طراحی تیر بتنی؛ گام به گام محاسبه تعداد میلگرد تیر بتنی در ایتبس همراه با 2 ویدئو

قطعا شما هم میدانید که طراحی تیر بتنی به دو صورت دستی و نرم افزاری انجام می شود اما شاید بگویید چرا دستی؟! نرم افزارها همیشه کمی خطا دارند و ما به عنوان یک طراح باید محاسبات و تیپ بندی که در ایتبس صورت می گیرد را کنترل کنیم. حال اگر بخواهید طراحی یک تیر بتنی را شروع کنید ابعاد اولیه‌ای که برای طراحی تیر پیشنهاد می‌کنید، چیست؟

در این مقاله جامع ابتدا به بررسی ضوابط موجود در آیین‌نامه بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ویرایش ۹۹ می‌پردازیم، سپس نحوه محاسبه تعداد میلگرد تیر بتنی را به‌صورت دستی و همین‌طور با استفاده از نرم‌افزار به شما آموزش خواهیم داد. علاوه بر این؛ در ادامه مقاله به روش طراحی دستی انواع تیرها (تیر عمیق، تیر کنسولی، تیر منشوری و غیر منشوری، دستک بتنی، تیر میان طبقه و…) پرداخته شده است.

همچنین برای درک بهتر مطالب، ۲ ویدئو رایگان نیز برای شما قرار داده شده است که می‌توانید در انتهای همین صفحه این ویدئوهای فوق‌العاده را دانلود کنید.

⌛ آخرین به‌روزرسانی: 17 اردیبهشت 1404

📕 تغییرات به‌روزرسانی: آپدیت براساس مبحث 9 ویرایش 99

1.پیشگفتار

پیش از شروع این بخش لازم است یادآوری شود در ساخت‌وسازهای رایج در کشورمان، معمولاً در صورت استفاده از سازه‌ بتنی، این سیستم به صورت قاب خمشی با شکل‌پذیری متوسط و زیاد استفاده می‌شود ازاین‌رو، ما نیز در این مقاله با توجه به این موضوع، ضوابط محاسبه آرماتورهای قاب خمشی بتنی با شکل‌پذیری متوسط و زیاد را مدنظر قرار داده‌ایم. به‌طورکلی طراحی تیرهای بتنی به سه روش انجام می‌شود:

۱- طراحی تیر بتنی به‌صورت دستی
۲- طراحی دستی تیر و ستون بتنی با استفاده از خروجی ایتبس یا دیگر نرم‌افزار طراحی تیر بتنی
۳- استفاده از اکسل طراحی تیر بتنی که بر اساس آیین‌نامه‌ها طبقه‌بندی ‌شده است

در این مقاله سعی بر این است که ضمن تشریح کامل بندهای آیین‌نامه، مراحل طراحی تیر بتنی و بررسی روش طراحی آرماتورهای طولی، عرضی و پیچشی تیرها، به شفاف‌سازی قسمت‌های مبهم آن بپردازیم. همین‌طور پس از تشریح بندهایی از آیین‌نامه که مربوط به محاسبات آرماتورهای طولی و عرضی در تیرهاست، با نمونه‌ای از اعمال این ضوابط در قالب یک مثال، آشنا خواهیم شد.

2. طراحی تیر بتنی

برای درک اهمیت طراحی اعضای سازه ابتدا باید به بررسی آسیب‌های ایجاد شده در اثر عدم طراحی یا طراحی اشتباه پرداخت. یکی از عمده‌ترین آسیب‌هایی که در تیرهای بتنی به وجود می‌آید ترک‌هایی است که در بخش‌های مختلف تیر قابل ‌مشاهده است. ترک در تیر بتنی انواع مختلفی دارند که در ادامه به آن‌ها پرداخته خواهد شد.

شکل ۱: انواع ترک‌ها در تیر بتنی

الف) ترک‌های خمشی

ترک‌های خمشی عمدتاً ناشی از بارگذاری بیش از حد، خوردگی آرماتورها و نقص‌های ساختمانی است و در تیرهای بتنی خطرات قابل‌توجهی را برای یکپارچگی سازه ایجاد می‌کند؛ بنابراین شناخت انواع ترک‌ها و اجرای اقدامات پیشگیرانه مانند طراحی مناسب، کنترل کیفیت و بازرسی‌های منظم برای اطمینان از طول عمر و ایمنی سازه‌های بتن مسلح ضروری است.

به‌طورکلی، ترک‌های خمشی برای ایمنی و قابلیت اطمینان تیرهای بتنی مضر هستند و از عواملی مانند بارگذاری بیش از حد ناشی می‌شوند. خوردگی میلگردهای آرماتور در اثر شرایط محیطی نیز می‌تواند منجر به ترک قابل‌توجهی در سازه‌های بتنی شود. علاوه بر دو مورد نام‌برده، نواقص ساختمانی نیز به حساسیت تیرهای بتنی به ترک‌خوردن کمک می‌کند این نواقص شامل مواد بی‌کیفیت و فرآیندهای عمل‌آوری ناکافی می‌شوند.

اقدامات پیشگیرانه مانند طراحی آرماتور مناسب و کنترل کیفیت در طول ساخت‌وساز می‌تواند به طور مؤثری وقوع ترک‌های خمشی را کاهش دهد. انجام بازرسی‌های منظم امکان تشخیص زودهنگام ترک‌ها را فراهم می‌کند و امکان نگهداری و تعمیرات به‌موقع را فراهم می‌کند. همچنین تکنیک‌های تقویتی، مانند تزریق اپوکسی و پلیمرهای تقویت شده با الیاف، می‌توانند یکپارچگی ساختاری تیرهای ترک‌خورده موجود را بازیابی کنند.

ب) ترک‌های برشی

ترک‌های برشی در تیرهای بتنی چالش‌های ساختاری قابل‌توجهی را نشان می‌دهند که عمدتاً ناشی از نیروهای برشی بیش از ظرفیت تیر است. دو نوع غالب این ترک‌ها عبارت‌اند از: ترک‌های برشی شبکه‌ای که در نزدیکی تکیه‌گاه‌ها یافت می‌شوند و ترک‌های برشی – خمشی که از ترک‌های خمشی موجود ناشی می‌شوند. به‌طورکلی ترک‌های برشی شبکه‌ای در داخل شبکه تیر رخ می‌دهد و معمولاً به‌صورت ترک‌های کششی مورب در نزدیکی تکیه‌گاه‌ها به دلیل نیروهای برشی زیاد ظاهر می‌شود. هنگامی که تنش‌های برشی افزایش می‌یابد، ترک برشی خمشی بالاتر از ترک‌های خمشی موجود ایجاد می‌شود که منجر به ترکیبی از تنش‌های برشی و کششی می‌شود. جهت این ترک‌ها معمولاً مورب و در حدود ۴۵ درجه متمایل است و با عرض‌های مختلف در سراسر تیر رخ می‌دهند.

علت های رایج ترک برشی شامل ظرفیت برشی ناکافی، تقویت برشی ناکافی، بارگذاری بیش از حد و کیفیت پایین مواد است و برای پیشگیری از رخ دادن این ترک ها باید دقت در طراحی تیر و آرماتور ها را افزایش داد و همچنین از از مصالح با کیفیت در ساخت سازه استفاده نمود. همچنین باید در نظر داشت که بازرسی های منظم و مداخلات به موقع برای حفظ یکپارچگی سازه و جلوگیری از شکست های شدید در سازه های بتنی حیاتی است؛ بنابراین با توجه به اهمیت طراحی و بارگذاری صحیح تیر بتنی در ادامه این مقاله به شرح گام به گام طراحی تیر بتنی خواهیم پرداخت. علاوه بر تیرهای بتنی، تیرهای فولادی نیز نیاز به طراحی دارند؛ از این رو پیشنهاد می شود توضیحات مرتبط با طراحی تیرهای فولادی را در مقاله طراحی تیر فولادی دوسر مفصل موجود در سایت سبز سازه مطالعه کنید.

1.2. محدودیت ابعاد تیر بتنی و حداقل‌های آن

اولین گام برای طراحی دستی تیر بتنی، انتخاب ابعاد مناسب برای تیر است. برای این منظور ابتدا به بررسی محدودیت‌های هندسی المان‌های خمشی (تیرها) پرداخته و سپس ضوابط میلگردگذاری تیرها را بررسی خواهیم نمود. ابعاد انتخابی تیرها توسط مهندسین طراح با رعایت محدودیت‌های هندسی بند ۹-۲۰-۵-۲-۱ در ویرایش ۹۹ مبحث ۹ در حین مدل‌سازی اولیه در نرم‌افزار ETABS، می‌باشد. علاوه بر این آشنایی مهندسین با این مبحث می‌تواند در ترسیم نقشه‌های اجرایی نیز مؤثر واقع شود.

محدودیت هندسی تیرها در قاب با شکل‌پذیری متوسط:

محدودیت هندسی تیرها در قاب با شکل‌پذیری زیاد:

هرچند محدودیت‌های هندسی در نگاه اول بسیار به ساده به نظر می‌رسند، ولی لازم است توضیحات مختصری برای برخی از آن‌ها داده شود: (همه‌ توضیحات ارائه شده به همان ترتیب و نام‌گذاری هستند که در مبحث ۹ ویرایش ۹۹ آمده است.)

با توجه به محدودیت‌های گفته شده در بند ۹-۲۰-۵-۲-۱-۱ به عنوان مثال برای تیری با دهانه آزادی به طول ۳ متر:

• ارتفاع تیر نباید از ۷۵ سانتی‌متر بیشتر باشد: 300/4=75 cm
• عرض تیر با توجه به بند ب نباید کمتر از  75/4~19 cm و 25 سانتی‌متر کمتر باشد.

الف- هدف بند ۹-۲۰-۵-۱ از اعمال محدودیت ارتفاعی برای تیرها، جلوگیری از به‌کاربردن تیرهای عمیق در دهانه‌های کوچک (مثلاً ۲ یا ۳ متری) است؛ زیرا استفاده از این تیرها سبب خرابی برشی تیر بتنی شده که یک مود خرابی ترد (غیر شکل‌پذیر) بوده و رفتار آن مطابق انتظار آیین‌نامه نخواهد بود.

ب- این بند حداقل‌هایی را برای عرض تیر بیان می‌کند تا از ایجاد ضعف برشی در تیرهایی که مهندس طراح مجبور به کاهش عرض است، جلوگیری کند. برای مثال برخی از مهندسین برای جلوگیری از کاهش فضای مفید باکس راه‌پله (به نحوی که تیرهای باکس راه‌پله سرگیر یا شانه‌گیر نشوند)، عرض تیرها را به‌قدری کاهش می‌دهند که تیرها در داخل دیوار پیرامونی پنهان شود؛ درهرصورت این کاهش عرض نباید ضوابط این بند را نقض نماید.

پ- بر اساس این بند می‌توان تیرهایی با عرض بیشتر از عرض ستون را طراحی نمود. ولی اغلب توصیه می‌شود عرض تیر برابر یا کوچک‌تر از عرض ستون باشد (لبه‌های تیر از ستون بیرون نزند) تا آرماتورگذاری و قالب‌بندی آن‌ها برای تیم اجرایی دشوار نگردد.

آخرین بند این قسمت، بند ۹-۲۰-۵-۲-۱-۲، را می‌توان مهم‌ترین بندی دانست که گاهی در ترسیم نقشه‌ها یا در حین اجرا رعایت نمی‌شود! این اتفاق عموماً در تیرهای پیرامونی ساختمان که بر یک لبه‌ ستون مماس می‌شوند، قابل مشاهده است. به‌عبارت‌دیگر، شیفت دادن تیر به سمت بیرون مِلک برای افزایش مساحت مفید ساختمان (دِ آکس کردن تیر)، نمی‌تواند به هر اندازه دلخواه باشد؛ بلکه مقدار برون‌محوری آکس تیر نسبت به آکس ستون بایستی کمتر از یک‌چهارم بعد ستون در همان راستایِ برون‌محوری تیر باشد تا لنگر اضافی ناشی از خروج از مرکزیت محدود شود. به‌عنوان‌مثال اگر ابعاد ستون ۴۰ × ۴۰ سانتی‌متر باشد، حداکثر خروج از مرکزیت می‌تواند ۱۰ سانتی‌متر باشد.

شکل ۲: حداکثر فاصله مجاز آکس تیر نسبت به آکس ستون

❓چگونه اثر خروج از مرکزیت تیر نسبت به ستون را در نرم‌افزار ETABS اعمال نماییم؟

مسلماً قبول دارید که هدف از مدل‌سازی سازه در نرم‌افزار، نزدیک‌تر کردن مدل به واقعیت اجرایی پروژه است. پس چرا این قبیل مسائل (مانند مدل‌سازی برون‌محوری تیرها) در مدل‌سازی دیده نمی‌شود؟ متأسفانه یا خوشبختانه کنترلرهای نظام‌مهندسی‌های برخی استان‌ها با استناد به اینکه اعمال یا عدم اعمال این قبیل مسائل جزئی تأثیر چندانی در تحلیل سازه ندارد، اعمال این قبیل برون‌محوری‌ها را در تیرها، دیوارهای برشی و حائل و… در ساختمان‌های تا ۸ طبقه ضروری ندانسته و از آن چشم‌پوشی می‌کنند.

حقیقتاً پذیرفتن چنین استدلالی بیشتر شبیه پاک‌کردن صورت‌ مسئله است تا ارائه یک راه‌حل منطقی! پس بهتر است با نحوه اعمال گام‌به‌گام این برون‌محوری‌ها در نرم‌افزار ETABS به‌صورت خلاصه آشنا شویم:

• انتخاب المان (تیر) موردنظر
• استفاده از مسیر Assign menu > Frame > Insertion Point

شکل ۳:  مسیر نرم‌افزار ایتبس

بعد از اجرای دستور، در کادر ظاهر شده و در بخش Cardinal Point،  نقطه‌ای از تیر که قرار است خروج از مرکزیت نسبت به آن سنجیده شود، انتخاب کنید.

شکل ۴: مسیر نرم‌افزار ایتبس

در بخش Frame Joint Offsets from Cardinal Point، مقدار خروج از مرکزیت را نسبت به محورهای اصلی یا محلی تعیین و مقدار آن را وارد نمایید.
تیک Do not transform frame stiffness for offsets from centroid for non P/T floors را بردارید تا سختی قاب متناسب با حالتی که تیر دارای خروج از مرکزیت است، اصلاح شود. (در صورت تیک خوردن این گزینه خروج از مرکزیت اثری بر تحلیل نداشته و تنها به‌صورت گرافیکی نمایش داده می‌شود.)

جابه‌جایی آکس‌ها به همراه جابه‌جایی ستون‌ها، تیرها و سقف‌های متصل به آن

در برنامه ETABS 2019  برای‌آنکه در حین تغییر ابعاد خطوط شبکه (آکس‌ها) المان‌های مدل‌سازی شده بر روی آن خطوط شبکه نیز جابه‌جا شوند، بایستی گزینه چسباندن المان‌ها به خطوط شبکه قبل از تغییر فاصله بین آن‌ها فعال شده باشد. برای این منظور از مسیر
Edit menu > Grid Options > Glue Joints to Grids اقدام نموده تا این گزینه فعال شود. با راست کلیک بر روی یک فضای خالی در پنجره مدل‌سازی نیز می‌توان به این دستور دسترسی پیدا نمود. بعد از اجرای این دستور از مسیر Edit menu > Grid Options اقدام به تغییر فاصله بین آکس‌ها نمایید.

