20-5-3-2 آرماتور قائم و افقی

20-5-3-2-1 در دیوارهای سازه‌ای نسبت آرماتور در هیچ یک از دو امتداد قائم و افقی نباید کمتر از 25% باشد، مگر آنکه نیروی برشی نهایی موجود در مقطع دیوار از  کمتر باشد. در این حالت برای حداقل آرماتور مورد نیاز در دیوار باید ضوابط بند (16-4) در فصل شانزدهم رعایت شود.

20-5-3-2-2 نسبت آرماتور قائم در هیچ ناحیه از طول دیوار نباید از چهار درصد بیشتر باشد

20-5-3-2-3 فاصله میلگردها از یکدیگر، محور تا محور، در هر دو امتداد قائم و افقی نباید بیشتر از 350 میلیمتر اختیار شود. در اجزاء لبه فاصله میلگردهای قائم نباید بیشتر از 200 میلیمتر در نظر گرفته شوند.

20-5-3-2-4 در دیوارهایی که نیروی برشی نهایی در مقطع آنها از  بیشتر است بکارگیری دو شبکه آرماتور الزامی است.

20-5-3-2-5 در اعضای خرپاها، دستک‌ها، کلاف‌ها و اجزاء جمع کننده نیروها که در آنها تنش فشاری بتن بیشتر از  باشد باید در سراسر طول قطعه آرماتور گذاری عرضی ویژه مطابق بندهیا (20-5-2-3-2) تا (20-5-2-3-6) انجام شود. این آرماتورگذاری را در قسمت‌هایی از طول قطعه که در آنها تنش فشاری بتن از  کمتر باشد می‌توان قطع کرد. تنش فشاری موجود در قطعه زیر اثر بارهای نهایی و با فرض توزیع خطی تنش در مقطع و بر اساس مشخصات مقطع ترک نخورده محاسبه می‌شود.

20-5-3-2-6 کلیه میلگردهای ممتد در دیوارهای سازه‌ای ،دیافراگم‌ها، خرپاها، دستک‌ها ، کلاف‌ها و اعضای جمع کننده نیروها باید به عنوان میلگردهای کششی مطابق ضوابط بند (20-5-4-3) مهار یا وصله شوند.

20-5-3-3 اجزای لبه در دیوارهای سازه‌ای و در دیافراگم‌ها

20-5-3-3-1 در لبه‌ها و در اطراف بازشوها در دیوارهای سازه‌ای و در دیافراگم‌ها که در آنها تنش فشاری بتن فشاری بتن در دورترین تار فشاری مقطع تحت اثر بارهای نهایی، به انضمام اثر زلزله ، از  بیشتر باشد باید اجزای لبه مطابق ضوابط بندهای (20-5-3-3-2) تا (20-5-3-3-4) پیش‌بینی شود، مگر آنکه در تمام طول دیوار یا دیافراگم آرماتورگذاری عرضی ویژه پیش‌بینی شده باشد. اجزای لبه را می‌توان در قسمت‌هایی که تنش فشاری بتن در آنها از  کمتر باشد قطع کرد. تنش فشاری بتن با فرض توزیع خطی تنش در مقطع دیوار و بر اساس مشخصات مقطع ترک نخورده محاسبه می‌شود.

20-5-3-3-2 اجزای لبه در دیوارها باید در حالت حدی نهایی مقاومت برای مجموع بارهای قائم وارده به دیوار شامل بارهای اجزای مرتبط با دیوار و وزن دیوار و نیروی محوری ناشی از لنگر واژگونی حاصل از نیروهای جانبی زلزله طراحی شوند.

20-5-3-3-3 اجزای لبه در دیافراگم‌ها باید در حالت حدی نهایی مقاومت برای مجموع نیروهای محوری که در صفحه دیافراگم عمل می‌کنند و نیروی محوری ناشی از تقسیم لنگر خمشی موثر در مقطع دیافراگم به فاصله بین دو جزء لبه‌های دیافراگم در آن مقطع ، طراحی شوند.

20-5-3-3-4 اجزای لبه باید در سراسر طول خود آرماتورگذاری عرضی ویژه مطابق ضوابط بندهای (20-5-2-3-2) تا (20-5-2-3-6) بشوند.

20-5-3-3-5 در دیوارهایی که دارای اجزای لبه هستند آرماتورهای افقی دیوار باید در ناحیه محصور شده اجزای لبه مهار شوند بطوریکه امکان بوجود آمدن تنش کششی در حد مقاومت تسلیم در آنها میسر گردد.

20-5-3-3-6 در دیوارهایی که دارای اجزای لبه نیستند آرماتورهای افقی دیوار باید به قلاب استاندارد ختم شوند و آرماتورهای قائم لبه‌های دیوار را در بر گیرند. در غیر اینصورت آرماتورهای قائم لبه دیوار باید بوسیله رکابی‌هایی که دارای قطر و فاصله مشابه آرماتور افقی هستند و به آنها وصله می‌شوند. نگهداری شوند. در مواردی که نیروی برشی نهایی در مقطع دیوار از  کمتر است رعایت ضوابط این بند الزامی نیست.

20-5-3-4 تیرهای همبند در دیوارهای هم بسته

20-5-3-4-1 تیرهای همبند در دیوارهای هم بسته که در آنها نیروی برشی نهایی از  بیشتر باشد و نسبت طول دهانه آزاد به ارتفاع مقطع آنها کمتر از 3 باشد باید مطابق ضوابط بندهای (20-5-3-4-2) و (20-5-3-4-3) آرماتورگذاری شوند. در غیر اینصورت آرماتورگذاری در این تیرها مطابق ضوابط قطعات خمشی انجام می‌شود. عرض این تیرها در هیچ حالت نباید کمتر از 200 میلیمتر اختیار شود.

20-5-3-4-2 مقاومت برشی در تیرهای همبند باید کلاً بوسیله آرماتورهای قطری که بصورت ضربدری و متقارن در سراسر طول تیر ادامه داشته و در دیوارهای طرفین تیر در طولی به اندازه یک و نیم برابر طول گیرایی میلگردها مهار می‌شوند . تامین گردد. سطح مقطع آرماتور قطری در هر یک از شاخه‌های ضربدری از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

(20-7)                                               

در این رابطه  زاویه بین آرماتور قطری و محور طولی تیر است .

20-5-3-4-3 آرماتورهای قطری باید بوسیله میلگردهای عرضی به صورت مارپیچ یا تنگ با قطر حداقل 8 میلیمتر و با فاصله از یکدیگر حداکثر برابر با کوچکترین سه مقدار زیر محصور شوند:

الف ـ  8 برابر قطر کوچکترین میلگرد قطری

ب ـ 24 برابر قطر تنگ‌ها یا مارپیچ

پ ـ 125 میلیمتر

20-5-3-4-4 مقاومت خمشی تامین شده توسط آرماتورهای قطری را می‌توان در محاسبه ظرفیت خمشی تیر همبند منظور کرد.

20-5-3-5 درزهای اجرایی

20-5-3-5-1 کلید درزهای اجرایی در دیوارها و در دیافراگم‌ها باید ضوابط قسمت (9-8) را تامین کنند. سطح این درزها باید زبری گفته شده در بند (12-14-3-5) را دارا باشند. ضوابط طراحی درزهای اجرایی برای برش در بند (12-17-3-3) گفته شده‌اند.

¤ نویسنده:قدرتی

20-5-5 ضوابط طراحی برای برش

20-5-5-1 اعضای تحت خمش و تحت فشار و خمش در قاب‌ها

20-5-5-1-1 در اعضای تحت خمش و تحت فشار و خمش در قاب‌ها ، کنترل حالت حدی نهایی مقاومت در برش باید بر اساس رابطه (12-1) صورت گیرد. مقادیر Vn و Vr در این رابطه باید بر طبق ضوابط بندهای (20-5-5-1-2) تا (20-5-5-1-4) محاسبه شوند.

20-5-5-1-2 نیروی برشی نهایی، Vu در اعضای خمشی باید با در نظر گرفتن تعادل استاتیکی بارهای قائم و لنگرهای خمشی موجود در مقاطع انتهایی عضو با فرض آنکه در این مقاطع مفصل‌های پلاستیکی تشکیل شده‌اند، تعیین شود. ظرفیت خمشی مفصل‌های پلاستیکی، مثبت یا منفی ، باید برابر با لنگر خمشی مقاوم ماکزیمم مقطع Mmax در نظر گرفته شود. جهت‌های این لنگرهای خمشی باید چنان در نظر گرفته شوند که نیروی برشی ایجاد شده در عضو بیشترین باشد .

20-5-5-1-3 نیروی برشی نهایی ، Vu در اعضای تحت فشار و خمش باید برابر با کمترین دو مقدار زیر نظر گرفته شود ولی این نیرو در هیچ حالت نباید کمتر از مقدار نیروی برشی باشد که از آنالیز سازه زیر اثر بارهای نهایی ناشی از بارهای قائم و نیروی جانبی زلزله بدست آمده است .

