صفحه اصلی  »  طراحی سازه های ساختمانی و صنعتی  »  طراحی دال  »  کنترل خیز مجاز تیر بتنی و دال بتنی به همراه بررسی ضوابط حداقل ارتفاع تیر بتنی

کنترل خیز مجاز تیر بتنی و دال بتنی به همراه بررسی ضوابط حداقل ارتفاع تیر بتنی

همانطور که می دانید اگر در طراحی سازه خیزهای ایجاد شده در المان های خمشی ساختمان (مانند تیر و دال بتنی) کنترل نشوند و از خیز مجاز فراتر روند، خرابی های غیرسازه ای را به وجود خواهند آورد. این مورد علاوه بر نازیبایی فضای داخلی، احساس ایمنی ساکنین را صلب خواهد نمود.

در این مقاله جامع  به کنترل خیز مجاز تیر بتنی و دال بتنی خواهیم پرداخت و ضوابط آنها مانند حداقل ضخامت دال بتنی و حداقل ارتفاع تیر بتنی را بررسی خواهیم کرد.

 

با مطالعه این مقاله چه می‌آموزیم؟

 

 

خیر (تغییر شکل) چیست؟

می دانیم دال های بتنی قبل از آنکه تحت نیروی های زلزله قرار گیرند تحت بارهای ثقلی (مرده و زنده) هستند.با تاثیر این بارها در دراز مدت (که سبب ایجاد افت و خزش در بتن می شود)، تغییر شکل های قابل توجهی در وسط چشمه ی دال ایجاد می شود.تیرهای بتنی نیز حداکثر تغییر شکل را تحت بارهای ثقلیِ دراز مدت، عموماً در وسط دهانه خود تجربه می کنند. این تغییرشکل که یکی از مهم ترین عوامل تعیین کننده ی ابعاد تیر و ضخامت دال هاست، در بین مهندسین عمران با نام «خیز» شناخته شده تر است، که مهندسین در پی کاهش آن تا رسیدن به خیز مجاز آیین نامه ای هستند.

 

کنترل خیز تیر بتنی

 

کنترل خیز دال بتنی

نکات عمرانی چرا اصلاً  مقدار خیز را کنترل می کنیم؟

  • کاهش زیبایی فضای داخلی
  • سلب آسایش ساکنین ساختمان
  • اختلال در عملکرد درب و پنجره و حتی آسانسور
  • آسیب دیدگی اجزاء غیرسازه ای نظیر تیغه ها، نازک کاری ها و سقف های کاذب (در صورتیکه این اجزاء به دال متصل باشند.)

تصاویر زیر به خوبی اهمیت کنترل خیز را نشان می دهند:

 

 خیز تیر بتنی

خیز تیر بتنی

 

اثرات سازه ای خیز تیر بتنی

ترک ایجاد شده در دیوار به دلیل خیز بیش از حد

حال که با خیز و علل کنترل آن آشنا شدیم، به بررسی و تفسیر بندهای آیین نامه ای آن می پردازیم.

بند های آیین نامه

الف) کنترل خیز تیر بتنی، دال بتنی  یک طرفه توپر و سقف تیرچه بلوک

در روال طراحی مرسوم در ایران معمولاً برای کنترل خیز تیر بتنی و سقف تیرچه بلوک (نوعی دال یک طرفه) از جدول 9-17-2 مبحث نهم استفاده می شود. اغلب مهندسین با جایگذاری چند عدد متعارف و اجرایی در روابط عنوان شده در جدول زیر، متوجه می شوند که در اکثر موارد ارتفاع تیرها و ضخامت دال بتنی به دلایل سازه ای بسیار بیشتر هستند از مقادیر محاسبه شده در جدول زیر که مقادیر حداقل ضخامت دال بتنی و همینطور حداقل ارتفاع تیر بتنی را نشان می دهد؛ لذا کنترل خیز آن ها را ضروری نمی دانند.