1.1.2. حداکثر طول تیر بتنی

به‌طورکلی مقدار معینی برای بیان حداکثر طول تیر بتنی و یا حداکثر طول دهانه تیر بتنی ارائه نشده است؛ اما باید توجه داشت که اندازه دهانه‌ها باید با توجه به شرایط سازه کنترل شود. به‌طورکلی، انتخاب نوع تیر و حداکثر طول دهانه باید بر اساس نیازهای سازه، بارهای وارده و الزامات مهندسی انجام شود هرچند باید توجه داشت که بر اساس توصیه‌های ارائه شده بهتر است که برای اجرای سقف‌های با دهانه‌های بلندتر (بیش از ۱۲ متر)، معمولاً از سیستم‌های پیش‌تنیده استفاده می‌شود که قابلیت تحمل بارهای بیشتری را دارند. در مقاله کنترل خیز تیر بتنی به طور مفصل در باره این موضوع بحث شده است؛ اما باید توجه داشت که برای طراحی تیر بتنی باید محدودیت‌های هندسی در اولویت قرار گرفته و حتماً مورد بررسی قرار گیرند.

در بند 9-11-2-6-1 مقررات ملی مبحث نهم بیان شده است که اگر ارتفاع تیرها و تیرچه ها از مقادیر ارائه شده در جدول 9-11-1 بیشتر باشد، محاسبه و کنترل خیز تیر بتنی الزامی نمیاشد به شرط اینکه این تیرها به اعضای غیر سازه‌ای مانند تیغه ها، وال پست و بلوک های دیواری متصل نباشند؛ اما اگر تیر حداقل ارتفاع ذکر شده در جدول زیر را نداشته باشد براساس بند 9-11-2-6-5 باید خیزهای آنی و دراز مدت مطابق با ضوابط خیز ناشی از بارهای ثقلی در مرحله بهره برداری محاسبه و کنترل شود. علاوه بر این، آویز و شانه‌گیری نیز  می‌توانند بر روی توزیع بار و خیز آن تأثیر بگذارند،

زیرا در طراحی آویز، بخشی از بار به صورت معلق قرار می‌گیرد که منجر به افزایش خیز در نقاط خاصی از تیر می‌شود. اما شانه‌گیری تکنیکی است که معمولاً برای تقویت تیرها استفاده می‌شود تا مقاومت بیشتری در برابر خیز داشته باشند؛ بنابراین وجود این عناصر در سازه خیز تیر را دستخوش تغییراتی می‌کند و به همین علت نیاز است که کنترل خیز در تیر بتنی اعمال شود.

هنگام مطالعه در زمینه طراحی تیرها به تکرار عبارت ” ارتفاع مؤثر تیر” قابل‌مشاهده است به همین سبب قبل از پرداختن به نکات طراحی تیر بتنی به شرح ارتفاع مؤثر تیر می‌پردازیم.

1.1.1.2. ارتفاع مؤثر تیر چیست؟

به‌طورکلی ارتفاع مؤثر تیر عبارت است از فاصله دورترین تار فشاری تا مرکز آرماتورهای کششی این پارامتر در فرمول طراحی تیر بتنی با حرف d شناخته می‌شود و با توجه به طول دهانه و شرایط بارگذاری مه بر طراحی مقطع و آرماتورهای تیر تأثیرگذار هستند، روش تشخیص و محاسبه آن متفاوت است.

به‌عنوان‌مثال در شکل زیر که یک ردیف میلگرد کششی در تیر وجود دارد، ارتفاع مؤثر تیر عبارت است تفاضل بین ارتفاع تیر و مجموع کاور بتن و نصف قطر میلگرد

شکل ۵: ارتفاع و ارتفاع مؤثر در تیر با یک ردیف آرماتور

اما زمانی که به‌جای یک ردیف میلگرد چند ردیف میلگرد در مقطع وجود داشته باشد، گروه میلگرد، ارتفاع مؤثر تیر مطابق شکل زیر در نظر گرفته می‌شود.

شکل ۶: ارتفاع مؤثر در تیر با دو و سه ردیف آرماتور

2.1.2. نکات مهم در انتخاب طول و ابعاد تیر بتنی

مقطع تیرها می‌تواند عمیق (نسبت ارتفاع به عرض بالا)، عریض (نسبت عرض به ارتفاع بالا) و یا مربعی باشد. انتخاب مقطع مناسب تا حد زیادی به طول تیر وابسته است. به‌نحوی‌که:

تیرهای بلند (طول > 6 متر): این تیرها تحت لنگرهای خمشی عملکرد بحرانی‌تر داشته و برای تأمین مقاومت خمشی بهتر است از مقاطع عمیق استفاده شود، زیرا سختی خمشی تیر با توان سوم ارتفاع مقطع رابطه مستقیم دارد. همین‌طور توصیه می‌شود برای جلوگیری از افزایش بیش از حد عمق، تیرچه ریزی سقف‌ها به نحوی انجام شود که این قبیل تیرها در باربری ثقلی شرکت نکنند (تیرچه‌ها روی این تیرها ننشینند).

تیرهای کوتاه (طول < 6 متر): این تیرها به دلیل طول کوتاهشان سختی بیشتر داشته و نیروی بیشتری از زلزله را جذب می‌کنند که در نتیجه تلاش‌های برشی برای این تیرها بحرانی‌تر می‌شود. هرچند مقاومت برشی مقطع تیر با عرض و ارتفاع تیر رابطه یکسانی دارد؛ ولی توصیه می‌شود حتی‌الامکان برای جواب گرفتن تیرهای کوتاه که تلاش برشی آن‌ها بحرانی می‌باشد، عرض آن‌ها را افزایش دهیم تا از ارتفاع مفید طبقات کاسته نشود. از طرفی افزایش غیرضروری ارتفاع مقطع تیر، مقدار آویز آن‌ها نیز را افزایش داده و معماری فضا را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد که برای رفع این مسئله بایستی به استفاده از سقف کاذب روی آورد که کارفرما را متحمل هزینه می‌کند (توجه شود برای افزایش عرض تیرها بایستی محدودیت‌های هندسی بند ۹-۲۰-۵-۲-۱-۲ مدنظر قرار گیرد).

همچنین شایان‌ذکر است که طول تیرهای بتنی بهتر است بین ۲ تا ۷ متر در نظر گرفته شود.

2.2. طراحی آرماتور

از درس طراحی سازه‌های بتن‌آرمه به‌خاطر داریم که آرماتورهای تیرها به‌صورت زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:

• میلگردهای طولی (اصلی)
• میلگردهای عرضی (خاموت)
• میلگردهای پیچشی (طولی و عرضی)

در این بخش ابتدا بندهای مربوط به آرماتورهای طولی را بررسی کرده و سپس به تشریح بندهای مرتبط با آرماتورهای عرضی و پیچشی خواهیم پرداخت.

آرماتورهای طولی (طراحی برای خمش)

روند طراحی خمشی تیر را در این بخش در قالب یک مثال، بررسی می‌نماییم.

هدف، طراحی تیری به عرض ۴۵ سانتیمتر و ارتفاع ۵۵ سانتیمتر با مقاومت بتن  30Mpa و مقاومت تسلیم آرماتور  420Mpa برای خمش مثبت 147Kn.m  (منظور از خمش مثبت، خمشی‌ست که تارهای تحتانی تیر را به کشش بیندازد) می‌باشد، سایر مشخصات مصالح به شکل زیر هستند:

Fy=400Mpa, fc=30Mpa, b=450mm, h=550mm

محاسبه ارتفاع مؤثر تیر با فرض در نظر گرفتن کاور ۵ سانتیمتری برای تیرها:

d=h- cover= 550-50=500 mm

برای طراحی و به‌دست‌آوردن آرماتورهای طولی خمشی مقطع تیر، دوراه حل پیش رو داریم:

الف) روش اول:

در طراحی مقطع برای خمش بهتر است مقطع را طوری طراحی کنیم که شکست نرم داشته باشیم؛ لذا باید مقطع کم فولاد باشد:

m=f_y/(0.85f_c )=420/(0.85*30)=16.47
R_n=M_u/(φbd² )=(147×10⁶)/(0.9×450×500² )=1.45

ابتدا فرض می‌کنیم مقطع تحت کنترل کشش می باشد در آخر این فرض را کنترل می‌کنیم.

محاسبه ضریب کاهش مقاومت φ:

بر اساس جدول 9-7-2 مبحث نهم مقررات ملی ضریب کاهش مقاومت بر اساس وضعیت مقطع مورد نظر در نظر گرفته می‌شود. بر همین اساس با توجه به مقطع، ضریب کاهش مقاومت برابر 0.9 در نظر گرفته می‌شود.

در حالت‌هایی که ابعاد المان مشخص باشد (مشابه با همین مثال که ابعاد تیر از ابتدا مشخص شده)، ابتدا ρ (درصد آرماتور) را از رابطه زیر محاسبه کرده و با حداقل و حداکثر درصد فولاد کششی مقایسه می‌کنیم:

در ادامه درصد آرماتور محاسبه شده را با درصد آرماتور حداقل و حداکثر مقایسه می‌کنیم:

ضریب کاهش مقاومتی که در ابتدا 0.9 در نظر گرفته بودیم را صحت سنجی می‌کنیم:

ρ_tc=0.319β₁  f_c/f_y =0.319×0.85×30/420=0.0193 → ρ>ρ_tc ∶φ=0.9
A_s=ρbd=0.00355×450×500=798.75 mm²→4φ16

ب) روش دوم:

در این روش از ارتفاع تنش ویتنی استفاده می‌شود.

محاسبه ارتفاع بلوک تنش ویتنی (a):

بیشینه ارتفاع بلوک تنش ویتنی:

a_max=β₁ c_max و c_max=0.375d

که c فاصله محور خنثی تا دورترین تار فشاری مقطع می باشد.

ضوابط آرماتورهای طولی تیر بتنی در قاب با شکل‌پذیری متوسط

مطابق با بند ۹-۲۰-۵-۲-۲-۱  مقدار حداقل و حداکثر آرماتورهای طولی در بالا و پایین مقطع تیر بتنی را می‌توان به شرح زیر در نظر گرفت: در بالا و پایین مقطع تیر بتنی می‌بایست حداقل دو ردیف آرماتور سراسری در نظر گرفته شود. محدودیتی که برای سطح مقطع آرماتورهای سراسری پایین تیر وجود دارد این است که نباید در هیچ کجا از یک‌چهارم بیشترین سطح مقطع آرماتورهای پایین مقطع تیر بتنی در طول دهانه تیر، کمتر باشد. به‌عنوان‌مثال درصورتی‌که بیشترین آرماتور تحتانی تیر ۵ آرماتور شماره ۳۰ باشد، در هیچ کجای طول تیر، نباید آرماتور از ۲۵ درصد این مقدار (یعنی سطح مقطع معادل یک عدد آرماتور شماره ۳۰) کمتر باشد. مهار آرماتورهای سراسری وجه پایین مقطع تیر بتنی با فرض اینکه تسلیم کششی در تکیه‌گاه رخ دهد، صورت می‌گیرد.

ضوابط آرماتورهای طولی تیر بتنی در قاب با شکل‌پذیری زیاد

2.2.2. طراحی آرماتورهای عرضی (طراحی برای برش)

در ویرایش ۹۹ این محدودیت ها در بندهای ۹-۱۱-۵ و ۹-۱۱-۶ ذکر شده است و می‌توان آرماتور برشی عضو موردنظرمان را بر اساس روابط ارائه شده در این بندها طراحی کنیم.

1.2.2.2. حداقل آرماتور برشی

در بند ۹-۱۱-۵-۲ الزامات حداقل آرماتور برشی گفته شده است که در شرایطی که نیروی برشی نهایی وارده از مقاومت برشی اسمی تأمین شده توسط بتن (v_c )کمتر باشد، تامین آرماتور حداقل برشی طبق بند 9-11-5-2 مبحث نهم مقررات ملی کافی بوده و نیازی به طراحی آرماتور برشی نیست. در صورتی که نیروی برشی نهایی وارده بیشتر از v_c (مقاومت برشی بتن) باشد باید طبق بند 9-8-4 آرماتور برشی مورد نیاز را حساب کنیم.

در این قسمت برای درک بیشتر با توجه به نیروهای وارده‌ مختلف به مقطع، مقدار آرماتور برشی را به دست می آوریم.

نیروی برشی تأمین شده بتن

با توجه به بندهای 9-8-4-4-1 و 9-8-4-4-2 مقاومت برشی بتن را می‌توان با توجه به وجود و یا عدم وجود فولاد عرضی در مقطع، بر اساس روابط ارائه شده محاسبه نمود؛ اما باید توجه داشت که با توجه به بند 9-8-4-4-4 مقاومت برشی بتن نباید بزرگ‌تر از ۰.۴۲λ √(f_c‘ )  b_w d و یا کوچک‌تر از صفر در نظر گرفته شود بنابراین در محاسبه مقاومت برشی بتن باید محدودیت آن را نیز در نظر گرفت.

نیروی برشی تأمین شده فولاد

مقدار مقاومت برشی تامین شده توسط بتن بصورت ساده شده بصورت زیر محاسبه می‌گردد:

V_d=0.17λ√(f_c‘) b_w d

برای تیری به عرض ۴۵ سانتی متر  و ارتفاع ۵۵ سانتی متر، مقاومت بتنی 30مگاپاسکال مقدار مقاومت برشی بتن برابر است با:

V_c=0.17λ√(f_c‘ ) b_w d=0.17×1×√30×450×500=209503.87≤۰.۴۲λ √(f_c‘)  b_w d=517597.81→OK →                       V_c=209.5kN

آرماتور برشی موردنیاز تیر به نیروی برشی وارده بستگی دارد که با مقایسه نیروی برشی وارده با نصف مقاومت برشی تأمین شده توسط بتن در مقطع، آرماتور برشی لازم را به دست می آوردیم:

الف)  نیروی برشی وارده از نصف مقاومت برشی بتن مقطع کمتر باشد: در این صورت از آرماتور حداقل برشی برای طراحی مقطع استفاده می‌کنیم. به‌عنوان‌مثال اگر نیروی برشی وارده  70KN  باشد با توجه به بند 9-11-5-2:

V_u=70 ≤V_c/2 φ=209.5/2×0.75=78.5 kN→V_s=0→A_v=0

بنابراین، با توجه به اینکه V_u≤∅V_c، نیازی به در نظر گرفتن حداقل آرماتور برشی در این تیر نیست. حداقل آرماتور برشی باید در تمام مناطقی که نیروی برشی وارد از نصف مقاومت برشی مقطع کمتر است رعایت شود و  فاصله ی آرماتورهای برشی باید مطابق با  9-21-6-2 مبحث نهم مقررات ملی باشد:

ضوابط مربوط به حداقل آرماتور برشی

مبحث نهم مقررات ملی ساختمان حداقل آرماتور برشی را با فرض صرف‌نظر از پیچش به این صورت تعریف می‌کند:

→s≤d/2=250→s=200mm
A_(v.min)=min⁡(0.062 (√30×450×200)/420=72.76 .  0.35 450/420×200=75)=72.76→   φ10@20cm

ب) حالتی که نیروی برشی وارده بیشتر از نصف مقاومت برشی بتن مقطع و کمتر از بیشترین نیروی برشی که مقطع تحمل می‌کند باشد:

در این حالت، باید آرماتور برشی موردنیاز مقطع را محاسبه کرد (بند 9-8-4-5 مبحث نهم). به‌عنوان‌مثال اگر نیروی برشی وارده kN  400 باشد در این صورت خواهیم داشت:

(V_c/2) φ=78.5 kN≤V_u=200 ≤V_max=0.83√30  ×450×500=1022 kN→V_s=V_u/φ-V_c→V_s=A_v/s f_y d

V_s=V_u/φ-V_c→V_s=400/0.75-209.5=324 kN

v_s برش سهم میلگرد بوده و از کسر مقاومت برشی بتن از برش وارده بدست میاد.

