میلگردگذاری فونداسیون؛ نحوه محاسبه میلگرد فونداسیون در نرم افزار

میلگرد گذاری فونداسیون به چه صورتی انجام می گیرد؟

قطعا شما هم می دانید که میلگردگذاری در طراحی سازه های بتنی دارای اهمیت ویژه ای است که قبلا هم در مقالاتی مانند آرماتورگذاری دال بتنی و آرماتورگذاری دیوار برشی به آن اشاره کردیم اما یکی از مراحل مهمی که باید به آن توجه داشته باشیم میلگردگذاری فونداسیون است.

ما در این مقاله قصد داریم در ابتدا به جهت درک بهتر مطالب، با تعاریف و دسته‌بندی انواع فونداسیون‌ها آشنا شده و سپس به بررسی کلیه ضوابط طراحی و نحوه‌ی محاسبه میلگرد فونداسیون بپردازیم.

لازم به ذکر است در این مقاله با توجه به ارائه توضیحات کامل در خصوص اجرای عملیات آرماتوربندی در ایبوک اجرای فونداسیون از ارائه توضیحات مربوط به مراحل اجرایی آرماتوربندی صرف‌نظر شده و همچنین کلیه مطالب این مقاله با فرض آشنایی خوانندگان مقاله با مراحل مدل‌سازی و طراحی انواع پی، در نرم‌افزارهای عمرانی تهیه‌شده است.

⌛ آخرین به روز رسانی: 4 آذر 1404

📕 تغییرات به روز رسانی: آپدیت براساس مبحث 7 ویرایش 1400 و مبحث 9 ویرایش 99

1. تعاریف و آشنایی با انواع پی

1.1. تعریف پی

بر اساس مبحث 7 مقررات ملی ساختمان بند 7-1-3-1، پی، فونداسیون یا شالوده سازه به‌صورت خلاصه به شرح ذیل تعریف می‌شود.

معنای لغوی شالوده، اساس و بنیان می‌باشد در این قسمت از سازه، اجرای دقیق میلگرد گذاری فونداسیون بسیار مهم است، زیرا هرگونه نقص در این بخش می‌تواند منجر به آسیب‌های جدی به سایر اعضای سازه مانند ستون‌ها و تیرها شود. و پیامدهای ناخوشایندی را در وضعیت پی به وجود خواهد آورد.

در مباحث مقررات ملی بین فونداسیون و پی تفاوتی بیان نشده‌است اما از نظر فنی میان این دو تفاوت وجود دارد. به فونداسیون تکی پی گفته می‌شود که بار یک ستون را منتقل می‌کند و به صورت مستقل آرماتوربندی می‌شود، پی‌ها می‌توانند به‌صورت عمیق یا سطحی اجرا شوند. درحالی‌که فونداسیون به مجموعه‌ای از پی‌ها و سایر اعضا (مانند شناژ) گفته می‌شود که وظیفه انتقال نیرو از سازه به زمین را دارند و یک ساختار کلی به حساب می‌آید.

2.1. انواع پی

به‌طورمعمول پی‌های ساختمانی بر اساس معیارهای گوناگونی از قبیل سطح قرارگیری، مشخصات ظاهری، ابعاد، مصالح و … تقسیم‌بندی می‌شوند که مطابق با ضوابط بندهای 7-1-3-1 مبحث هفتم و 9-15-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، می‌توان انواع فونداسیون‌ها را براساس عمق قرارگیری در سه گروه پی‌های سطحی، عمیق و نیمه عمیق و به شرح ذیل تقسیم‌بندی کرد.

جدول 1: انواع پی

در سازه‌های فولادی اتصال ستون به فونداسیون از طریق صفحه ستون انجام می‌گیرد. صفحه ستون از مهم‌ترین بخش‌های اجرا شده در سازه‌های فولادی است. صفحه ستون باری را که از طریق کف‌ها و تیرها به ستون منتقل می‌شود، به فونداسیون انتقال می‌دهد. این صفحات هم‌چنین تنش ناشی از بارها را نیز کاهش می‌دهد.

شکل 1: فونداسیون سازه فولادی

شکل 2: فونداسیون سازه بتنی

در این قسمت از مقاله صرفاً به دسته‌بندی انواع پی‌ها، مطابق با ضوابط مباحث هفتم و نهم مقررات ملی اکتفا شده و در فصل‌های بعد به‌تفصیل به بررسی تعاریف، مشخصات و نکات اجرایی آرماتوربندی هر یک از این پی‌ها پرداخته خواهد شد.

3.1. وظایف و مراحل اجرای فونداسیون

دلایل متعددی جهت استفاده از فونداسیون یا همان پی در ساختمان‌ها وجود دارد که در این قسمت به‌طور خلاصه بخشی از این وظایف در قالب شکل زیر آورده شده است.

شکل3: وظایف پی

مراحل اجرای فونداسیون را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:

پس از عملیات پی‌کنی و رسیدن به بستر مناسب، تعیین حدود اربعه، گچ ریزی فونداسیون، اجرای بتن مگر، آرماتوربندی، قالب بندی فونداسیون، اجرای ریشه‌های ستون یا بیس پلیت ستون‌ها، بتن ریزی فونداسیون. لازم به ذکر است در این قسمت، از تشریح کامل وظایف و مراحل اجرایی فونداسیون صرف‌نظر شده و علاقه‌مندان می‌توانند با مراجعه به ایبوک ” اجرای فونداسیون” که توسط گروه سبز سازه تهیه‌شده ، با تمامی دلایل استفاده از پی به‌تفصیل آشنا شوند.

2. محاسبه سرانگشتی میلگرد فونداسیون

پیش از تعاریف، به محاسبه سرانگشتی میزان آرماتور در فونداسیون می‌پردازیم تا به صورت تجربی، میزان آرماتور مورد نیاز در میلگرد گذاری فونداسیون را بدست آوریم. میزان آرماتور مصرفی فونداسیون را می‌توان به‌صورت سرانگشتی برآورد کرد؛ اما باید توجه داشت که این محاسبات تنها برای تخمین اولیه مناسب هستند و برای طراحی دقیق‌تر باید به محاسبات مهندسی و استانداردهای مربوطه مراجعه کرد.

1.2. محاسبه وزن میلگرد فونداسیون

1.محاسبه حجم بتن

برای برآورد آرماتور، ابتدا باید حجم بتن فونداسیون محاسبه شود. فرض می‌شود یک فونداسیون دارای ابعاد زیر است.

L : طول
W : عرض
D : عمق
V = L × W × D : حجم بتن

2. تعیین درصد آرماتور

میزان آرماتور مورد نیاز معمولا بر اساس نوع سازه و بارهای وارده تعیین می‌شود. به طور کلی در فونداسیون‌های معمولی 0.5% تا 1% حجم بتن را آرماتور تشکیل می‌دهد. در فونداسیون‌های تحت بار سنگین، ممکن است تا 2% نیز افزایش یابد.

3. محاسبه مقدار آرماتور

مقدار آرماتور به صورت زیر محاسبه می‌شود.

V  × ( 100/ درصد آرماتور ) = مقدار آرماتور

4. انتخاب سایز آرماتور

سایز میلگردها بسته به نوع بارگذاری و طراحی سازه متفاوت است. معمولا از میلگردهای سایز 12 تا 20 میلی‌متر برای فونداسیون‌ها استفاده می‌شود.

5. محاسبه وزن آرماتور

چگالی میلگرد تقریبا برابر با 7850 کیلوگرم بر مترمکعب است و وزن آرماتور به صورت زیر محاسبه می‌شود.

   چگالی میلگرد × مقدار آرماتور = وزن آرماتور

مثال: فرض کنید یک فونداسیون معمولی با طول 10 متر، عرض 5 متر و عمق 1 متر ساخته می‌شود. وزن آرماتور مصرفی را محاسبه کنید.

در گام اول به محاسبه حجم بتن می‌پردازیم.

V = L × W × D = 10 × 5 × 1 = 50 m³

از آنجا که فونداسیون از نوع معمولی است، آرماتور مصرفی را 0.5% در نظر می‌گیریم.

0.25 = 50 × (0.5/100) = مقدار آرماتور

در نهایت وزن آرماتور از حاصلضرب مقدار آرماتور در چگالی میلگرد محاسبه می‌شود.

1962.5 = 7850 ×  0.25  = وزن آرماتور

2.2. محاسبه مقدار میلگرد فونداسیون از نقشه

برای محاسبه میزان آرماتور فونداسیون از روی نقشه و سفارش آن در کارگاه، مراحل زیر دنبال می‌شود.

1.بررسی نقشه فونداسیون

ابعاد فونداسیون نظیر طول، عرض و عمق از نقشه استخراج می‌شود.

2. استخراج جزئیات

جزئیات مربوط به نوع و سایز آرماتور، فاصله بین میلگردها و نوع اتصالات مورد بررسی قرار می‌گیرد. بر اساس نقشه، نوع و سایز میلگردها (مثلا میلگردهای نمره 12، 14 و …) و همچنین تعداد لایه‌ها و نحوه چیدمان میلگردها بررسی می‌شود.

3. محاسبه تعداد و طول میلگردها

طول کل مورد نیاز برای هر سایز میلگرد محاسبه می‌شود. اگر میلگردها در طول‌های مشخصی (مثلا 12 متری) موجود هستند، تعداد میلگردهای مورد نیاز را با تقسیم طول کل بر طول هر میلگرد بدست می‌آیند.

پس از انجام مراحل ذکر شده، می‌توان نوع، سایز، طول و تعداد آرماتورهای مورد نیاز را به دست آورد. با ایجاد یک لیست سفارش شامل نوع و مقدار آرماتور، می‌توان جزئیات را برای سفارش با تأمین‌کننده مطرح کرد. لازم به ذکر است که معمولا میلگردها به صورت شاخه‌ای و در طول‌های مختلف به فروش می‌رسند. طول‌های متداول میلگردها معمولا بین 6 تا 12 متر است. علاوه بر این، میلگردها ممکن است به صورت کلاف نیز عرضه شوند که در این حالت، میلگردها به صورت حلقه‌های بزرگ پیچیده شده‌اند و معمولا برای پروژه‌های ساختمانی استفاده می‌شوند.

3. تعاریف و ضوابط انواع پی‌های ساختمانی

در قسمت قبل با تعاریف گروه‌های اصلی انواع پی‌ها (سطحی، عمیق و نیمه عمیق) آشنا شدیم در این قسمت قصد داریم به‌صورت مفصل به بررسی تعاریف و ضوابط طراحی انواع پی های سطحی آشنا شویم .

مطابق با ضابطه بند 9-15-3-1-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، ضخامت حداقل شالوده‌های سطحی 300 میلی‌متر می‌باشد. کنترل واژگونی، تامین مقاومت خمشی و مقاومت برشی مورد نیاز از مهم‌ترین مواردی است که در کنترل ضخامت شالوده‌ها باید درنظر گرفت.

مطابق با ضابطه بند 7-1-3-1 مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان در کلیه پی‌ها، نسبت عمق به عرض پی تعیین‌کننده نوع پی می‌باشد و ضخامت پی تأثیر مستقیمی در تعیین نوع پی سطحی یا غیر سطحی ندارد.

برای درک بهتر به تصویر زیر توجه کنید.

همان‌طور که مشاهده می‌کنید در تصویر زیر دو پی منفرد مشابه با ابعاد 2*2 متر و به ضخامت یکسان 1 متر فرض شده است. در این شکل با توجه به تغییر موقعیت قرارگیری کف پی (عمق پی) از سطح زمین، پی سمت راست مطابق با ضوابط بند 7-1-3-1 مبحث هفتم در گروه پی‌های نیمه عمیق قرارگرفته بوده و پی سمت چپ نیز برخلاف داشتن ابعاد مشابه، در گروه پی‌های سطحی قرار می‌گیرد.

شکل 4: تفاوت پی منفرد نیمه عمیق و سطحی

1.3. پی گسترده

1.1.3. تعریف

پی گسترده بسته به عمق قرارگیری خود در زمین، ممکن است به‌عنوان پی سطحی و یا نیمه عمیق شناخته شود و مطابق با مفاد بند 9-15-1-2-ت مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، بار چند ستون یا دیوار را که در ردیف‌ها و امتدادهای مختلفی قرار دارند را تحمل کند.