 

کنترل حداقل ضخامت دال بتنی و حداقل ارتفاع تیر بتنی

سوالات عمرانی ولی یک اشتباه کوچک در استدلال این دسته از مهندسین وجود دارد. به نظرتان اشکال کار آن ها در کجاست؟

اگر به بند 9-17-2-5-3 که دو صفحه قبل از جدول 9-17-2 آمده است مراجعه کنیم، خواهیم دید که مبحث نهم برای استفاده از عمق یا ضخامت حداقل به دست آمده از این جدول شرطی را قرار داده است:

 

خیز تیر بتنی

 

اشکال کار آنان در اینجاست که با توجه به کیفیت پایین ساخت و ساز ساختمان توسط پیمانکاران، تامین شرط این بند از مبحث نهم تقریباً ناممکن است؛ زیرا در صورت ارائه ی دیتیل هایی توسط مهندس طراح برای جداکردن اجزای غیرسازه ای از اجزای سازه ای (مثل  دال ها و تیرها)، نمی توان از رعایت دقیق آن ها توسط اکیپ اجرایی اطمینان حاصل نمود!

نکات عمرانی پس چاره چیست؟

در جواب می توان دو راه حل زیر را پیشنهاد داد:

  1. کنترل تغییر شکل برای المان های خمشی در نرم افزار صورت گیرد. از آنجایی که ممکن است در پروژه های بزرگ کنترل خیز تک تک المان های خمشی وقت گیر باشد، می توان این مورد را صرفاً برای المان های بحرانی (که طول بیشتری دارند یا بارهای غیر عادی به آن ها تحمیل می شود) کنترل کرد. ما در این یاد داشت این راه حل را پیش خواهیم گرفت.
  2. کمیته ی 435 انجمن بتن آمریکا (ACI) جدولی برای تعیین عمق یا ضخامت حداقل در مواردی از این قبیل پیشنهاد کرده است که به صورت زیر است:

 

ارائه حداقل ضخامت دال بتنی برای صرف نظر از محاسبه تغییر شکل

حداقل ضخامت برای صرف نظر از محاسبه تغییر شکل

 

در واقع در صورت استفاده از جدول فوق، حتّی در صورت متصل بودن نازک کاری یا پارتیشن های آسیب پذیر به تیر یا دال، نیازی به کنترل خیز نیست.

 

ب) کنترل خیز دال های بتنی دوطرفه

مبحث نهم برای کنترل خیز در دال های بتنی دو طرفه تخت، در بند 9-17-2-6-3 این آیین نامه، دال دو طرفه را به دو نوع «فاقد تیر میانی» و «متکی بر تیر تکیه گاهی» تقسیم کرده است. بند 9-17-2-6-4 مربوط به ضوابط کنترل خیز دال فاقد تیر میانی و بند 9-14-2-6-5 مربوط به ضوابط کنترل خیز دال متکی بر تیر تکیه گاهی است.

 

ضوابط کنترل خیز دال متکی بر تیر تکیه گاه

سوالات عمرانی هر کدام از دال های «فاقد تیر میانی» و «متکی بر تیر تکیه گاهی» چه نوع دال هایی هستند و چه خصوصیاتی دارند؟

برای پاسخ به این سوال انواع دال دو طرفه ی تخت را به صورت زیر تقسیم بندی می کنیم:

 

انواع دال دو طرفه تخت

انواع دال دو طرفه

 

دال دو طرفه با تیرهای میانی

دال دو طرفه با تیرهای میانی

 

سیستم تیر دال

سیستم تیر دال

 

مشابه کنترل خیز تیرها، مبحث نهم برای هر یک انواع دال دو طرفه تخت جداولی را مشخص کرده است که در صورت تامین حداقل ضخامت آمده در این جداول، می توان از کنترل خیز صرف نظر نمود. این جداول برای هر نوع دال به شرح زیر است:

  • برای دال فاقد تیر میانی:

 

حداقل ضخامت دال های بدون تیر میانی

حداقل ضخامت دال های بدون تیر میانی

حداقل ضخامت دال های بدون تیر میانی برای اینکه وارد محاسبات تغییرشکل نشویم.

  • برای دال های متکی بر تیر تکیه گاهی:

 

ضوابط دال متکی بر تیر تکیه گاهی

ضوابط دال متکی بر تیر تکیه گاهی

نکات عمرانی به نظرتان چرا در قسمت الف از این بند، کنترل را خیز را به بند 9-17-2-6-4 که مربوط به کنترل خیز دال فاقد تیر میانی است ارجاع داده شده است؟

همان طور که می دانیم پارامتر آلفا (α) بیان کننده ی نسبت سختی تیر به سختی دال است. در صورتی که مقدار این پارامتر از 0.2 کمتر باشد، تیر از دال ضعیف تر بوده و وجود آن تاثیر چندانی در کاهش خیز دال نخواهد داشت؛ لذا آیین نامه با رعایت حاشیه ی اطمینان، حالت الف را مانند دال فاقد تیر میانی در نظر می گیرد.

