشیمن لبه ای، دیوار برشی با بازشو، کوربل ستون، کوربل دوبل، ناحیه مهاری تیرهای پیشتنیده پس کشیده،  طراحی سرستون پایه پلها، طراحی سرشمع و غیره قابل کاربرد است. 

 مدل STM یک خرپای فرضی شامل اجزای فشاری بتنی (دستک)، اجزای کششی فولادی (کش) و نقاط گرهی است که نیروها را از محل بارگذاری به تکیه گاه ها انتقال می دهد. این خرپا، یک خرپای یکتایی نیست و ممکن است توسط افراد مختلف، خرپاهای متفاوتی برای حل یک مساله پیشنهاد گردد. بر اساس نظریه حد پایین تئوری پلاستیسیته، به شرط تامین شکلپذیری و تعادل استاتیکی تمام این مدلهای خرپایی منجر به یک طراحی ایمن می شوند. دستکهای فشاری بتنی، اشکال متفاوتی می توانند داشته باشند. لکن عموما به شکل منشوری یا عضو با مقطع متغیر یکنواخت درنظر گرفته می شوند. کشهای فولادی نیز از میلگرد تامین می شوند.

منابع

وب سایت مرجع روش دستک فشاری-کش

طراحی نواحی ناپیوسته، فصل نهم کتاب سازه های بتنی پیشتنیده، کولین و میشل.

نواحی ناپیوستگی، کوربل ها، تیرهای عمیق و اتصالات، فصل 18 کتاب طراحی سازه های بتنی، مک گریگور.

مثالهایی برای طراحی بتن سازه ای با مدل دستک فشاری-کش، کمیته 1-445 ACI، سال 2002.