شکل 5:  پی گسترده

پی گسترده، یکی از انواع بسیار پرکاربرد پی است. در پروژه‌هایی که سازه بار زیادی به پی منتقل می‌کند و پی‌های نواری با توجه به ابعاد بزرگ باعث غیراقتصادی شدن پروژه می‌شود، استفاده از پی‌ گسترده توصیه می‌شود. در خصوص علل استفاده از پی‌های گسترده می‌توان عوامل زیر را بیان کرد:

• کنترل واژگونی: در سازه‌هایی با لنگر واژگونی بزرگ، باعث کنترل آن می‌شود.
• کنترل نشست‌های نامتقارن سازه: در مواقعی که خاک بستر یا شرایط بارگذاری، به‌گونه‌ای باشد که احتمال وقوع این نوع نشست وجود داشته باشد که محدوده نشست مجاز از گزارشات مکانیک خاک یا مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان تعیین می‌شود.
• کنترل تنش‌های موجود در زیر پی: تنش‌های مجاز از گزارش مکانیک خاک یا مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان تعیین می‌شود.
• کنترل و مقابله با فشار هیدرولیکی آب زیرزمینی: برای طبقاتی که زیر سطح آب‌های زیرزمینی قرار دارند، باعث خشک نگه داشتن طبقه زیرزمین می‌شود.
• کنترل توزیع بارهای وارده در سطح بزرگ‌تر: در مواقعی که اسکلت سازه دارای نامنظمی هندسی در پلان است.
• کنترل و جلوگیری از وقوع پدیده بلندشدگی (Uplift).

شکل 6: پی گسترده

2.1.3. ضوابط و الزامات مؤثر بر طراحی و محاسبه آرماتور پی گسترده

1.2.1.3. روش‌های طراحی پی و مشخصات ابعادی پی

ابعاد المان‌های سازه‌ای تأثیر مستقیمی در مراحل تعیین و محاسبه آرماتورهای المان‌های مربوطه دارند که در خصوص فونداسیون‌ها نیز این موضوع صادق است.

مطابق با ضوابط بند 9-15-2-5 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، در خصوص طراحی فونداسیون‌ها، محاسبات مربوط به ابعاد شالوده‌ها، با در نظر گرفتن ظرفیت باربری خاک، نشست مجاز خاک، پایداری در برابر واژگونی و لغزش در سطح تماس شالوده و خاک از طریق اصول مکانیک خاک و سنگ در انطباق با مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان صورت می‌پذیرد. در خصوص پی‌های سطحی مطابق با ضوابط بند 9-15-3-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، عواملی نظیر نحوه توزیع فشارهای اعمالی و حداقل‌های ارائه‌شده در این بند و همچنین بند 7-4-7 مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان در تعیین ابعاد پی تأثیرگذار است. لازم به ذکر است در خصوص حداقل ابعاد پی های سطحی تناقضاتی بین مبحث هفتم و نهم مقررات ملی ساختمان وجود دارد که توصیه می‌شود در این خصوص از ضوابط مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان که دارای ضریب اطمینان بالاتری است، استفاده شود.

در این قسمت از مقاله، با توجه به دور شدن از موضوع اصلی مقاله و با فرض آشنایی خوانندگان با این موضوعات از بررسی ضوابط دقیق ارائه‌شده در خصوص نحوه تعیین ضخامت فونداسیون‌ها صرف‌نظر گردیده و مطالعه مقالات “تنش خاک زیر پی؛ بررسی ترکیب بار کنترل تنش مجاز خاک زیر پی در safe ” و “کنترل برش پانچ در safe به‌صورت تصویری و گام‌به‌گام به همراه رفع مشکل برش پانچ” و ” کنترل برش یک‌طرفه در safe به همراه شناخت محل مقطع بحرانی برش یک‌طرفه” به علاقه‌مندان توصیه می‌شود.

2.2.1.3. ضوابط طراحی شالوده‌های سطحی

مثال: در یک پی نواری به ابعاد b×h =900×700 mm و عمق موثر پی برابر d=630mm، میلگرد طولی از نوع S400 و با فرض استفاده از ø18 به عنوان میلگرد طولی، حداقل تعداد میلگرد طولی را محاسبه نمایید.

A_S / A_g = (n π (d² / 4)) / (b h) = (n π × (18² / 4)) / (900 × 700) = 0.000404 n ≥ 0.0018

n ≥ 4.46 → use 5 ∅ 18 →

با توجه به رفت و برگشتی بودن زلزله، هم لنگر مثبت و هم لنگر منفی در فونداسیون وجود دارد که می‌توان از 18∅5 به عنوان حداقل آرماتور طولی هم در وجه فوقانی و هم وجه تحتانی استفاده کرد (در مجموع 18∅10 ).

3.2.1.3. اتصال با سایر اعضا و کنترل اثرات نیروی زلزله

یکی دیگر از عوامل مؤثر بر طراحی و آرماتورگذاری فونداسیون‌ها، اثرات اتصال سایر اعضا به فونداسیون و اثرات اعمال بار زلزله است، که در این خصوص مطابق با ضوابط بندهای 9-15-2-2 و 9-15-2-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، رعایت نکات زیر در طراحی فونداسیون ضروری است.

مطابق با ضوابط بند 9-15-2-2-1 و بند 9-17-2، لازم است کلیه نیروها و لنگرهای ایجادشده در پای ستون‌ها، دیوارها یا ستون‌پایه‌ها، با استفاده یکی از روش‌های میلگرد انتظار، میل مهار یا اتصالات مکانیکی به شالوده منتقل شوند که در این خصوص لازم است هر یک از این میلگردها و موارد مذکور در مرحله طراحی ستون‌ها و دیوارهای سازه‌ای به‌صورت دقیق موردبررسی و طراحی قرار گیرند.

در این مقاله با توجه به اینکه بررسی هر یک از موارد فوق، ملزم به آشنایی کامل با انواع سیستم‌های سازه‌ای و همچنین جزئیات طراحی مربوط به هر المان است، از بررسی کامل ضوابط مربوط به طراحی هر یک از این میلگردها صرف‌نظر شده و در قسمت‌های بعدی مقاله به بررسی جزئی ضوابط مرتبط با آن اکتفا شده است.

4.2.1.3. مشخصات آرماتورها

در طراحی و محاسبه آرماتورهای پی‌های سطحی مطابق با ضوابط بند 9-15-2-1-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، از موضوعات دارای اهمیت، تعیین شرایط و خصوصیت آرماتورهای مصرفی در پی‌ها است.

مشخصات آرماتورهای مصرفی به‌عنوان یکی از عوامل مؤثر در طراحی آرماتورهای فونداسیون‌ها شناخته می‌شود. زیرا مطابق با ویرایش جدید مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، دیگر امکان استفاده از هر نوع میلگردی در فونداسیون مجاز نیست و می‌بایست الزامات ارائه‌شده در این قسمت برای آن رعایت شود.

همان‌طور که دربند فوق مشاهده می‌کنید اولین شرط در خصوص میلگردهای مصرفی در بتن، تأمین ضوابط طراحی و دوام ارائه‌شده در فصل چهارم مبحث نهم مقررات ملی ساختمان است که مطابق با ضوابط این فصل تمامی آرماتورهای مصرفی در بتن می‌بایست شرایط زیر را تأمین نمایند.

پی‌های ساختمانی به‌عنوان یک عضو سازه‌ای، بسته به شرایط اجرایی، ممکن است تحت تأثیر نیروهای محوری، برشی، خمشی و … قرار گیرند که مطابق با مفاد فوق و همچنین با توجه به نحوه و نوع اثر این نیروها، لازم است در هنگام طراحی و تعیین آرماتورهای مصرفی، شرایط انتخاب میلگرد و یا آرماتور مصرفی به‌گونه‌ای باشد که در آن به موضوع حداکثر تنش تسلیم میلگرد دقت کافی شود.

برای مثال، آرماتور برشی در فونداسیون، نقش مهمی در افزایش مقاومت و پایداری سازه دارد. میزان تاثیر آرماتورهای برشی به عواملی مانند نوع خاک، طراحی فونداسیون، نوع بارگذاری و ابعاد فونداسیون بستگی دارد که در شرایط مناسب می‌توانند باعث افزایش ظرفیت برشی، جلوگیری از ترک‌خوردگی (ناشی از بارهای جانبی و تغییرات دما) و توزیع بار شوند.

به‌عنوان یک نکته بسیار مهم باید توجه داشت که به‌طور عمده، طراحی آرماتورهای پی، برای جلوگیری از گسیختگی خمشی و برشی است که مطابق با ضوابط بند فوق برای آرماتورهای برشی، استفاده از آرماتور تا رده S420 (مطابق با ضوابط این بند و با استناد به مفاد تفسیر آبا استفاده از آرماتور AIV مجاز نیست) و برای آرماتورهای طولی استفاده از آرماتورهای تا رده S550 مجاز می‌باشد.

5.2.1.3. حداقل‌های آیین‌نامه‌ای

همان‌طور که می‌دانید آیین‌نامه‌های طراحی جهت کنترل بهتر شرایط طراحی و تأمین عملکرد بهینه در المان‌های سازه‌ای، محدودیت‌هایی را برای کلیه عوامل مؤثر بر طراحی تعیین می‌کنند که در خصوص آرماتورهای مصرفی در پی نیز، این محدودیت‌ها در خصوص قطر، فاصله و حداقل و حداکثر آرماتور مصرفی در پی مطابق با ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان به شرح زیر است.

6.2.1.3. حداقل آرماتور خمشی مجاز

مطابق با ضوابط بند 9-15-3-1-7 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، لازم است در شالوده‌ها، در خصوص حداقل میلگرد خمشی ضوابط زیر رعایت شود.

❓عملکرد پی‌های گسترده به چه صورت است؟

در پاسخ به این سؤال مطابق با ضوابط بند 9-15-3-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، شالوده‌های گسترده در دسته شالوده‌های با عملکرد دوطرفه قرار می‌گیرند که در این خصوص مطابق با ضوابط بند 9-15-3-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، می‌بایست این نوع از پی‌ها مطابق با ضوابط دال‌های دوطرفه طراحی شوند؛ بنابراین با توجه به این توضیحات و مطابق با ضوابط این نوع از دال‌ها، لازم است، کلیه مفاد بند 9-10-7 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در خصوص آرماتورگذاری فونداسیون‌ها رعایت شود.

7.2.1.3. حداکثر و حداقل فاصله مجاز در آرماتورهای خمشی

مطابق با ضوابط بند 9-10-7-3-1 و 9-21-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداقل و حداکثر فاصله مجاز در آرماتورهای خمشی مصرفی در پی‌ها به شرح ذیل می‌باشد.

شکل 7: جزئیات آرماتورگذاری

8.2.1.3. حداقل قطر و فاصله آرماتور برشی مصرفی

مطابق با ضوابط بند 9-21-6 لازم است بسته به نوع آرماتور عرضی مصرفی در شالوده‌ها، ضوابط ارائه‌شده در این قسمت از مبحث نهم برای آرماتورهای عرضی رعایت گردد که با توجه به حجم گسترده مطالب مربوط به آرماتورهای عرضی از بررسی کلی ضوابط ارائه‌شده در مبحث نهم صرف‌نظر شده و به بررسی ضوابط مربوط به تنگ‌ها در این مقاله اکتفا شده است.

مطابق با ضابطه 9-21-6-2 در خصوص حداقل قطر و فاصله مجاز بین تنگ‌ها مصرفی، ضوابط و الزامات زیر ارائه ‌شده که رعایت نکات آن در مراحل طراحی و اجرای آرماتورهای مصرفی الزامی است.

تا این قسمت از مقاله با ضوابط مربوط به آرماتورگذاری شالوده‌های گسترده آشنا شدیم، در قسمت بعدی مقاله قصد داریم به بررسی نحوه محاسبه و تعیین آرماتورهای مصرفی در فونداسیون‌ها با استفاده از نرم‌افزار Safe آشنا شویم.

9.2.1.3. طراحی و نحوه محاسبه آرماتورهای مصرفی در شالوده‌های گسترده

همان‌طور که می‌دانید، طراحی فونداسیون با استفاده از نرم‌افزارهای گوناگونی قابل انجام می‌باشد که نرم‌افزار قدرتمند Safe یکی از بهترین نرم‌افزارهای موجود در این زمینه می‌باشد، ما در این قسمت از مقاله قصد داریم به بررسی کامل الزامات مربوط به محاسبه آرماتورهای مربوط به یک پی گسترده در نرم‌افزار Safe بپردازیم.