 

حداقل ضخامت دال های با تیرمیانی

حداقل ضخامت دال های با تیرمیانی برای اینکه وارد محاسبات تغییرشکل نشویم.

پیش نیازهای کنترل خیز دال در نرم افزار

تا به اینجای کار بندهایی از آیین نامه را بررسی کردیم که به عنوان راه فراری از کنترل خیز در نرم افزار بود. در واقع در جداول آورده شده یک مقدار حداقل ضخامت را برای هر المان به دست می آوریم. درصورتی که المان مورد نظر ضخامتی بیشتر از مقدار محاسبه از جدول داشته باشد، بدون کنترل می توان گفت که مقدار خیز المان مورد نظر در حد مجاز است.

حال شرایطی را در نظر بگیرید که بنا به هر دلیلی امکان تامین ضخامت حداقل جداول یا شرایط هر یک از آن ها وجود نداشته باشد. در این حالت مجبور به کنترل خیز المان های خمشی از طریق نرم افزار ایتبس یا سیف (با توجه به نیاز) خواهیم بود.

مبحث نهم برای این حالت نیز جدولی را در نظر گرفته است که بایستی مقدار خیز برداشت شده از آنالیز نرم افزاری، از مقادیر مذکور در این جدول کمتر باشد. بند مربوط به این کنترل در صفحه 255 مبحث نهم آورده شده و جدول مربوط به این کنترل در صفحه 257 موجود است.

 

خیز مجاز تیر ها و دال ها برای کنترل در نرم افزار

 

خیز مجاز تیر ها و دال ها

کنترل خیز مجاز تیر ها و دال ها

 نتیجه گیری :

  1. به منظور فراهم آمدن شرایط مناسب بهره برداری از سازه و عدم ایجاد اختلال در سرویس دهی آن، بایستی مجموعه ای از کنترل ها پس از اتمام طراحی انجام شود.
  2. از مهم ترین این کنترل ها می توان به کنترل تغییرشکل المان های خمشی (تیر و دال) اشاره کرد که در صورت تجاوز این تغییر شکل ها از مقدار خیز مجاز، خسارت هایی به اجزای غیرسازه ای(مثل پارتیشن ها، سفت کاری ها، درب و پنجره و …) وارد خواهد شد.
  3. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان شرایطی برای تیر ها و دال ها (یک طرفه و دو طرفه) در نظر گرفته است که در صورت تامین آن ها الزامی به کنترل خیز المان ها وجود نخواهد داشت.
  4. بارهایی که برای طراحی اجزای سازه ای به آن ها اعمال می شوند، عموماً به گونه ای هستند که ابعاد المان ها پس از طراحی جوابگوی حداقل های آیین نامه ای هستند ولی اگر بنا به هر دلیلی این شرایط نشود می بایست روند کنترل خیز مجاز مطابق با این یاد داشت انجام گیرد.

منابع

  1.  مبحث نهم مقررات ملی ساختمان  ایران، ویرایش 1392
  2.  Cracked-section analysis – Added by Ondrej Kalny, last edited by Truly Guzman on Oct 19, 2016 by WikiCsi
  3.  مستوفی نژاد، د، “سازه های بتن آرمه”، انتشارات ارکان دانش، جلد دوم، چاپ ششم، .1387
  4.  بررسی اثر ابعاد، موقعیت و شکل بازشوها بر خیز دال بتنی دوطرفه تحت خمش- آرام هوشیار، سید اسرافیل نبوی و هوشیار ایمانی – پنجمین کنفرانس ملی سالیانه بتن ایران- 15 مهرماه 1392
  5. (Building Code Requirements for Structural Concrete(ACI 318-14

 

 

 

خرید لينک هاي دانلود

دانلود رایگان اعضای ویژه

دانلود رایگان این آموزش و ده ها آموزش تخصصی دیگر به ازای پرداخت فقط 29 هزار تومان (+ اطلاعات بیشتر)

خرید با اعتبار سایت به ازای پرداخت فقط 1 هزار تومان

دانلود و ذخیره فقط همین آموزش ( + عضو شوید و یا وارد شوید !)