فاصله آرماتورگذاری باید بر اساس بند 9-21-6-2 و 9-11-6-5-3 مبحث نهم مقررات ملی رعایت شود.
با فرض اینکه فاصله تنگ‌ها 2۵ سانتی‌متر باشد:

A_v=V_s/(f_y d) s=(324×10³)/(420×500)×200=308 mm²→2φ10@200 mm

3.2.2.کنترل حداکثر آرماتور برشی

در ویرایش ۹۹ کنترل حداکثر آرماتور برشی را می‌توان بر اساس رابطه 9-8-9 انجام داد، که این رابطه به این صورت است:

V_u≤ϕ(V_c+0.66√f_c‘ b_w d)→20≤0.75×(20.95+8.13)=21.81→OK

به عبارتی بخش 0.66 f_c‘ b_w d√ مربوط به بیشینه مقاومت تامین شده توسط آرماتورهای عرضی اشاره دارد. در صورتی‌که مقدار V_s تامین شده بیشتر از این مقدار باشد باید ابعاد مقطع تیر افزایش یابد. به بیان دیگر بتن توانایی استفاده از حداکثر ظرفیت برشی آرماتورهای عرضی را ندارد.

4.2.2. ضوابط مربوط به ناحیه بحرانی

آرماتورهای عرضیِ مقطع در نواحی مختلف، دارای ضوابطی متفاوتی هستند. طبق بند 9-20-6-2-3-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ناحیه  بحرانی در قاب‌های با شکل‌پذیری زیاد (ویژه)  باید در طولی معادل با دوبرابر ارتفاع مقطع از تکیه گاه به سمت دهانه باشد و همچنین در طولی معادل با دوبرابر ارتفاع مقطع در دو سمت مقطعی که در آن امکان تشکیل مفصل پلاستیک در اثر تغییر مکان جانبی غیرالاستیک قاب وجود داشته باشد. همچنین باید در این ناحیه از تنگ ویژه استفاده کرد.

قطر تنگ های ویژه باید بیشتر از ۸ میلیمتر باشند. همچنین فاصله اولین تنگ ویژه از تکیه‌گاه باید از ۵۰ میلیمتر کمتر باشد. فاصله تنگ های ویژه نباید بیشتر از یک چهارم ارتفاع مؤثر مقطع، ۸ برابر قطر کوچک‌ترین میلگرد طولی، ۲۴ برابر قطر خاموت ها و ۳۰۰ میلیمتر انتخاب شود. بر اساس بند 9-20-6-2-3-2 فاصله تنگ های ویژه نباید بیشتر از یک چهارم ارتفاع مؤثر مقطع، ۶ برابر قطر کوچک‌ترین میلگرد طولی برای میلگردهای با مقاومت تسلیم ۴۲۰ مگاپاسکال و کمتر و ۵ برابر قطر کوچک‌ترین میلگرد طولی برای میلگردهای با مقاومت تسلیم بیشتر از ۴۲۰ مگاپاسکال به جز میلگرد طولی جلدی و ۱۵۰ میلیمتر اختیار شود. در بند 9-20-5-2-3-1 نیز تعریف ناحیه بحرانی در قاب‌های با شکل‌پذیری متوسط ارائه شده است. بر اساس این بند در تیرها طول ناحیه بحرانی در دو انتهای تیر معادل دوبرابر ارتفاع مقطع می‌باشد و برای دورگیر هم باید ضوابط مربوط به بند 9-20-5-2-3-2 رعایت گردد.

شکل ۷: دیاگرام آزاد انتهای تیر بتنی و ناحیه بحرانی

شکل ۸: محل ناحیه بحرانی برشی در تیری که از پایین بارگذاری شده

ناحیه بحرانی در قاب‌های با شکل‌پذیری ویژه

ناحیه بحرانی در قاب‌های با شکل‌پذیری متوسط

آرماتورگذاری در ناحیه بحرانی در قاب‌های با شکل‌پذیری ویژه

آرماتورگذاری در ناحیه بحرانی در قاب‌های با شکل‌پذیری متوسط

برای تشریح این بندها بهتر است شکل زیر را که مربوط به یک تیر سراسری دو دهانه است، مدنظر قرار دهیم که ضوابط بندهای فوق خلاصه‌وار در این تصویر آمده است (توصیه می‌شود شکل زیر را به‌صورت کلی به‌خاطر بسپارید)

شکل ۹: نحوه خاموت‌گذاری در تیر با شکل‌پذیری متوسط

با نگاهی به روابط فوق متوجه می‌شویم که در نواحی نزدیک به تکیه‌گاه که مقدار برش به حداکثر خود می‌رسد، ضوابط سخت‌گیرانه‌تری برای محاسبه فاصله‌ خاموت‌ها در نظر گرفته می‌شود، این ناحیه، ناحیه بحرانی نامیده می‌شود. مبحث ۹ برای پیچش نیز این نکته را لحاظ نموده است. بند 9-20-5-2-3-1 ضوابط مربوط به تعیین طول ناحیه بحرانی و غیربحرانی را بیان می‌کند که بدین شرح است:

از بَرِ ستون حداکثر به اندازه 5 سانتی‌متر فاصله گرفته و از آن نقطه به اندازه‌ی دو برابر ارتفاع مقطع تیر به سمت وسط تیر حرکت خواهیم نمود تا به انتهای ناحیه بحرانی برسیم. این ناحیه همان ناحیه‌ای از تصویر می‌باشد که تراکم خاموت‌ها در آن بیشتر است.

با استناد به تصویر فوق، برای تعیین طول ناحیه غیربحرانی می‌توان گفت اگر از کل طول آزاد تیر، مجموع طول نواحی بحرانی ابتدایی و انتهایی تیر را کم کنیم؛ طول ناحیه غیربحرانی تیر به دست خواهد آمد. در مواردی که طول تیر کم و ارتفاع مقطع آن زیاد باشد، احتمال حذف ناحیه غیربحرانی وجود دارد. در این مواقع کل طول تیر ناحیه بحرانی محسوب خواهد شد.

با توجه به بند 9-20-5-2-3-2 می‌توان گفت:

الف- در طراحی تیر بتنی قاب‌های خمشی متوسط، قطر خاموت‌ها بایستی حداقل ۸ میلی‌متر (Φ8) انتخاب شود. لازم به ذکر است که رده میلگردهای عرضی (خاموت) معمولاً AII انتخاب می‌شود (چرا؟).

ب- همان‌طور که مشاهده می‌شود ضوابط مربوط به فاصله خاموت‌ها در ناحیه بحرانی در همین بند بیان گردیده است. برای انسجام بیشتر، ضوابط مربوط به فاصله خاموت‌ها در ناحیه غیربحرانی (که در بند 9-20-۵-۲-۳-۳ آورده شده است) را نیز در اینجا بیان خواهیم کرد:

S1 ≤ min {d/4, 8db min, 24db trans  , 30 cm}

S2 ≤  d/2

db min : قطر کوچک‌ترین آرماتور طولی

db trans   : قطر آرماتور عرضی

پ- این بند به بیان فاصله اولین خاموت از بَر ستون پرداخته است که براین‌اساس فاصله اولین خاموت از بَرستون بایستی کمتر مساوی 5 سانتی‌متر باشد. «با توجه به شرایط اجرایی در کارگاه، عموماً عدد 5 سانتی‌متر رایج‌ترین انتخاب بین مهندسین در ترسیم نقشه‌های اجرایی است.»

5.2.2. طراحی آرماتورهای پیچشی

به‌طورکلی پیچش در تیرهای بتنی به نیروی پیچشی اعمال شده در امتداد محور طولی تیر اشاره دارد که می‌تواند ناشی از بارهای خارج از مرکز یا تغییر در هندسه تیر باشد. این امر به‌ویژه در ساختارهای پیچیده، مانند تیرهای منحنی یا راه‌پله‌های مارپیچ بسیار مهم است. رفتار تیرهای بتنی تحت پیچش را می‌توان از طریق گشتاورها و تنش‌های پیچشی که ممکن است شامل ملاحظات سازگاری و تعادل باشد، تحلیل کرد؛ با توجه به اهمیت پیچش تیر بتنی مهم است که این اثرات را در طراحی برای اطمینان از ایمنی و عملکرد سازه در نظر گرفت. در مبحث نهم مقررات ملی ضوابط مربوط به طراحی آرماتورهای پیچشی در بندهای 9-11-5-3 و 9-11-6 -4 و 9-11-6-5 ذکر شده اند بر اساس این بندها:

طراحی مقطع تیر برای پیچش به مقدار پیچش وارده و لنگر پیچش ترک خوردگی مقطع و پیچش آستانه بستگی دارد؛ به‌طوری‌که:

درصورتی‌که پیچش وارده از یک چهارم پیچش آستانه مقطع کمتر باشد، طراحی پیچشی ضرورتی ندارد

درصورتی‌که پیچش وارده بیشتر از یک چهارم پیچش آستانه و کمتر از لنگر ترک‌خوردگی با ضریب اطمینان باشد در این صورت مجموع آرماتور پیچشی و برشی مقطع، باید حداقل آرماتور تعیین شده توسط آیین‌نامه را تأمین کند.

درصورتی‌که پیچش وارده از پیچش ترک‌خوردگی هم بیشتر باشد مقطع باید به‌صورت جداگانه برای پیچش هم طراحی شود، در این حالت از آرماتورهای طولی و عرضی پیچشی استفاده می‌شود.

در ادامه با آوردن مثال‌هایی به این موضوع پرداخته شده است.  در این قسمت نحوه محاسبه آرماتور پیچشی در هر ۳ حالت بررسی می‌شود. به‌منظور طراحی مقطعی برای پیچش ابتدا باید پیچش ترک‌خوردگی و پیچش آستانه مقطع را محاسبه کنیم. طبق بند 9-8-6-2-1  مبحث نهم مقررات ملی پیچش ترک‌خوردگی و پیچش آستانه طبق روابط زیر محاسبه می‌شود:

پیچش آستانه و پیچش ترک‌خوردگی

حال، با فرض وجود تیری به عرض ۴۵ و ارتفاع ۵۵ سانتی متر و فرض نیروی محوری معین، پیچش ترک‌خوردگی را برای این مقطع محاسبه می‌کنیم:

A_cp=b_w h=450×550=247500 mm² سطح مقطع خالص
P_cp=2b+2h=2(b_w+h)=2*(450+550)=2000  mmمحیط بیرونی مقطع

برای مقطع معرفی شده یک نیروی محوری 2000kN در نظر گرفته و طراحی را انجام می‌دهیم:

الف) محاسبه پیچش آستانه تحمل:

T_th=0.083λ√(f_c‘ ((A²_cp)/P_cp ) )→0.083×1×√30×247500²/2000=13923843.41 N.mm=13.92 kN.m

لازم به ذکر است که درصورتی‌که نیروی محوری نداشتیم آستانه محدوده لنگر پیچشی 135 tonf.cm می‌شود.

ب) محاسبه پیچش ترک‌خوردگی:

T_cr=0.33λ√(f_c ) ((A²_cp)/P_cp )=0.33×√30×247500²/2000=55359859.36 N.mm=55.35 kN.m

در این حالت هم درصورتی‌که نیروی محوری نداشتیم آستانه محدوده لنگر پیچشی  562tonf.cm می شد.

با توجه به اینکه طراحی پیچشی به لنگر پیچشی ورودی و نیروی برشی بستگی دارد؛ لذا در این قسمت جهت بررسی حالت‌های مختلف، برای لنگرهای پیچشی وارده‌ و نیروهای برشی مختلف طراحی پیچشی را توضیح می دهیم:

الف) برای مقطعی که پیچش وارده کمتر از پیچش آستانه مقطع باشد. به‌عنوان‌مثال  لنگر پیچشی وارده 10 kN.m باشد:

T_u=10≤0.75×T_th=0.75×13.92=10.425  kN.m

در این حالت می‌توان از پیچش وارده صرف‌نظر کرد (بند 9-8-6-1-2).

ب) برای مقطعی که پیچش وارده کمتر از یک‌چهارم پیچش ترک‌خوردگی و کمتر از پیچش آستانه مقطع باشد. به‌عنوان‌مثال اگر نیروی برشی kN 10 و لنگر پیچشی وارد 13.5 kN.m در مقطع داشته باشیم:

0.75×T_th=10.45≤T_u=13.5≤ ϕT_cr=0.75×55.35=41.51 kN

باید حداقل آرماتور پیچشی را استفاده کرد.

درصورتی‌که علاوه بر پیچش در مقطع نیروی برشی نیز وارد شود، باید مقدار مجموع آرماتورهای برشی و پیچشی بیشتر از حداقل مقدار تعیین شده در بند ۹-11-5-3 مقررات ملی ساختمان باشد.

حداقل آرماتور پیچشی

با فرض فاصله خاموت‌ها برابر 200 میلی‌متر

اگر مقطع تحت نیروی برشی 100 کیلونیوتن قرار بگیرد:

با فرض ۵ سانتی‌متر کاور بتن:

P_h  محیط سطح مقطع محدود به محور ساق‌های پیرامونی خاموت خارجی بسته پیچشی:

P_h=2(450-2×50+550-2×50)=1600 mm

آرماتورگذاری پیچشی طولی به مقاومت فشاری بتن، مقاومت تسلیم آرماتور و ابعاد مقطع بستگی دارد که مطابق با بند 9-11-6-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان خواهد بود. در این قسمت آماتور طولی پیچشی را برای مقطعی که پیش‌تر در نظر گرفته بودیم، محاسبه می‌کنیم:

آرماتور پیچشی طولی

6.2.2. جمع‌بندی حداقل و حداکثر آرماتورهای خمشی، برشی و پیچشی در تیر بتنی

به‌طورکلی در بخش 9-11-5 محدودیت‌های آرماتورگذاری شرح داده شده است. در این بخش با توجه به اهمیت این بندها خلاصه‌ای از حداقل آرماتورهای خمشی، برشی و پیچشی در قالب یک جدول ارائه شده است.

3.2. نکات مهم در محاسبه تعداد میلگرد سراسری تیر بتنی

طبق ضوابط بند 9-20-5-2-2، حداقل 2 میلگرد بایستی به‌صورت سراسری در بالا و پایین مقطع تیر موجود باشد. البته به عنوان یک توصیه اجرایی بهتر است تعداد میلگردهای سراسری تیرها حداقل 3 میلگرد سراسری باشد تا تراکم و فاصله آن‌ها مناسب‌تر باشد.

شکل 10: جزئیات میلگردهای تقویتی و میلگردهای سراسری در طول یک تیر بتنی

در تیرهای سراسری (که بین چندین دهانه‌ یک قاب امتداد دارند)، درصورتی‌که طول آن بیشتر از طول یک شاخه میلگرد (۱۲ متر) شود، بایستی میلگردها را در داخل تیر وصله کرد؛ لازم به ذکر است که در برخی شرایط، ممکن است به دلیل محدودیت‌های اجرایی حتی در آرماتورهای تیرهایی با طول کوتاه‌تر از ۱۲ متر هم احتیاج به قرار دادن وصله باشد.

توصیه می‌شود محل وصله آرماتورهای تیر در ناحیه بحرانی تیر قرار نگیرد و همین‌طور محل وصله به گونه انتخاب شود که مقدار لنگر خمشی در آن محل، حد لامکان کم باشد، در نتیجه بهتر است وصله میلگردهای فوقانی در یک‌سوم میانی طول دهانه و وصله میلگردهای تحتانی در فاصله‌ یک‌چهارم یا دوبرابر ارتفاع مقطع تیر، از بَر ستون واقع شوند (توجه شود که این حالت در شکل‌پذیری معمولی صادق بوده و در حالتی که سازه با شکل‌پذیری زیاد داریم، وصله‌ها نباید در 2H ابتدایی تیر قرار گیرند).

شکل 11: بهترین محل برای وصله آرماتور‌های تیر بتنی

در طراحی تیر بتنی، برای سهولت آرماتورگذاری به‌شدت توصیه می‌شود که ارتفاع مقطع تیرها از دهانه‌ای به دهانه دیگر تغییر نکند. (تغییر عرض در حد مجاز مشکلی نخواهد داشت. (چرا؟)) درصورتی‌که این امر رعایت نگردد، بایستی دیتیل‌های خاصی برای اجرای آرماتورهای طولی این تیرها ارائه شود.

شکل ۱۲: دیتیل‌های میلگردگذاری تیر بتنی در زمان تغییر مقطع

بهتر است تنوع سایز میلگردها خیلی زیاد نباشد و همین‌طور سایز آن‌ها حداقل ۲ شماره اختلاف داشته باشند. مثلاً استفاده از میلگردهای Φ20،Φ16  و  Φ25 برای یک سازه کوتاه مرتبه مناسب است.

4.2. میلگرد تقویتی تیر بتنی

هنگام طراحی سازه، مهندسان نقاط آسیب‌پذیر و بحرانی ساختمان را شناسایی می‌کنند که تحت تنش‌های کششی و فشاری  قرار دارند و در این نقاط از آرماتورهای تقویتی استفاده می‌شود؛ بنابراین می‌توان گفت که وجود آرماتور تقویتی به مقطع وابسته است و درصورتی‌که میلگردهای موجود در بتن نتوانند نیروها را تحمل کنند، از آن برای جبران استفاده می‌شود. میلگردهای تقویتی در سازه کاربردهایی از قبیل افزایش مقاومت و استحکام سازه در برابر نیروهای کششی، کنترل ترک‌ها، افزایش انعطاف‌پذیری سازه برای جلوگیری از خرابی در برابر بارها و نیروهای خارجی و افزایش عمر مفید سازه در بلندمدت دارد.

1.4.2. طول و مقدار آرماتورهای تقویتی تیر بتنی

چیدمان و فاصله آرماتورهای تقویتی به عواملی چون قطر میلگرد و ارتفاع مؤثر مقطع بستگی دارد. میلگردهای تقویتی اغلب در نواحی مختلفی نظیر تیرچه‌های بتنی، فونداسیون و دیوارهای برشی و در تیرهای بتنی مورداستفاده قرار می‌گیرند. در تیر بتنی آرماتورها تقویتی به میلگردهایی اطلاق می‌شود که برای افزایش مقاومت کششی و خمشی بتن به کار می‌روند. این میلگردها می‌توانند ساده یا آج‌دار بوده و در ابعاد ۶ تا ۱۶ میلیمتر استفاده شوند. هدف اصلی از استفاده از آرماتور تقویتی جلوگیری از شکستن بتن تحت‌فشارهای مختلف است. طول میلگرد تقویتی تیر معمولاً به یک‌سوم طول دهانه محدود می‌شود، ولی ممکن است بر اساس نیازهای ساختاری و تحلیل‌های انجام شده با نرم‌افزارهایی مانند ETABS متفاوت باشد. همچنین، بر اساس مقررات، حداقل دو میلگرد طولی باید در هر دو سمت بالا و پایین تیر وجود داشته باشد؛ بنابراین برای بهینه کردن مقاطع، لازم است تعدادی آرماتور به‌صورت سراسری اجرا شده و در ایستگاه‌هایی که مقدار مساحت آرماتور از مساحت آرماتورهای طولی بیشتر شده است، از آرماتور تقویتی استفاده شود که در گام بعد دراین‌رابطه بیشتر توضیح داده خواهد شد.

معمولاً در طراحی برای قاب خمشی بتنی با شکل‌پذیری متوسط برای دهانه‌های رایج، محل آرماتورهای تقویتی فوقانی در ابتدا و انتهای دهانه و آرماتورهای تقویتی تحتانی در وسط دهانه واقع می‌شود؛ زیرا این نقاط به دلیل وجود تکیه‌گاه شرایط بحرانی دارند (دقت کنید که این مورد همیشه صادق نبوده و ممکن است در برخی نقاط میلگردهای تقویتی موردنیاز نباشند). در تیرهای قاب‌های خمشی بتنی با شکل‌پذیری متوسط و زیاد، طبق بندهای 9-20-5-2-2-1 مبحث نهم باید حداقل یک‌چهارم آرماتور موجود در مقاطع بر تکیه‌گاه‌ها، (هر انتها که آرماتور بیشتری دارد) در سراسر طول تیر ادامه داشته باشند.

علاوه بر این باید توجه داشت که در طول آرماتورهای تقویتی تیر باید طول گیرایی میلگردها را نیز در نظر گرفت که در بند 9-20-6-5-5 توضیحاتی در این زمینه ارائه شده که در ادامه به آن اشاره شده است.

شکل ۱۳: جزئیات مربوط به آرماتورهای تقویتی

نکته: توصیه می‌شود برای کاهش اشتباهات اجرایی اکیپ آرماتوربندی و کنترل راحت‌تر آرماتورگذاری توسط مهندس ناظر، قطر میلگردهای سراسری و تقویتی حداقل ۲ شماره اختلاف داشته و قطر بزرگ‌تر برای میلگرد تقویتی مورداستفاده قرار گیرد (چرا؟). به‌عنوان‌مثال از Φ16 برای آرماتورهای سراسری و از Φ20 برای آرماتور تقویتی استفاده شود.

2.4.2. نکات مهم قطع میلگردهای تقویتی تیر

محل قطع میلگردهای تقویتی را حدوداً در فاصله یک‌سوم طول دهانه می‌توان در نظر گرفت که در شکل 14 نشان داده شده است.
محل دقیق قطع آرماتورهای تقویتی از روی دیاگرام پوش لنگر خمشی تیر انتخاب می‌شود. هرچند ترسیم این دیاگرام با استفاده از نرم‌افزار چندان مشکل نخواهد بود؛ ولی با توجه به تعداد زیاد قاب و دهانه‌ها، انجام آن وقت‌گیر می‌باشد.

اغلب مهندسین برای تعیین محل قطع میلگردهای تقویتی، به‌جای استفاده از روش دقیق (ترسیم دیاگرام پوش) از یک روش تجربی که از روش دقیق مشتق شده است، استفاده می‌کنند. در این روش طول و محل قطع هر یک از آرماتورهای تقویتی تیر را می‌توان به‌صورت شکل 14 نشان داد.

توصیه می‌شود میلگردهای تقویتی با طول‌هایی قطع شوند که پرت میلگرد کمتری را حاصل کنند؛ لذا بهتر است طول آن‌ها اعدادی رُندی باشند که بتوان ۱۲ را بر آن‌ها تقسیم نمود. به‌عنوان‌مثال طول‌هایی مثل 2، 2.4، 3، 4 متر بسیار مطلوب خواهند بود به‌عبارت‌دیگر، اگر میلگردی به طول 2.8 متر موردنیاز باشد، می‌توان با رند کردنِ رو به بالای آن (انتخاب طول 3 متر) این نقیصه را برطرف نمود. باید حتی‌الامکان طول میلگردهای تقویتی به سمت بالا گرد شوند، زیرا در اغلب موارد مهندسین در حین تهیه دستور برش، برای کاهش پرتی میلگرد طول میلگردها را کمتر از مقدار قید شده در نقشه در نظر می‌گیرند.

توضیح اینکه با توجه به خروجی ETABS در هر مقطع محل قطع تئوری را می‌توان به دست آورد. نقطه قطع نهایی به‌صورت زیر می‌باشد:

قطع عملی=MAX(۱۲*قطر آرماتور یا  عمق مؤثر تیر)
و در نهایت، نقطه قطع نهایی=قطع تئوری+قطع عملی.

مطابق با بند 9-11-6-3 مبحث نهم در تکیه گاه های ساده، حداقل یک‌سوم آرماتور خمشی مثبت حداکثر، باید در پایین تیر ادامه یافته و در تکیه گاه حداقل به‌اندازه 150 میلیمتر امتداد یابد. در سایر تکیه گاه ها حداقل یک‌چهارم آرماتور خمشی مثبت حداکثر، باید در پایین تیر ادامه یافته و در تکیه گاه حداقل به‌اندازه 150 میلیمتر امتداد یابد. همچنین حداقل یک‌سوم آرماتورهای خمشی منفی موجود در تکیه گاه یک عضو خمشی منفی موجود در تکیه‌گاه یک عضو خمشی پس از نقطه عطف، باید حداقل برابر بزرگ‌ترین مقدار ارتفاع مؤثر تیر، ۱۲ برابر قطر آرماتور و یک شانزدهم طول خالص دهانه امتداد یابد. باید توجه داشت که محل قطع عملی آرماتورهای تقویتی باید به‌اندازه طول گیرایی Ld) ) از نقطه‌ بحرانی (وسط دهانه) فاصله داشته باشد. بنا بر توضیحات داده شده قطع نهایی میلگردهای خمشی باید مجموع قطع تئوری (که از نتایج ایتبس به دست می-آید) و قطع عملی توصیه شده در بندهای ذکرشده باشد.

مهار آرماتور خمشی

شکل ۱۴: محل قطع میلگردهای تقویتی

5.2. نکات مهم مهار میلگردها در تیر

ابعاد ستون‌های انتهایی و کناری قاب بایستی به‌گونه‌ای انتخاب شوند که طول مهار کششی میلگرد (dh) در داخل ستون تأمین شود. این موضوعِ بسیار مهم باید حتماً در هنگام اختصاص مقاطع برای ستون‌ها توسط طراح کنترل شده تا احتمال در رفتن یا قلوه‌کَن کردن بتن توسط میلگردهای تیر از بین برود.

شکل ۱۵: مهار میلگردهای تیر در ستون

درصورتی‌که ابعاد ستون برای تأمین طول مهاری میلگردهای طولی تیر کافی نباشد، بایستی قطر آرماتورهای طولی تیر کوچک‌تر انتخاب شود؛ زیرا اندازه طول مهاری میلگرد با قطر آن رابطه‌ مستقیم دارد (این بند یکی از دلایلی است که بایستی قطر میلگردهای سراسری را کوچک‌تر از قطر میلگردهای اصلی انتخاب نماییم).

❓درصورتی‌که با توجه به ضوابط بالا طول مهاری میلگرد‌های طولی میسر نباشد، چه باید بکنیم؟

به‌عنوان راه‌حل نهایی می‌توان از دو روش زیر استفاده نمود:

۱-  تعبیه صفحه نصبی (Insert Plate) در انتهای دو وجه انتهایی ستون و اتصال میلگردهای طولی تیر به‌وسیله «کوپلر جوشی انتهایی»

در این روش به‌جای جوش مستقیم میلگرد (که آیین‌نامه آن را جایز نمی‌داند) به صفحه نصبی، از یک رابط به نام «کوپلر جوشی انتهایی» استفاده می‌شود. بدین ترتیب که پس از جوش این کوپلر به صفحه‌ نصبی، انتهای میلگردها در دستگاه مخصوصی رِزوه (دندانه‌دار) شده و پیچاندن آن در داخل کوپلر قرار می‌گیرد.

ازآنجایی‌که فیکس کردن صفحه نصبی در لابه‌لای آرماتورهای ستون چندان آسان نیست، توصیه می‌شود از این نوع اتصال برای اجرای آرماتوربندی دیوارهای حائل و برشی در اسکلت فولادی استفاده شود.

۲- استفاده از کوپلر انتهایی

این روش حالت پیشرفته‌تری از روش اول می‌باشد. در این روش نیازی به تعبیه صفحه نصبی در وجه ستون نمی‌باشد. در عوض انتهای کوپلر‌ها به گونه ایست که هر کوپلر صفحه نصبی مربوط خودش را به‌صورت مستقل دارد.

شکل ۱۶:  ۱) کوپلر استاندارد ۲ و ۳) کوپلر جوشی انتهایی ۴) کوپلر پیچی ۵) کوپلر تبدیل ۶) کوپلر جوشی آرماتور ۷) کوپلر جوشی سازه ۸) کوپلر موقعیت ۹) کوپلر جوشی انتهایی

1.5.2. نکات مهم قلاب و خم میلگردهای تیر

اجرای خم ۹۰ درجه استاندارد (گونیا) در انتهای میلگردهای طولی تیر الزامی‌ست. بر اساس بند 9-21-2-2 مبحث نهم مقررات ملی، طول مستقیم بعد از خم بایستی بزرگ‌تر از 12db باشد که db قطر میلگرد میلگرد طولی است.

شکل ۱۷: نکات خم ۹۰ درجه

مطابق جدول فوق:

در خم ۹۰ درجه، طول مستقیم بعد از خم بایستی بزرگ‌تر از db12 باشد.
بر اساس بند 9-21-2-2-1، حداقل قطر داخلی خم برای میلگردهای با قطر کمتر از 28 میلی‌متر، برابر db6 می‌باشد.

مطابق بند 9-21-3-3، حداقل مقدار طول مهاری Ldh از رابطه‌ای با پارامترهای زیاد قابل محاسبه است، این طول به‌صورت زیر محاسبه می‌شود:

Ldh =  قطر میلگرد طولی + شعاع قلاب + طول مستقیم قبل از خم

شکل ۱۸: طول مهاری میلگردهای قلاب‌دار تحت کشش

پس از اینکه مقدار طول مهاری Ldh از روش فوق محاسبه شد، می‌توان طول میلگرد در داخل ستون را به‌صورت زیر محاسبه کرد (برای درک راحت‌تر تصور کنید میلگرد خم شده را راست کرده و می‌خواهیم آن را اندازه بگیریم):

12db + Ldh = طول میلگرد در داخل ستون

Ldh همان طول قبل از قلاب بوده و db12 هم طول قلاب می‌باشد که مجموعاً طولی را تشکیل می‌دهند که میلگرد وارد ستون می‌شود.

با این توضیحات متوجه می‌شویم که بٌعد ستون باید به‌گونه‌ای باشد که طول مهاری آرماتورهای طولی تیر را ارضا کند بر اساس تصویر زیر می‌توان دریافت که حداقل بُعد موردنیاز ستون به‌صورت زیر قابل محاسبه است:

Ldh + ضخامت کاور ستون + قطر خاموت ستون = بعد حداقل ستون

شکل ۱۹: مهار آرماتور در ستون

شکل ۲۰: مهار میلگردها در تیر بتنی

در ادامه، جدولی با عنوان جدول طول خم میلگرد طراحی شده که در آن اطلاعات مربوط به خم آرماتورهای سایز مختلف به دست آمده که این اطلاعات به‌شدت در زمان ارائه نقشه‌های اجرایی کارآمد می‌باشند.

6.2. میلگردهای سردار

میلگرد سردار که به میلگرد کلاهک دار نیز معروف است، نوعی میلگرد فولادی است که دارای قطعاتی شبیه به کلاهک در یکی یا هر دو سر خود می‌باشد. این طراحی به جلوگیری از لغزش میلگردها در بتن کمک کرده و امنیت سازه را افزایش می‌دهد.

بر اساس بند 9-21-3-1-3 قلاب یا انتهای سردار نباید برای میلگرد در فشار به کار رود. اما از میلگردهای سردار می‌توان در کشش بنا به شرایطی که در بند 9-21-3-4-1 به آن اشاره شده، استفاده نمود.

در بند 9-21-3-4-2 نکاتی در مورد طول گیرایی میلگردهای آج‌دار سر دار ارائه شده است که با استفاده از آن می‌توان طول گیرایی این میلگردها را محاسبه کرد.

در رابطه 9-21-4 پارامترهای موجود ضرایب تصحیحی هستند که باید با توجه به جدول 9-21-6 تعیین شوند.

در این جدول A_ts مساحت کل میلگردهای سر دار مهار شده بوده و  A_ttبر اساس بند 9-21-3-4-4 مساحت کل تنگ موازی میلگرد سر دار مهار شده است و با توجه به اطلاعات ارائه شده در این بند می‌توان آن را محاسبه نمود.

در بند 9-21-3-4-5  نیز ضوابطی مربوط به اتصال میلگردهای سر دار در ظرفیت خمشی منفی تیر ارائه شده است که در ادامه به آن اشاره شده است.

در بند 9-21-6-2-۴ ضوابطی در رابطه‌ با تنگ‌های مستطیلی ارائه شده است، بر اساس این بند استفاده از مجموعه میلگردهای سر دارد به‌عنوان تنگ مجاز نیست و در سازه نمی‌توان از آن استفاده نمود. علاوه بر این مطابق با بند 9-21-6-4-2 استفاده از میلگردهای سر دار متصل له هم به‌عنوان دورگیر نیز مجاز نیست.

7.2. وصله آرماتورها

اتصال میلگردهای فولادی در مقاطع بتن مسلح تحت عنوان وصله آرماتور شناخته می‌شود. این اتصال، علاوه بر ارزیابی مقاومت در برابر نیروهای طراحی، بایستی توانایی انتقال تنش‌ها میان میلگردها را داشته باشد. روش‌های متنوعی برای وصله آرماتور وجود دارد که بر اساس شرایط و الزامات اجرایی و همچنین آیین‌نامه‌های مرتبط، باید انتخاب شوند. در مبحث نهم مقررات ملی شرایط و ضوابطی برای وصله آرماتورها ارائه شده است که در این بخش به آن خواهیم پرداخت. در بند 9-11-6-6-5 این مبحث محل قرار گیری وصله برای آرماتورهای یکپارچگی بر اساس مقاطع شرح داده شده و همچنین در بند 9-11-6-6-6 انواع وصله‌هایی که می‌توان به کار برد نام‌برده شده است.

در طراحی اتصالات میلگردهای فولادی، لازم است که وصله میلگرد علاوه بر مقاومت در برابر بارهای طراحی، قابلیت انتقال کشش یا فشار بین دو میلگرد را نیز دارا باشد. همچنین، یکی از وظایف مهم وصله میلگرد، نگه‌داشتن میلگردها در حین بتن‌ریزی است تا از جابه‌جایی آن‌ها جلوگیری شود. ایده‌آل‌ترین سناریو در اجرای سازه‌ها با اسکلت بتنی، استفاده از آرماتورها به شیوه‌ای است که از وصله‌ها به حداقل ممکن استفاده شود

بر اساس بند 9-11-6-1-1 طول گیرایی و همچنین وصله آرماتورهای موجود در تیر بتنی باید بر اساس ضوابط ارائه شده در فصل 9-21 انجام گردد. در این بخش در بند 9-21-4 توضیحات مرتبط با وصله میلگردها ارائه شده است.

هر یک از وصله‌های معرفی شده در شرایطی کاربرد دارند و باید با توجه به آن نوع وصله را انتخاب نمود. بر اساس بند 9-21-4-1-2 استفاده از وصله پوششی فقط در کشش و فشار برای میلگردهای با قطر کمتر مساوی 34 میلیمتر و در فشار برای میلگردهای با قطر حداکثر 42 میلی‌متر مجاز است. نکته دیگری که باید به آن توجه نمود فاصله و طول وصله‌های میلگردها است. برای مثال، در بند 9-21-4-1-4 ضوابطی برای فاصله بین وصله پوششی ارائه شده است.

در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان وصله‌های پوششی به چهار بخش تقسیم شده است:

1- وصله پوششی میلگردهای آج‌دار و سیم‌های آج‌دار در کشش ( بند 9-21-4-2)
2- وصله پوششی شبکه آرماتور سیمی آج‌دار جوش شده در کشش (بند 9-21-4-3)
3- وصله پوششی شبکه آرماتور سیمی ساده جوش شده در کشش (بند 9-21-4-4)
4- وصله پوششی میلگردهای آج‌دار در فشار (بند 9-21-4-5)

1.7.2. وصله پوششی میلگردهای آج‌دار و سیم‌های آج‌دار در کشش

در بند 9-21-4-2-1 طول وصله پوششی میلگردهای آج‌دار و سیم‌های آج‌دار در کشش شرح داده شده است.

در شرایطی که میلگردهای مقطع دارای قطرهای متفاوت باشد، طول وصله پوششی بر اساس بند 9-21-4-2-2 تعیین می‌گردد.

2.7.2. وصله پوششی شبکه آرماتور سیمی آج‌دار جوش شده در کشش

طول وصله پوششی شبکه آرماتور سیمی آج‌دار جوش شده در کشش بر اساس بند 9-21-4-3-1 تعیین می‌گردد.

اگر در بند بالا شرط (الف) رعایت نشود باید طول وصله بر اساس بند 9-21-4-2 ( طول وصله پوششی میلگردهای آج‌دار و سیم‌های آج‌دار در کشش) محاسبه شود؛ اما اگر شرط (ب) رعایت نشده باشد، طول وصله باید بر اساس بند 9-21-4-4 (وصله پوششی شبکه آرماتور سیمی ساده جوش شده در کشش) تعیین گردد.

3.7.2. وصله پوششی شبکه آرماتور سیمی ساده جوش شده در کشش

طول این وصله بر اساس بند 9-21-4-4-1 تعیین می‌گردد.

اگر در شرایطی نسبت سطح مقطع سیم تأمین شده به سیم موردنیاز در طول وصله بیش از ۲ باشد، باید ضوابط مربوط به بند 9-21-4-4-2 رعایت گردد.

وصله پوششی شبکه آرماتور سیمی ساده

4.7.2. وصله پوششی میلگردهای آج‌دار در فشار

طول وصله آرماتورهای پوششی آج‌دار در فشار بر اساس بند 9-21-4-5-1 مبحث نهم محاسبه می‌شود.

در شرایطی که میلگردهای مقطع دارای قطرهای متفاوت باشد، طول وصله پوششی بر اساس بند 9-21-4-5-2 تعیین می‌گردد.

همان‌طور که در ابتدای این بخش ذکر شد، علاوه بر وصله پوششی آرماتورهای وصله‌های اتکایی، مکانیکی و جوشی نیز وجود دارند که در ادامه به بررسی این وصله‌ها خواهیم پرداخت.

5.7.2. وصله اتکایی میلگردهای آج‌دار در فشار

بر اساس بند 9-21-4-6-1 برای میلگردهایی که فقط تحت فشار قرار دارند انتقال فشار به‌صورت اتکایی بین دو میلگرد مجاز است. همچنین مطابق بند 9-21-4-6-2 استفاده از وصله اتکایی فقط در اعضایی مجاز است که دارای خاموت بسته، تنگ، دورپیچ یا دورگیر هستند.

در این نوع وصله درجه انحراف میلگردها نیز اهمیت دارد که در بند 9-21-4-6-3 به آن اشاره شده است.

6.7.2. وصله مکانیکی و جوشی میلگردهای آج‌دار در کشش و  فشار

الف) وصله جوشی

وصله جوشی زمانی کاربرد دارد که قطر میلگردها بیش از 20 میلیمتر باشد و برای این وصله‌ها استفاده از اتصال سربه‌سر مستقیم با جوش نفوذی ارجحیت دارد و این جوش باید الزامات مبحث دهم مقررات ملی ساختمان را تأمین کند (بندهای 9-21-4-7-1 و 9-21-4-7-2).

ب) وصله مکانیکی

بر اساس بند 9-21-4-7-4 انتقال نیرو در وصله‌های مکانیکی از طریق غلاف اتکایی، کوپلر، غلاف کوپل کننده و غیره انجام می‌شود.

این وصله‌ها باید قادر باشند که تنش را حداقل به‌اندازه 1.25 برابر تنش تسلیم میلگرد در کشش و فشار انتقال دهد و یک‌درمیان بودن میلگردها در این وصله‌ها به جز در شرایطی که در بند 9-21-4-7-8 ارائه شده است الزامی نیست.

3. تیرهای عمیق

در بند 9-11-8 مقررات ملی ساختمان تعریف، ضوابط و محدودیت‌های تیرهای عمیق ارائه شده است. به‌طورکلی تیری را می‌توان تیر عمیق دانست که حداقل یک شرط از دو شرطی که در بند 9-11-8-1-1 ارائه شده است را داشته باشد.

با توجه به اینکه در تیرهای عمیق توزیع غیرخطی کرنش طول وجود دارد (تیرها رفتار متفاوتی دارند) بنابراین نمی‌توان در طراحی آن‌ها از روابطی که برای تیرهای عادی ارائه شده است استفاده کرد. تیرهای عمیق بر خلاف تیرهای عادی که بر اساس خمش طراحی می‌شوند، باید بر اساس برش طراحی گردند؛ زیرا این تیرها المانی برشی هستند و زمانی که تیر تحت نیروی برشی قرار می‌گیرد، نیروهای فشاری و کششی درون تیر ایجاد می‌شود که منجر به بروز ترک‌های افقی و عمودی در تیر می‌گردد؛ اما این ترک‌ها با ترک‌هایی که در تیرهای عادی ایجاد می‌شود تفاوت دارد؛ زیرا ترک‌های قطری ناشی از برش با زاویه ۴۵ درجه در مقطع ایجاد نمی‌شوند و ترک‌های ناشی از نیروی برشی می‌توانند به‌صورت افقی یا عمودی باشند؛ بنابراین آرماتورهای برشی نیز به‌صورت موازی با مقطع و عمود بر مقطع در نظر گرفته می‌شوند. بر اساس این اطلاعات، در بند 9-11-8-1-2 ذکر شده است که طراحی تیرهای عمیق باید بر اساس روش بست‌وبند که در پیوست سوم مبحث نهم ارائه شده انجام گردد.

بنابراین، با توجه به طراحی متفاوت این تیرها در بند 9-11-8-2-1 محدودیت‌های ابعادی تیرهای عمیق ارائه شده است و همچنین در بند 9-11-8-2-2 نیز ضوابط مربوط به آرماتورگذاری این تیرها شرح داده شده است.

علاوه بر محدودیت‌های طراحی در بندهای 9-11-8-2-4 و 9-11-8-2-5 ضوابط مربوط به فاصله آرماتورهای برشی و خمشی تیر عمیق نیز توضیح داده شده است.

شکل ۲۱: آرماتورهای موازی محور تیر در تیرهای عمیق

1.3. طراحی تیر عمیق با ذکر یک مثال

با توجه به بندهای نامبرده در این بخش قصد داریم که با طرح یک مثال طراحی تیر عمیق را شرح دهیم.

مثال: تیری با عرض 700 میلیمتر و ارتفاع 1700 و طول دهانه 5 متری داریم. درصورتی‌که مصالح مصرفی بتن از رده C30 و میلگردها S400 باشد و برش نهایی برابر با 3500 کیلونیوتن باشد، حداقل مساحت آرماتورهای طولی و عرضی  را محاسبه کنید.

خلاصه معلومات مسئله:

f_y= 400Mpa, f’_c= 30Mpa, b= 700mm, h= 1700mm, Vu= 3500 kN

با فرض کاور ۵ سانتی‌متری برای بتن و یک ردیف میلگرد  کششی، ارتفاع مؤثر تیر برابر خواهد شد با:

d= h-cover→1700-50=1650mm

مقطع موردنظر را باید بر اساس شروط بند 9-11-8-1-2 کنترل کرد:

l_n/h≤4→5/1.65=3.03≤4→عمیق

با توجه به اینکه تیر عمیق است آن را بر اساس رابطه (9-11-4) نیز باید کنترل کرد.

V_u≤ϕ0.83√(f’_c) b_w d→0.75×0.83×√30×700×1650×10^(-3)=3938.05kN →3500kN≤3938.05kN

با توجه به بند 9-11-8-2-5 فاصله بین آرماتورهای برشی کمتر از ۳۰۰ میلیمتر یا d/5 باشد، در این مسئله فاصله بین آرماتورهای در عرض s₁ را 200 میلیمتر و فاصله آرماتورهای در ارتفاع s₂ را 150 میلیمتر فرض می‌کنیم.

براین‌اساس، مساحت آرماتورهای برشی در راستای طولیA_vh و عرضیA_v را محاسبه می‌کنیم:

A_v≥0.0025b_w s₁→A_v=0.0025×700×200=350 mm²→×4×π/4 d_v²→d_v=14.89→4φ12@200

A_vh≥0.0025b_w s₂→A_vh=0.0025×700×150=262.5 mm²→×π/4 d²_v→d_v=12.92→φ20@150

با توجه به بند 9-11-8-2-3 آرماتورهای خمشی در کشش بر اساس بند 9-11-5-1 (مانند تیرهای عادی) طراحی می‌شود، بنابراین:

درصورتی‌که میلگردهای کششی در دو سفره در نظر گرفته شوند؛ بنابراین بر اساس بند 9-21-2-1-1 که در آن حداقل فاصله میلگردهای موازی واقع در یک سفره ارائه شده، بین میلگردها فاصله‌ای برابر 92 میلیمتر در نظر گرفته می‌شود و در سفره  بعد به 30 فاصله میلیمتر ردیف دوم میلگردها قرار خواهد گرفت.

در گام بعد برای طراحی آرماتورهای تیر باید محاسبه شود که آیا تیر به آرماتور فشاری نیاز دارد یا خیر به همین دلیل ابتدا باید ρ مقطع را محاسبه نمود و آن را با ρ_(max) مقایسه کرد.

ρ=A_s/bd=4042.2/(700×1650)=0.0034

ρ_max=0.85β₁  (f_c‘)/f_y ×ε_u/(ε_u+0.004)=0.85×0.85×30/400×0.003/(0.003+0.004)=0.023>0.0034

بنابراین، نیازی به وجود آرماتور فشاری در مقطع نیست.
بر اساس اطلاعات محاسبه شده آرماتورگذاری تیر عمیق موردنظر به‌صورت زیر خواهد بود:

4. تیر فرعی

تیر فرعی تیری است که به ستون متصل نیست؛ این تیر به تیرهای اصلی متصل است و بار را به تیر اصلی منتقل کرده و به پشتیبانی سازه کمک می‌کند. در جدول زیر تفاوت‌های تیر فرعی با تیر اصلی شرح داده شده است.

1.4. طراحی تیر فرعی بتنی

در سازه‌های بتن مسلح، طراحی تیرهای اصلی و تیرهای فرعی به دلیل نقش‌ها و ظرفیت‌های باربری متفاوت، ملاحظات متمایزی دارد. طراحی تیرهای اصلی به دلیل نقش باربری مستقیم آنها، اغلب شامل محاسبات پیچیده‌تری برای لنگرهای خمشی، نیروهای برشی و اثرات پیچشی است. در مقابل، طراحی‌های تیر فرعی بر اطمینان از پشتیبانی کافی برای دال‌ها در حین کنترل خیر و انتقال گشتاور از دال‌ها به تیرهای اصلی تمرکز می‌کنند. تیرهای فرعی از آنجایی که با بارهای کمتری سروکار دارند، نیاز به آرماتور کمتری دارند. نکته‌ای که باید به آن توجه شود این است که در تیرهای اصلی مقاومت خمشی بر اساس نوع تکیه‌گاه تیر تعیین می‌گردد؛ اما در تیرهای فرعی مقاومت خمشی یا برشی برابر است با بارهای منتقل شده از تیر اصلی؛ با توجه به اینکه این تفاوت بر مقاومت خمشی و برشی تأثیر می‌گذارد، پس بر مقدار آرماتورهای طولی و عرضی تیر فرعی نیز تأثیرگذار است.

برای طراحی تیرهای فرعی در ETABS باید بارهای قائم مانند بارهای مرده و بارهای زلزله در نظر گرفته شود. تیرهای نیم‌طبقه و تیرهای اصلی باید برای انتقال بار به ستون‌ها متصل شوند. از نظر بارگذاری نیز باید توجه داشت که ETABS به طور خودکار ترکیبات بار لازم را انجام می‌دهد، بنابراین نیازی به تنظیمات دستی اضافی نیست.

