مبحث ۹ — طرح و اجرایِ ساختمان‌هایِ بتن‌آرمه
درسنامه — ستون‌ها
خلاصه‌یِ بندهایِ ۹-۱۲، مستقیماً از متنِ رسمیِ مبحث.
سطحِ مقطعِ مؤثرِ ستون (۹-۱۲-۲-۵ تا ۹-۱۲-۲-۸)
ستونِ بزرگ‌تر از نیاز: می‌توان مساحتِ کل، آرماتورِ موردنیاز و مقاومتِ طراحی را بر اساسِ مساحتِ مؤثرِ کاهش‌یافته در نظر گرفت — به شرطی که کمتر از نصفِ مساحتِ کل نباشد.
استثنایِ مهم: این تسهیل برایِ ستون‌هایِ قاب‌هایِ خمشیِ ویژه و ستون‌هایی که طبقِ فصلِ ۹-۲۰ طراحی شده‌اند قابلِ اجرا نیست.
ستونِ یک‌پارچه با دیوارِ بتنی: حداکثر ۴۰ میلی‌متر خارج از فولادهایِ عرضیِ ستون را می‌توان در مقطعِ مؤثر حساب کرد.
ستونِ با دورپیچ‌هایِ متداخل: سطحِ مؤثر بر اساسِ فاصله‌ای برابرِ حداقل پوششِ بتنیِ موردنیاز در خارج از دورپیچ‌ها محاسبه می‌شود.
قیدِ مهم: اگر سطحِ کاهش‌یافته منظور شود، آنالیزِ سازه و طراحیِ سایرِ قسمت‌هایِ مرتبط باید بر اساسِ سطحِ مقطعِ واقعیِ ستون انجام شود — نه سطحِ کاهش‌یافته.
•اتصالاتِ تیر-ستون و دال-ستونِ درجا طبقِ فصلِ ۹-۱۶؛ اتصالاتِ پیش‌ساخته و کلیه‌یِ اتصالاتِ ستون به شالوده طبقِ فصلِ ۹-۱۷.
درصدِ آرماتورِ طولی (۹-۱۲-۵-۱)
مهم‌ترین عددِ این فصل: مساحتِ آرماتورهایِ طولی نباید کمتر از ۱ درصد و بیشتر از ۸ درصدِ سطحِ مقطعِ ناخالص (Ag) باشد.
و محدودیتِ حداکثرِ ۸ درصد باید در محلِ وصله‌هایِ پوششیِ میلگردها نیز رعایت شود — یعنی در ناحیه‌یِ وصله که آرماتور دو برابر می‌شود هم نباید از ۸٪ رد شود.
•منطقِ حدِ پایین (۱٪): جلوگیری از رفتارِ شبهِ‌بتنِ ساده و تأمینِ ظرفیت در برابرِ خزش و جمع‌شدگی.
•منطقِ حدِ بالا (۸٪): امکانِ بتن‌ریزی و تراکم، و جلوگیری از شلوغیِ بیش از حد در ناحیه‌یِ وصله.
حداقل فولادِ برشی در هر ناحیه‌ای از ستون که برشِ نهایی از آستانه‌یِ تعیین‌شده بگذرد لازم است، و مقدارش بزرگ‌ترینِ دو مقدارِ (الف) و (ب) است.
حداقل تعدادِ میلگردهایِ طولی (۹-۱۲-۶-۲-۱)
(الف) میلگردهایِ داخلِ تنگ‌هایِ مثلثی: ۳ عدد.
(ب) میلگردهایِ داخلِ تنگ‌هایِ مستطیلی یا دایروی: ۴ عدد.
(پ) میلگردهایِ داخلِ دورپیچ — یا در ستون‌هایِ قاب‌هایِ خمشیِ ویژه‌یِ محصورشده با دورگیرهایِ دایروی: ۶ عدد.
•قاعده‌یِ حفظیِ سریع: مثلث ۳، مستطیل و دایره ۴، دورپیچ ۶.