دانلود سریع و بدون نیاز به عضویت به ازای پرداخت فقط 1 هزار تومان

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 18,596 نفر

تفاوت اصلی خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه ها نوآورانه و بروز بودن آن است ، ما تنها تازه ترین های آموزشی ، تخفیف ها و جشنواره ها و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیل تان ارسال می کنیم

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی متنفریم ، خاطر شما را نخواهیم آزرد!

تولید کنندگان آموزش
با ارسال 14اُمین دیدگاه، به بهبود این محتوا کمک کنید.
نظرات کاربران
  1. محمدحسین ره گشا

    سپاس مهندس جان

    پاسخ دهید

  2. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    خواهش میکنم مهندس

    پاسخ دهید

  3. محمدحسین ره گشا

    منظور از جدول ۳ ۱۷ ۹ که مربوط به حداقل ضخامت دال های دوطرفه هست میشه تصویری مثال بزنید چشمه های درونی بیرونی با تیر لبه بدون تیر لبه که کامل متوجه شیم

    پاسخ دهید

  4. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام
    در این تصویر (بر روی کلمه تصویر کلیک کنید) چشمه های میانی (درونی) بدون تیر میانی می باشند. چشمه های بیرونی با تیر لبه مدلسازی شده اند. اگر تیر لبه حضور نداشت چشمه بیرونی بدون تیر لبه بود.

    پاسخ دهید

  5. کوان

    با سلام
    ایا در برنامە سیف باید صریب ۰٫۳۵ در تیر ضرب کرد موقع محاسبە خیز دراز مدت برایە دال ؟
    با تشکر

    پاسخ دهید

  6. مهندس آرزو محمدی (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام
    در صورتی که در تعریف مقطع تیر گزینه NO DESIGN تیک زده شود، سختی تیر به صورت ثابت بر اساس سختی مقطع ترک نخورده بدون آرماتور محاسبه میشود. به همین جهت لازم است ضریب_ترک_خوردگی به مقدار مناسب بر اساس شرایط بهره_برداری با لحاظ کردن ضوابط فصل ۱۷ مبحث_نهم اعمال گردد.
    -در صورتی که قسمت NO DESIGN تیک زده نشود، برای حالتی که حالات بار به صورت Nonlinear Cracked و یا Nonlinear Cracked ( Long Term ) در نظر گرفته شود، محاسبه ممان اینرسی ترک خورده در تیر توسط نرم افزار انجام میگیرد و نیازی به اعمال ضریب ترک خوردگی به تیر نیست. البته باید توجه داشت که این روش چون مقدار آرماتور به اندازه مقدار مورد نیاز در طراحی دیده میشود ( و در عمل ممکن است مقدار آرماتور بیشتر از مقدار طراحی استفاده شود و یا در قسمتهایی آرماتور حداقل حاکم گردد) و در آن آرماتور فشاری دیده نمیشود، محافظه کارانه است و خیز بیشتر از مقدار واقعی محاسبه میشود.
    -در صورتی که قسمت NO DESIGN تیک زده شود، باید توجه نمود که اثر خزش در محاسبات خیز برای تیر نمیتواند لحاظ شود و به همین جهت استفاده از روش Nonlinear Cracked ( Long Term) جهت تعریف حالات بار توصیه نمیشود و بهتر است اثر خزش با اعمال ضریب تشدید معرفی شده در مبحث نهم در محاسبه دستی دیده شود.
    منبع:مهندس جعفری

    پاسخ دهید

  7. محمدامين فخاري

    سلام ممنون بابت مطالب خوبتون
    سوالی داشتم راجب همین خیز منفی
    اگر ما این خیز رو بصورت پیش خیز در اجرای سقف تیرچه بلوک لحاظ کنیم و دیوارچینی ها رو اجرا کنیم، این امکان وجود داره که بعد از خیز دادن و تراز شدن تیر ها مجددا ترک هایی در دیوار و نازک کاری به وجود بیاد؟؟

    پاسخ دهید

  8. مهندس بهنام حمزه تاش

    سلام مهندس
    این مشکل دقیقا پیش میاد همیشه و یکی از اصلی ترین دلایل ایجاد ترک در تیغه ها به خصوص در سال های ابتدایی بهره برداری از سازه هستش.
    تنها راه حل این موضوع هم که در حال حاضر در خیلی از پروژه ها اجرا میشه، اینه که بین تیغه و تیر بالایی حداقل ۳ ۴ سانتیمتر (مقدار دقیق این فاصله باید با توجه به خیزمجاز تیر محاسبه بشه ولی معمولا در حدود ۵ سانتیمتر کافیه) فاصله قرار داده بشه و این فاصله هم با مصالح منعطف مثل یونولیت پر بشه که هم جداسازی میانقاب از قاب صورت بگیره و هم اینکه مشکل ترک خوردگی به وجود نیاد.