الف ـ نیروی برشی ایجاد شده در عضو زیر اثر نیروهای استاتیکی وارد به آن شامل بارهای قائم، در صورت وجود، و لنگرهای خمشی موجود در مقاطع انتهایی آن با فرض آنکه در این مقاطع مفصل‌های پلاستیکی تشکیل شده‌اند. ظرفیت خمشی مفصل‌های پلاستیکی، مثبت یا منفی باید برابر با لنگر خمشی مقاوم ماکزیمم مقطع ، Mmax در نظر گرفته شود و در تعیین آن باید 4/1 برابر نامساعدترین نیروی محوری نهایی موجود در عضو که منتج به بیشترین لنگر خمشی می‌شود، منظور گردد. جهت‌های این لنگرهای خمشی باید چنان در نظر گرفته شوند که نیروی برشی ایجاد شده در عضو بیشترین باشد.

ب ـ نیروی برشی ایجاد شده در عضو با فرض آنکه در تیرهای متصل به دو انتهای عضو، در مقاطع مجاور به اتصال‌ها ، مفصل‌های پلاستیکی با مشخصات گفته شده در بند (20-5-5-1-2) تشکیل شده باشند. جهت‌های این لنگرهای خمشی باید چنان در نظر گرفته شوند که نیروی برشی ایجاد شده در عضو مورد نظر بیشترین باشد.

20-5-5-1-4 مقاومت برشی نهایی مقطع Vr باید بر اساس رابطه (12-2) محاسبه شود. نیروی برشی مقاوم بتن در این رابطه Vc در اعضایی از قاب که در آنها نیروی برشی ناشی از زلزله بزرگتر از نصف نیروی برشی طرح Vu باشد و مقدار نیروی فشاری محوری در آنها کمتر از  باشد، مساوی با صفر منظور می‌‌گردد. منظور از نیروی برشی ناشی از زلزله،‌نیروی برشی ایجاد شده در عضو بعلت اختلاف لنگرهای خمشی موجود در مفصل‌های پلاستیکی ایجاد شده در دو انتهای عضو بر طبق ضوابط بند (20-5-5-1-2) است.

20-5-5-1-5 خاموت‌هایی که برای مقاومت در برابر برش بکار برده می‌شوند، در قسمت‌های خاصی از عضو که در بندهای (20-5-1-3) و (20-5-2-3) و (20-5-4-2) مشخص شده‌اند باید از نوع تنگ ویژه باشند.

20-5-5-2 دیوارهای سازه‌ای و دیافراگم‌ها

20-5-5-2-1 در دیوارهای سازه‌ای و در دیافراگم‌ها ، کنترل حالت حدی نهایی مقاومت در برش باید بر اساس رابطه زیر صورت گیرد :

(20-8)                                                                         

در این رابطه  نیروی برشی نهایی در مقطع مورد نظر است که از آنالیز سازه زیر اثر بارهای نهایی ناشی از بارهای قائم و بارهای جانبی زلزله بدست آمده است و  مقاومت برشی نهایی مقطع است که مطابق ضوابط بند (20-5-5-2-2) محاسبه می‌شود.  ضریب اصلاحی مقاومت است که در این قطعات مساوی با 7/0 منظور می‌گردد .

20-5-5-2-2 مقاومت برشی نهایی مقطع ،  با استفاده از رابطه زیر محاسبه می شود :

(20-9)                                                 

در این رابطه  ضریبی است که به شرح زیر در نظر گرفته می‌شود :

الف ـ  دیوارها و دیافراگم‌هایی که در آنها نسبت  بزرگتر یا مساوی 2 است.

ب ـ در دیوارها و دیافراگم‌هایی که در آنها نسبت  کوچکتر یا مساوی 5/1 است.

پ ـ در دیوارها و دیافراگم‌هایی که در آنها نسبت  بین 5/1 و 2 است ضریب  با درون‌یابی خطی بین اعداد فوق تعیین می‌شود.

20-5-5-2-3 در تعیین مقاومت برشی نهایی مقطع در قطعات یک دیوار یا یک دیافراگم مقدار ضریب  باید برای بیشترین مقدار  در کل دیوار یا دیافراگم و در قطعه مورد نظر محاسبه شود.

20-5-5-2-4 میلگردهای برشی در دیوار یا دیافراگم باید در صفحه دیوار یا دیافراگم در دو جهت عمود بر هم توزیع شوند بطوریکه در این دو جهت مقاومت برشی ایجاد نمایند. در مواردی که نسبت  کمتر از 0/2 است نسبت آرماتور قائم ،  ، نباید کمتر از نسبت آرماتور افقی برشی   در نظر گرفته شود.