•هر میلگردِ طولی باید با تنگ، دورگیر یا دورپیچ مهارِ جانبی شود — مگر آزمایش و تحلیلِ سازه‌ای مقاومتِ کافی و امکانِ اجرا را نشان دهد.
میلگردهایِ خم‌شده در تغییرِ مقطع (۹-۱۲-۶-۳)
شیبِ قسمتِ مایلِ میلگردِ طولیِ خم‌شده نسبت به محورِ ستون نباید از ۱ به ۶ بیشتر باشد.
بخش‌هایِ بالا و پایینِ قسمتِ مایل باید موازیِ محورِ ستون باشند.
ممنوعیتِ کلیدی: اگر وجهِ ستون یا دیوار بیش از ۷۵ میلی‌متر پس‌رفتگی یا پیش‌آمدگی داشته باشد، آرماتورهایِ طولیِ امتدادیافته نباید به‌صورتِ خم‌شده استفاده شوند.
در آن حالت باید در محلِ پس‌رفتگی آرماتورهایِ انتظارِ مجزا و وصله‌یِ پوششی برایِ اتصال به آرماتورهایِ وجوهِ عقب‌رفته فراهم شود.
•در هر حال ضوابطِ مهارها و وصله‌ها در محلِ تغییرِ مقطع باید رعایت گردد.
وصله‌هایِ آرماتورِ ستون (۹-۱۲-۶-۴)
چهار نوعِ وصله‌یِ مجاز در ستون: پوششی، مکانیکی، جوشیِ سربه‌سر و اتکایی.
•وصله باید الزاماتِ تمامِ ترکیب‌هایِ بارگذاری را تأمین کند و منطبق با بخشِ ۹-۲۱-۴ باشد؛ در صورتِ لزوم ضوابطِ فصلِ ۹-۲۰ هم.
وصله‌یِ پوششیِ فشاری: مجاز است وقتی نیرویِ میلگرد فشاری باشد؛ طولش با ضرایبی قابلِ کاهش است ولی در هر حال نباید کمتر از ۳۰۰ میلی‌متر باشد.
کاهشِ طول در ستونِ با تنگ: مشروط بر تأمینِ حداقل سطحِ مقطعِ مؤثرِ آرماتورِ عرضی در هر دو جهت؛ در محاسبه‌یِ آن فقط سطحِ شاخه‌هایِ عمود بر امتدادِ موردنظر منظور می‌شود.
کاهشِ طول در ستونِ با دورپیچ: با ضریبِ اختصاصیِ خودش.
وصله‌یِ کششی — نوعِ A: وقتی تنشِ کششیِ آرماتور حداکثر نصفِ fy باشد، حداکثر نصفِ میلگردها در یک مقطع وصله شوند، و وصله‌هایِ میلگردهایِ مجاور در طولِ ستون فاصله (استگر) داشته باشند.
در غیرِ این‌صورت وصله نوعِ B است و طولِ پوششِ بیشتری می‌خواهد؛ در هر حال طولِ وصله کمتر از ۳۰۰ میلی‌متر نباشد.
وصله‌یِ اتکایی فقط وقتی مجاز است که نیرویِ میلگرد در همه‌یِ ترکیباتِ بار فشاری باشد، و مشروط بر وصله در مقاطعِ مختلف یا میلگردهایِ اضافی با حداقل مقاومتِ کششیِ تعیین‌شده.
پیچ‌هایِ مهاری و کوپلر در انتهایِ ستون (۹-۱۲-۶-۵)
پیچ‌هایِ مهاری در بالایِ ستون یا ستون‌پایه (پدستال): باید با آرماتورهایِ عرضی محصور شوند که حداقل ۴ آرماتورِ طولی را در بر گرفته‌اند.
این آرماتورهایِ عرضی (تنگ یا دورگیر) باید در طولِ ۱۲۵ میلی‌متریِ قسمتِ بالایِ ستون توزیع شوند.
و حداقل شامل یک آرماتور به قطرِ ۱۲ میلی‌متر یا ۳ آرماتور به قطرِ ۱۰ میلی‌متر باشند.