5. تیر کنسولی

تیر طره یا کنسولی یک عضو سازه‌ای است که در یک انتها دارای تکیه‌گاه است و انتهای دیگر آن آزاد است (یک انتهای آن توسط ساختار اصلی ثابت و پشتیبانی می‌شود، درحالی‌که انتهای دیگر بدون تکیه‌گاه به سمت بیرون امتداد می‌یابد). این طراحی امکان ایجاد اشکال و فضاهای معماری منحصربه‌فرد را فراهم می‌کند.

به‌طورکلی در مبحث نهم مقررات ملی بندی با عنوان تیرهای طره یا تیرهای عمیق وجود ندارد؛ اما با استفاده از داده‌های موجود در این مبحث می‌توان این تیرها را نیز طراحی کرد. در همین راستا، در ادامه این بحث با کمک یک مثال به شرح چگونگی طراحی تیر طره یا کنسولی می‌پردازیم.

1.5. طراحی تیر کنسولی یا طره با ذکر یک مثال

مثال: تیری طره به طول ۴ متر داریم. اگر بار زنده این تیر7kN/m  و بار مرده آن 5kN/m باشد، تیر موردنظر را طراحی کنید. (f_c‘=28Mpa .f_y=420Mpa)

حل: بر اساس جدول 9-11-1 حداقل ارتفاع تیر کنسولی برابر است با:

h=l/8→h=4000/8=500mm

با توجه به اینکه در این مسئله از فولاد با مقاومت تسلیم 420 مگاپاسکال و بتن معمولی استفاده شده است مقادیر موجود در جدول را می‌توان بدون تغییر استفاده نمود؛ اما اگر شرایط مسئله متفاوت بود باید طبق بند 9-11-2-6-2 و 9-11-2-6-3 عمل نمود.

اگر قطر میلگرد طولی 16 میلیمتر فرض شود؛ بنابراین ارتفاع مؤثر برابر است با:

d=h-cover-d_bar/2→d=500-40-8=452 mm

با توجه به اینکه به طور معمول عرض تیرهای عادی مقداری بین d/1.5 تا d/1.5 دارند، عرض تیر برابر است با:

b=452/1.5=301 mm

با توجه به مقدار بار مرده و زنده بر اساس جدول 9-7-1 مقاومت موردنیاز عضو را محاسبه می‌کنیم:

U=1.2(D+self weigth of concrete)+1.6L→(1.2×(5+(301×500×25)/10⁶ )+(1.6×7)=22 (kN/m)

در گام بعد مقاومت خمشی نهایی مقطع محاسبه می‌شود:

M_u=(U×l²)/2=(22×4²)/2=176 (kN.m)

در این گام فرض می‌کنیم مقطع تحت کنترل کشش می باشد در آخر این فرض را کنترل می‌کنیم و بر همین اساس مطابق جدول 9-7-2 مقررات ملی ساختمان ضریب کاهش مقاومت برابر 0.9 در نظر گرفته می‌شود.

ρ_tc درصد فولاد مقطع در مرز حد کنترل کشش می باشد.

در حالت‌هایی که ابعاد المان مشخص باشد (مشابه با همین مثال که ابعاد تیر از ابتدا مشخص شده)، ابتدا ρ (درصد آرماتور) را از رابطه زیر محاسبه کرده و با حداقل و حداکثر درصد فولاد کششی مقایسه می‌کنیم:

در ادامه درصد آرماتور محاسبه شده را با درصد آرماتور حداقل و حداکثر مقایسه می‌کنیم:

ضریب کاهش مقاومتی که در ابتدا 0.9 در نظر گرفته بودیم را صحت سنجی می‌کنیم:

در گام بعد مقاومت برشی مقطع را محاسبه خواهیم کرد:

V_u=U×l=22×4=88 kN

با توجه به بند 9-21-6-2-1 2 که حداکثر فاصله تنگ‌ها در آن ذکر شده است، در این مسئله فاصله بین تنگ‌ها 250 میلیمتر فرض شده است؛ زیرا این مقدار از کوچک‌ترین بعد عضو و همچنین از مقدار عددی شانزده برابر قطر میلگرد طولی نیز کمتر است.

با توجه به فاصله s مساحت میلگردهای برشی را محاسبه می‌کنیم:

A_v=(s×V_u)/(f_y×d)=(250×88×10³)/(420×452)=115.88→φ10@250mm

6. تیر میان طبقه

تیرهای میان طبقه به‌عنوان عناصر کلیدی در سازه، نقش مهمی در توزیع بار و پایداری دارند و هر پاگرد در راه‌پله‌ها باید حداقل یک تیر داشته باشد تا بارها به طور صحیح تقسیم شوند. هنگام طراحی تیرهای میان طبقه در نرم‌افزار ایتبس، باید توجه داشت که دیافراگم صلب به نقاط میان طبقه اختصاص یابد و بارها به طور مناسب توزیع شوند. به‌طورکلی طراحی تیرهای میان طبقه راه‌پله‌های بتنی مستلزم بررسی دقیق یکپارچگی سازه، توزیع بار و رعایت نکات سازه‌ای است. در پیوست ششم آیین‌نامه 2800، توصیه شده است که در طراحی باکس پله به‌جای استفاده از تیر میان طبقه سیستم سازه‌ای جایگزینی استفاده شود.

در این سیستم برای جلوگیری از ایجاد ستون کوتاه نشیمن پاگرد راه‌پله در تراز نیم‌طبقه از سازه جداسازی شده و رمپ پله فقط در تراز پاگرد طبقه از طریق بالشتک‌های فلزی بر روی دال می‌نشیند و اتصال رمپ و دال پاگرد در تراز میان طبقه به‌صورت پیوسته اجرا می‌شود. در این سیستم پاگرد راه‌پله روی ستونک‌های بتنی اجرا شده و در زیر این ستونک ها تیری اجرا می‌شود که به ستون‌های اطراف متصل نبوده و در زیر آن دستک‌های بتنی (به‌صورت کنسولی یا طره‌ای) قرار دارد. با توجه به این موضوع در ابتدا به شرح روند طراحی تیر نیم‌طبقه می‌پردازیم و پس از آن روش طراحی دستک بتنی راه‌پله را با ذکر یک مثال شرح می‌دهیم.

1.6. روند طراحی تیر میان طبقه

بنابراین در این بخش در چند گام روند طراحی تیر نیم‌طبقه (میان طبقه) را شرح خواهیم داد.

۱-  برای طراحی تیر میان طبقه ابتدا باید بارهای زنده (به‌عنوان‌مثال، افراد، مبلمان) و بارهای مرده (به‌عنوان‌مثال، وزن خود راه‌پله) را که تیر تحمل می‌کند با توجه به ترکیبات باری که در جدول ۹-7-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ارائه شده است ، تعیین کرد. زیرا این کار برای محاسبه مقاومت و ابعاد موردنیاز تیر مهم است.
۲- در گام بعد باید عمق و عرض تیر را برای تحمل بارهای مورد انتظار تعیین کرد و از مصالح مناسب (بتن با مقاومت بالا و آرماتور فولادی مناسب) برای افزایش ظرفیت تحمل بار استفاده کرد.
۳- در گام بعد باید با توجه به مقاومت خمشی مقطع موردنظر که بر اساس بارهای زنده و مرده تعیین شده است، میلگردها و آرماتورهای خمشی را تعیین کرد نکته قابل‌توجه این است که در این مرحله باید اطمینان حاصل کرد که تقویت‌کننده کششی (میلگردهای فولادی) به تعداد کافی در داخل تیر قرار گرفته است تا تیر میان طبقه در برابر خمش مقاومت کند. در آیین‌نامه‌ها توصیه می‌شود که حداقل از دو میلگرد در پایین برای کشش و میلگردهای فشاری در بالای مقطع تیر میانی  برای نواحی منفی استفاده شود.
4- باشد فاصله مناسب بین میلگردهای طولی (معمولاً کمتر از ۳۰۰ میلی‌متر) را محاسبه شود و پوشش بتنی کافی (بین ۴۰ میلی‌متر تا ۱۰۰ میلی‌متر) برای محافظت در برابر خوردگی در نظر گرفته شود. (اندازه کاور یا پوشش بتن بر اساس نوع مقطع در مبحث نهم ارائه شده است).
۵- در گام بعدی باید برش تیر نیم‌طبقه مورد بررسی قرار گیرد. برای افزایش مقاومت برشی در مقطع از خاموت یا تقویت‌کننده اضافی در مناطقی که برش بیشترین مقدار را دارد (معمولاً نزدیک تکیه‌گاه‌ها.) استفاده می‌شود. طراحی خاموت‌ها و تنگ‌ها بر اساس مقاومت برشی مقطع انجام می‌شود.
۶- برای اطمینان از عملکرد مناسب تیر میان طبقه، خیز آن را مطابق با ضوابط ارائه شده در آیین‌نامه‌ها کنترل کرد.
۷- در آخر باید اطمینان حاصل شود که تیر میان طبقه به طور صحیح به اعضای سازه‌ای مجاور (مانند دال‌ها یا دیوارها) وصله شده باشد. نکات مرتبط به وصله آرماتورهای سازه در بند 9-21-4 شرح داده شده است.
با رعایت این نکات، می‌توان اطمینان حاصل کرد که تیرهای میان طبقه به‌خوبی طراحی و اجرا شده‌اند و عملکرد مناسبی در سازه خواهند داشت.

2.6. دستک بتنی چیست؟

به‌طورکلی دستک یا براکت عضوی است که به‌عنوان نشیمن انتهای تیر یا دال بر روی ستون یا دیوار پیش‌بینی می‌شود. بر اساس پیوست ششم استاندارد ۲۸۰۰ اجرای دستک یا ستونک، جایگزین اجرای تیر میان طبقه در اجرای راه‌پله سازه‌های بتنی شده است. مطابق با این آیین‌نامه استفاده از سیستم سازه‌ای که در شکل پ 6-39 نشان داده شده است می‌تواند جایگزین تیر میان طبقه شود؛ زیرا با اجرای دستک‌های بتنی در راه‌پله از ایجاد ستون کوتاه در ستون‌های مجاور راه‌پله جلوگیری می‌شود و همچنین می‌توان راه‌پله را از سازه جدا کرد تا سختی آن به سازه وارد نشود. (توجه شود که حداقل پهنا دستک بتنی برابر با ۲۰ سانتی‌متر می‌باشد).

1.2.6. طراحی دستک بتنی با ذکر یک مثال

در بند 9-17-4 مبحث نهم مقررات ملی ضوابط مربوط به ابعاد و آرماتورگذاری نشیمن‌ها ارائه شده است. به‌طورکلی برای طراحی نشیمن‌ها باید از روش بست‌وبند استفاده نمود؛ اما اگر دهانه برش به ارتفاع کمتر از یک باشد و نسبت مقدار نیروی مقیدکننده ضریب دار آن از مقاومت برشی کمتر باشد، می‌توان از ضوابط بند مذکور استفاده کرد.

مثال: فرض کنید در یک راه‌پله از دستک بتنی با طول ۷۰ سانتی‌متر در راه‌پله استفاده شده است. اگر بار مرده  2.5kN/m² و بار زنده 5kN/m² باشد، مقطع مورد نظر را طراحی کنید  (f_c‘=28Mpa .f_y=420Mpa .N_uc=5 kN/m² )

حل: در گام اول مقاومت برشی و مقاومت خمشی مقطع را محاسبه می‌کنیم:

U=1.2D+1.6L→1.2×2.5+1.6×5=11 kN/m²
V_u=11×0.7=7.7 kN/m²
M_u=(11×0.7²)/2=2.69 kN/m²

بر اساس بند 9-17-4-2-4 اگر بتن مقطع از نوع معمولی باشد، مقدار نباید از یه مقادیری که در این بند به آن اشاره شده بیشتر باشد؛ بنابراین ابتدا با توجه به پیوست ششم آیین‌نامه 2800 برای ارتفاع و عرض دستک مقادیری را فرض کرد و با شرط ارائه شده در این بند آن را چک می‌کنیم.

d=50 cm .b_w=35 cm

پس از اینکه ابعاد دستک مورد تأیید قرار گرفت، حداقل آرماتورهای دستک را محاسبه می‌کنیم. بر اساس بند 9-17-4-5-1 مساحت میلگرد کششی اصلی باید بزرگ‌تر از حداکثر مقادیری باشد که در این بند ارائه شده است.

در این روابط Avf سطح مقطع بازم برای تحمل برش، Af سطح مقطع میلگرد کششی لازم برای تحمل خمش و An سطح مقطع میلگردی است که کشش را تحمل می‌کند و از روابط زیر می‌توان مقادیر آن‌ها را محاسبه کرد (بر اساس جدول 9-8-1 مقدار μ=0.7λ که برای بتن معمولی λ=1)

در بند 9-17-4-5-2 ضوابط مربوط به مساحت کل سنجاقی‌ها یا خاموت‌های بسته ارائه شده است.

A_h=0.5(466.66-15.87)=225.395 mm²→2φ12

بر اساس بند 9-17-4-6-2 حداقل فاصله میلگردهای آج‌دار بر اساس بند 9-21-2 تعیین می‌گردد؛ بنابراین مقدار  250 میلیمتر برای فاصله بین میلگردهای طولی و 200 میلیمتر برای میلگردهای عرضی فرض می‌شود.

7. تیر منشوری و غیر منشوری

تیر منشوری به‌نوعی تیر سازه‌ای اشاره دارد که در تمام طول خود مقطع ثابتی دارد. این یکنواختی در شکل باعث می‌شود که رفتار تیر در زیر بار قابل‌پیش‌بینی باشد. ویژگی بارز یک تیر منشوری این است که مساحت مقطع آن در طول آن ثابت می‌ماند. این ثبات به یکپارچگی ساختاری آن کمک می‌کند و فرآیندهای تحلیل و طراحی را ساده‌تر می‌سازد. نمونه‌های رایج شامل تیرهای مستطیلی، تیرهای دایره‌ای و تیرهای I هستند که به‌خاطر استحکام و سهولت ساخت، در صنعت ساختمان‌سازی به طور وسیع استفاده می‌شوند. در مقابل، تیرهای غیر منشوری دارای مقاطع عرضی متغیری در طولشان هستند. این تغییر می‌تواند برای کاربردهای خاصی مانند کاهش وزن سازه مفید باشد، اما تحلیل و طراحی را به دلیل تغییر خواص در طول تیر پیچیده می‌کند. برای طراحی تیرهای بتن‌آرمه غیر منشوری، باید به چندین عامل از جمله هندسه، خواص مواد و رفتار سازه‌ای توجه نمود.

1.7. روند طراحی تیر غیر منشوری

برای طراحی این تیرهای غیر منشوری، ضروری است که هندسه به طور دقیق با استفاده از نرم‌افزارهای مدل‌سازی مانند ETABS تعریف شود و مصالح مناسب انتخاب شوند تا ظرفیت باربری بهینه شود. تحلیل المان محدود (FEA ) برای ارزیابی توزیع تنش و حالت‌های احتمالی شکست بسیار مهم است، زیرا تیرهای غیر منشوری تحت بارگذاری برشی به‌طور متفاوتی نسبت به تیرهای منشوری رفتار می‌کنند. علاوه بر این، استفاده از روش بست‌وبند می‌تواند در تحلیل مسیرهای بار در این مقاطع پیچیده کمک کند.

فرآیند طراحی تیرهای غیر منشوری نیز مانند انواع تیرهای دیگر شامل چندین مرحله کلیدی است:

1- تعریف مقاطع عرضی متغیر با استفاده از نرم‌افزار طراحی برای مشخص کردن ابعاد و خواص مواد.
2- انجام تحلیل بار با اعمال بارهای مربوطه و در نظر گرفتن ضوابط طراحی تیر بتنی بر اساس آیین‌نامه‌ها.
3- بررسی رفتار سازه با ارزیابی ظرفیت برشی، مقاومت در برابر لنگر و تغییر شکل، به‌ویژه در نواحی با تغییرات هندسی قابل‌توجه.
4-  محاسبه آرماتورهای لازم در مقطع با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از تحلیل سازه و همچنین انتخاب پوشش بتن و فاصله مناسب آرماتورهای طولی و عرضی نوع دیگر تیرها تیرهای همبند هستند که در مقاله تیر همبند در دیوار برشی کوپله به آن پرداخته شده است.

8. کاهش سختی خمشی و پیچشی تیرهای بتنی

در این بخش به بررسی سختی خمشی و پیچشی تیرهای بتنی و روش‌های کاهش این سختی ها خواهیم پرداخت.

1.8. کاهش سختی خمشی

برای کاهش سختی خمشی و پیچشی تیرهای بتنی، می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد که هر کدام به ویژگی‌های مکانیکی خاص بتن و ترتیب آرماتور رسیدگی می‌کنند.

به‌طورکلی روش‌های کاهش سختی خمشی تیرهای بتنی عبارت‌اند از:

1- استفاده از بتن سبک: ادغام دانه‌های سبک می‌تواند به طور قابل‌توجهی وزن و سختی کلی تیر را کاهش دهد.
2- کاهش مساحت مقطع: طراحی تیرها با ابعاد مقطع کوچک‌تر، هم سختی خمشی و هم وزن را کاهش می‌دهد، البته باید این موضوع با ظرفیت باربری مورد نیاز برای تیر در تعادل باشد.
3- استفاده از عناصر توخالی: استفاده از عناصر توخالی یا مقاطع توخالی می‌تواند درحالی‌که یکپارچگی سازه‌ را حفظ می‌کند، جرم بتن را کاهش دهد.
۴- تکنیک‌های پس تنیدگی: اعمال پس تنیدگی می‌تواند مقدار بتن موردنیاز را کاهش دهد و در نتیجه سختی را بدون به خطر انداختن مقاومت بکاهد.
۵- استفاده از پلیمرهای تقویت‌شده با الیاف: (FRP) درحالی‌که FRP معمولاً برای افزایش استحکام استفاده می‌شود، می‌توان آن را به‌گونه‌ای طراحی کرد که سختی را در نواحی لازم  کنترل کند.

2.8. کاهش سختی پیچشی

به‌طورکلی روش‌های کاهش سختی پیچشی عبارت‌اند از:

1- کاهش عمق مقطع: کاهش عمق مقطع تیر می‌تواند به کاهش قابل‌توجهی در سختی پیچشی منجر شود.
2- استفاده از مقاطع توخالی: مشابه سختی خمشی، استفاده از مقاطع توخالی یا تیرهایی با بازشو می‌تواند به طور مؤثری مقاومت پیچشی را کاهش دهد.
3- آرماتورگذاری:  تنظیم چیدمان و مقدار تقویت‌های عرضی (مثل خاموت‌ها) می‌تواند به کاهش سختی پیچشی منجر شود. به‌عنوان‌مثال، به‌حداقل‌رساندن استفاده از خاموت‌های بسته ممکن است به کاهش سختی پیچشی کمک کند.
۴- رفتار مقطع ترک‌خورده را در محاسبات طراحی فرض کنید: با فرض اینکه تیر تحت بارهای بهره‌برداری کاملاً ترک‌خورده است، می‌تواند تحلیل را ساده کرده و منجر به مقادیر سختی مؤثر کمتر شود
۵- تکنیک‌های تجربی: به‌کارگیری روش‌های تجربی مانند استفاده از پوشش‌های FRP خارجی یا ژاکت‌ها  می‌تواند رفتار پیچشی را با توزیع مجدد تنش‌ها در تیر اصلاح کند.

9. گام‌به‌گام محاسبه تعداد میلگرد تیر در Etabs

تاکنون با محدودیت‌های هندسی و ضوابط محاسباتی آرماتورهای طولی و عرضی در طراحی تیر بتنی آشنا شدیم و سعی شد تمامی بندهای آیین‌نامه‌ای موردنیاز برای محاسبات آرماتور در قاب خمشی با شکل‌پذیری متوسط به طور کامل تشریح شود.

در لابه‌لای موارد بیان شده، برخی توصیه‌های اجرایی که برای ترسیم حرفه‌ای نقشه‌های سازه‌ای موردنیاز بود، گفته شد. حقیقت امر آن است که ترسیم نقشه‌های سازه‌ای حرفه‌ای بیشتر از آن که نیازمند تسلط به متن آیین‌نامه باشد، نیازمند داشتن دید اجرایی و تجربه کارگاهی است؛ چرا که نقشه‌های سازه‌ای رابطی مابین مهندس طراح و مهندس مجری (پیمانکار) بوده و به‌نوعی نقش زبان مهندس طراح در کارگاه را بازی می‌کند.

در ادامه این مقاله سعی خواهیم کرد ضمن آموزش گام‌به‌گام محاسبه تعداد آرماتورهای تیر از خروجی نرم‌افزار  Etabs، به طراحی تیر بتنی در ایتبس و موارد اجرایی و بندهای آیین‌نامه‌ای دیگری که برای ترسیم نقشه موردنیاز است، اشاره کنیم. ازآنجایی‌که جمع‌بندی این قبیل موارد و بیان کتبی آن کمی دشوار و یا گاهی ابهام‌برانگیز است؛ قویاً توصیه می‌کنیم که عکس‌ها و فیلم‌های اجرایی، گزارش‌ها کارآموزی دانشجویان از کارگاه‌ها، کتب و جزوات مربوط به درس اجرا و… را بررسی و مطالعه کنید تا به دید اجرایی بهتری برسید. چرا که عامل متمایزکننده یک اپراتور نرم‌افزار Etabs از یک مهندس عمران واقعی، طراحی سازه ایمن با اقتصادی طرح ممکن است به‌نحوی‌که مشکلات و ابهامات اجرایی آن در کارگاه به حداقل ممکن برسد. در دوره جامع طراحی سازه های بتن آرمه سعی کرده‌ایم این تکنیک‌ها را به شما آموزش دهیم.

1.9. محاسبه تعداد آرماتورهای طولی در ۳ گام

محاسبه آرماتورهای خمشی یا طولی تیر را در سه‌گام می‌توان انجام داد:

1.1.9. گام 1: نحوه محاسبه تعداد آرماتور طولی تیر توسط نرم‌افزار  Etabs

اصولاً تیرهای بتن‌آرمه باید به‌صورت مجزا برای تلاش‌های خمشی، برشی و پیچشی طرح شوند. در واقع ابعاد مقطع تیر برای بحرانی‌ترین حالت این تلاش‌ها تعیین خواهد شد. نرم‌افزار Etabs مقدار میلگردهای طولی تیرها را به‌صورت مساحت آرماتور در سه ایستگاه در طول تیر که در بالا و پایین مقطع قرار دارند، گزارش می‌کند. لازم به ذکر است که تعداد این ایستگاه‌های طراحی یا Design Station ‌ها قابل تغییر دادن می‌باشد. برای افزایش ایستگاه های گزارش می‌توان از مسیر Assign→frame→ Output station  تعداد این ایستگاه‌ها را افزایش داد.

شکل ۲۲: مسیر تغییر تعداد ایستگاه‌های طراحی

به‌عنوان‌ مثال در یک تیر دو دهانه که دارای دو دهانه سراسری و یک دهانه کنسولی است، مقدار آرماتور طولی به‌صورت زیر گزارش شده:

شکل ۲۳: نمایش سطح مقطع موردنیاز برای آرماتور طولی تیر در نرم‌افزار

در شکل فوق مشاهده می‌شود که به‌عنوان‌مثال در دهانه اول از راست، مقدار آرماتور طولی در ایستگاه میانی در قسمت فوقانی ۲ سانتیمتر مربع و در ایستگاه تحتانی ۶ سانتیمتر مربع می‌باشد.

2.1.9. گام ۲: قرائت میلگردهای طولی تیر در نرم‌افزار

ازآنجایی‌که محاسبه و طراحی میلگردهای طولی (تیپ‌بندی، مقدار و سایز آرماتورهای اصلی و تقویتی و…) تیر در یک دهانه، به آرماتورهای طولی دهانه مجاورش نیز وابسته است، توصیه می‌شود ابتدا زاویه نمایش سازه را در حالت نما (View) قرار داده تا بتوان مقدار ارائه شده برای هر تیر را مشاهده کرد، سپس از مسیر زیر برای مشاهده مقدار آرماتورهای طولی تیرها استفاده می‌شود:

شکل ۲۴: نمایش مقدار میلگردهای طولی طراحی شده برای تیر در نرم‌افزار

پس از زدن دکمه ok، مساحت آرماتورهای طولی تیرها بر حسب واحد نرم‌افزار روی هر دهانه از تیر مشخص خواهد شد (در این مقاله واحدها بر برحسب cm است).

شکل ۲۵: نمایش آرماتورهای طولی تیر

3.1.9. گام ۳: تبدیل مساحت آرماتورهای طولی تیر به تعداد و سایز آرماتور

در شروع گام سوم که مهم‌ترین گام در محاسبه تعداد میلگرد در تیر است، لازم است به ضوابط بند 9-20-5-2-2 و 9-20-5-2-3 که مربوط به آرماتورهای طولی تیرهاست، تسلط یافت. این ضوابط در اوایل همین مقاله تشریح و بررسی گردید و به برخی نکات اجرایی آن اشاره شد.

نکات آرماتور طولی

در این گام مهندس طراح علاوه بر ضوابط ذکر شده، بایستی به برخی مطالب تئوریک و سایر ضوابط میلگردگذاری (نظیر محل قطع میلگردها، طول مهاری میلگرد، نحوه تعیین آرماتورهای اصلی و تقویتی و…) نیز تسلط داشته باشد. عمده این مطالب در درس سازه‌های بتن‌آرمه بررسی شده و در این مقاله برخی از موارد مهم آن به‌صورت خلاصه یادآوری خواهد شد.

با توجه به توضیحات ارائه شده به‌راحتی می‌توان متوجه شد که در شکل فوق چرا نرم‌افزار برای تیر کنسول در ایستگاه آخر، مقدار آرماتور طولی بالا و پایین مقطع را صفر گزارش کرده است.

در فیلم آموزشی زیر مهندس علی زارع در مورد تعیین تعداد میلگردهای سراسری و تقویتی نکات قابل توجهی را بیان می‌کند. این ویدئو 8 دقیقه‌ای بخشی از فیلم آموزشی تیپ بندی تیر و ستون  می‌باشد. برای درک راحت‌تر مطالب حداقل یک بار ویدئو را مشاهده کنید.

گام آخر را در قالب مثالی به‌صورت زیر بررسی خواهیم کرد تا عملاً با نحوه محاسبه تعداد میلگرد طولی در تیر و همین‌طور سایز آن‌ها آشنا شوید. در تیپ‌بندی اولیه بر اساس نکات مطرح شده در گام سوم، ابعاد این تیر در همه دهانه 40×50 سانتی‌متر انتخاب شده است. توجه داشته باشید که مساحت‌های گزارش شده در هر یک از ایستگاه‌ها در نرم‌افزار Etabs، حداقل مقدار آرماتور محاسباتی می‌باشد؛ بنابراین استفاده از مقدار آرماتور کمتر از مقدار گزارش شده مجاز نخواهد بود.

شکل ۲۶:  محاسبه تعداد میلگرد در تیر

اغلب مهندسین برای تعیین تعداد و سایز میلگردهای سراسری، یک تیر یکسره (با چنددهانه) را انتخاب کرده و کوچک‌ترین عدد در بالا و پایین مقطع را به‌عنوان مساحت میلگرد سراسری در نظر گرفته و مابقی اختلاف مساحت باقی‌مانده را با آرماتورهای تقویتی جبران می‌نمایند. هرچند این روش در اکثر موارد صحیح و کاربردی است ولی نمی‌توان انتخاب میلگرد سراسری را صرفاً به انتخاب کوچک‌ترین عدد دهانه‌ها محدود کرد؛ زیرا مهندس طراح بایستی موارد اجرایی و آیین‌نامه‌ای را نیز مدنظر قرار دهد.

به‌عنوان‌مثال در شکل بالا، بهتر است برای محاسبه میلگردهای سراسری فوقانی تیر از عدد ۴ به‌جای ۲ استفاده شود؛ زیرا در این حالت لزومی به استفاده از میلگرد تقویتی در وسط دهانه تیر سمت راست نخواهد بود و همین‌طور در پایین مقطع باتوجه‌به اختلاف بسیار کم اعداد، بهتر است بزرگ‌ترین عدد (عدد ۶) را به‌عنوان میلگرد سراسری انتخاب شود تا هیچ میلگرد تقویتی در پایین مقطع مصرف نشود (توجه به این نکته هم ضروری است که در اغلب موارد مقدار آرماتورهای تیرهای کنسول بسیار کم خواهد شد و استفاده از اعداد گزارش شده برای آن در محاسبه میگرد سراسری چندان توصیه نمی‌شود).

شکل ۲۷: حداقل سطح مقطع آرماتور سراسری

تاکنون مشخص شد که مساحت میلگردهای سراسری در بالا و پایین مقطع به ترتیب برابر ۴ و ۶  سانتی‌متر مربع است. برای تبدیل این مساحت‌ها به تعداد میلگرد و سایز آن، بهتر است با مساحت تعدادی میلگرد آشنا شویم:

با توجه به جدول فوق و یادآوری این مطلب که نرم‌افزار Etabs حداقل مساحت لازم را گزارش می‌کند؛ می‌توان آرماتورهای سراسری بالا و پایین مقطع را به‌صورت زیر محاسبه کرد:

Top: As report = 4 cm2   → if use: 2 Φ18 → As calc=2×2.5=5 cm2 > 4 cm2 → OK
Bot:  As report = 6 cm2   → if use: 3 Φ18 → As calc=3×2.5=7.5 cm2 > 6 cm2 → OK

پس برای بالای مقطع از ۲ میلگرد نمره 18 با مساحت 5 سانتی‌متر مربع و برای پایین آن از 3 میلگرد نمره 18 با مساحت 7.5 سانتی‌متر مربع به‌صورت سراسری استفاده شده است.

شکل ۲۸: تعیین تعداد میلگرد سراسری از روی سطح مقطع آرماتور موردنیاز

برای محاسبه مقدار آرماتورهای تقویتی لازم است اختلاف اعداد گزارش شده در هر یک ایستگاه‌ها را با مساحت آرماتورهای سراسری محاسبه شده، به دست آوریم. به‌عنوان‌مثال برای ایستگاهی که مقدار آرماتور کل آن ۱۱ گزارش شده است، مقدار آرماتور تقویتی به صورتی که در شکل زیر می‌بینید محاسبه خواهد شد. (مقدار آرماتورهای تقویتی سایر ایستگاه‌ها با رنگ قرمز روی آن‌ها درج شده است.)

شکل ۲۹:  محاسبه مقدار آرماتورهای تقویتی لازم در طراحی تیر بتنی

همانند روش قبل این مساحت به تعداد و سایز آرماتور تبدیل خواهد شد. البته به‌خاطر دارید که پیش‌تر گفته شد بهتر است سایز میلگرد تقویتی حداقل ۲ شماره از سایز میلگرد سراسری بزرگ‌تر باشد. ازاین‌رو، برای ایستگاهی که مقدار آرماتور تقویتی آن ۱۱ محاسبه شد، خواهیم داشت:

در  ویرایش 99 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در بندهای (9-11-5-1-2 و 9-11-2-3))، حداقل مقدار آرماتور خمشی برابر است با:

ρ≥max⁡(1.4/f_y ,(0.25√(f_c ))/f_y )=(1.4/400,(0.25√30)/400)→max⁡(0.0035.0.00342)

با توجه به اینکه ابعاد تیر را 40×50 در نظر گرفته بودیم:

A_smin=ρ bd=0.0035×40×45=6.3 cm²

اگر آرماتور موردنظر مقطعی کمتر از آرماتور حداقل باشد. حال، دو سؤال اساسی به وجود می‌آید:

❓اگر آرماتور موردنیاز (اعداد نشان داده شده توسط ایتبس) کمتر از A_smin باشد راهکار چیست؟

در این حالت درصورتی‌که درصد فولاد حاصل از محاسبات کمتر از ρ_min   باشد، می‌توان با قرار دادن 1.33 برابر فولاد حاصل از محاسبه، از کنترل رابطه مربوط به حداقل فولاد، چشم پوشی کرد.

if 1.33ρ<ρ_min→A_smin=1.33ρbd

❓اگر  آرماتور موردنیاز (اعداد نشان داده شده توسط ایتبس) بیشتر از A_smax باشد راهکار چیست؟

این حالت مورد قبول آیین‌نامه نیست، زیرا شکست این نوع مقطع ترد است. در این صورت می‌توان ابعاد مقطع را بزرگ‌تر کرد که باید مجدد آرماتور حداقل و حداکثر کنترل شود و یا می‌توان از آرماتور فشاری استفاده کرد.

برای محاسبه آرماتورهای تقویتی سایر ایستگاه‌ها نیز مشابه همین روال را پیش خواهیم گرفت. در نهایت نیز با استفاده از محاسبه طول مهاری و محل قطع این آرماتورها که پیش‌تر توضیح داده شد، اقدام به ترسیم نقشه‌های اجرایی خواهیم نمود.

2.9. چند توصیه اجرایی در محاسبات میلگردهای اصلی و تقویتی تیر

علاوه بر ضوابط آرماتورگذاری تیر بتنی، حتماً محدودیت‌های هندسی تیر را در بند 9-20-۵-۲-1 که برای شکل‌پذیری متوسط قرار داده شده است را مطالعه کرده و در ترسیم نقشه‌های اجرایی مدنظر قرار دهید.
حتی‌الامکان سعی شود آرماتورهای سراسری بالا و پایین مقطع هم سایز باشند.
توصیه می‌شود آرماتورهای تقویتی طرفین یک ستون هم سایز و هم تعداد باشند.
بهتر است برای میلگردهای سراسری از سایزهای خیلی بزرگ (Φ28) یا (Φ32) استفاده نشود تا امکان تأمین طول مهاری آن در داخل ستون انتهایی قاب میسر باشد.
سعی شود تنوع سایز میلگردهای مصرفی در کل پروژه را محدود شود تا اشتباهات اجرایی کاهش یابد.
سایز میلگرد تیرها به نحوی انتخاب شود که از همان سایز میلگرد در ستون‌ها نیز بتوان استفاده نمود. این کار کمک بسیاری به کاهش پرتی مصالح و اقتصاد پروژه خواهد کرد.

3.9. محاسبه آرماتورهای عرضی تیر در 3 گام

در این بخش ابتدا نکات اجرایی و مباحث تئوریک خاموت تیرها که پیش‌ازاین هم به آن‌ها اشاره شده بود، مجدداً یادآوری شده و سپس در قالب سه‌گام، نحوه کنترل ضوابط مربوط به آرماتورهای عرضی بررسی خواهد شد.

پیش از شروع گام ها لازم است به ضوابط بند 9-20-5-2-2 و 9-20-5-2-3 که مربوط به آرماتورهای عرضی تیرهاست، تسلط یافت. برخلاف آرماتورهای طولی تیرها، خاموت‌گذاری آن‌ها نکات اجرایی چندان زیادی نداشته و عمدتاً بر اساس ضوابط خاموت‌گذاری محاسبه خواهند شد. این ضوابط به طور کامل در اوایل این مقاله تشریح شده است.

1.3.9. نکات مهم خاموت‌گذاری در طراحی تیر بتنی

برخلاف آرماتورهای طولی تیرها، تنوع سایز خاموت تیر بسیار کم بوده و معمولاً از آرماتور با سایز کوچک مانند (Φ8) یا (Φ10) استفاده می‌شود.
توصیه می‌شود سایز خاموت‌ها در ناحیه بحرانی و غیربحرانی یکسان بوده و فقط فاصله آن‌ها متغیر باشد تا از میزان خطاهای اجرایی کاهش یابد.
همانند آرماتورهای طولی، مقدار گزارش شده برای خاموت‌ها، حداقلِ موردنیاز است و نباید مقداری کمتر از آن را استفاده کرد.
توصیه می‌شود برای سهولت خم‌کاری خاموت‌ها، رده آن‌ها AII انتخاب شوند.
در حد امکان فاصله خاموت‌ها از یکدیگر (در ناحیه بحرانی و غیربحرانی) اعداد صحیح و ترجیحاً مضربی از عدد 5 یا 2.5 باشد.

2.3.9. گام 1: قرائت مقدار میلگردهای عرضی تیر در نرم‌افزار  Etabs

برای نمایش مقدار میلگردهای عرضی تیرها، پس از آنالیز و طراحی سازه، می‌توان از مسیر زیر برای قرائت نسبت Av/s تیرها اقدام کرد:

شکل ۳۰:  آرماتور برشی موردنیاز در طراحی تیر بتنی

پس از زدن دکمه  ok، نسبت مساحت میلگرد عرضی به فاصله خاموت‌ها (Av/s) بر حسب واحد نرم‌افزار روی هر دهانه از تیر مشخص خواهد شد (در این مقاله واحدها بر برحسب cm خواهند بود).

شکل ۳۱: آرماتور برشی موردنیاز

3.3.9. گام 2: نحوه محاسبه آرماتور عرضی در تیرها توسط نرم‌افزار Etabs

نرم‌افزار Etabs مقدار میلگردهای عرضی (خاموت‌ها) تیرها را به‌صورت نسبت Av/s در سه ایستگاه در طول تیر گزارش می‌کند. با فرض خوبی می‌توان  ایستگاه‌های ابتدایی و انتهایی را به‌عنوان خاموت‌گذاری ناحیه بحرانی و ایستگاه وسط دهانه را به‌عنوان خاموت‌گذاری ناحیه غیربحرانی در نظر گرفت. به‌عنوان‌مثال اگر تیر دو دهانه زیر را، در نظر بگیریم؛ مقدار خاموت‌ها برحسب cm²/cm به‌صورت زیر گزارش خواهد شده است:

شکل ۳۲: مقدار آرماتور عرضی موردنیاز گزارش شده از ایتبس

4.3.9. گام ۳: به دست آوردن سایز و فاصله خاموت‌ها در تیر

گام آخر را در قالب مثالی به‌صورت زیر بررسی خواهیم تا عملاً با نحوه محاسبه خاموت‌های تیر آشنا شوید. نسبت Av/S گزارش شده توسط نرم‌افزار، حداقل مقدار آرماتور محاسباتی می‌باشد؛ بنابراین استفاده از مقدار آرماتور کمتر از مقدار آرماتور گزارش شده مجاز نخواهد بود.

شکل ۳۳:  محاسبه خاموت موردنیاز در تیر بتنی

برای محاسبه خاموت‌ها لازم است مراحل زیر را به ترتیب طی گردد. برای یادآوری ضوابط خاموت‌گذاری تیر از تصویر زیر که ضوابط خاموت‌گذاری به‌صورت خلاصه در آن اعمال گردیده است، استفاده خواهیم نمود:

شکل ۳۴:  ضوابط فاصله خاموت‌ها در ناحیه بحرانی و غیربحرانی

فاصله خاموت ها در ناحیه بحرانی و غیربحرانی برای شکل‌پذیری متوسط:

مرحله ۱ (تعیین طول ناحیه بحرانی):

از تصویر فوق مشخص است که طول این ناحیه دوبرابر ارتفاع مقطع تیر خواهد؛ لذا:

L0=2×40=80 cm

طول ناحیه بحرانی تیر برای شکل‌پذیری متوسط

طول ناحیه بحرانی تیر برای شکل‌پذیری زیاد

مرحله ۲ (تعیین قطر خاموت‌ها در ناحیه بحرانی و غیربحرانی):

پیش‌تر گفته شد که حداقل قطر خاموت در قاب خمشی با شکل‌پذیری متوسط برابر ۸ میلی‌متر است و ما نیز همین میلگرد (Φ8) را به‌عنوان خاموت در ناحیه بحرانی و غیربحرانی انتخاب خواهیم کرد.

مرحله 3 (تعیین فاصله خاموت‌ها در ناحیه بحرانی):

قبلاً گفته شد که فاصله خاموت‌ها در ناحیه بحرانی از رابطه زیر قابل محاسبه است:

S1 ≤ min {d/4, 8d_{b min}, 24d_{b trans} , 30 cm}
S1 ≤ min {(50-5)/4, 8 × 1.8,  24 × 0.8 , 30 } = min {11.25, 14.4 ,  19.2 , 30 } = 11.25 cm → use: 10 cm

مرحله 4 (تعیین فاصله خاموت‌ها در ناحیه غیربحرانی):

قبلاً گفته شد که فاصله خاموت‌ها در ناحیه غیربحرانی از رابطه زیر قابل محاسبه است:

S2 ≤  d/2 → S2 ≤ (50-5)/2 = 22.5 cm → use: 20 cm

مرحله 5 (کنترل Av/S گزارش شده):

در تصویر تیر سراسری دو دهانه و یا دهانه کنسول را با مقطع 40 ×50 مشاهده می‌کنید که نسبت Av/S گزارش شده توسط نرم‌افزار به‌صورت زیر می‌باشد:

شکل ۳۵:  نسبت Av/S گزارش شده توسط نرم‌افزار

در این مرحله بایستی مقدار Av/S گزارش شده توسط نرم‌افزار را با مقدار Av/S محاسباتی در مراحل قبل، مقایسه کنیم:

ناحیه بحرانی               

ناحیه غیربحرانی               

مرحله ۶ (نهایی کردن سایز و فاصله خاموت‌ها در ناحیه بحرانی و غیربحرانی):

همان‌طور که مشاهده می‌شود، اعداد گزارش شده توسط نرم‌افزار کوچک‌تر از اعداد خروجی آیین‌نامه می‌باشد و نیازی به اعمال تغییر در سایز یا فاصله خاموت‌ها نمی‌باشد؛ لذا برای ناحیه بحرانی از خاموت نمره ۸ با فاصله ۱۰ سانتی‌متر از هم و برای ناحیه غیربحرانی از خاموت نمره ۸ با فاصله ۲۰ سانتی‌متر از هم استفاده خواهیم کرد.

در ویدئو زیر که بخشی از فیلم آموزشی تیپ بندی تیر و ستون می‌باشد مهندس علی زارع نکات قابل توجهی را در مورد تعیین فاصله خاموت ها بر اساس دو معیار محاسباتی و آیین‌نامه‌ای بیان می‌کند. مشاهده این ویدئو کوتاه خالی از لطف نیست.

برخی از ایرادات و اخطارهای نرم‌افزار ایتبس

1-  چرا تیر قرمز رنگ شده و پیغام O/S بر روی آن ظاهر شده است؟

برخلاف تصور رایج، نمی‌توان مقاومت برشی تیر را با استفاده از خاموت به هر اندازه‌ای افزایش داد؛ زیرا آزمایش‌ها انجام شده بر روی مقاطع پر خاموت نشان داده است که در این مقاطع عرض ترک‌های برشی بیش از اندازه افزایش یافته و حتی در بعضی موارد بتنِ مابین خاموت‌ها خرد می‌شود. این موضوع توسط نرم‌افزار Etabs کنترل شده و در مواردی که امکان تأمین مقاومت برشی از طریق خاموتِ حداکثر ممکن نباشد (مانند تیر رابط راه‌پله در تصویر بالا)، عضو قرمزرنگ شده و پیغام O/S بر روی آن ظاهر می‌شود و لازم است ابعاد مقطع بزرگ‌تر شود تا تیر برای برش ایجاد شده جوابگو باشد.

۲- در بعضی تیرها هرچقدر ابعاد مقطع را زیاد می‌کنم باز هم تیر قرمز است! باید چه‌کار کنم؟

در چنین تیرهایی احتمالاً مشکل پیچش دارید. در این شرایط نباید ابعاد مقطع را افزایش دهید؛ بلکه باید اصلاح سختی پیچشی تیرها را در پیش بگیرید.

۳-  نحوه آرماتورگذاری تیرهای مدفون در داخل دیوار برشی چگونه است؟

این موضوع یکی از مسائلی است که سبب اختلاف‌نظر بسیاری از مهندسین شده است و دو نظر عمده ازاین‌قرار است:

عده‌ای از مهندسین تیرهای داخل دیوار برشی را جزئی از خود دیوار در نظر می‌گیرند (مانند ستون‌ها کناری دیوار برشی که به‌عنوان المان‌های مرزی دیوار (و نه ستون) شناخته می‌شوند). از همین رو طراحی مجزای این تیرها را لازم ندانسته و همان آرماتورهای طولی و عرضی دیوار برشی برای این تیرها در نظر گرفته می‌شود.
دسته دیگری از مهندسین طراحی مجزای تیرهای مدفون در دیوار برشی را لازم ندانسته و برای کاهش مشکلات آرماتوربندی و سهولت تیرچه ریزی سقف‌ها، ترجیح می‌دهند که آرماتورهای طولی و عرضی تیرهای مدفون در دیوار برشی همانند آرماتورهای طولی و عرضی تیری که در ادامه آن قرار دارد، در نظر گرفته شود. در این روش میلگردهای طولی تیر در داخل المان‌های مرزی قلاب خواهد شد.

با مدنظر قراردادن شرایط اجرایی و نظر اکثر اساتید و مهندسین، روش دوم مقبول‌تر می‌باشد. در مقاله آرماتورگذاری دیوار برشی مطالب گسترده‌ای دراین‌خصوص ارائه شده است.

پرسش‌وپاسخ

نتیجه‌گیری

1- مهندس سازه باید علاوه بر تسلط بر نرم‌افزار بر روش طراحی دستی سازه و نحوه آرماتورگذاری تسلط کامل داشته باشد.
2- مهندس طراح علاوه بر تسلط و اعمال بندهای آیین‌نامه‌ای در ترسیم نقش‌های اجرایی، بایستی از تجربه کارگاهی و دید اجرایی خوبی برخوردار باشد تا نقشه‌های ترسیمی او کمترین ابهام و دشواری را در اجرا داشته باشد.
3- نقشه‌های اجرایی مورد استفاده در کارگاه‌های ساختمانی نقش زبان مهندس طراح پروژه را بازی می‌کند. لذا لازم است این نقشه تا حد امکان شفاف و عاری از هر گونه ابهام باشند.
۴- در کنار رعایت این بندها توسط محاسب سازه، لازم است مقاطع مورداستفاده در نقشه‌ها دارای نظم مخصوص به خود باشند که اصطلاحاً آن را «تیپ‌بندی مقاطع» می‌نامند.
۵- در تیپ‌بندی مقاطع سعی می‌شود تنوع ابعاد، تعداد و سایز و طول آرماتورها و… در پلان و ارتفاع در حد معقولی باشد تا خطاهای اجرایی به حداقل برسند.

منابع

1. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش ۱۳۹۹
2. مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، ویرایش سال ۱۳۹۸
3. Building code requirements for structural concrete, ACI318-19
4. Minimum design loads and associated criteria for buildings and other structures, ASCE7-22
   ETABS 2019 Documentation

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

• ارسال سوال برای تولید محتوا