مطالعه و خودآزمونِ مباحث‹مبحث ۹ — طرح و اجرایِ ساختمان‌هایِ بتن‌آرمه‹اتصالاتِ اعضایِ سازه‌ای به یکدیگر‹درسنامه
مبحث ۹ — طرح و اجرایِ ساختمان‌هایِ بتن‌آرمه
درسنامه — اتصالاتِ اعضایِ سازه‌ای به یکدیگر
خلاصه‌یِ بندهایِ ۹-۱۷، مستقیماً از متنِ رسمیِ مبحث.
گستره (۹-۱۷-۱)
•این فصل طراحیِ اتصالاتِ اعضایِ بتنی به یکدیگر و انتقالِ بار بینِ سطوحِ بتنی را پوشش می‌دهد.
•چهار موضوع: (الف) اتصال به شالوده‌ها، (ب) انتقالِ برشِ افقی در اعضایِ خمشیِ مرکبِ بتنی، (پ) نشیمن‌ها، (ت) اتصالاتِ اعضایِ پیش‌ساخته.
•مقاومتِ طراحیِ همه‌یِ اتصالات از رابطه‌یِ کلیِ φSn ≥ U پیروی می‌کند و φ طبقِ بخشِ ۹-۷-۳ تعیین می‌شود.
اتصال به شالوده (۹-۱۷-۲)
•نیروها و لنگرهایِ پایِ ستون، دیوار یا ستون‌پایه از طریقِ مقاومتِ اتکاییِ بتن، میلگردها، میلگردهایِ انتظار، میل‌مهارها یا اتصالاتِ مکانیکی به شالوده منتقل می‌شوند.
میلگردها/میلگردهایِ انتظار باید برایِ دو نیرو طراحی شوند: (الف) فشاری که از کوچک‌ترِ دو مقاومتِ اتکاییِ بتنِ عضو و شالوده بیشتر است، (ب) هرگونه کششِ محاسبه‌شده در سطحِ مشترک.
•مقاومتِ اتکاییِ سطحِ تماس = کمترینِ مقاومتِ اتکاییِ عضو یا شالوده، و نباید از مقاومتِ عضوِ اتکاییِ واسطه (اگر باشد) فراتر رود.
•برشِ سطحِ تماسِ عضو و شالوده با ضوابطِ برش-اصطکاک یا سایرِ روش‌هایِ مناسب محاسبه می‌شود.
اتصالِ ستونِ مرکبِ بتنی-فولادی با هسته‌یِ فولادی به شالوده طبقِ مبحثِ دهم انجام می‌شود.
میل‌مهارها و مهارهایِ مکانیکیِ ستون/دیوارِ پیش‌ساخته باید برایِ بارهایِ حینِ نصب (طبقِ فصلِ ۹-۱۸) طراحی شوند و اتصالِ مکانیکی باید پیش از گسیختگیِ مهار یا شکستِ بتنِ اطراف به حدِ مقاومتِ خود برسد.
حداقل میلگرد و جزئیاتِ اتصال به شالوده (۹-۱۷-۲-۴ و ۵)
اتصالِ ستون یا ستون‌پایه‌یِ درجاریز به شالوده: میلگردِ عبوری از سطحِ تماس ≥ ۰٫۰۰۵ سطحِ مقطعِ ناخالصِ عضو.
اتصالِ دیوارِ درجاریز به شالوده: میلگردِ قائمِ عبوری ≥ مقدارِ حداقلِ بندِ ۹-۱۳-۶ (حداقل میلگردِ دیوار).
•میلگردِ لازم با ادامه‌دادنِ میلگردهایِ طولیِ عضو به داخلِ شالوده یا با میلگردهایِ انتظار تأمین می‌شود.
•وصله‌ها و اتصالاتِ مکانیکیِ میلگردهایِ طولی یا انتظار طبقِ ۹-۱۲-۶-۴ و در صورتِ نیاز طبقِ ۹-۲۰-۹.
•حتی اگر پایِ ستون مفصلی یا گهواره‌ای باشد، اتصال به شالوده باید مقاومتِ موردِنیاز (۹-۱۷-۲-۲) را تأمین کند.
در شالوده‌ها، وصله‌یِ پوششیِ فشاریِ میلگردهایِ طولیِ با قطرِ بیش از ۴۵ میلی‌متر که تحتِ همه‌یِ ترکیب‌بارها فشاری‌اند، می‌تواند طبقِ ۹-۲۱-۵-۴-۲ باشد (یعنی با میلگردِ انتظارِ کوچک‌تر).