پیش از هر چیز لازم است به این نکته دقت شود که با توجه به اینکه ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، دقیقاً مشابه ضوابط آیین‌نامه ACI318-19 بوده و هنوز در نرم‌افزارهای طراحی نظیر Safe این آیین‌نامه اعمال نشده است ما ناچار هستیم در طراحی و آرماتورگذاری فونداسیون‌های، از ویرایش قبلی آیین‌نامه ACI (ACI318-14) استفاده کنیم که این موضوع با توجه مشابهت اکثری الزامات ارائه‌شده در هر دو ویرایش مشکل آن‌چنانی جهت طراحی آرماتورهای پی‌های گسترده به وجود نمی‌آورد و در صورت وجود مغایرت لازم است در خصوص کنترل دستی موارد مذکور اقدام شود. البته در ورژن‌های جدیدتر Safe آیین‌نامه اعمال می‌شود. اما برای توضیحات دقیق‌تر در خصوص محاسبه حداقل آرماتورهای فونداسیون‌ها در ویرایش جدید ACI با ویرایش قدیم آن، در قسمت‌های بعدی به بررسی ضوابط خواهیم پرداخت.

در این قسمت فرض بر این است که خوانندگان این مقاله با نحوه مدل‌سازی و تحلیل سازه آشنا هستند و قصد دارند با نحوه طراحی آرماتورهای لازم در فونداسیون آشنا شوند. در خصوص مراحل طراحی فونداسیون‌ها لازم است مطابق گام زیر اقدام شود.

وظیفه انتخاب نوع فونداسیون مورد نیاز بر عهده مهندس طراح بوده و باید بر اساس عواملی مانند فاصله بین ستون‌ها، نوع سازه از لحاظ تعداد طبقات و بارهای وارده به زمین، مقاومت زمین و محدود کردن نشست‌های نامتقارن، نوع خاک بستر، منطقه و شهر محل احداث و ابعاد پلان، نوع فونداسیون برای ساختمان مشخص گردد.

معمولا از پی منفرد و کلاف‌های عرضی برای ساختمان‌های با تعداد طبقات محدود (مثلا زیر دو طبقه) و خاک مناسب و بار کم، از پی‌های شبکه‌ای یا نواری برای ساختمان‌های مسکونی متعارف با طبقات محدود (مثلا زیر شش طبقه) و برای خاک‌های نسبتاً مناسب ( به جز خاک تیپ IV ) و از شالوده‌های گسترده برای ساختمان‌های با تعداد طبقات بالا و خاک‌های با شرایط نامساعد استفاده می‌شود.

یک فرمول سرانگشتی برای محاسبه ضخامت و عرض پی نواری وجود دارد و به عنوان حدس اولیه گزینه مناسبی است. در نرم افزار سیف می‌توان ابتدا با ابعاد به دست آمده پی نواری را تعریف کرده و سپس با توجه به نوع خاک و تنش‌های وارده ابعاد را به درستی انتخاب کرد. ضخامت پی نباید کمتر از 50cm درنظر گرفته شود.

▪️ضخامت پی = (تعداد طبقات × 10) + 30 سانتی متر

▪️عرض پی = ( تعداد طبقات × 20 )+ 40 سانتی متر

برای یک ساختمان 6 طبقه خواهیم داشت:

▪️ضخامت پی = 30 + 10 × 6 = 90cm

▪️عرض پی= 40 + 20 × 6 = 160cm

فونداسیون در سازه‌های صنعتی مانند سوله‌ها به صورت منفرد با کلاف‌های رابط اجرا می‌شود. در برخی مواقع که جرثقیل‌های سقفی سنگین وجود داشته باشد به صلبیت بیشتری در پای ستون نیاز است و استفاده از پای ستون گیردار پیشنهاد می‌شود. علاقه‌مندان به طراحی انواع سوله می‌توانند با استفاده از دوره جامع آموزش طراحی سوله صنعتی سبزسازه، به‎‌طور کامل مسیر آموزش طراحی یک سوله متعارف با ذکر دقیق نکات و ظوابط در نرم افزار سپ 2000 را فرا گیرند.

10.2.1.3. مدل‌سازی نوارهای طراحی

اولین گام مهم و اساسی و پیش از مرحله تحلیل و آنالیز فونداسیون، مرحله مدل‌سازی نوارهای طراحی آرماتورهای موجود در فونداسیون می‌باشد که در خصوص فونداسیون‌های گسترده، این نوارها با توجه به ارجاع آیین‌نامه به ضوابط طراحی دال‌های دوطرفه، نوارهای طراحی در این نوع از فونداسیون‌ها دقیقاً مشابه دال‌های دوطرفه محاسبه و مدل‌سازی می‌شود.

همان‌طور که مشاهده می‌کنید مطابق با ضوابط فصل 10 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، نحوه محاسبه نوارهای میانی و ستونی در دال‌ها بسیار آسان بوده و دارای پیچیدگی خاصی نمی‌باشد و تنها با انجام یک عمل ضرب کوچک امکان‌پذیر است.

شکل 8: جزئیات نوارهای طراحی

در خصوص نحوه مدل‌سازی این نوارها در سیف با توجه به این‌که رعایت عرض نوارهای طراحی ستونی و میانی در طراحی تاثیری ندارد معمولا نوارها را با عرض یکسان در نظر می‌گیرند و کافی است مطابق با شکل زیر و با استفاده از گزینه Draw Design Strip و با اعمال تنظیمات مناسب نسبت به ترسیم خطوط این نوارها در فایل مدل‌سازی شده اقدام گردد. به‌طور مثال در شکل 10، با فرض اینکه ابعاد نوارهای ستونی برابر با 3 متر (1/5 متر در هر سمت از خط ترسیم نوار ستونی) می‌باشد، تنظیمات مربوط به ترسیم، نوارهای طراحی اعمال‌شده است.

شکل9: مدل‌سازی نوارهای طراحی Draw Design Strips

شکل 10: تنظیمات صفحه Draw Design Strips

11.2.1.3. مشاهده میزان آرماتور مصرفی

در این مرحله، پس‌ازاینکه فونداسیون مدنظر را مدل‌سازی و تحلیل شد؛ لازم است در گام بعدی مطابق شکل زیر از قسمت Show Slab Design نسبت به مشاهده میزان آرماتور طولی فونداسیون اقدام شود.

شکل 11: نمایش آرماتورهای طراحی‌شده فونداسیون با استفاده از گزینه Show Slab Design

پس از کلیک بر روی این گزینه مطابق شکل زیر، صفحه Slab Design اجرا می‌شود که لازم است در این خصوص ابتدا با گزینه‌های موجود در این صفحه آشنا شویم.

شکل 12: تنظیمات صفحه Slab Design

در تصویر فوق، شرح عملکرد هر یک از گزینه‌های موجود در این صفحه مطابق با توضیحات زیر است.

1- Design Basis (اساس طراحی):

این نوار کشویی شامل دو گزینه Strip Based و Finite Element Based است که در خصوص طراحی و تعیین تعداد آرماتورهای موردنیاز، گزینه Strip Based به نسبت گزینه دیگر دارای کاربرد بیشتری بوده و به‌طورمعمول توسط طراحان مورد استفاده قرار می‌گیرد. گزینه دیگر، امکانات بیشتری را در خصوص محدودیت‌های آیین‌نامه‌ای در اختیار ما قرار می‌دهد اما نسبت به گزینه Strip دارای کاربرد کمتری می‌باشد.

2- Display Type (نوع نمایش):

این نوار کشویی نیز شامل دو گزینه Enveloping Flexural Reinforcement و Shear Reinforcement می‌باشد که با استفاده گزینه Enveloping شرایط کنترل و طراحی آرماتورهای خمشی (طولی فونداسیون) و با استفاده از گزینه Shear شرایط کنترل و طراحی آرماتورهای برشی در اختیار مهندسین قرار می‌گیرد.

3- Impose Minimum Reinforcing (حداقل آرماتور مصرفی):

با فعال‌سازی این گزینه نرم‌افزار نسبت به اعمال ضابطه، حداقل آرماتورهای مصرفی در مراحل طراحی و محاسبه پروژه اقدام می‌کند که در این قسمت لازم است به نحوه اعمال این محدودیت توسط نرم‌افزار Safe توجه ویژه‌ای صورت پذیرد.

با فعال‌سازی این گزینه، نرم‌افزار مطابق با توضیحات ارائه‌شده در قسمت Help خود، نسبت به کنترل حداقل آرماتور مصرفی در دال‌ها اقدام می‌کند که مطابق با ضوابط آیین‌نامه ACI318-14، حداقل آرماتور مصرفی در دال‌های دوطرفه، بسته به نوع آرماتور مصرفی، دارای مقادیر گوناگونی می‌باشد. درحالی‌که در ویرایش جدید آیین‌نامه ACI318-19 و پیرو آن ویرایش پنجم مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداقل آرماتور مصرفی در دال‌های دوطرفه به مقدار ثابت 0.0018A_g، تغییر کرده است، لذا مطابق با توضیحات ارائه‌شده در این قسمت، لازم است در این مرحله، کنترل‌های دستی علی‌الخصوص در میلگردهای با مقاومت بالا صورت پذیرد.

4- Rebar Location Shown

با استفاده از گزینه‌های قرار داده شده در این قسمت، امکان نمایش/عدم نمایش میزان آرماتور موردنیاز در سفره بالایی و پایینی نرم‌افزار ممکن می‌باشد. به‌طورمعمول لازم است گزینه‌های موجود در این قسمت فعال باشند.

5- Reinforcing Display Type

در این قسمت میزان آرماتور موردنیاز پروژه با استفاده از سه گزینه و در حالات مختلف قابل‌ نمایش است که از میان گزینه‌های موجود، دو گزینه Show Rebar Intensity و Show Number of Bars of Size به نسبت سایر دارای کاربرد بیشتری هستند.

6- Reinforcing Diagram

این قسمت مربوط به تنظیمات نحوه نمایش دیاگرام آرماتور موردنیاز است و با توجه به کم‌اهمیت بودن موارد این قسمت از ارائه توضیحات آن صرف‌نظر شده است.

7- Choose Strip Direction

با استفاده از گزینه‌های موجود در این قسمت کاربر قادر به تعیین نمایش/عدم نمایش میزان آرماتور موردنیاز هر یک از نوارهای مدل‌سازی گام صفر می‌باشد.

8- Display Options

تنظیمات این قسمت نیز به مشابه قسمت 6 مربوط به نحوه نمایش اطلاعات نرم‌افزار می‌باشد که از بررسی آن صرف‌نظر شده است.

9- Show Rebar Above Specified Value

تنظیمات موجود در این قسمت به همراه تنظیمات موجود در قسمت 5 از مهم‌ترین تنظیمات موجود در صفحه Slab Design می‌باشد. در این قسمت کاربر قادر به تعبیه و تعیین یک سفره آرماتور گسترده جهت آرماتورهای فوقانی و تحتانی می‌باشد که در قسمت‌های بعد نحوه اعمال تنظیمات ارائه‌شده است.

حال که با تنظیمات موجود در صفحه Slab Design آشنا شدیم، لازم است با اعمال تنظیمات مناسب، میزان آرماتور موردنیاز پی را تعیین کنیم.

در این قسمت مقدار آرماتور موردنیاز، با استفاده گزینه Show Rebar Intensity (Area/Unit Width) و مطابق تنظیمات اعمالی در تصویر زیر فراخوانی می‌شود.

شکل 13: تنظیمات صفحه Show Slab Design

در گام بعدی لازم است طراح و محاسب پروژه با استناد به مقادیر ارائه‌شده در نرم‌افزار نسبت به طراحی آرماتورهای خمشی موردنیاز پروژه اقدام کند که البته ذکر این نکته ضروری است که به‌طورمعمول طراحان و محاسبین باتجربه، نسبت به انجام همزمان گام اول و دوم اقدام می‌کنند و تفکیک گام‌ها صرفاً جهت انتقال بهتر مطالب است.

12.2.1.3. تعیین تعداد و فاصله آرماتور طولی موردنیاز

یک طراح سازه می‌بایست ضمن توجه به مسائل اقتصادی و اجرایی بهترین ترکیب آرماتورگذاری را جهت آرماتورهای مصرفی انتخاب کند.

در این مرحله رعایت موارد زیر به‌عنوان دو نکته بسیار مهم به مهندسین عزیز توصیه می‌شود.