20-5-5-2-5 مقاومت برشی نهایی مقطع ،  در دیوارهایی که متشکل از تعدادی پایه‌های دیوار گونه‌اند و مشترکاً نیروی جانبی واحدی را تحمل می‌کنند نباید بیشتر از  در نظر گرفته شود. در این دیوارها مقاومت برشی نهایی مقطع در هر پایه دیوارگونه نیز نباید بیشتر از  منظور گردد.  سطح مقطع هر پایه دیوارگونه و  مجموع سطح مقطع‌های این پایه‌هاست.

20-5-5-2-6 مقاومت برشی نهایی مقطع در قطعات افقی در دیوارها،‌ نظیر تیرهای رابط در دیوارهای هم بسته نباید بیشتر از  در نظر گرفته شود.  سطح مقطع قطعه افقی دیوار است .

¤ نویسنده:قدرتی

20-5-4 اتصالات تیر به ستون در قاب‌ها

20-5-4-1 ضوابط کلی طراحی

20-5-4-1-1 طراحی اتصالات تیرها به ستون‌ها در قاب‌ها برای برش باید بر اساس رابطه (12-1) صورت گیرد، مقادیر  در این رابطه باید بر طبق ضوابط بندهای (20-5-4-1-2) و (20-5-4-1-3) تعیین شوند.

20-5-4-1-2 نیروی برشی نهایی موثر به اتصال  باید بر اساس بیشترین نیروی کششی که ممکن است در آرماتورهای کششی تیرهای دو سمت اتصال و نیز برش موجود در ستون‌های بالا و پایین اتصال، محاسبه گردد. برای تعیین این مقادیر فرض می‌شود در تیرهای دو سمت اتصال مفصل‌های پلاستیکی با ظرفیت‌های خمشی مثبت یا منفی برابر با لنگرهای خمشی مقاوم محتمل  در مقاطع بر اتصال تشکیل شده باشند، جهت‌های این لنگرها باید به صورتی در نظر گرفته شوند که بیشترین برش در اتصال ایجاد شود.

20-5-4-1-3 نیروی برشی مقاوم نهایی اتصال  را می‌توان با شرط رعایت ضوابط بند (20-5-4-2) حداکثر برابر با مقادیر زیر در نظر گرفت :

الف ـ برای اتصالات محصور شده در چهار سمت                    

ب ـ برای اتصالات محصور شده در سه سمت و یا در دو سمت مقابل هم

پ ـ برای سایر اتصالات                                                            

یک اتصال زمانی توسط تیری که به یک وجه آن می‌رسد محصور شده تلقی می‌گردد که تیر حداقل سه چهارم سطح آن اتصال را پوشانده باشند .

20-5-4-2 آرماتوگذاری

20-5-4-2-1 در کلیه اتصالات، بجز آنهایی که در بند (20-5-4-2-2) گفته شده‌اند، باید آرماتورگذاری عرضی ویژه مطابق ضوابط بندهای (20-5-2-3-2) تا (20-5-2-3-6) بکار برده شود.

20-5-4-2-2 در اتصالاتی که در چهار سمت توسط تیرهای محصور شده‌اند و عرض تیرها کمتر از سه چهارم عرضی از ستون که به ن متصل می‌شوند نیستند. باید در طولی به اندازه کوتاه‌ترین ارتفاع تیر در اتصال آرماتورگذاری عرضی ویژه مساوی با نصف آنچه در بند (20-5-4-2-1) گفته شد، بکار برده شود. فاصله آرماتورهای عرضی در این اتصالات را می‌توان تا 150 میلیمتر افزایش داد .

20-5-4-2-3 آرماتورهای طولی تیرها که به ستون ختم می‌شوند باید تا انتهای دیگر هسته محصور شده ستون ادامه یابند و در صورت کششی بودن مطابق ضوابط بند (20-5-4-3) و در صورت فشاری بودن مطابق ضوابط فصل هیجدهم مهار شوند .

20-5-4-2-4 در تیرهایی که آرماتور طولی آنها از داخل هسته محصور شده ستون عبور نمی‌کنند، در صورتی که این آرماتورها توسط تیر دیگری که به اتصال می‌رسد محصور نشده باشند، باید در سراسر طول آرماتور طولی که در خارج از هسته ستون قرار دارند آرماتورگذاری عرضی ویژه اجرا شود .

20-5-4-3 طول گیرایی میلگردهای کششی

20-5-4-3-1 طول گیرایی میلگردهای قلاب دار،   که خم آنها 90 درجه است باید با استفاده از رابطه (18-2) و با منظور کردن مقاومت پیوستگی معادل بتن برابر با 2f_bm رابطه (18-4) در نظر گرفته شود. طول گیرایی قلاب همچنین نباید کمتر از مقادیر: 8 برابر قطر میلگرد و 150 میلیمتر اختیار گردد.

20-5-4-3-2 قلاب‌‌ها باید در هسته محصور شده ستون‌ها و یا در اجزاء‌لبه دیوارها مهار شوند.

20-5-4-3-3 طول گیرایی میلگردهای مستقیم    در میلگردهای تحتانی، مطابق تعریف بند (18-2-2-1-الف) نباید کمتر از 5/2 برابر طول گیرایی میلگردهای قلابدار و در میلگردهای فوقانی نباید کمتر از 5/3 برابر طول گیرایی میلگردهای قلاب‌دار منظور گردد.

20-5-4-3-4 میلگردهای مستقیمی که بیک اتصال ختم می‌شوند باید از داخل هسته محصور شده ستون و یا جزء لبه دیوار عبور داده شوند. طول گیرایی برای آن قسمت از میلگردهایی که در خارج از هسته محصور شده قرار دارند باید به اندازه 6/1 برابر افزایش داده شود.

¤ نویسنده:قدرتی

کنترل حالت حدی بهره برداری خیز و ترک خوردگی و کنترل تغییرمکان بین طبقاتی:

کنترل عرض ترک خوردگی:

در طراحی به دو علت لازم است که عرض ترک در حداقل نگه داشته شود, ظاهر و پایایی. ترکهای قابل رویت باعث عدم اطمینان از سازه و نفوذ رطوبت و مواد خورنده از طریق ترک و در نتیجه زنگ زدن میلگردها در داخل بتن می شوند که با افزایش حجم همراه است. افزایش حجم میلگرد باعث پوسته شدن بتن پوششی و زنگ زدن میلگرد باعث کاهش سطح مقطع آن می گردد. برای تیرهایی که در نما دیده نمی شوند(بتن در تماس با هوای داخل ساختمان), حداکثر عرض ترک نباید از 0.4 میلیمتر تجاوز کند و برای تیرهایی که در نما دیده می شوند(بتن در تماس با هوای خارج), حداکثر عرض ترک به 0.35 میلیمتر محدود می شود.

محدود کردن f_y  محاسباتی به 500 نیوتن بر میلیمترمربع و استفاده از میلگرد آجدار از عوامل محدودکنندة دیگر برای کنترل عرض ترک می باشد. همچنین استفاده از میلگرد به قطر کم و تعداد زیاد, به جای قطر بزرگ و تعداد کم, تاثیر مثبت در کاهش عرض ترک دارد.

طبق آئین نامة بتن ایران در دالهای دو طرفه, محاسبة عرض ترک خوردگی الزامی نیست و تنها رعایت ضوابط مربوط به آرماتور حرارتی و جمع شدگی کافی تلقی می شود.

برای تیپ های مختلف تیرهای طبقات, عرض ترک محاسبه شده است و با مقادیر مجاز آن مقایسه شده است, ملاحظه می شود که همة آنها در حد قابل قبولند.

بعنوان مثال برای ترک عرضی وسط دهانة تیر تیپ 1 واقع در طبقة اول داریم:

با توجه به پوشش 40 میلیمتری برای میلگردها و عرض 400 میلیمتری تیرها داریم:

d_c=40 mm

b_w=400 mm

برای تیر مذکور از 2 میلگرد آجدار نمره 22 استفاده شده است, در نتیجه مساحتی از بتن که حول یک میلگرد را احاطه کرده است برابر می شود با:

A=2 d_cb_w/تعداد میلگردها=2×40×400/2=16000 mm²

مقدار تنش در میلگردها تحت بارهای بهره برداری که طبق آئین نامة بتن ایران می توان برابر با 0.6 تنش تسلیم گرفت برابر است با:

f_s=0.6f_y=0.6×400=240 N/mm²

در نتیجه عرض ترک حاصله برابر خواهد بود با:

w=13×10^-6f_s³?d_cA=13×10^-6×240×(40×16000)^1/3=0.27 mm < 0.35 mm

 با توجه با پلان تیپ بندی تیرها که در گام 10 آورده شده بود, این تیر در نما دیده می شود و در تماس با هوا خارج خواهد بود در نتیجه حداکثر عرض ترک مجاز در آن برابر با 0.35 میلیمتر خواهد بود که بیشتر از ترک ایجاد شده است در نتیجه عرض ترک ایجاد شده قابل قبول است.

¤ نویسنده:قدرتی