    پاسخ دهید

  9. صابر

    سلام عالی بود .در مورد تیرهای کامپوزیت لازمه خیز بدیم یا اصلا همچین چیزی وجود ندارد بعضی موارد با اعمال خیز به یه مقطع پایین یا کوچک میشه دست یافت؟.

    پاسخ دهید

  10. امیر صفی‌زاده

    سلام مهندس عزیز ممنون از وقتی که بابت مطالعه گذاشتید.
    در مورد سوالتون باید بگم که برای تیرهای کامپوزیت معمولاً در حین اجرا یک پیش خیز (خیز منفی و رو به بالا) داده میشه تا پس از بتن ریزی سقف، تیر های کامپوزیت در حین اجرا تحت وزن بتن خیس و پرسنل و پس از سفت شدن بتن، تحت وزن کفسازی و تیغه ها، خیز (شکم) نده که در مقاله مربوط به طراحی تیرهای کامپوزیت که می تونید با سرچ در سایت به راحتی بهش دسترسی پیدا کنید، این موضوعات به طور کامل توضیح داده شده است.
    در مورد قسمت دوم سوال شما باید بگم کنترل خیز المان هایی مثل تیر یا دادن پیش خیز (خیز منفی) پیش از اجرا عمدتاً به دلیل مسائل بهره برداری سازه است و تاثیر سازه ای نداره که مختصرا در ابتدای مقاله هم توضیح داده شد. به عبارت دیگه شما با کنترل خیز و دادن پیش خیز به تیرهای در حین اجرا، اونا رو برای مرحله ی بهره برداری آماده می کنید که خیز از بیش از حد مجازی ندن و نازک ها دچار ترک خورگی نشن که آرامش روانی ساکنان رو مختل کنه؛ به همین خاطر اعمال پیش خیز نمی تونه باعث کاهش ابعاد مقطع بشه ولی گاهاً پیش میاد که مقطع تیری برای طراحی سازه ای جوابگو هست ولی برای کنترل خیز پاسخگو نیست و مجبور به افزایش ابعاد تیر شده ایم.

    پاسخ دهید

  11. dina

    محدودیت تغییر شکل ذکر شده در جدول ۹-۱۷-۱ برای تیر دوسر ساده می باشد؟ برای تیریک سرگیردار، محدودیت تغییر شکل یا همان جابجایی انتهای آزاد تیر چقدر میباشد؟ ممنون میشم بنده رو راهنمایی بفرمایید

    پاسخ دهید

  12. امیر صفی‌زاده

    سلام مهندس عزیز
    موارد ذکر شده در جدول ۹-۱۷-۱ عمدتاً برای المان های صفحه ای نظیر بام هاست. برای المان های میله ای مثل تیرها می تونید از جدول ۹-۱۷-۲ استفاده کنید. برای مثال برای تیر یک سرگیردار می تونید از ستون مربوط به عضو با تکیه گاه پیوسته از یک طرف در جدول مذکور استفاده کنید.

    پاسخ دهید

  13. پشتیبانی سبزسازه

    با سلام پیام شما برای مدرس مربوطه ارسال گردید

    پاسخ دهید

؟ شهرزاد صادقی | مشاور شما :

پاسخ سوالات متداول غیر علمی خود را با کلیک روی علامت سوال بدون اتلاف زمان پیدا کنید.

فقط کافیست ایمیلتان را وارد کنید

در کمتر از 5 ثانیه اطلاعاتتان را وارد کنید و 3 ایبوک طراحی سازه بتنی در ایتبس را به همراه هدیه ویژه آن در ایمیلتان دریافت کنید
برایم ایمیل شود
نگران نباشید ایمیل های مزاحم نمی فرستیم
close-link