• همان‌طور که می‌دانید یکی از موارد بسیار مهم در خصوص آرماتورگذاری سازه‌های بتنی، لزوم توجه به عدم استفاده از میلگردهای متنوع از نظر سایز مصرفی در پروژه ساختمانی است، زیرا در مراحل اجرایی و با توجه به تشخیص تقریباً دشوار سایز آرماتورهای مصرفی توسط ناظرین و مجریان مربوطه امکان بروز خطا بسیار محتمل است. لذا توصیه می‌شود در این مرحله، طراح پروژه، حتی‌الامکان از آرماتورهای با تنوع سایز بسیار محدود و با اختلاف سایز مناسب جهت اجرا در پروژه استفاده کند (به‌طور مثال استفاده از 4 تیپ میلگرد نمره 10، 16، 20، 24 که تیپ میلگرد نمره 10 به جهت استفاده در آرماتور عرضی بوده و سایر میلگردهای برای سایر موارد می‌باشد).
• دومین موضوع مهم در خصوص انتخاب آرماتورهای مصرفی در پروژه، لزوم توجه به موضوعات اقتصادی پروژه است. به‌طوری که در این مرحله مهندسین محاسب باتجربه، با ایجاد و اتخاذ تدابیر مناسب سعی می‌کنند ضمن رعایت ضوابط و الزامات آیین‌نامه‌ای، از حداقل آرماتور مصرفی ازنظر وزنی جهت طراحی و اجرای پروژه استفاده کنند.

بهتر است که طراحان از تعبیه آرماتورهای بیش از ظرفیت موردنیاز پروژه صرف‌نظر نموده و حتی‌الامکان با اجرای یک شبکه آرماتور یکنواخت و تعبیه میلگردهای تقویتی نسبت به کنترل این موضوع اقدام نمایند.

تبدیل مقادیر ارائه‌شده در تصویر شماره 14 به تعداد آرماتور مصرفی و کنترل دستی ضوابط مربوط به آن امری زمان‌بر است. بنابراین لازم است با اتخاذ تدابیری این حجم از محاسبات کاهش داده شود. خوشبختانه در این خصوص نرم‌افزار Safe با ایجاد تنظیمات مناسب امکان محاسبه تعداد و سایز آرماتورهای موردنیاز پروژه را با ایجاد دو بخش جهت اعمال آرماتورهای سراسری و آرماتور تقویتی بسیار آسان نموده است که در این قسمت جهت درک بهتر این موضوع، مراحل و نحوه تعیین تعداد و فاصله آرماتورهای مصرفی به‌تفصیل شرح داده‌شده است.

همان‌طور که در قسمت‌های قبل اشاره شد، دو قسمت Show Rebar Above Specified Value و Reinforcing Display Type از مهم‌ترین بخش‌های صفحه Slab Design می‌باشد.

در این بخش از مقاله قصد داریم مطابق با شرایط پروژه از آرماتورهای نمره 16 و 18 جهت اجرای آرماتوربندی فونداسیون استفاده کنیم. در این مرحله تنها کافی است مطابق با توضیحات ارائه‌شده در قسمت زیر نسبت به اعمال تنظیمات لازم در نرم‌افزار اقدام کنیم.

در اولین گام می‌بایست نسبت به تعیین آرماتور گسترده اقدام کرد که مطابق با تصویر زیر در قسمت Show Rebar Above Specified Value و با فعال‌سازی گزینه Typical Uniform Reinforcing Specified Below می‌بایست آرماتور نمره 16 را جهت استفاده به‌عنوان آرماتور سراسری تعیین کرد.

❓حال سؤالی که مطرح می‌شود این است که، مقدار فاصله موردنیاز جهت آرماتورهای طولی به چه میزان اعمال شود؟

در پاسخ به این سؤال، مطابق با ضوابط آیین‌نامه ACI318-14، ACI318-19 و همچنین مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداکثر فاصله بین میلگردهای سراسری در فونداسیون 45 سانتی‌متر است که این مقدار نباید بیشتر از 2 برابر ضخامت پی در نظر گرفته شود. همچنین علاوه بر آن می‌بایست حداقل فاصله ممکن را نیز رعایت کند.

شکل 15: نحوه نمایش آرماتورهای طولی

مطابق با توضیحات فوق و جهت کنترل بهینه شرایط آرماتورگذاری، همان‌طور که در تصویر فوق مشاهده می‌‌شود، در این پروژه در هر 15 سانتی‌متر، یک میلگرد نمره 16 به‌عنوان آرماتور سراسری، فرض شده است. در این پروژه عرض پی 150cm  و عمق پی 100 درنظر گرفته شده است.

S = 15 cm ≤ S_max = min ⁡{2h = 2 × 100 = 200 cm , 45 cm} = 45 cm

اصولا در نقشه‌های سازه‌ باید تا حد امکان از فواصل رند استفاده شود و فاصله بین 15 تا 30 سانتی متر با توجه به ملزومات آیین‌نامه‌ای مقدار مناسبی برای فاصله آرماتورها در پی است. از آنجایی که کاور در هر سمت 7.5cm در نظر گرفته شده خواهیم داشت:

135= (7.5) 2 –  150

9  = 15  ÷ 135

در نتیجه اگر در این فونداسیون فاصله میلگردهای طولی را 15cm درنظر بگیریم در بخش بالا و پایین بطور یکسان 9 میلگرد طولی خواهیم داشت.

شکل 15: نحوه نمایش آرماتورهای طولی

در مرحله دوم، پس از معرفی آرماتورهای سراسری لازم است از قسمت Reinforcing Display Type سایز آرماتورهای تقویتی به نرم‌افزار معرفی شود. برای آرماتورهای تقویتی از هر سایز آرماتوری می‌توان استفاده کرد و وقتی که نرم افزار Safe تعداد آرماتور تقویتی نسبتا زیادی را گزارش دهد، بهتر است سایز آرماتور تقویتی بالا برده شود. برای این‌که از سایز آرماتور کوچک‎تر به عنوان آرماتور تقویتی استفاده شود. باید دقت کرد حداکثر یک سایز کوچکتر از آرماتورهای سراسری باشد ولی برای سایزهای بزگتر منعی وجود ندارد. در این مثال از آرماتور نمره 18 جهت استفاده به‌عنوان آرماتور تقویتی کمک گرفته‌شده است.

پس از اعمال تنظیمات فوق مطابق با محاسبات صورت گرفته توسط نرم‌افزار در خصوص آرماتورهای طولی، ضمن اجرای هر 15 سانتی‌متر یک میلگرد نمره 16 به‌عنوان آرماتور سراسری در یک سفره، نرم‌افزار Safe مطابق با تصویر زیر نسبت به ارائه تعداد آرماتورهای تقویتی نمره 18 اقدام می‌کند که با استفاده از این خروجی‌ها محاسب پروژه به‌راحتی قادر به ارائه نقشه‌ها و جزئیات اجرایی خواهد بود.

شکل 16: تعداد آرماتور تقویتی موردنیاز

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، در این بخش از پی مورد نظر درصورت استفاده از میلگرد شماره 18، باید 5 میلگرد شماره 18 به عنوان میلگرد تقویتی استفاده شود.

13.2.1.3. تعیین و کنترل طول پیوستگی و شرایط اجرایی آرماتورها

در این مرحله شاید سؤالات زیر برای شما مطرح شود:

❓نوع عملکرد پی‌های گسترده به چه صورت است؟

❓نحوه اتمام آرماتورهای طولی فونداسیون‌ها در لبه‌های فونداسیون چگونه است؟

در پاسخ به سؤال اول، مطابق با مفاد مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، در خصوص محل قطع آرماتورهای موردنیاز، دو مقدار قطع تئوریک و قطع محاسباتی وجود داشته که در این خصوص لازم است، آرماتورهای تقویتی نشان داده‌شده در نرم‌افزار Safe مطابق با ضوابط مبحث نهم مقررات به حداقل به‌اندازه طول گیرایی از محل نمایش داده‌شده در نرم‌افزار (محل قطع تئوریک) بیشتر اجرا شوند. در خصوص مقدار این طول در قسمت بعد توضیحات لازم ارائه‌شده است.

اما در خصوص سؤال دوم در این مرحله لازم است، بر اساس مفاد فصل 21 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، در تمامی قطعات بتن‌آرمه نیروهای کششی یا فشاری موجود در میلگردها در هر مقطع باید به‌وسیله مهار میلگردها در دو سمت آن مقطع به بتن منتقل گردد.

مهار میلگردها در بتن به یکی از سه روش زیر یا ترکیبی از آن‌ها امکان‌پذیر است:

1. پیوستگی موجود بین بتن و آرماتور در سطح جانبی آرماتور.
2. ایجاد قلاب استاندارد در انتهای میلگرد.
3. به‌کارگیری وسایل مکانیکی در طول میلگرد.

در این قسمت از مقاله، روش‌های اول و دوم به دلیل اهمیت و کاربرد بیشتر توضیح داده‌شده است.

روش اول- پیوستگی موجود بین بتن و آرماتور در سطح جانبی آرماتور

در این روش مطابق با ضوابط بند 9-21-3-2 و با استفاده از فرمول 9-21-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، طول گیرایی میلگردهای کششی آجدار به‌صورت زیر محاسبه می‌شود.

شکل 17: نحوه محاسبه پارامتر Cb در فرمول طول مهاری آرماتور

در این قسمت ذکر این نکته ضروری است که ضریب K_tr ، ضریب اثر میلگردهای عرضی در طول مهاری است و چون در پی عموماً از آرماتور عرضی استفاده نمی‌شود. مقدار این ضریب در محاسبه طول مهار میلگردهای پی، معمولاً برابر صفر خواهد بود.

مثال: طول گیرایی میلگرد آجدار در  قسمت تحتانی و با شرایط زیر برابر است با:

f_y = 400 , f_c‘ = 25 , d_b = 16
C₁= 40 mm , C₂ = 40 mm , C₃ = 50 mm → C_b = 25 mm
ψ_g , ψ_e = 1 , ψ_s = 0.8 , ψ_t = 1 , λ = 1
K_tr = 0 →  (C_b + K_tr) / d_b = 25 / 16 = 1.56
l_d = ((1×1×0.8×1) / (1×1.56)) × ((0.9×400) / √25 ) × 16 = 590 mm → l_d = 60 cm

طول گیرایی میلگرد آجدار در  قسمت فوقانی و با شرایط زیر برابر است با:

f_y = 400 , f_c‘ = 25 , d_b = 16
C₁ = 40 mm , C₂ = 40 mm , C₃ = 50 mm  →  C_b = 25 mm
ψ_g , ψ_e = 1 , ψ_s = 0.8 , ψ_t = 1.3 , λ = 1
K_tr = 0 → (C_b + K_tr) / d_b = 25 / 16 = 1.56
l_d = ((1×1×0.8×1.3) / (1×1.56)) × ((0.9×400) / √25) × 16 = 768mm  → l_d=80 cm

روش دوم- ایجاد قلاب استاندارد در انتهای میلگرد

گاهی ممکن است فضای کافی برای تأمین طول مهار مستقیم میلگرد وجود نداشته باشد. به‌طور مثال در کناره‌های پی چنین مشکلی وجود دارد.

در چنین شرایطی ایجاد قلاب در انتهای میلگرد مناسب است. فرم رایج برای قلاب، عموماً 90 درجه است.

شکل 18: قلاب 90 درجه

شکل 19: قلاب 180 درجه

شکل 20: طول مهاری آرماتور کششی قلاب‌دار

14.2.1.3. طول مهاری میلگرد قلاب‌دار فونداسیون

برای مهار میلگردهای کششی به‌وسیله قلاب، انتهای میلگردها خم‌شده و به‌صورت قلاب درآورده می‌شود. برای انتقال نیرو از میلگرد به بتن ایجاد، قلاب به‌تنهایی کافی نیست و باید علاوه بر آن طول اضافی مستقیم میلگرد از انتهای آزاد میلگرد تا شروع قلاب در بتن وجود داشته باشد. حداقل این طول اضافی بعلاوه شعاع قلاب انتهایی آن بعلاوه قطر میلگرد که برای انتقال نیرو از میلگرد به بتن لازم است طول مهاری میلگرد قلاب‌دار نامیده می‌شود و به‌صورت زیر و مطابق با بند 9-21-3-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان محاسبه می‌شود.

شکل 21: مهار میلگرد قلاب دار در فونداسیون

یکی از موارد بسیار مهم و ضروری که در ویرایش جدید مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و آیین‌نامه ACI318-19 دچار ویرایش اساسی شده است، نحوه محاسبه طول مهاری میلگردهای قلاب‌دار کششی می‌باشد.

در ویرایش جدید مبحث نهم مقررات ملی ساختمان همان‌طور که مشاهده می‌کنید، تأثیر قطر و سایز آرماتور مصرفی از حالت بدون توان خارج‌شده و به‌صورت توان دار تبدیل‌شده است، همچنین با اعمال ضریب محصورکنندگی که دارای شرایط ویژه‌ای می‌باشد میزان طول مهاری هر آرماتور در صورت عدم تأمین شرایط ضریب 1، دارای افزایش 60 درصدی می‌شود که این موضوع به‌ویژه در بحث طراحی تیر و ستون‌های ساختمانی محدودیت‌های فراوانی را جهت محاسبین و طراحان پروژه اعمال کرده است. در این قسمت به جهت جلوگیری از افزایش میزان مطالب مقاله از بررسی این ضابطه به‌صورت دقیق صرف‌نظر شده و صرفاً به ارائه تصویر زیر در خصوص نحوه محاسبه ضریب آرماتور محصورکننده اکتفا شده است.

