مبحث ۹ — طرح و اجرایِ ساختمان‌هایِ بتن‌آرمه
درسنامه — دیافراگم‌ها
خلاصه‌یِ بندهایِ ۹-۱۴، مستقیماً از متنِ رسمیِ مبحث.
دامنه و نیروهایِ دیافراگم (۹-۱۴-۱ و ۹-۱۴-۲)
دیافراگم‌هایِ سازه‌هایی که برایِ بارِ جانبیِ زلزله طراحی می‌شوند، باید ضوابطِ بخشِ ۹-۲۰-۸ را نیز برآورده کنند.
•دیافراگم باید آثارِ نیروهایِ متنوعی را تحمل کند: مؤلفه‌یِ داخلِ صفحه‌یِ نیروهایِ اینرسی، انتقالِ برش بینِ اجزایِ قائم، فشارِ جانبیِ خاک از دیوارهایِ زیرزمین، رانشِ ستون‌هایِ مورب، و فشارِ خارج از صفحه.
•اجزایِ سیستم: دیافراگم، جمع‌کننده (collector)، توزیع‌کننده، دیوارهایِ سازه‌ای و قاب‌هایِ خمشی.
•یادآوری از فصلِ ۹-۲: جمع‌کننده عضوِ کششی یا فشاری است که نیرو را بینِ دیافراگم و سیستمِ قائمِ باربرِ جانبی منتقل می‌کند.
حداقل ضخامتِ دیافراگم (۹-۱۴-۳)
دیافراگم باید ضخامتِ کافی داشته باشد تا پایداری، مقاومت و سختی‌اش تحتِ ترکیب‌هایِ بارِ ضریب‌دار تأمین شود.
ضخامتِ دیافراگمِ سقف و کف نباید کمتر از ضخامتِ موردنیازِ دال‌هایِ یک‌طرفه و دوطرفه طبقِ فصل‌هایِ دیگرِ این مبحث باشد.
•یعنی نقشِ دیافراگمی هرگز مجوزِ نازک‌تر کردنِ دال نیست؛ فقط ممکن است الزاماتِ اضافه بیاورد.
مقاومتِ موردنیاز و مدل‌سازی (۹-۱۴-۴)
•مقاومتِ موردنیازِ دیافراگم، جمع‌کننده‌ها و اتصالاتشان از ترکیب‌هایِ بارِ ضریب‌دارِ فصلِ ۹-۷ تعیین می‌شود.
برایِ دیافراگمی که بخشی از سقف یا کف است، باید اثراتِ بارهایِ خارج از صفحه هم‌زمان با سایرِ بارها منظور شود — دال هم‌زمان خمشِ ثقلی و نیرویِ داخلِ صفحه دارد.
مدل‌سازی و تحلیل باید ضوابطِ مبحثِ ششم و الزاماتِ فصلِ ۹-۶ را برآورده کند؛ برایِ سختیِ دیافراگم می‌توان از هر مجموعه فرضیاتِ منطقی و سازگار استفاده نمود.
•تحلیل باید بر مبنایِ تأمینِ تعادل و شرایطِ مرزی باشد.
یکی از مدل‌هایِ مجاز: تحلیل‌هایِ جداگانه با فرضِ حدِ بالا و حدِ پایینِ سختیِ داخلِ صفحه — و حداکثر تلاشِ به‌دست‌آمده از هر کدام مبنایِ طراحی قرار می‌گیرد (روشِ پوش).
قاعده‌یِ طلایی: صلب یا انعطاف‌پذیر فرقی نمی‌کند (۹-۱۴-۴-۲-۴)
طراحیِ دیافراگم و اجزایِ تشکیل‌دهنده‌اش، از جمله جمع‌کننده‌ها، بدونِ توجه به عملکردِ صلب یا انعطاف‌پذیرِ آن ضروری است.
•این پاسخ به یک اشتباهِ رایج است: خیلی‌ها فکر می‌کنند «دیافراگمِ صلب» یعنی فقط فرضِ تحلیلی و نیازی به طراحی ندارد.
•واقعیت: فرضِ صلبیت فقط توزیعِ نیرو بینِ اجزایِ قائم را تعیین می‌کند؛ خودِ دیافراگم همچنان باید نیرویِ داخلِ صفحه‌اش را تحمل کند.
•عملاً در ساختمان‌هایِ بتنی، جمع‌کننده‌ها شایع‌ترین حلقه‌یِ ضعیف‌اند — به‌ویژه اطرافِ بازشوهایِ بزرگ و در اتصال به دیوارهایِ برشیِ کوتاه.
چهار روشِ تعیینِ مقاومتِ طراحی (۹-۱۴-۵-۱-۲)
(الف) مدلِ تیرِ عمیق: دیافراگم به‌صورتِ تیری با عمقی برابرِ عمقِ کاملِ دیافراگم مدل شود و لنگر با آرماتورهایِ متمرکز در لبه‌ها (آرماتورِ لبه‌ای یا کُرد) تحمل شود → بندهایِ ۹-۱۴-۵-۲ تا ۹-۱۴-۵-۴.
(ب) روشِ خرپایی (بست و بند) → پیوستِ ۹-پ۳.
