ضوابط میلگردهای عرضی (خاموت ها)

همانطور که در ابتدای این بخش گفته شد، آرماتورهای عرضی می توانند به صورت تنگ بسته یا دورپیچ در مقطع مورد استفاده قرار بگیرند. در این بخش مهمترین ضوابط میلگردهای عرضی را مطابق آیین نامه با شما عزیزان بررسی می کنیم.

ضوابط تنگ ها (خاموت ها)

1)حداقل قطر تنگ ها براساس قطر میلگردهای طولی و مطابق دو حالت زیر بدست می آید:

db: قطر میلگرد طولی و d_v: قطر میلگرد خاموت

2)حداکثر فاصله مرکز تا مرکز خاموت های متوالی در طول ستون به صورت زیر تعیین می شود:

S: فاصله محور تا محور تنگ های متوالی

b: کوچکترین بعد مقطع ستون

3)حداقل فاصله آزاد تنگ ها در راستای طولی ستون 1.33 برابر حداکثر قطر سنگدانه در نظر گرفته می شود.

S-d_v ≥1.33 d_s

d_s: قطر سنگدانه

4)در مقطع ستون ها آرماتور های عرضی مستطیلی باید به نحوی قرار بگیرند که شرایط زیر برقرار باشد:

الف) هر میلگرد طولی واقع در گوشه مقطع و سایر میلگردهای طولی به صورت یک در میان باید توسط خم با زاویه کمتر یا مساوی 135 درجه مهار شوند.

ب)میلگردهای طولی که فاقد مهار جانبی هستند، نباید فاصله آزاد بیشتر از 150 میلی متر از میگلردهای طولی مهار شده داشته باشند.

به بیان دیگر اگر فاصله آزاد میلگردهای مجاور بیشتر از 150 میلی متر گردد، لازم است این میلگرد ها با استفاده از آرماتورهای عرضی مهار گردند، هر چند اگر آرماتورگذاری عرضی به طور یک در میان در مورد آن ها انجام شده باشد.

ج)مهار تنگ ها در مقاطع مستطیلی با استفاده از قلاب استانداردی که میلگرد طولی را در بر می گیرد انجام می شود.

در این خصوص با تعریف و چگونگی محاسبه قلاب استاندارد در بخش های بعدی آشنا می شوید.

د)استفاده از مجموعه میلگردهای سردار به عنوان تنگ مجاز نمی باشد.

برای درک بهتر موارد فوق به شکل ها زیر دقت کنید. مطابق اندازه های مشخص شده در ستون 1 فاصله آزاد بین میلگردها در راستای افقی بیشتر از 150 میلی متر بوده به همین علت تمام آرماتورها در این جهت دارای مهار هستند، در حالیکه در مقطع 2 به دلیل کوچکتر بودن فاصله آزاد آرماتورهای در راستای افقی از 150 میلی متر مهار آنها به صورت یک در میان انجام می شود.

5)در صورتی که تنگ مدور در مقطع دایره ای استفاده شده باشد، لازم است ضوابط زیر در خصوص آن رعایت گردد:

الف)در انتهای هر تنگ، باید حداقل 150 میلی متر همپوشانی داشته باشد.

ب) انتهای تنگ ها باید به قلاب استاندارد که میلگردهای طولی را در بر می گیرد، ختم می شود.

ج)همپوشانی تنگ های متوالی بر روی آرماتورهای طولی پیرامونی نباید در یک محل باشد و لازم است این همپوشانی ها در وجوه مقابل مقطع در نظر گرفته شود.

ضوابط دورپیچ ها

در خصوص دورپیچ ها لازم است ضوابط زیر در نظر گرفته شود:

1)نسبت حجمی حداقل آرماتور دورپیچ به صورت زیر بدست می آید:

A_g: مساحت کل مقطع

A_ch: سطح مقطع هسته عضو که تا بر بیرونی آرماتور عرضی محاسبه می گردد.

f_yt:تنش تسلیم دورپیچ که نباید بیشتر از 700 مگاپاسکال در نظر گرفته می شود.