شکل 22: نحوه محاسبه ضریب آرماتور محصورکننده

با توجه به مطالب بیان‌شده، می‌توانیم با استفاده از خروجی‌های نرم‌افزار به‌راحتی و تنها با استفاده از دو فرمول طول مهاری هر آرماتور را محاسبه کنیم و به این طریق آرماتورگذاری خمشی پی را انجام دهیم.

15.2.1.3. تعیین و کنترل آرماتورهای عرضی

از آرماتورهای عرضی در فونداسیون‌های نواری بین نوارها استفاده می‌شود. اصولاً ضخامت پی‌های مورد استفاده در بین طراحان کشورمان به‌گونه‌ای انتخاب می‌شود تا نیازی به آرماتور برشی وجود نداشته باشد. به‌عبارت‌دیگر کل نیروی برشی توسط بتن پی تحمل گردد. آرماتورهای عرضی در این نوع فونداسیون‌ها در صورتی که بتن فونداسیون جوابگوی برش نباشد می‌تواند به عنوان آرماتور برشی استفاده گردد و نیازی به آرماتور برشی نیست با این حال اگر بتن فونداسیون به تنهایی برش وارد شده را جوابگو باشد باید آرماتورهای عرضی ضابطه حداقل آرماتورهای حرارت و جمع شدگی رو برآورده کند.

مثال: سایز آرماتورهای عرضی و فاصله بین آن‌ها برای فونداسیون نواری به ارتفاع 700 میلی‌متر و عرض 900 میلی‌متر به صورت زیر محاسبه می‌شود:

اگر از آرماتور با قطر 10 به عنوان آرماتور عرضی استفاده شود باید محاسبات به صورت زیر انجام شود:

900×700×0.0018=1134 mm² / m → 1134 / 2 = 567 mm² / m

A_v  / s ≥ 567 mm² / m → (π d²/4)/s = (π 10²/4) /s ≥567 → s≤0.138 m → ∅10@13 cm

در صورت استفاده از 10∅  به عنوان آرماتورهای عرضی، مطابق ضابطه حداقل آرماتورهای حرارتی(0.0018A_g) فاصله مابین آرماتورها 13 سانتی‌متر به دست خواهد آمد.

در صورت استفاده از آرماتورهای عرضی به عنوان آرماتور برشی، بایستی سایز و فاصله آرماتورهای عرضی طبق خروجی نرم افزار محاسبه شود.

فونداسیون‌ها در واقع دال‌هایی هستند که روی زمین قرار گرفته‌اند و بار سازه را به زمین منتقل می‌کنند به همین دلیل در بسیاری از موارد ضوابط طراحی مشابهی با دال دارد. یکی از موراد مشابه ظرفیت برشی است. دو نوع مکانیزم گسیختگی برشی در فونداسیون و دال امکان دارد رخ بدهد: برش یک طرفه و برش دو طرفه.

مقاومت برشی یک طرفه به مقاومتی گفته می‌شود که فونداسیون با توجه به ضخامت و مشخصات آرماتورها می‌تواند تحمل کند. مقطع بحرانی برش در این حالت از محل بر تکیه گاه ستون که دارای حدکثر مقدار برش است درنظر گرفته می‌شود.

مقطع بحرانی در شالوده‌های سطحی و سرشمع‌ها در ضابطه 9-15-1 در مبحث نهم آورده شده ‌است.

برش دو طرفه یا برش پانچ در اثر وارد شدن بارهای متمرکز بر اعضای صفحه‌ای ایجاد شده و سبب گسیختگی موضعی اعضای صفحه‌ای (دال بتنی و پی) می‌شود و باید از بروز آن جلوگیری کرد. برش دو طرفه در نواحی که مقدار برش زیاد است اتفاق می‌افتد و این نواحی بیشتر در نزدیکی ستون‌ها در اعضای صفحه‌ای است در نتیجه در دال‌های دو طرفه، دال‌ها تخت و پی‌ها باید در زیر و اطراف ستون‌ها برش دو طرفه کنترل گردد.

یکی از مباحث مهم در بحث آرماتورگذاری فونداسیون‌ها که موضوع، کنترل برش است. در سازه‌هایی که بارهای متمرکز یا غیرمتمرکز را تحمل می‌کنند، آرماتور برشی در کنترل برش پانچ نقش مهمی را ایفا می‌کند که از جمله آن‌ها می‌توان به تقویت نواحی بحرانی، افزایش ظرفیت باربری و توزیع بار اشاره کرد.

علیرغم موارد ذکر شده، آیین‌نامه هیچ الزامی مبنی بر استفاده از آرماتور برشی حداقل ندارد. از دلایل مهم برای نبودن الزام استفاده از آرماتور برشی در فونداسیون این است که بتن مقاومت برشی نسبتا مناسبی دارد و همینطور ضخامت فونداسیون نسبت به سایر اعضای صفحه‌ای قابل توجه است.

ولی آیین‌نامه در صورت وجود نیروهای برشی زیاد، استفاده از آرماتورهای عرضی را برای پی‌ها الزامی می‌داند در این حالت مطابق با شرایط بند 9-10-7-1-2- ب مبحث نهم مقررات ملی ساختمان لازم است درصورتی‌که میزان برش دوطرفه از مقدار خاصی افزایش پیدا کند از حداقل آرماتور عرضی مطابق با ضوابط این بند استفاده شود.

مطابق با ضوابط بند 9-10-7-3-7 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان نوع و نحوه مهار این آرماتورهای عرضی به شرح ذیل می‌باشد.

اما به دو پرسش مهم درباره آرماتور برشی می‌پردازیم.

❓آیا هر آرماتور عرضی، آرماتور برشی محسوب می شود؟

خیر. همه آرماتورهای عرضی در فونداسیون، آرماتور برشی محسوب نمی‌شوند. آرماتورهای برشی یا خاموت‌ها معمولا در نواحی بحرانی سازه مانند نزدیک به ستون‌ها یا در محل‌هایی که بارهای برشی زیاد وجود دارد قرار می‌گیرند و از ترک‌خوردگی و شکست سازه ناشی از بارهای برشی جلوگیری می‌کنند. معمولا از جنس فولاد با کیفیت بالا ساخته می‌شوند و به شکل قلاب یا مستطیل هستند و دور میلگردهای عمودی بسته می‌شوند. اما آرماتورهای عرضی غیربرشی برای اهدافی مانند توزیع بار، افزایش استحکام کلی فونداسیون یا جلوگیری از ترک‌خوردگی استفاده می‌شوند که ممکن است در فونداسیون گسترده یا دیوارهای بتنی کاربرد داشته باشند. این آرماتورها می‌توانند نقش مهمی در تقویت ساختار کلی ایفا کنند اما نمی‌توانند به عنوان جایگزین آرماتورهای برشی عمل کنند.

❓تفاوت آرماتور برشی با آرماتور حرارتی در چیست؟

آرماتور برشی و آرماتور حرارتی، از انواع آرماتورهای فولادی هستند که در سازه‌های بتنی استفاده می‌شوند؛ اما هر کدام هدف و عملکرد خاصی دارند. در پرسش قبل با آرماتور برشی به طور کامل آشنا شدیم. اما آرماتور حرارتی برای کنترل ترک‌خوردگی ناشی از تغییرات دما و جمع‌شدگی بتن طراحی شده‌اند. این نوع آرماتور در نواحی که تحت تنش‌های حرارتی قرار دارند، مانند فونداسیون یا دال‌های بتنی استفاده می‌شود. معمولا به صورت میلگردهای افقی و عمودی در داخل بتن قرار می‌گیرند. به توزیع تنش‌ها و جلوگیری از ترک‌خوردگی ناشی از انقباض و انبساط بتن کمک می‌کنند.

به‌طور مثال همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید مطابق با محاسبات صورت گرفته توسط نرم‌افزار، در محل اتصال ستون به فونداسیون که موضوع کنترل برش یک طرفه است لازم است از آرماتور عرضی مناسبی استفاده شود.

شکل 23: میزان آرماتور برشی موردنیاز

آنچه که از شکل فوق پیداست نرم افزار نسبت A_v / S را نشان می دهد (واحد A_v / S ،   cm²/cm   می‌باشد)، برای نقاطی که این نسبت گزارش نشده به معنی کافی بودن ظرفیت برشی بتن در برابر بارهای برشی وارده است و نیازی به آرمارتور برشی در این نقاط نیست. اما در نقاطی که این نسبت گزارش شده ظرفیت برشی بتن در برابر بارهای برشی کافی نیست و از جمله روش‌های برطرف کردن ضعف برشی، افزایش ارتفاع پی، افزایش مقاومت فشاری بتن مصرفی و استفاده از آرماتورهای برشی است که به صرفه‌ترین روش استفاده از آرماتورهای برشی است.

در پی‌های نواری در مواقعی که مسئله برش یک طرفه حاکم است به دو روش می‌توان از آرماتورهای تقویت برشی استفاده کرد. روش اول استفاده از سنجاقک است که برای پی‌های نواری با عرض زیاد مناسب‌ترین انتخاب است (شکل 23) و روش دوم استفاده از خاموت بسته است که برای پی‌های نواری با عرض محدود (مثلا زیر یک متر) توصیه می‌شود.

شکل 24: استفاده از سنجاقک به عنوان آرماتور برشی در پی نواری

اگر فرض کنیم از دو سنجاقک با نمره 10 استفاده شود فاصله این سنجاقک‌ها برابر خواهد شد با:

A_v / S = 0.0615  →  S = (2×0.785) / 0.0615 = 25.53 ≤ d / 2 = 60 / 2 = 30 → S = 25 cm

در نهایت باید از ابتدای مقطع بحرانی برش یک طرفه تا نقطه انتهایی نسبت گزارش شده در سیف، از دو سنجاقک به فاصله حداکثر 25cm استفاده شود.

16.2.1.3. تعیین آرماتورهای پیچشی

❓در ابتدا این سوال مطرح می‌شود که آیا پیچش در فونداسیون و آرماتور پیچشی معنا دارد؟

باید گفت بله، در فنداسیون‌ها ممکن است پیچش رخ دهد که معمولا به دلیل بارهای خارجی یا عدم توزیع یکنواخت بارها در سازه ایجاد می‌شود که باعث ایجاد تنش‌های اضافی در نواحی مختلف فونداسیون و تغییر شکل فونداسیون است. عواملی که می‌توانند منجر به پیچش در فونداسیون شوند، به شرح زیر است.

1. بارهای نامتقارن : اگر بارهای وارده به سازه نامتقارن باشند، می‌توانند باعث ایجاد پیچش در فونداسیون شوند.
2. حرکت زمین : زلزله یا حرکت‌های زمین می‌توانند به تغییر شکل‌ها پیچشی در فونداسیون منجر شوند.
3. تغییرات دما : انبساط و انقباض ناشی از تغیرات دمای شدید می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های پیچشی در فونداسیون شود.
4. نشست غیریکنواخت : اگر خاک زیر فونداسیون به طور یکنواخت، بار را تحمل نکند، ممکن است باعث بروز پیچش در فونداسیون گردد.

آرماتورهای پیچشی به‌طور کلی به دو صورت آرماتور پیچشی طولی و آرماتور پیچشی عرضی اجرا می‌شوند که آرماتور پیچشی طولی، میلگرد آجداری است که معمولا در اتصال تیر فرعی به تیر بتنی استفاده می‌شود و آرماتور پیچشی عرضی نیز به صورت خاموت و یا دورپیچ در ستون‌هایی که در اثر پیچش امکان تغییر شکل دارند استفاده می‌شود. آرماتورهای پیچشی در سازه استفاده کمی دارند و مانند آرماتورهای برشی و خمشی نیستند، با این حال بیشترین استفاده از آرماتورهای پیچشی در تیرهاست به خصوص زمانی که یک تیر فرعی به تیر اصلی وصل می‌شود. در فونداسیون  پیچش اتفاق نمی‌افتد و در نتیجه از آرماتورهای پیچشی استفاده نمی‌شود و آرماتورهای فونداسیون براساس آرماتورهای خمشی و آرماتورهای برشی است.

