مقاله تحلیلی: جزئیات طراحی ستون‌ ها در ساختمان‌ های بتن مسلح

جزئیات آرماتور گذاری طولی

بعدازاینکه ابعاد مقطع عرضی و سطح موردنیاز آرماتور طولی برای یک ستون بتن مسلح بر اساس الزامات مقاومتی آن تعیین شد، اندازه و تعداد آرماتورهای طولی باید طبق الزامات زیر انتخاب شوند:

1. مساحت آرماتور برابر یا بزرگ‌تر از مقدار موردنیاز باشد.
2. حداقل و حداکثر الزامات مرتبط بافاصله آرماتور گذاری مطابق با ACI 318-14 رعایت شود. ستون‌هایی که نسبت‌های آرماتور طولی آن‌ها در محدوده %1 تا %2 باشد، معمولاً اقتصادی‌ترین حالت هستند زیرا بتن نسبت به آرماتور فولادی دربرابر نیروهای فشاری محوری مقاومت بهتری دارد. معمولاً استفاده از ستون‌هایی با ابعاد بزرگ‌تر به همراه آرماتور طولی کمتر صرفه اقتصادی بیشتری دارد.

حداقل تعداد میلگردهای طولی در یک ستون بر اساس نوع آرماتور گذاری عرضی آن در بخش 10.7.3.1 از ACI 318 شرح داده شده است (جدول 1). درصورتی‌که میلگردهای طولی به شکل دایروی قرار گیرند و تعداد آن‌ها کمتر از 8 میلگرد باشد، موقعیت میلگردها بر روی مقاومت خمشی ستون تأثیرگذار خواهد بود؛ این موضوع باید در طراحی لحاظ گردد.

حداقل فاصله آزاد بین میلگردهای طولی نیز در بخش 25.2 از ACI 318 تشریح شده است (شکل 1). در این شکلd_b قطر میلگردهای طولی و d_agg حداکثر اندازه اسمی سنگ‌دانه درشت در بتن است. میلگردهای طولی باید به‌اندازه کافی از یکدیگر فاصله داشته باشند تا بتن به‌راحتی بین آن‌ها جریان یابد. رعایت حداقل فاصله میلگردها به‌طور خاص در جاهایی که وصله وجود دارد،  بسیار مهم است. 

به‌منظور تسهیل انتخاب میلگردهای طولی، حداقل ابعاد مقطع ستون‌های دارای تنگ مستطیلی و وصله‌های پوششی معمولی بر اساس الزامات حداقل فاصله آرماتور و با فرض 1.5 اینچ پوشش خالص برای تنگ‌های شماره 4 در جدول 2 ارائه شده است. ابعاد مقطع ستون به نزدیک‌ترین عدد بر اساس اینچ گرد شده‌اند. جداول مشابهی را می‌توان برای میلگردهای تنگ با اندازه‌های دیگر و شکل‌های دیگر آرماتور گذاری طولی (دایروی) تهیه کرد.

برای ستون‌های قاب‌های خمشی معمولی در ساختمان‌های دسته A یا B طراحی لرزه‌ای، یا در قاب‌های خمشی متوسط دسته C، وصله‌های پوششی میلگردهای طولی را می‌توان درست در بالای دال تعبیه کرد. به دلیل سادگی ساخت آن‌ها، این ناحیه دارای ارجحیت است (شکل 2). نوع وصله پوششی که باید استفاده شود به مقدار تنش در میلگردهای طولی براثر ترکیبات بار ضریب دار وابسته است (بخش 10.7.5.2 از ACI 318 را ببینید).    

برای ستون‌هایی که بخشی از قاب‌های خمشی ویژه در ساختمان‌های دسته D,E یا F هستند وصله‌های پوششی باید از نوع کششی بوده و در یک‌سوم میانی طول ستون قرار گیرند. همچنین این وصله‌های پوششی باید دور از دو انتهای ستون که احتمال ورقه شدن بتن براثر رویداد لرزه‌ای وجود دارد، قرار گیرند (بخش 18.7.4.3 از ACI 318)

جزئیات آرماتور گذاری عرضی

الزامات ستون‌های دارای آرماتور گذاری تنگ در بخش‌های 10.7.6 و 25.7.2 از ACI 318 و ابعاد استاندارد قلاب برای تنگ‌ها در بخش 25.3.2 از ACI شرح داده شده است. نی الزامات فاصله تنگ‌ها برای ستون‌های بتن مسلح در ساختمان‌های دسته A و B در شکل 3 نشان داده شده است. فاصله آزاد بین تنگ‌ها باید حداقل 4⁄3 d_agg باشد. فاصله موردنیاز تنگ‌ها بسته به الزامات مقاومت برشی ممکن است کمتر از مقادیر موجود در شکل باشد. 

الزامات بخش 25.7.2.3 از ACI 318 مربوط به تنگ‌هایی با شکل‌ها خطی و حداکثر فاصله آزاد مجاز بین میلگردهای طولی دارای مهار جانبی در شکل 4 و شکل R25.7.2.3a از ACI 318 نشان داده شده است. برای میلگردهای طولی که دارای فاصله آزاد بیشتر از 6 اینچ از میلگرد سیستم مهار جانبی در هر طرف تنگ هستند، باید مهار جانبی در نظر گرفته شود. 

روش‌های مختلفی برای قرارگیری تنگ‌ها در یک ستون وجود دارد و برخی از آن‌ها نسبت به دیگر روش‌ها دارای ارجحیت هستند. موقعیت قرارگیری تنگ‌ها در شکل 5 را مشاهده کنید. موقعیت قرارگیری تنگ‌ها در شکل‌های a5 و b5 نسبت به شکل c5 ارجحیت دارد زیرا؛

1. تنگ محصور خارجی به‌عنوان یک راهنما برای جایگذاری آرماتور طولی توسط آرماتورگذار عمل می‌کند.
2. حفظ پوشش بتنی موردنیاز با استفاده از اسپیسرهای اطراف قالب ساده‌تر است.
3. زمانی که قفسه ستون توسط جرثقیل به محل منتقل می‌شود، از جابجایی میلگردهای طولی جلوگیری می‌شود.
4. کارهایی که باید توسط آرماتورگذار انجام شود، تسهیل می‌شود و  درنتیجه بهره‌وری افزایش می‌یابد. 

الزامات آرماتور گذاری عرضی در ستون‌هایی که جزئی از قاب‌های خمشی متوسط و ویژه هستند به ترتیب در بخش‌های 18.4.3 و 18.7 از ACI 318 شرح داده شده است. 

الزامات ستون‌های دارای آرماتور اسپیرال در بخش‌های 10.7.6 و 25.7.3 از ACI 318 تشریح شده است. اندازه استاندارد اسپیرال ها میلگردهای شماره 3 تا شماره 5 هستند. فاصله آزاد بین گام‌های متوالی در یک اسپیرال نباید بیشتر از 3 اینچ یا کمتر از بیشترین مقدار 1 اینچ یا 4⁄3 d_agg باشد. اسپیرال های استاندارد پیشنهادی برای ستون‌های دایروی دارای آرماتور گرید 60 و مقاومت‌های فشاری مختلف بتن در جدول 3 ارائه شده است. 

 منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.