کوپلرِ مکانیکی یا میلگردِ ادامه‌یافته در انتها (برایِ اتصال به جزءِ پیش‌ساخته): باید با میلگردهایِ عرضی احاطه شود، در طولِ ۱۲۵ میلی‌متر از انتها، با حداقل ۲ آرماتورِ ۱۲ میلی‌متری یا ۳ آرماتورِ ۱۰ میلی‌متری.
•تفاوتِ ظریف: پیچِ مهاری یک آرماتورِ ۱۲ میلی‌متری، ولی کوپلر دو آرماتورِ ۱۲ میلی‌متری می‌خواهد.
محلِ اولین و آخرین تنگِ هر طبقه (۹-۱۲-۶-۶)
اولین تنگ یا دورگیر در هر طبقه: فاصله‌اش از سطحِ بالایِ شالوده یا دال نباید بیشتر از نصفِ فاصله‌یِ تعیین‌شده برایِ تنگ‌ها باشد.
آخرین تنگ یا دورگیر: فاصله‌اش از زیرِ پایین‌ترین میلگردهایِ افقیِ دال، کتیبه یا کلاهکِ برشی نباید بیشتر از نصفِ همان فاصله باشد.
تسهیلِ ویژه: اگر تیر یا دستک به کلیه‌یِ وجوهِ ستون متصل باشد، می‌توان بالاترین تنگ را در مقطعی به فاصله‌یِ حداکثر ۷۵ میلی‌متر از زیرِ پایین‌ترین میلگردِ افقیِ کم‌ارتفاع‌ترین تیر یا دستک متوقف کرد.
•منطقِ نصف‌کردنِ فاصله در دو انتها: نواحیِ اتصال بیشترین تقاضایِ محصورشدگی و خطرِ کمانشِ میلگردِ طولی را دارند.
•جزئیاتِ میلگردهایِ عرضی طبقِ بندهایِ ۹-۲۱-۶-۱ تا ۹-۲۱-۶-۳ و حداقل فاصله‌یِ آرماتورها طبقِ ۹-۲۱-۲-۱.
جدولِ مرورِ سریع
بازه‌یِ آرماتورِ طولیِ ستون۱ تا ۸ درصدِ Ag
حدِ ۸ درصد در محلِ وصلهباید رعایت شود
کفِ سطحِ مؤثرِ کاهش‌یافتهنصفِ مساحتِ کل
استثنایِ سطحِ کاهش‌یافتهستونِ قابِ خمشیِ ویژه و ستون‌هایِ فصلِ ۹-۲۰
ستونِ یک‌پارچه با دیوارحداکثر ۴۰ میلی‌متر خارج از فولادِ عرضی
آنالیزِ سایرِ قسمت‌هابر اساسِ سطحِ مقطعِ واقعی
حداقل میلگرد در تنگِ مثلثی۳ عدد
حداقل میلگرد در تنگِ مستطیلی یا دایروی۴ عدد
حداقل میلگرد در دورپیچ۶ عدد
حداکثر شیبِ میلگردِ خم‌شده۱ به ۶
آستانه‌یِ ممنوعیتِ میلگردِ خم‌شدهپس‌رفتگیِ بیش از ۷۵ میلی‌متر
حداقل طولِ وصله‌یِ پوششی۳۰۰ میلی‌متر
شرطِ وصله‌یِ کششیِ نوعِ Aتنش ≤ نصفِ fy و ≤ نصفِ میلگردها در یک مقطع
محصورشدگیِ پیچِ مهاری۱۲۵ میلی‌متر بالا، ≥ ۴ میلگردِ طولی
آرماتورِ عرضیِ پیچِ مهارییک ۱۲ میلی‌متری یا سه ۱۰ میلی‌متری
آرماتورِ عرضیِ کوپلردو ۱۲ میلی‌متری یا سه ۱۰ میلی‌متری
فاصله‌یِ اولین و آخرین تنگنصفِ فاصله‌یِ تعیین‌شده
تسهیلِ تیر در همه‌یِ وجوهبالاترین تنگ تا ۷۵ میلی‌متر زیرِ میلگردِ افقی
برو به آزمونِ همین فصل