17.2.1.3. تعیین آرماتورهای گونه (جلدی)

زمانی که بتن ریزی حجیم باشد و ارتفاع تیر و فونداسیون بالا باشد، فاصله مش بندی بالا و مش بندی پایین افزایش پیدا کرده و در این حالت عضو موردنظر در راستای طولی مسلح نیست و احتمال ترک خوردگی بالا می‌رود، برای جلوگیری از ترک خوردن و گسترش عرض ترک در اعضای بتن مسلح در این راستا، از آرماتورهای گونه یا جلدی استفاده می‌شود و در وجوه کناری مقطع توزیع می شوند. در مبحث نهم ویرایش 1392 ضابطه 9-17-3-1-5 آورده شده است که در اعضای بتن مسلحی که d آن‌ها از 750 میلی‌متر بیشتر باشد باید از آرماتور گونه استفاده شود.

در مبحث نهم ویرایش 1399، ضابطه9-11-6-4-1 فقط برای تیر آورده شده است و آیین نامه صراحتا برای فونداسیون ضابطه‌ای مشخص نکرده است با این حال باید برای فونداسیون‌های با ارتفاع بیشتر از 900 میلی‌متر از آرماتور گونه استفاده شود.

مثال: در فونداسیون با ارتفاع 120 سانتی متر مطابق شکل 24 چه تعداد آرماتور گونه استفاده شود؟ (f_s=2/3 f_y)

شکل 25: فونداسیون برای مثال آرماتور گونه

از آرماتور با قطر 10 به عنوان آرماتور گونه استفاده شود.

فاصله از وجه کششی برابر خواهد بود با:

h / 2 = 120 / 2 = 60 cm
n (3.14 × 10²) / 4 = 210 → n = 2.67

از چهار آرماتور گونه با قطر ده استفاده خواهد شد که در هر طرف دو آرماتور گونه خواهیم داشت، فاصله این آرماتورها براساس ضوابط بالا خواهد بود:

Cc = min C1 , C2 = 89 mm
C₁= C₂= cover + d_v = 75 + 14 = 89 mm
S = 380 (280 / (2/3 f_y )) -2Cc = 380(280 / (2/3×400)) – 2(89) = 221 mm
S = 300 (280 / (2/3 f_y )) = 300(280 / (2/3×400)) = 315 mm

S=22 cm →

در نتیجه خواهیم داشت:

شکل 26: نحوه قرارگیری آرماتور گونه

18.2.1.3. تعیین و کنترل آرماتور اجرایی و اتصال سایر المان‌ها به فونداسیون

علاوه بر تعیین آرماتور اصلی فونداسیون که شامل دو گروه آرماتورهای برشی و خمشی می‌باشد، لازم است در موضوع طراحی و آرماتورگذاری فونداسیون‌ها به موارد تعیین و کنترل سایر آرماتورهای موجود در فونداسیون نیز توجه شود.

از مهم‌ترین آرماتورهای موجود در فونداسیون‌ها که می‌بایست به کنترل آن‌ها در مراحل طراحی فونداسیون‌ها دقت کافی صورت پذیرد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

19.2.1.3. آرماتورهای انتظار دیوارها و ستون‌ها و راه‌پله

این آرماتورها می‌بایست مطابق با ضوابط آیین‌نامه‌ای و به‌صورت مناسب جهت انتقال نیروهای وارد بر فونداسیون طراحی شوند. از مهم‌ترین نکات مهم در خصوص این آرماتور که می‌توان در این مقاله می‌توان به آن اشاره کرد، موضوع تغییرات نحوه آرماتورگذاری عرضی این المان‌ها در لبه‌های فونداسیون و همچنین خم این میلگردها در ویرایش جدید مبحث نهم می‌باشد.

در ویرایش جدید مبحث نهم مقررات ملی ساختمان منبعد لازم است مطابق با ضوابط بند 9-20-9-2 به موارد مشخص‌شده در تصویر زیر دقت کافی صورت پذیرد.

شکل 27: جزئیات آرماتورگذاری عرضی در ستون‌ها و یا دیوارهای لبه پی و خم 90 درجه به سمت مرکز ستون

20.2.1.3. آرماتورهای پاشنه فونداسیون

بعد از بتن‌ریزی فونداسیون لازم است ستون‌ها قالب‌بندی شوند یکی از روش‌های قالب‌بندی استفاده از میلگرد به قطر 10 یا 12 است که هم اندازه با ابعاد ستون بریده می‌شود تا  نقش تعیین کنندگی فاصله بین قالب و میلگرد ستون را داشته باشد، به این نوع میلگرد پاشنه بتن یا رامکا گفته می‌شود. روش اجرای پاشنه بتن به این صورت می‌باشد که در فاصله 10 سانتی متری از کف بتن فونداسیون یا کف بتن سقف طبقات، میلگردهای رامکا به میلگردهای ستون با استفاده از سیم‌های مخصوص آرماتور بندی متصل می‌گردد، دقت شود که باید کاملا افقی نصب شده و اندازه‌هایی که از میلگردهای طولی ستون بیرون میزنند یکسان باشند.

از شاقول و ریسمان برای اجرای دقیق رامکا استفاده می‌شود و به همین دلیل، هم‌راستایی ستون‌های عمود بر هم و همچنین ستون‌های موجود در یک طبقه، با بالاترین ضریب اطمینان انجام می‌گیرد. طی فرایند ریسمان‌کشی، علاوه بر این که ستو‌ن‌های اول تا آخر در یک راستا قرار می‌گیرند، مکان دقیق ستون‌های میانی نیز مشخص می‌شود.

شکل 28: آرماتورهای پاشنه فونداسیون

21.2.1.3. آرماتورهای اجرایی نظیر خرک‌ها و آرماتورهای همبندی فونداسیون

در سفره فوقانی، برای قرار دادن میلگردها در تراز دقیق و حفظ ایستایی آن­ ها نیاز به تکیه‌گاه‌هایی است. به این تکیه‌گاه‌ها در اصطلاح خرک می‌گویند که معمولا از بتن یا فولاد ساخته می‌شود. در تصویر زیر خرک‌ها را به‌صورت آرماتورهای قائم مشاهده می‌کنید.

شکل 29: خرک‌ها به‌صورت آرماتورهای قائم در فونداسیون

در ادامه به توضیح کارکرد خرک‌ها می‌پردازیم اما باید توجه شود که گاهی اوقات به‌اشتباه برای این آرماتورها کارکرد برشی لحاظ می‌شود که به‌هیچ‌وجه قابل‌قبول نیست. شکل کلی یک خرک به‌صورت زیر است.

تسهیل در نصب آرماتور: خرک‌ها به‌عنوان یک پایه برای قراردادن آرماتورهای اصلی و خاموت‌ها عمل کرده و نصب آن‌ها را آسان‌تر می‌کنند.

پایداری: با ایجاد یک ساختار مستحکم، خرک‌ها به افزایش پایداری فونداسیون کمک می‌کنند.

شکل 30: خرک در فونداسیون

نحوه محاسبه خرک در فونداسیون و فواصل خرک‌ها عمدتاً تجربی است ولی پیشنهاد می‌شود که این فاصله بین 1.5-1 متر باشد و از 1.5 متر در هر جهت تجاوز نکند. همچنین توصیه می‌شود در خصوص میلگرد خرک در پی به نکات زیر توجه شود:

1. ابعاد پاشنه خرک بایست حداقل 50 سانتی‌متر در نظر گرفته شود.
2. شماره آرماتور خرک به عمق پی و آرماتورهای خمشی پی بستگی دارد، درهرحال قطر آرماتور خرک نباید از 14 میلی‌متر کمتر باشد.
3. در نواحی نزدیک دیوار برشی که آرماتورهای تقویتی به‌شدت افزایش می‌یابند، بهتر است تعداد خرک‌ها نیز افزایش یابد.
4. عرض خرک معمولا 1 تا 1.5 متر مناسب است البته در پی‌های نواری برای به دست آوردن مقدار عرض خرک بایستی مقدار کاور بتن از دو طرف، کاسته شود.

در خصوص آرماتورهای همبندی نیز مطابق با دستورالعمل‌های سازمان نظام‌مهندسی، وظیفه طراحی این آرماتورها بر عهده مهندس طراح نقشه‌های الکتریکی می‌باشد و لازم است این آرماتورها در نقشه‌های سازه نیز به‌صورت مناسب نمایش داده شود که متأسفانه این موضوع در اکثر مواقع رعایت نشده و در مراحل اجرا و نظارت، مشکلاتی را ایجاد می‌کند.

22.2.1.3. آرماتورهای چاله آسانسور و …

قبلاً در مقاله بارگذاری و طراحی آسانسور درایتبس + نکات نظارت بر اجرای آسانسور با جزئیات آسانسور به‌طور خیلی دقیق آشنا شدیم. اثر چاله آسانسور در فرضیات طراحی پی‌های گسترده بایست در نظر گرفته شود. این در حالی است که برای پی‌های نواری محل چاله آسانسور در هنگام ترسیم منظور شده و نیاز به الزامات خاص دیگری نمی‌باشد.

در پی‌های گسترده زمانی که عمق چاله آسانسور از ضخامت پی کمتر باشد، بایست در ناحیه مذکور یک پی باضخامت کمتر ترسیم گردد. تصویر زیر بیانگر این وضعیت است.

شکل 31: مدل‌سازی چاله آسانسور، زمانی که عمق چاله آسانسور از ضخامت پی کمتر باشد.

وضعیت فوق در حالتی به وجود می‌آید که پی ساختمان نسبتاً ضخیم باشد.

در پی‌های معمول ساختمان‌های متعارف با شرایط دیگری روبرو هستیم. چاله آسانسور در این حالت مانند تصویر زیر پایین‌تر از پی قرار می‌گیرد.

شکل 32: مدل‌سازی چاله آسانسور، زمانی که عمق چاله آسانسور از ضخامت پی بیشتر باشد.

تحلیل دقیق پی در حالت دوم اندکی پیچیده‌تر از حالت اول می‌باشد. در این حالت باید ترکیبی از کاهش ضخامت پی و عملکرد خمشی دیوارک‌های پیرامون چاله آسانسور مدنظر قرار گیرد. متأسفانه نرم‌افزار Safe که برای طراحی پی استفاده می‌شود قادر به آنالیز و طراحی تصویر بالا نیست. به همین دلیل برای رها شدن از محاسبات پیچیده دستی و در جهت محافظه‌کارانه دیتایل اجرایی زیر توصیه می‌شود.

در این حالت نیاز به تعریف Opening در نرم‌افزار نمی‌باشد و می‌توان کل پی را با ضخامت اصلی مدل کرد. چراکه دیوارک‌های بتنی اطراف چاله آسانسور و نیز بخشی از پی که زیر چاله آسانسور قرار دارد تماماً باضخامت پی اصلی اجرا خواهند شد. در این بخش پیشنهاد می‌شود به مقاله طراحی و اجرای چاهک آسانسور مراجعه شود.

شکل33: دیتایل مناسب اجرای چاله آسانسور وقتی‌که در تراز پایین‌تر از پی است.

باید توجه داشت در تصویر بالا اگر ضخامت اطراف چاله آسانسور و زیر آن کمتر از 80 سانتی‌متر می‌شد، بایستی ازOpening در مدل نرم‌افزاری استفاده می‌شد. درهرحال، توصیه بیشتر به استفاده از این روش به‌جای ترسیم Opening است.

شکل34: نحوه ارماتور گذاری چاله آسانسور

2.3. پی منفرد

1.2.3. تعریف

پی منفرد بسته به عمق قرارگیری خود در زمین، ممکن است به‌عنوان پی سطحی یا نیمه‌عمیق شناخته شود و مطابق با بند 9-15-1-2-الف، بار یک یا دو ستون نزدیک به هم را، به زمین منتقل نماید.

شکل 35: پی سطحی منفرد و پی نیمه‌عمیق منفرد (به ترتیب از چپ به راست)

مطابق با ضوابط بند 9-15-3-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، شالوده‌های سطحی منفرد در دسته شالوده‌های با عملکرد دوطرفه قرار می‌گیرند که در این خصوص مطابق با ضوابط بند 9-15-3-1-7 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، می‌بایست این نوع از پی‌ها مطابق با ضوابط دال‌های دوطرفه طراحی شوند.

2.2.3. ضوابط و الزامات مؤثر بر طراحی آرماتورهای پی منفرد

همان‌طور که مشاهده می‌کنید مطابق با ضوابط بند 9-15-3-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ضوابط طراحی پی‌ها منفرد نیز دقیقاً مشابه با ضوابط طراحی پی‌های گسترده و منطبق بر ضوابط طراحی دال‌های دوطرفه است. لذا با توجه به اینکه در قسمت‌های قبل با ضوابط کلی طراحی دال‌های دوطرفه آشنا شدیم، در این قسمت از بررسی مجدد ضوابط مشترک مربوط به این نوع از پی‌ها صرف‌نظر کرده و صرفاً به بررسی ضوابط انحصاری آن می‌پردازیم.

اولین گام جهت طراحی آرماتورهای فونداسیون‌های گسترده تعیین نوارهای مدل‌سازی آرماتورها که تأثیر مستقیمی بر طراحی آن‌ها دارد می‌باشد، لذا لازم است در خصوص فونداسیون‌های منفرد نیز این نوارها به‌نوعی جهت اعمال ضوابط طراحی مدنظر قرارگرفته شوند.

با توجه به ابعاد کوچک پی‌های منفرد، مطابق با ضوابط بند 9-15-3-3 در خصوص آرماتورگذاری پی منفرد مربعی محدودیتی از سوی آیین‌نامه جهت آرماتورگذاری در هر دو راستای فونداسیون وجود ندارد. اما در خصوص فونداسیون‌های منفرد مستطیلی مطابق با ضوابط این بند، لازم است محدودیت‌هایی جهت توزیع آرماتورهای محاسباتی اتخاذ شود؛ به‌طوری‌که مطابق با ضوابط این بند لازم است موارد نشان داده‌شده در شکل زیر رعایت شود.

شکل 36: توزیع آرماتورهای طولی در فونداسیون منفرد مستطیلی

3.2.3. طراحی و نحوه محاسبه آرماتورهای مصرفی در شالوده‌های منفرد

با توجه به کوچک بودن این نوع از فونداسیون، طراحی و نحوه محاسبه آرماتور مصرفی در این نوع از شالوده‌ها به دو روش محاسبات دستی و نرم‌افزاری ممکن است. در قسمت‌های قبل با نحوه طراحی نرم‌افزاری این نوع از فونداسیون‌ها آشنا شدیم اما در خصوص نحوه طراحی دستی این نوع از فونداسیون‌ها می‌توان از الزامات مربوط به طراحی ستون‌های کوتاه استفاده کرد.

3.3. پی نواری

1.3.3. تعریف

پی نواری نیز بسته به عمق قرارگیری خود در زمین، ممکن است به‌عنوان یکی پی سطحی یا نیمه‌عمیق شناخته شود و مطابق با بند 9-15-1-2-پ، بار یک دیوار یا چند ستون را که در یک ردیف قرار دارند، به زمین منتقل نماید.

مطابق با ضوابط بند 9-15-3-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، شالوده‌های سطحی و نواری در دسته شالوده‌های با عملکرد یک‌طرفه قرار می‌گیرند که در این خصوص مطابق با ضوابط این بند، می‌بایست این نوع از پی‌ها مطابق با ضوابط دال‌های یک‌طرفه طراحی شوند.

شکل 37: آرماتورگذاری فونداسیون نواری

2.3.3. ضوابط و الزامات مؤثر بر طراحی آرماتورهای پی نواری

به‌طورکلی ضوابط و الزامات مؤثر بر طراحی پی‌های نواری نیز، از نظر ماهییت، دقیقاً مشابه با ضوابط و الزامات مؤثر بر پی‌های گسترده است؛ با این تفاوت که در حداقل‌های آیین‌نامه‌ای آن‌ها تفاوت‌های زیادی وجود دارد که در این قسمت به بررسی این ضوابط می‌پردازیم.

1.2.3.3. حداقل آرماتور خمشی و برشی و افت و حرارت مجاز

مطابق با ضوابط بند 9-9-6-1 و 9-9-6-2 و 9-9-6-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداقل میلگرد خمشی و برشی و افت و حرارت پی‌ها به شرح ذیل تعیین می‌شود.

2.2.3.3. حداکثر و حداقل فاصله مجاز در آرماتورهای خمشی

مطابق با ضوابط بند 9-9-7-5 و 9-21-2 و 9-19-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداقل و حداکثر فاصله مجاز در آرماتورهای خمشی مصرفی در پی‌ها نواری به شرح ذیل می‌باشد که ازنظر توضیحات تقریباً مشابه پی‌های گسترده است؛ با این تفاوت که مطابق توضیحات فصل 19 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در خصوص کنترل ترک در پی‌ها و دال‌های نواری لازم است موارد زیر رعایت شود.

مثال: در یک فونداسیون با ضخامت 700 میلی‌متر و آرماتور سراسری به قطر 18 به فاصله 140 میلی‌متر، درصد آرماتورهای مورد استفاده چقدر است؟

0.00519 ≥ 0.0018 = (170 × 140) / (2π 18² / 4) = (ضخامت فونداسیون × فاصله آرماتور ها) / ( 2π d²/ 4)

همان‌طور که مشاهده می‌شود درصد آرماتور سراسری برابر 0.0059 است که در کنترل با  مقدار آرماتورهای حرارتی و جمع‌شدگی نیز بیش‌تر است.

3.2.3.3. محل قطع عملی آرماتورهای خمشی شالوده

در خصوص محل قطع آرماتورهای خمشی موجود در پی‌های نواری لازم است مطابق با ضوابط بند 9-9-7-6 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان اقدام شود.

شکل38: آرماتورگذاری فونداسیون نواری

3.3.3. طراحی و نحوه محاسبه آرماتورهای مصرفی در شالوده‌های نواری

مراحل طراحی و مدل‌سازی این نوع از فونداسیون‌ها دقیقاً مشابه با مراحل مدل‌سازی فونداسیون گسترده در نرم‌افزار Safe است؛ با این تفاوت که در مرحله تعیین نوارهای مدل‌سازی، عرض این نوارها دقیقاً برابر بار عرض فونداسیون می‌باشد.

همچنین در خصوص محل قطع عملی آرماتورهای مصرفی در پی، حداکثر فاصله مجاز آرماتورها به جهت کنترل ترک، رعایت حداقل آرماتورهای افت و حرارت و همچنین حداقل آرماتورهای برشی می‌بایست ضوابط ارائه‌شده برای دال‌های یک‌طرفه برای آن رعایت شود.

بخشی از یک نقشه خروجی از سیف در شکل زیر مشاهده می‌شود:

شکل 39: بخشی از نقشه فونداسیون نواری (آرماتورهای طولی در بالای فونداسیون نواری)

آرماتورهای طولی پی نواری مورد نظر 16∅ بوده و فاصله آرماتورها 15cm می‌باشد. در شکل 40 نیز آرماتورهای تقویتی این بخش قابل مشاهده است.

شکل 40: آرماتورهای تقویتی (بالای فونداسیون نواری)

همان‌طور که از شکل 40 پیداست بین آکس A-B سه عدد میلگرد به قطر 14 و به طول 550cm به عنوان میلگرد تقویتی باید در فونداسیون استفاده شود.

شکل 41: شکل شماتیک یک فونداسیون

از شکل 41 می‌توان دریافت که میلگردهای طولی فونداسیون 18∅ است و جمعا 14 میلگرد طولی در بالا و پایین فونداسیون استفاده شده و از میلگرد 14∅ برای آرماتورهای عرضی فونداسیون استفاده شده و فاصله میلگردهای عرضی 20cm است.

❓سوال: فاصله بین میلگردهای طولی در شکل 41، چقدر است؟

با توجه به این‌که ابعاد فونداسیون 90 در 90 است و کاور بتن در هر سمت 7.5cm است پس خواهیم داشت:

75  = (7.5)90-2

72.2 = (1.4)2 –  75  = قطر میلگرد عرضی

فاصله بین میلگردهای طولی طبق محاسبات نیز 12cm به دست آمد.

آرماتورهای عرضی پی‌های نواری به دو شکل خاموت u شکل و خاموت بسته قابل اجرا می‌باشد.

شکل 42: خاموت بسته و خاموت u شکل (به ترتیب از چپ به راست)

اگر از خاموت‌های u شکل برای تحمل برش استفاده شود، باید آرماتورهای عرضی بالا تا انتهای آرماتورهای عرضی پایین هم‌پوشانی داشته باشند و اصطلاحاً همدیگر را بغل کرده باشند (مانند شکل 43).

شکل 43: نحوه اجرای خاموت u شکل برای تحمل برش

خاموت‌ها در فونداسیون نواری به عنوان آرماتورهای عرضی استفاده می‌شوند و تفاوت‌هایی بین خاموت باز و بسته (مطابق شکل 40) وجود دارد که به شرح زیر است.

• خاموت باز

خاموت باز به خاموت‌هایی اطلاق می‌شود که انتهای آن‌ها به یکدیگر متصل نیستند و به شکل u یا L طراحی می‌شوند. معمولا در مناطقی که نیاز به انعطاف‌پذیری بیشتر وجود دارد یا بارهای جانبی کمتری روی فونداسیون است، استفاده می‌شود و دارای نصب آسان‌تر و هزینه کمتر نسبت به خاموت‌های بسته است.

• خاموت بسته

خاموت بسته به شکل حلقه کامل است و انتهای آن‌ها به یکدیگر متصل می‌شوند. در فونداسیون‌هایی که نیاز به مقاومت بیشتری در برابر تنش‌های کششی و برشی دارند، مانند نواحی لرزه‌خیز استفاده می‌شود. این خاموت‌ها تنش بیشتری را تحمل می‌کنند و با پایداری بیشتری که به‌وجود می‌آورند؛ از جابه‌جایی آرماتورهای طولی جلوگیری می‌کنند.

4.3. پی مرکب

پی مرکب نیز بسته به عمق قرارگیری خود در زمین، ممکن است به‌عنوان یک پی سطحی یا نیمه‌عمیق شناخته شود و مطابق با بند 9-15-1-2-ب، بار دو یا چهار ستون را، به زمین منتقل می‌نماید. مطابق با ضوابط همین بند، این نوع از شالوده‌های می‌توانند بسته به تعداد ستونی که بار آن‌ها را تحمل می‌کنند، در گروه دال‌های با عملکرد یک‌طرفه یا دوطرفه قرار گیرند و بر اساس ضوابط آن‌ها طراحی شوند.

در این قسمت از مقاله با توجه به اینکه در قسمت‌های قبل با ضوابط طراحی انواع پی‌ها با عملکرد یک‌طرفه و دوطرفه آشنا شده‌ایم از بررسی مجدد این نوع از پی‌ها صرف‌نظر کرده‌ایم.

میزان اورلب (همپوشانی)  میلگردهای فونداسیون

در ایران طول میلگرد های استاندارد 12 متر است و اگر طول دهانه بیش از این مقدار باشد، باید بر اساس طول دهانه از تعداد میلگردهای بیشتری استفاده کرد. برای وصل کردن دو میلگرد نیاز است که مقدار مشخصی همپوشانی یا اورلب داشته باشند تا استحکام کافی را فراهم کنند. در طراحی فنداسیون در اغلب موارد استفاده از اورلب ضروری به نظر می‌رسد.

1.4.3. انواع وصله‌ی میلگردها

وصله میلگردها طبق بند 9-21-4-1 می‌تواند به چهار شکل انجام شود.

اجرای اورلب میلگرد در فونداسیون به دو صورت زیر است:

2.4.3. وصله پوششی میلگردهای آجدار و سیم‌های آجدار در کشش

ضابطه زیر برای به‌دست آوردن مقدار همپوشانی میلگردهای آجدار و سیم‌های آجدار با قطرهای متفاوت در کشش است:

3.4.3. وصله پوششی میلگردهای آجدار در فشار

ضابطه زیر برای به‌دست آوردن مقدار همپوشانی میلگردهای آجدار با قطرهای متفاوت در فشار است:

مثال: بخشی که در ارتباط با طول گیرایی بود طول گیرایی میلگرد آجدار در  قسمت تحتانی و فوقانی محاسبه گردید. برای مثال طول گیرایی، وصله پوششی را به صورت زیر محاسبه کنیم:

f_y = 400 , f_c‘ = 25 , d_b = 16

l_d=80 cm

 l_sc = 0.071 f_y d_b = 454.4mm  →  l_sc = 50 cm  →  طول همپوشانی میگرد فشاری

l_st = 1.3 × 80 = 104cm → l_st = 105 cm   →   میلگردهای فوقانی  →  طول همپوشانی میلگرد کششی

l_st = 1.3 × 60 = 78cm → l_st = 80 cm   →   میلگردهای تحتانی  →  طول همپوشانی میلگرد کششی

لازم به ذکر است که رفتار فونداسیون در زلزله مانند یک تیر است. یعنی با توجه به رفت و برگشتی بودن زلزله، ممکن است رفتار میلگردها به‌صورت کششی یا فشاری توأم باشد. بنابراین وصله میلگردها در کشش دارای طول بیشتری است و با توجه به موقعیت قرارگیری آن در سفره بالایی یا پایینی فونداسیون، مقدار متفاوتی دارد.

1.3.4.3. روش محاسبه کارگاهی و سرانگشتی اورلب

روش مورد استفاده یک روش تقریبی است و عدد به دست آمده، عدد دقیقی از طول همپوشانی نیست. طول اورلب معمولا به نوع میلگرد و شرایط بارگذاری بستگی دارد. به‌طور کلی، طول اورلب برای میلگردها با قطر کم‌تر (مانند میلگردهای نمره 12 و 16) حدود 40 تا 50 برابر قطر میلگرد است. برای میلگردهایی با قطر بیش‌تر (مانند میلگردهای نمره 20 و 25) حدودا 30 تا 40 برابر قطر میلگرد می‌باشد. البته بسته به شرایط پروژه، ممکن است نیاز به افزایش یا کاهش طول اورلب وجود داشته باشد. از عواملی که می‌توانند بر طول اورلب تأثیر بگذارند، می‌توان به نوع بارگذاری، نوع خاک و شرایط محیطی، طراحی سازه و الزامات مهندسی اشاره کرد. لازم به ذکر است طول دقیق همپوشانی باید توسط مهندس محاسب و براساس شرایط تعیین شود و این مقادیر برای تشخیص درست اجرای طول همپوشانی کمک‌کننده است.

5.3. سایر پی‌ها و فونداسیون‌ها

مطابق با ضوابط بند 9-15-1-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان یک سری دیگر از شالوده‌ها و پی‌ها سطحی وجود داشته که به‌صورت زیر تعریف می‌شوند.

شکل 44: اتصال پی‌های منفرد توسط کلاف رابط

در خصوص طراحی این نوع از پی‌ها و شالوده می‌بایست مطابق با ضوابط بندهای 9-15-3-5 و 9-15-3-6 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان اقدام شود.

با توجه به اینکه این المان‌ها دارای ضوابط و شرایط بسیار محدودی هستند به‌طور عمده طراحی این المان به‌صورت دستی صورت می‌گیرد که در این مقاله از بررسی ضوابط آن صرف‌نظر شده است.

در این قسمت از مقاله ضوابط و الزامات مربوط به طراحی آرماتورهای انواع فونداسیون‌ها به اتمام رسید. در پایان به جهت آَشنایی بیشتر علاقه‌مندان با ضوابط اجرایی آرماتورگذاری در فونداسیون‌ها، مطالعه ایبوک ” اجرای فونداسیون؛ بررسی مراحل اجرای انواع پی با چک‌لیست ” به علاقه‌مندان توصیه می‌شود.

6.3. محاسبه مقدار میلگرد فونداسیون

محاسبه میلگرد فونداسیون در سازه‌های فولادی و بتنی به دلیل نوع بارگذاری، نوع مصالح و طراحی کلی سازه، متفاوت است که در ادامه به توضیح بیشتر می‌پردازیم.

• نوع بارگذاری

در سازه‌های بتنی، بارهای ناشی از وزن خود سازه، بارهای زنده وبارهای ناشی از شرایط محیطی (مانند زلزله) معمولا بیشتر بر روی فونداسیون تاثیر می‌گذارند. در سازه‌های فولادی به دلیل سبکی فولاد، بارهای فونداسیون کمتر از سازه‌های بتنی است؛ اما ممکن است بارهای دینامیکی اهمیت بیشتری پیدا کنند.

• نوع فونداسیون

در سازه‌های بتنی معمولا پی نواری برای تحمل بارهای خطی استفاده می‌شود و میلگردها باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که تنش‌ها را به‌طور یکنواخت توزیع کنند. اما در پی گسترده، توزیع بار بر روی سطح بیشتری انجام می‌شود و میلگردها باید برای جلوگیری از ترک‌خوردگی و جابه‌جایی طراحی شوند.

• نحوه توزیع تنش

تنش‌ها در بتن به‌صورت یکنواخت توزیع می‌شوند و میلگردها برای تقویت کششی و جلوگیری از ترک‌خوردگی استفاده می‌شوند. ولی در سازه‌های فولادی ممکن است به طراحی خاصی برای توزیع تنش‌ها در نقاط اتصال نیاز باشد.

• مقدار میلگرد

در سازه‌های بتنی معمولا مقدار بیشتری میلگرد برای تقویت فونداسیون مورد نیاز است، در صورتی‌که در سازه‌های فولادی ممکن است نیاز به میلگرد کمتری باشد.

برای پلان زیر می‌خواهیم مقدار میلگردهای مصرفی را با فرض شرایط زیر به‌دست آوریم:

میلگردهای طولی میلگرد با قطر 16 مورد استفاده قرار گرفته و برای میلگردهای عرضی میلگرد شماره 14 درنظر گرفته شده است. مقدار خم‌ها برای میلگرد  14 و 16، 20 سانتی متر و طول هم‌پوشانی برای میلگردهای بالا 105 سانتی‌متر و برای میلگردهای پایین 80 سانتی‌متر در نظر گرفته شده است. عرض برای پی نواری نیز 60 سانتی متر است. پوشش بتنی 7.5 سانتی متر درنظر گرفته شده است. تعداد میلگردهای طولی 4  عدد می‌باشد.

شکل 45: پلان یک فونداسیون نواری

برای به دست آوردن مقدار میلگرد طولی خواهیم داشت:

طول کلی میلگرد طولی= طول فونداسیون + طول همپوشانی + طول خم‌ها – طول پوشش‌های بتنی

از آنجایی که طول میلگردهای موجود در بازار 12 متر است،اگر محوری بیش از 12 متر بود باید طول همپوشانی نیز درنظر گرفته شود. در محورهای افقی داریم :

طول فونداسیون بدون پوشش بتنی:      1630= (7.5) 2 – 1645
طول کلی میلگرد طولی در مش بالا:      1775 = 105 + (20)2 + 1630
طول کلی میلگرد طولی در مش پایین:    1750=80+(20)2+ 1630

در محورهای عمودی داریم:

طول فونداسیون بدون پوشش بتنی:      1005 =(7.5)2 – 1020
طول کلی میلگرد طولی در مش بالا:      1045 = (20)2 + 1005
طول کلی میلگرد طولی در مش پایین:   1045 = (20)2 + 1005

حال باید طول میلگرد در تعداد میلگرد هر محور و تعداد محور افقی و عمودی ضرب شود تا تعداد میلگرد طولی در راستای افقی و عمودی به دست آید:

تعداد میلگرد طولی در راستای افقی در مش بالا:       214 = 21300 = 3 × 4 × 1775
تعداد میلگرد طولی در راستای افقی در مش پایین:    210 = 21000 = 3 × 4 × 1750

تعداد میلگرد طولی در راستای عمودی در مش بالا و پایین:  سانتی متر 33440= 2 × 4 × 4 × 1045

متراژ کلی میلگردهای طولی :       758.4=334.4+210+214

در جدول شماره 2، وزن شاخه 12 متری میلگرد شماره 16 آورده شده است بنابراین خواهیم داشت:

وزن کلی میلگردهای طولی:    1198 = 18.96 × (12 / 758.4)

برای به‌دست آوردن میلگردهای عرضی که به صورت خاموت باز هستند خواهیم داشت:

طول میلگرد عرضی برای فونداسیون = عرض محور + طول خم‌ها – طول پوشش‌های بتنی
طول میلگرد عرضی برای فونداسیون:   85 = (7.5)2 – (20)2+ 60

اگر از میلگرد شماره 14 برای آرماتور عرضی استفاده کنیم و فاصله آن‌ها 25 سانتی متر از یکدیگر باشد ابتدا باید تعداد میلگردهای عرضی را به‌دست آوریم و سپس در طول میلگرد عرضی ضرب کنیم، بنابراین در راستای افقی و عمودی خواهیم داشت:

طول میلگرد عرضی برای فونداسیون برای مش بالا پایین و در راستای افقی:

n = 1630 / 25 = 65  → 65 × 85 × 3 × 2 = 33150 cm = 331.5 m

طول میلگرد عرضی برای فونداسیون برای مش بالا پایین و در راستای افقی:

n = 1005 / 25 = 40 → 40 × 85 × 4 × 2 = 27200 cm = 272 m

متراژ کلی میلگردهای عرضی :   603.5 = 272 + 331.5

در جدول شماره 2، وزن شاخه 12 متری میلگرد شماره 14 آورده شده است بنابراین خواهیم داشت:

وزن کلی میلگردهای عرضی:  730 = 14.52 × (12 / 603.5)

برای به دست‌آوردن وزن میلگردهای تقویتی نیز کافیست با داشتن مقدار طول میلگرد تقویتی و تعداد آن که هردو از نرم افزار safe حاصل می‌شود و ضرب کردن این دو مقدار در وزن میلگرد تناژ آن را به‌دست آورد.

وزن کلی میلگردهای تقویتی = طول میلگرد تقویتی × تعداد میلگرد تقویتی × وزن میلگرد تقویتی

مقدار میلگرد مورد نیاز برای فونداسیون باید به صورت دقیق محاسبه گردد ولی به‌طور کلی می‌توان گفت که در فونداسیون‌های بتن مسلح به ازای هرمترمربع حدودا  35-50 کیلوگرم میلگرد نیاز است و برای فونداسیون‌های اسکلت فلزی نیزبه ازای هر مترمربع برای اسکلت با مهاربندی هم‌مرکز 45-65 کیلوگرم و به ازای هرمترمربع برای اسکلت با قاب خمشی 65-95 کیلوگرم میلگرد موردنیاز است.

در محاسبات بالا بدون در نظر گرفتن میلگردهای تقویتی ، 36.4= 53 / (1198+730) میلگرد استفاده خواهد شد که باید مقدار وزن میلگرد تقویتی نیز به آن اضافه گردد.

جدول 2: وزن میلگرد در جدول اشتال

4. پرسش و پاسخ

5. نتیجه‌گیری

1. در مواردی که ضعف خاک بستر و یا شرایط بارگذاری به‌گونه‌ای باشد که احتمال نشست نامتقارن وجود داشته باشد، پی گسترده راه‌حل مناسبی است.
2. در صورت وجود دیوار برشی در سازه، تعداد آرماتورهای تقویتی بسیار زیاد می‌شود. این امر در فرآیند اجرایی و بتن‌ریزی ما را دچار مشکل خواهد کرد؛ بنابراین توصیه می‌شود در چنین وضعیتی با افزایش شماره میلگرد سراسری و نزدیک کردن فاصله آن‌ها از تعداد آرماتورهای تقویتی کاسته شود.
3. نرم‌افزار تعداد آرماتورهای تقویتی و طول موردنیاز آن را به‌صورت خروجی در اختیار کاربر قرار می‌دهد. توجه داشته باشید که این طول تئوریک می‌باشد، لذا باید آن را به‌صورت طول عملی محاسبه نمود.
4. گاهاً ممکن است فضای کافی برای تأمین طول مهار مستقیم میلگرد وجود نداشته باشد. به‌طور مثال در کناره‌های پی چنین مشکلی وجود دارد. در چنین شرایطی به سراغ ایجاد قلاب در انتهای میلگرد می‌رویم. فرم رایج برای قلاب، عموماً 90 درجه است.
5. در ساعات اولیه گیرش تمایل بتن به انبساط و سپس انقباض باعث ایجاد ترک‌های عریض در بتن خواهد شد. این مسئله نیاز به آرماتورهایی را نشان می‌دهد که با بتن درگیر شده و از انبساط و انقباض بیش‌ازحد جلوگیری نمایند. این آرماتورها را در اصطلاح آرماتورهای حرارتی گوییم.
6. اصولاً ضخامت پی در بین طراحان کشورمان به‌گونه‌ای انتخاب می‌شود تا نیازی به آرماتور برشی وجود نداشته باشد. به‌عبارت‌دیگر کل نیروی برشی توسط بتن پی تحمل گردد. در این حالت حتی آیین‌نامه هم هیچ الزامی مبنی بر استفاده از آرماتور برشی حداقل ندارد.
7. در سازه‌هایی همچون سوله‌های صنعتی که فاصله ستون‌ها در یک‌جهت از یکدیگر زیاد است کاربرد پی‌های نواری و گسترده اقتصادی نخواهد بود. در چنین مواردی از پی‌های منفرد در زیر هر ستون یا پی‌های مرکب در جهتی که ستون‌ها به هم نزدیک هستند استفاده می‌شود.

6. منابع

1. Seismic design of reinforced concrete mat foundation.
2. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-19)
3. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران، ویرایش 1399
4. مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان ایران، ویرایش 1400

• مطلبی میخواهید که نیست ؟ از ما بپرسید تا برایتان محتوا رایگان تولید کنیم!

• ارسال سوال برای تولید محتوا