با توجه به تعریف ρ_s، نسبت حجمی آرماتور دورپیچ به حجم کل هسته به صورت زیر قابل محاسبه است:

A_sp: مساحت آرماتور دورپیچ

D_c: قطر هسته بتنی مقطع برابر فاصله بیرون تا بیرون دورپیچ

D_o: قطر بیرونی مقطع

Cover: پوشش بتنی روی میلگرد دورپیچ

2)قطر سیم یا میلگرد دورپیچ برای اجرا به صورت بتن درجا باید حداقل برابر 10 میلی متر باشد.

3)دورپیچ ها باید متشکل از میلگرد یا سیم پیوسته با فاصله های مساوی بوده و حداقل و حداکثر فاصله آزاد آنها در روابط زیر صدق نماید:

P: فاصله آزاد دورپیچ ها در ارتفاع ستون

d_s: قطر بزرگترین سنگدانه

S: کام دورپیچ که فاصله مرکز تا مرکز آن می باشد

d_sp: قطر میلگرد دورپیچ

4) مهار دورپیچ ها در هر انتها با یک و نیم دور اضافی پیچاندن دورپیچ تامین می شود.

مثال: برای ستون بتن آرمه واقع در یک ساختمان بتنی با شکل پذیری معمولی کدامیک از موارد زیر در مورد خاموت گذاری صحیح است؟ اعداد بر حسب سانتی متر بوده و قطر تمام میلگردهای طولی 20 میلی متر می باشد.

1)فقط گزینه B قابل استفاده است

2)گزینه های A و B قابل استفاده هستند.

3)گزینه های B و C قابل استفاده هستند.

4)هر سه گزینه B و C و D قابل استفاده هستند.

حل: همانطور که در مورد ضوابط مهار آماتورهای طولی ستون گفته شد، میلگردهای طولی باید به صورت یک در میان یا میلگردهای عرضی مهار شده باشند، از طرفی اگر فاصله آزاد بین میلگردهای مجاور بیشتر از 150 mm باشد، لازم است برای این میلگردها نیز از مهار عرضی استفاده شود.

با توجه به ابعاد مشخص شده بر روی شکل ها داریم:

18-2×20/2 = 16 cm > 15 cm :فاصله آزاد دو میلگرد مجاور در راستای x

در این راستا میلگردهای مجاور باید دارای مهار باشند. بنابراین آرماتورگذاری نشان داده شده در شکل های A و D به دلیل عدم وجود آرماتور عرضی در میلگردهای مجاور در راستای x صحیح نیستند.

14 – 2×20/2= 12 cm < 15cm :فاصله آزاد دو میلگرد مجاور در راستای y

بنابراین کافیست میلگردها به صورت یک در میان مهار گردند. با توجه به اینکه در راستای y از سه عدد میلگرد استفاده شده است بنابراین آرماتورگذاری در تمام شکل ها شرط لازم را داراست.

بنابراین آرماتورگذاری مطابق شکل های B و C صحیح بوده و گزینه 3 صحیح می باشد.

مثال: در مقطع ستون بتن آرمه زیر، در صورتی که فاصله آزاد بین آرماتورهای طولی کمتر از 15 سانتی متر باشد:

1)از نظر فاصله آرماتورهای طولی از همدیگر مشکل فنی وجود دارد.

2)از نظر نسبت ابعاد ستون مشکل فنی وجود دارد.

3) عرض ستون کمتر از حد مجاز می باشد.

4)از نظر تنگ گذاری، مقطع ستون مشکل فنی دارد.

حل: با توجه به توضیحات ارائه شده در تنگ لوزی شکل نشان داده شده، زوایای بالایی و پایینی بزرگتر از 135 درجه بوده و نمی توان آن را به عنوان مهار میلگردها در نظر گرفت و گزینه 4 صحیح است.

