ضوابط گروه میلگردها

ضوابط گروه میلگردها یا همان میلگرد معادل

هنگامی که مساحت آرماتور مورد نیاز کششی و یا فشاری نسبتا بالا بوده و فضای کافی برای تعبیه میلگرد به اندازه مورد نیاز وجود نداشته باشد، معمولا از گروه میلگرد استفاده می شود.

در واقع گروه میلگردها شامل تعداد مشخصی از میلگردها هستند که به عنوان یک مجموعه واحد در نظر گرفته می شوند. در خصوص کاربرد گروه میلگردها توجه به نکات زیر ضروری است:

1- تعداد حداکثر میلگردها در گروه میلگرد به چهار محدود می شود.

2- گروه میلگردها باید توسط آرماتورهای عرضی محاط شوند. در گروه میلگردهای تحت فشار، حداقل قطر آرماتورهای عرضی باید برابر 12 میلی متر باشد.

3- در گروه میلگردهای با بیش از دو میلگرد، نباید محور تمامی میلگردها در یک صفحه واقع شود. تعداد میلگردهایی که در یک صفحه قرار می گیرند، به جز در محل وصله ها نباید بیشتر از دو باشد.

4- محل قطع هر میلگرد در گروه میلگرد در طول دهانه اعضای خمشی باید حداقل 40 برابر قطر میلگرد از محل قطع سایر میلگردهای گروه فاصله داشته باشد.

5- طول گیرایی گروه میلگردها در کشش و فشار براساس طول گیرایی میلگردهای منفی که در پست قبلی آشنا شدیم محاسبه می شود. با این تفاوت که در گروه میلگردها به دلیل اینکه در نواحی مشترک میلگردها تماس مناسبی با بتن برقرار نشده و مقاومت چسبندگی در این نواحی فعال نمی شود، لازم است به منظور انتقال صحیح نیروها طول مهاری بیشتر در نظر گرفته شود.

به همین دلیل از ضرایب افزایشی در محاسبه طول مهاری گروه میلگردها استفاده می شود. این ضریب برای گروه میلگردهای سه تایی برابر 1.2 و برای گروه میلگردهای چهارتایی 1.33 می باشد. لازم به ذکر است در گروه میلگردهای دو تایی ضریب افزایش برابر 1 بوده و در واقع در این حالت نیازی به افزایش طول مهاری نسبت به میلگرد منفرد وجود ندارد.

6- نکته بسیار مهمی که در محاسبه طول مهاری گروه میلگردها باید مورد توجه قرار بگیرد این است که در محاسبه ضرایب روابط طول مهاری در پارامترهای ضریب محصور شدگی و ضریب اندود که در آنها قطر میلگرد مبنای محاسبه قرار می گیرد، لازم است قطر معادل گروه میلگرد محاسبه شود.

در این صورت پارامترهای مذکور براساس قطر معادل میلگردی که مساحت آن با مساحت کل گروه برابر بوده و مرکز ثقل آن منطبق بر مرکز ثقل گروه است محاسبه می شوند.

Abe=Ab

بنابراین در صورت یکسان بودن قطر تمام میلگردها در گروه میلگرد داریم:

تذکر: به طور کلی پارامترهایی که براساس قطر میلگرد معادل گروه محاسبه می شوند عبارتند از:

محدودیت های فاصله که براساس قطر میلگرد محاسبه می شوند.
حداقل پوشش بتن روی میلگردها
ضریب محصور شدگی مطابق رابطه که در آن Cb و db براساس قطر میلگرد معادل جایگذاری می شوند.
ضریب اندود میلگرد (Ψc) مطابق

7- طول وصله پوششی هر یک از میلگردها در گروه میلگردها براساس طول گیرایی میلگرد منفرد و با در نظر گرفتن ضریب افزایش آن مطابق مورد 5 محاسبه می شود. وصله هر یک از میلگردها در گروه میلگرد نباید در امتداد میلگردها همپوشانی داشته باشد. در این خصوص وصله پوششی یک مجموعه گروه میلگرد با گروه دیگر مجاز نمی باشد.

مثال: شکل زیر مقطع یک تیر بتنی را نشان می دهد که در آن از گروه میلگردهای کششی 3 تایی با قطر 16 میلی متر استفاده شده است. در صورتی که خاموت های مورد استفاده در مقطع تیر φ10@150mm پوشش بتن برابر 50 میلی متر و مصالح مصرفی S400 و C25 باشد، حداقل طول وصله گروه میلگردها به کدامیک از گزینه های زیر نزدیک تر است؟

1- 750 میلی متر 2- 600 میلی متر 3- 500 میلی متر 4- 900 میلی متر

حل: می دانیم طول وصله آرماتورهای کششی برابر 1.3Id بوده و ld مطابق رابطه قبلی که گفته شد بدست می آید:

برای محاسبه ضریب محصور شدگی باید قطر میلگرد معادل گروه محاسبه گردد:

برای محاسبه ضریب cb داریم:

d1 و d2: فاصله مرکز میلگرد معادل تا وجه بتن

d3: فاصله مرکز تا مرکز گروه میلگردها

با توجه به اینکه آرایش میلگردها در گروه به صورت مثلثی است، بنابراین مقدار d1 و d2 یکسان نبوده و مقدار هر کدام باید به طور جداگانه محاسبه گردد. با توجه به شکل زیر، میلگردها تشکیل یک مثلث متساوی الاضلاع به ضلع db را می دهند. با توجه به اینکه مرکز ثقل مثلث در یک سوم ارتفاع آن قرار دارد، خواهیم داشت:

x: فاصله مرکز ثقل مثلث نسبت به مرکز آرماتور گوشه

y: فاصله مرکز ثقل مثلث نسبت به قاعده

بنابراین این نسبت در محاسبات برابر 2.5 در نظر گرفته می شود.

گزینه 3 صحیح است.

مثال: مقدار دقیق حداقل طول مهاری (x) مورد نیاز آرماتورهای طولی فوقانی تیر طره متصل به دیوار برشی به ضخامت عرض تیر براساس آرماتورگذاری مورد نیاز (مطابق شکل زیر) در صورتی که خاموت ها تنها در طول تیر استفاده شده باشد و به داخل دیوار برشی ادامه داده نشده باشد، به کدامیک از مقادیر زیر نزدیک تر است؟ بتن معمولی و میلگرد بدون اندود بوده و آرماتورهای طولی تیر به صورت گروه دو تایی فرض شوند. همچنین ابعاد در شکل به میلی متر است (رده بتن C25 و نوع میلگرد S400) است.

1- 605 میلی متر 2- 850 میلی متر 3- 1000 میلی متر 4- 1160 میلی متر