(پ) روشِ اجزایِ محدود → فصلِ ۹-۸؛ توزیعِ غیریکنواختِ برش باید در طراحی لحاظ شود و پیش‌بینیِ جمع‌کننده‌ها برایِ انتقالِ برش به اجزایِ قائم الزامی است.
(ت) روشِ دیگر: باید تعادل را برآورده کند و مقاومتِ طراحی حداقل برابرِ مقاومتِ موردنیازِ همه‌یِ اجزایِ مسیرِ بار باشد.
•در هر روش، اندرکنشِ آثارِ بار باید منظور شود و φ طبقِ فصلِ ۹-۷ تعیین گردد.
خمش و نیرویِ محوریِ داخلِ صفحه (۹-۱۴-۵-۲)
•طراحیِ دیافراگم برایِ نیرویِ محوری و لنگرِ داخلِ صفحه طبقِ بندهایِ ۹-۸-۲ و ۹-۸-۳ (همان روابطِ عمومیِ مقطع).
•کششِ ناشی از خمش در دیافراگم با یکی از چند روش (یا ترکیبی از آن‌ها) تأمین می‌شود: آرماتورِ آجدار، اتصال‌دهنده‌یِ مکانیکی و غیره.
آرماتورها و اتصال‌دهنده‌هایِ مکانیکیِ تحملِ کششِ خمشی باید نزدیکِ لبه‌یِ کششیِ دیافراگم — در محدوده‌ای وابسته به عمقِ دیافراگم — تعبیه شوند.
اگر عمقِ دیافراگم در طولِ دهانه تغییر کند، آرماتورها باید در بخش‌هایِ مجاورِ مقطعِ موردِنظر که خارج از آن محدوده‌اند مهار شوند.
اتصال‌دهنده‌هایِ مکانیکی که از اتصالِ بینِ قطعاتِ پیش‌ساخته عبور می‌کنند باید برایِ نیرویِ کششیِ متناظر با بازشدگیِ موردِ انتظار در اتصال طراحی شوند.
برشِ داخلِ صفحه‌یِ دیافراگم (۹-۱۴-۵-۳)
ضریبِ کاهشِ مقاومتِ برشی برابرِ مقدارِ پایه‌یِ برش (۰٫۷۵) است — مگر بندِ ۹-۷-۴-۵ مقدارِ کمتری تعیین کرده باشد (سازه‌هایِ لرزه‌ایِ ویژه).
•یادآوری از فصلِ ۹-۷: در سازه‌هایِ ویژه، φ برشیِ دیافراگم نباید از کمترین φ برشیِ اجزایِ قائمِ سیستمِ لرزه‌ای بیشتر شود.
در دیافراگم‌هایِ کاملاً درجا، Vn از رابطه‌یِ ۹-۱۴-۱ به دست می‌آید؛ Acv سطحِ مقطعِ خالصِ برشی است — محدود به ضخامت و عمقِ دیافراگم، منهایِ فضاهایِ خالی.
مقدارِ √f'c در محاسبه‌یِ Vn نباید از ۸٫۳ مگاپاسکال بیشتر باشد — همان سقفِ برشِ یک‌طرفه‌یِ فصلِ ۹-۸.
ابعادِ مقطع باید طوری انتخاب شوند که رابطه‌یِ محدودکننده‌یِ ۹-۱۴-۲ هم برقرار باشد (با همان سقفِ ۸٫۳).
رویه‌یِ بتنیِ درجا رویِ قطعاتِ پیش‌ساخته: اگر رویه به‌صورتِ مرکب کار نکند، Acv فقط سطحِ مقطعِ خودِ رویه است.
جدولِ مرورِ سریع
الزامِ اضافیِ دیافراگمِ لرزه‌ایبخشِ ۹-۲۰-۸
حداقل ضخامتِ دیافراگمنه کمتر از ضخامتِ لازمِ دالِ یک‌طرفه/دوطرفه
بارِ هم‌زمانِ دیافراگمِ کفبارهایِ خارج از صفحه + داخلِ صفحه
مرجعِ مدل‌سازیمبحثِ ششم و فصلِ ۹-۶
روشِ پوشِ سختیحدِ بالا و پایین؛ حداکثرِ تلاش ملاک
طراحیِ دیافراگمِ صلب و انعطاف‌پذیرهر دو الزامی است
روشِ تیرِ عمیقآرماتورِ لبه‌ای؛ بندهایِ ۹-۱۴-۵-۲ تا ۴
روشِ خرپاییپیوستِ ۹-پ۳
روشِ اجزایِ محدودبرشِ غیریکنواخت + جمع‌کننده‌یِ الزامی
مرجعِ خمش و محوریِ داخلِ صفحهبندهایِ ۹-۸-۲ و ۹-۸-۳
اتصال‌دهنده‌یِ عبوری از درزِ پیش‌ساختهطراحی برایِ بازشدگیِ موردِ انتظار
φ برشیِ دیافراگم۰٫۷۵، مگر ۹-۷-۴-۵ کمتر بخواهد
سقفِ √f'c در برشِ دیافراگم۸٫۳ مگاپاسکال
Acv دیافراگمِ درجاسطحِ خالص، منهایِ فضاهایِ خالی
Acv رویه‌یِ غیرمرکبفقط سطحِ رویه
برو به آزمونِ همین فصل