مثال: یک ستون بتن آرمه با مقطع دایره ای به قطر 450 mm و با پوشش بتن برابر 45 mm را در نظر بگیرید. در این مقطع از دورپیچ به قطر 10 mm استفاده شده است. مصالح به کار رفته در این مقطع شامل بتن از رده C30 و آرماتورها از رده S400 می باشند. با توجه به اطلاعات داده شده موارد زیر را تعیین کنید.

الف) حداکثر گام محاسباتی مورد نیاز دورپیچ چقدر می باشد؟

ب) بدون توجه به نیاز محاسباتی، حداکثر گام دورپیچ چقدر باید باشد؟

حل: برای محاسبه حداکثر مقدار گام محاسباتی کافیست حداقل نسبت حجمی آرماتور دورپیچ محاسبه شده و سپس براساس آن گام مورد نیاز تعیین می شود.

در این حالت حداکثر مقدار گام دورپیچ برابر 45 mm در نظر گرفته می شود.

ب) هنگامی که محاسبه مقدار گام دورپیچ بدون توجه به مقدار محاسباتی مورد نظر است، کافیست رابطه حداکثر S را محاسبه کنیم. مطابق درسنامه حداکثر فاصله آزاد دورپیچ ها به 75 mm محدود می شود. بنابراین گام دورپیچ در این حالت برابر است با:

S_max = 75 + 2 x 10/2 = 85 mm

مثال: یک ستون بتنی با مقطع دایره ای با قطر D=500 mm مفروض است. در صورتی که پوشش بتن از روی آرماتور دورپیچ برابر 50 mm و نوع بتن C30 و فولاد S340 باشد، حداقل نسبت حجمی آرماتور دورپیچ لازم به حجم کل هسته به کدامیک از مقادیر زیر نزدیکتر است؟

1)0.012 2)0.015 3)0.022 4)0.030

حل:

بنابراین گزینه 3 صحیح است.

مثال: در یک ستون دایره ای به قطر 500 میلی متر از آرماتورهای دورپیچ به قطر 10 میلی متر و گام 60 میلی متر (محور تا محور) استفاده شده است. در صورتی که پوشش بتن برابر 50 میلی متر باشد، نسبت حجمی آرماتور دورپیچ به حجم کل هسته به کدامیک از گزینه های زیر نزدیکتر است؟

1)0.010 2)0.021 3)0.018 4)0.013

حل: دقت شود در این سوال خواسته مسئله نسبت حجمی موجود آرماتور دورپیچ بوده و نیازی به محاسبه مقدار حداقل مجاز آیین نامه نمی باشد. در این صورت داریم:

بنابراین گزینه 4 صحیح است.

مثال: در یک ستون به مقطع دایره به قطر 350 میلی متر، در صورتی که از دورپیچ با قطر 10 میلی متر استفاده شده و ضخامت پوشش بتنی روی میلگردهای طولی 25 میلی متر فرض شود، حداکثر مجار گام دورپیچ چقدر است؟

1)85 میلی متر 2)75 3)25 4)50

حل: در این سوال با توجه به اینکه اطلاعات مصالح مصرفی ارائه نشده است، بنابراین محاسبه گام دورپیچ مطابق حداقل مقدار حجم دورپیچ مد نظر نبوده و کافیست مقدار حداکثر گام دورپیچ مطابق ضوابط حداکثر فاصله آزاد آن مشخص گردد.

حداکثر فاصله آزاد دورپیچ: P≤ 75 mm

حداکثر گام دورپیچ (فاصله محور تا محور دورپیچ): S=P+d_sp S=75+10 = 85 mm

گزینه 1 صحیح است.

مثال: برای ستون با مقطع دایره ای شکل زیر، حداقل مقدار ( ) بر حسب میلی متر برابر کدامیک از مقادیر زیر است؟

S: فاصله دورپیچ در هر گام A_sp: سطح مقطع میلگرد دورپیچ f^’_c=25 Mpa f_y=300 Mpa

حل: با توجه به مقطع ستون می توان نوشت: