طراحی شالوده های منفرد میانی

با تحلیل سازه برای بارهای بدون ضریب زیر:

1) P_D+P_L+P_Ex

2) P_D+P_L+P_Ey

3) P_D+P_Ex

4) P_D+P_Ey 

P=3931.9 KN

M_x=-88.4 KN.m

M_y=-1.54 KN.m

بعلت وجود لنگرهای M_x  و M_y  بار P تحت برون محوریهای e_x=M_y/P=-0.39 mm و e_y=M_x/P=-22.48 mm خواهد بود, ولی چون مقادیر این برون محوریها نسبت به بعد ستون خیلی کوچکند و از آنها صرفنظر می شود.

حال با فرض اولیة 500 میلیمتر برای ضخامت پی, فشار خالص مجاز برای حمل بار محوری بدون ضریب برابر است با:

q_e=270-0.5×24=258 KN/m²

لازم A=3931.9/258=15.24 m²

پس از یک شالوده مربع به ابعاد 4×4 متر استفاده می شود:

موجود A=4×4=16 m² > 15.24 m²

1) P_D+1.2P_L+1.2P_Ex

2) P_D+1.2P_L+1.2P_Ey

3) 0.85P_D+1.2P_Ex

4) 0.85P_D+1.2P_Ey

بحرانی ترین بارهای ضریبدار برای ستونهای میانی

P_u=4342.5 KN

که تحت بارگذاری اول (P_D+1.2P_L+1.2P_Ex) حاصل شده است. 

q_u=4342.5/(4×4)=271.4 KN/m²

انتخاب ارتفاع شالوده

V_c=0.4?_c?f_cb₀d=V_u

 V_c=0.4×0.6×5×(4×550+4d)d=4342.5×10³

àd=715.1 mm

, پوشش=75 mm

با توجه به عدد فوق, ارتفاع کل شالوده مساوی 800 میلیمتر انتخاب می شود که با فرض 75 میلیمتر برای پوشش بتن, d متوسط حدود 725 میلیمتر بدست می آید. باید توجه نمود که در محاسبات, مقدار V_u مساوی کل بار وارد بر شالوده منظور شده است که از این مقدار می توان فشار محصور در داخل محیط بحرانی b₀  را کسر نمود.

کنتترل ارتفاع شالوده برای طول گیرایی میلگرد ریشة ستون در فشار

برای هر میلگرد ستون, یک میلگرد ریشه با همان قطر یعنی نمرة 18 استفاده می شود که عمق شالوده برای تامین طول مهاری فشاری آن باید کافی باشد.

l_d=?₁ ?₂×(d_bf_y/4?f_c)=1×1×18×400/(4×5)=360 mm < ارتفاع شالوده

کنترل برش خمشی در مقطعی بفاصلة d از لبة ستون

V_u=4×1×271.4=1085.6 KN

V_c=0.2?_c?f_cbd=0.2×0.6×5×4000×725×10^-3=1740 KN > 1085.6

محاسبة سطح مقطع میلگرد کششی

M_u=4×271.4×1.725²/2=1615.17 KN.m

f_c=25 MPa      ,      f_y=400 MPa

کنترل میلگرد حرارتی حداقل دالی:(?=0.0018)

A_s=0.0018×4000×800=5760 mm² < 6762.7 mm²

کنترل حداقل میلگرد تیری:

A_s=1.4/400×4000×725=10150 mm² > 6762.7 mm² à A_s=10150 mm²

بنابراین در هر امتداد از 28 میلگرد آجدار نمرة 22 استفاده می شود:

A_s=28×380.1=10643.7 mm²

کنترل طول گیرایی در کشش

f_b=?₁?₂(0.65?f_c)=1×1.25×(0.65×5)=4.063 N/mm²

l_db=d_b(f_y/4f_b)=22×400/(4×4.063)=541 mm < 1725 mm

 یعنی طول گیرایی برای کشش کافی است.

بدین ترتیب شالوده های ساختمان طراحی می گردند. چون همة شالوده های این ساختمان منفرد می باشند, بمنظور بستن آنها بیکدیگر و جلوگیری از بازی کردن آنها مخصوصاً در مقابل تکانهای ناشی از زلزله, باید آنها را توسط کلافهایی به یکدیگر بست. کلافها در امتداد محورهای ساختمان در دو امتداد متعامد قرار داده می شوند.طبق آیین نامة بتن ایران هر کلاف باید قادر باشد 10% نیروی فشاری سنگین ترین ستون را بصورت کششی تحمل کند, در نتیجه:

(سنگین ترین ستون)P_u=4342.5 KN

A_st=4342.5/0.4=10856.3 mm²

از 24 میلگرد آجدار نمرة 24 استفاده می شود:

A_st=24×452.39=10857.3 mm²

که در محیط کلاف توزیع شده اند. ارتفاع کلاف 300میلیمتر بوده و در آن  از خاموتهایی بقطر 10 میلیمتر و به فواصل 250 میلیمتر استفاده می شود. میلگردهای طولی کلافها بصورت ممتد از روی شالوده می گذرند.

¤ نویسنده:قدرتی