•دیوارِ پیش‌ساخته که در اتصال به شالوده کشش ندارد: بندهایِ قائمِ یکپارچگی را می‌توان با گیرایی در دالِ بتن‌مسلحِ رویِ زمین تأمین کرد.
انتقالِ برشِ افقی در اعضایِ خمشیِ مرکب (۹-۱۷-۳)
در عضوِ خمشیِ مرکبِ بتنی (مثلاً تیرِ پیش‌ساخته + دالِ درجا) باید انتقالِ کاملِ برشِ افقی در سطوحِ تماس تأمین شود.
اگر در سطحِ تماس کشش وجود داشته باشد، انتقالِ برش از طریقِ تماس فقط وقتی مجاز است که میلگردِ عرضیِ کافی (۹-۱۷-۳-۳ و ۹-۱۷-۳-۴) تعبیه شده باشد.
روشِ آماده‌سازیِ سطحِ تماس بر اساسِ فرضیاتِ طراحی باید در مدارکِ اجرایی مشخص شود.
•دو روشِ طراحی: روشِ اول — در همه‌یِ مقاطع φVnh ≥ Vu (Vnh مقاومتِ برشیِ اسمیِ افقیِ سطحِ تماس)؛ روشِ دوم — Vu از تغییرِ نیرویِ فشاری یا کششیِ خمشی در هر قطعه از عضو محاسبه می‌شود.
•در روشِ اول اگر برش بزرگ باشد، Vnh از برش-اصطکاک به دست می‌آید؛ در غیرِ این‌صورت از جدولِ ۹-۱۷-۱.
جدولِ ۹-۱۷-۱ سه حالت دارد: سطحِ مضرس با دامنه‌یِ تقریبیِ ۶ میلی‌متر + حداقل میلگرد؛ سطحِ مضرس‌نشده + حداقل میلگرد؛ و سایرِ موارد با سطحِ مضرس — در همه‌یِ حالات سطح باید تمیز و عاری از شیرابه باشد.
•در روشِ دوم، اگر میلگرد برایِ برش طراحی شود، نسبتِ Av به فاصله در طولِ عضو باید تقریباً از الگویِ توزیعِ برشِ سطحِ تماس پیروی کند.
•میلگردِ عرضیِ داخلِ بتنِ قبلاً ریخته‌شده که در بتنِ جدید ادامه یابد و در هر دو طرف طولِ گیرایی داشته باشد، در Av منظور می‌شود.
حداقل و جزئیاتِ میلگردِ انتقالِ برشِ افقی (۹-۱۷-۳-۴ و ۵)
•حداقل Av برابرِ مقادیرِ روابطِ (۹-۱۱-۲) (حداقل میلگردِ برشیِ تیر) است.
•شکلِ میلگرد: تک میلگرد یا سیم، خاموتِ چندشاخه یا شاخه‌هایِ قائمِ شبکه‌یِ جوشی.
فاصله‌یِ طولیِ میلگردهایِ انتقالِ برش ≤ کمترِ ۶۰۰ میلی‌متر و چهار برابرِ حداقل بُعدِ عضوِ متصل‌شده.
•میلگردها باید در هر دو قطعه‌یِ متصل‌شونده طولِ گیراییِ کششی طبقِ ۹-۲۱-۳ داشته باشند.
نشیمن‌ها — هندسه و مقاومت (۹-۱۷-۴)
نشیمن را به‌طورِ کلی با روشِ خرپایی (بست و بند) طراحی می‌کنند؛ اگر نسبتِ دهانه‌یِ برش به عمق کوچک و نیرویِ مقیدکننده‌یِ ضریب‌دار Nuc محدود باشد، روشِ ساده‌یِ همین فصل هم مجاز است (در ACI 318: av/d ≤ ۱ و Nuc ≤ Vu — روابطِ متن حذف شده‌اند).
عمقِ مؤثرِ d نشیمن در برِ تکیه‌گاه محاسبه می‌شود؛ عمقِ کل در لبه‌یِ خارجیِ سطحِ باربر حداقلی دارد (در ACI 318: ۰٫۵d).
هیچ بخشی از سطحِ باربر نباید از انتهایِ قسمتِ مستقیمِ میلگردِ کششیِ اصلی یا از برِ داخلیِ میلگردِ مهارِ عرضی جلوتر بزند.
•سقفِ Vu/(bw·d) برایِ بتنِ معمولی و بتنِ سبک جداگانه تعیین شده است (bw = عرضِ نشیمن).
مقطعِ برِ تکیه‌گاه برایِ Vu و Nuc هم‌زمان، همراه با لنگرِ خمشیِ Mu طراحی می‌شود.
•سه مقاومت: Vn از برش-اصطکاک (با Avf)، Mn از خمش (با Af)، و Nn = An·fy برایِ کششِ ناشی از Nuc.
•حداقل میلگردِ کششیِ اصلیِ Asc = بیشینه‌یِ سه عبارت، و حداقل سطحِ خاموت‌هایِ بسته یا سنجاقی‌هایِ Ah موازیِ میلگردِ اصلی نیز مشخص شده است.
نشیمن‌ها — جزئیاتِ میلگردگذاری (۹-۱۷-۴-۶)
•پوششِ میلگرد طبقِ ۹-۴-۹ و حداقل فاصله‌یِ میلگردهایِ آجدار طبقِ ۹-۲۱-۹.
مهارِ میلگردِ کششیِ اصلی در برِ جلوییِ نشیمن به یکی از سه روش: (الف) جوش به یک میلگردِ عرضی با قطرِ مساوی یا بزرگ‌تر که بتواند تنشِ fy را تأمین کند، (ب) خم‌کردنِ میلگردِ اصلی به شکلِ حلقه‌یِ افقی، (پ) سایرِ روش‌هایِ مهاریِ کافی.
طولِ گیراییِ میلگردِ اصلی باید از برِ تکیه‌گاه به‌طورِ کامل تأمین شود — معمولاً با قلابِ استانداردِ ۹۰ یا ۱۸۰ درجه داخلِ ستون.
چون نشیمن عمیق است، تنشِ میلگرد مستقیماً متناسب با لنگرِ خمشی نیست و این توزیع باید در تأمینِ گیرایی منظور شود.
•خاموت‌ها/سنجاقی‌هایِ Ah باید به‌طورِ یکنواخت در ناحیه‌ای زیرِ میلگردِ کششیِ اصلی توزیع شوند (در ACI 318: در ارتفاعِ ۲d/۳).
اتصالاتِ اعضایِ پیش‌ساخته — کلیات و بار (۹-۱۷-۵-۱ تا ۳)
•انتقالِ نیرو از طریقِ ملات، کلیدِ برشی، اتکا، مهار، اتصالِ مکانیکی، آرماتورِ فولادی، روکشِ مسلح یا ترکیبی از این‌ها مجاز است.
کفایتِ اتصال باید با تحلیل یا آزمایش مشخص شود.
اتصالی که فقط به اصطکاکِ ناشی از بارهایِ ثقلی متکی باشد مجاز نیست.
•در طرحِ اتصال باید اثراتِ قیدیِ تغییراتِ حجمی، رواداری‌هایِ ساخت و نصب و در اتصالاتِ چندجزئی اختلافِ سختی، مقاومت و شکل‌پذیریِ اجزا منظور شوند.
•بندهایِ یکپارچگی در راستاهایِ قائم، طولی، عرضی و پیرامونی لازم‌اند.
نیرویِ مقیدکننده‌یِ Nuc در اتصالاتِ اتکایی: بدونِ بالشتک — هم‌زمان با Vu و به‌صورتِ بارِ زنده؛ با بالشتک — ۲۰ درصدِ عکس‌العملِ بارهایِ دائمی با ضریبِ بارِ ۱٫۶.
•اگر ضریبِ اصطکاکِ بالشتک با آزمایش معلوم باشد: Nuc = ضریبِ اصطکاک × عکس‌العملِ بارهایِ دائمی × ۱٫۶.
•اگر بارِ اصلی برش باشد و انتقال در یک صفحه رخ دهد، Vn را می‌توان با برش-اصطکاک محاسبه کرد.
بندهایِ یکپارچگی و حداقل ابعادِ اتکا (۹-۱۷-۵-۴ تا ۶)
اگر دیافراگمِ کف/بام از اعضایِ پیش‌ساخته باشد، اتصالِ دیافراگم به اعضایی که جانبی به آن تکیه دارند: مقاومتِ کششیِ ≥ ۴٫۴ کیلونیوتن در هر متر طول.
بندهایِ قائمِ یکپارچگی در درزهایِ افقیِ همه‌یِ اعضایِ پیش‌ساخته (جز نما) لازم‌اند؛ برایِ ستون‌ها مقاومتی متناسب با Ag (در ACI 318: ۱٫۴Ag نیوتن) و اگر مقطع بزرگ‌تر از نیاز باشد، مقطعِ مؤثرِ کاهش‌یافته حداقل نصفِ Ag.
قطعاتِ دیوارِ پیش‌ساخته: حداقل دو بندِ قائمِ یکپارچگی، هر کدام ≥ ۴۴ کیلونیوتن.
سازه‌هایِ دیوارِ باربرِ پیش‌ساخته با سه طبقه و بیشتر: بندهایِ طولی و عرضی ≥ ۲۲ کیلونیوتن در هر متر، در صفحه یا حداکثر ۶۰۰ میلی‌متر از صفحه‌یِ کف/بام.
بندهایِ طولی موازیِ دهانه‌یِ دال با فاصله‌یِ مرکز به مرکز ≤ ۳ متر؛ بندهایِ عرضی عمود بر دهانه با فاصله ≤ فاصله‌یِ دیوارهایِ باربر؛ بندهایِ پیرامونی در محدوده‌یِ ۱٫۲ متر از لبه.
•بندهایِ قائم در این سازه‌ها: در همه‌یِ قطعاتِ دیوار و پیوسته در کلِ ارتفاع، با حداقل دو بند در هر چشمه‌یِ دیوار.
حداقل فاصله‌یِ برِ تکیه‌گاه تا انتهایِ عضوِ پیش‌ساخته (جدولِ ۹-۱۷-۲): دال — بزرگ‌ترِ ln/۱۸۰ و ۵۰ میلی‌متر؛ تیر — بزرگ‌ترِ ln/۱۸۰ و ۷۵ میلی‌متر.
بالشتکِ اتکایی کنارِ وجوهِ تقویت‌نشده باید حداقل ۱۳ میلی‌متر (یا به اندازه‌یِ بُعدِ پخ) از برِ تکیه‌گاه و انتهایِ عضو عقب‌تر باشد.
جدولِ مرورِ سریع
چهار موضوعِ فصلشالوده، برشِ افقیِ مرکب، نشیمن، پیش‌ساخته
حداقل میلگردِ ستونِ درجاریز به شالوده۰٫۰۰۵ Ag
حداقل میلگردِ دیوارِ درجاریز به شالودهحداقلِ بندِ ۹-۱۳-۶
ستونِ مرکب با هسته‌یِ فولادی به شالودهطبقِ مبحثِ دهم
وصله‌یِ فشاریِ خاص در شالودهقطرِ بیش از ۴۵ میلی‌متر، فشاری در همه‌یِ ترکیب‌ها
سطحِ مضرسِ برشِ افقیدامنه‌یِ تقریبیِ ۶ میلی‌متر؛ تمیز و بدونِ شیرابه
فاصله‌یِ طولیِ میلگردِ برشِ افقی≤ min(۶۰۰ mm ، ۴ × حداقل بُعدِ عضوِ متصل)
روشِ کلیِ طراحیِ نشیمنروشِ خرپایی (بست و بند)
مهارِ میلگردِ اصلیِ نشیمن در بَرِ جلوییجوش به میلگردِ عرضی / حلقه‌یِ افقی / مهارِ دیگر
اتصالِ متکی فقط به اصطکاکِ ثقلیمجاز نیست
Nuc با بالشتکِ اتکایی۲۰٪ عکس‌العملِ بارِ دائمی × ۱٫۶
اتصالِ دیافراگمِ پیش‌ساخته به اعضایِ متکی≥ ۴٫۴ kN بر متر
بندِ قائمِ دیوارِ پیش‌ساختهحداقل ۲ بند، هر کدام ≥ ۴۴ kN
بندِ طولی/عرضی در ≥ ۳ طبقه≥ ۲۲ kN بر متر، تا ۶۰۰ mm از صفحه‌یِ کف
فاصله‌یِ بندهایِ طولی≤ ۳ متر
محدوده‌یِ بندِ پیرامونی۱٫۲ متر از لبه
حداقل بُعدِ اتکایِ دال / تیر۵۰ / ۷۵ میلی‌متر (و ln/۱۸۰)
عقب‌نشینیِ بالشتک از وجهِ تقویت‌نشده≥ ۱۳ میلی‌متر یا بُعدِ پخ
برو به آزمونِ همین فصل