1-14-9 گستره

1-1-14-9 ضوابط این فصل باید برای طراحی دیافراگم‌هایی با شرایط زیر، رعایت شوند:

الف – دیافراگم‌هایی که به صورت دال‌های بتنی درجای یکپارچه ساخته شده‌اند.

ب– دیافراگم‌هایی که به صورت یک رویه‌ی بتنی درجا بر روی اجزای پیش‌ساخته اجرا شده‌اند.

پ– دیافراگم‌هایی که از اجزای پیش‌ساخته‌ی دارای نوار لبه تشکیل شده‌اند. نوارهای لبه می‌توانند توسط رویای بتنی درجا، و یا توسط تیرهای لبه تأمین شده باشند.

ت– دیافراگم‌هایی که از اجزای پیش‌ساخته متصل به یک دیگر و بدون بتن رویه‌ی درجا تشکیل شده‌اند.

2-1-14-9 دیافراگم‌های سازه‌هایی که برای تحمل بار جانبی زلزله طراحی می‌شوند، باید ضوابط بخش 9-20-8 را نیز برآورده نمایند.

2-14-9 نیروهای طراحی دیافراگم

1-2-14-9 در طراحی دیافراگم‌ها باید آثار نیروهای زیر مورد توجه قرار گیرند (به شکل 9-14-1 توجه شود).

الف– نیروهای داخل صفحه‌ی دیافراگم ناشی از بارهای جانبی وارد بر سازه؛

ب– نیروهای منتقل شده به دیافراگم؛

پ– نیروهای به وجود آمده در اتصالات دیافراگم و اعضای قائم قاب یا اجزای غیرسازه ای؛

ت – نیروهای افقی ایجاد شده در اثر وجود اجزای قائم مهاری و یا اجزای مایل در سازه؛

ت – نیروهای خارج از صفحه ناشی از بارهای ثقلی و سایر بارهای وارد بر سطح دیافراگم.

3-14-9 حداقل ضخامت دیافراگم

1-3-14-9 دیافراگم‌ها باید از ضخامت کافی برخوردار باشند؛ به طوری که از تأمین پایداری، مقاومت و سختی آن‌ها تحت اثر ترکیب‌های بارهای ضریب دار، اطمینان حاصل شود.

2-3-14-9 ضخامت دیافراگم‌های سقف و کف نباید کمتر از ضخامت مورد نیاز این اعضا مطابق ضوابط سایر فصول این مبحث برای دال‌های یک‌طرفه و دو طرفه باشد.

شکل 9-14-1 نیروهای وارد بر دیافراگم

4-14-9 مقاومت مورد نیاز

1-4-14-9 کلیات

1-1-4-14-9 مقاومت مورد نیاز برای دیافراگم‌ها، جمع کننده‌ها و اتصالات آن‌ها باید بر اساس ترکیبهای بارهای ضریبدار فصل 9-7 تعیین شود.

2-1-4-14-9 مقاومت مورد نیاز برای دیافراگم‌هایی که بخشی از سقف یا کف هستند. باید با در نظر گرفتن اثرات بارهای خارج از صفحه همزمان با سایر بارهای وارده تعیین شود.

2-4-14-9 تحلیل و مدل‌سازی دیافراگم

1-2-4-14-9 در مدل‌سازی و تحلیل دیافراگم‌ها باید ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان رعایت شوند.

2-2-4-14-9 فرآیند مدل‌سازی و تحلیل دیافراگم‌ها باید الزامات فصل 9-6 را برآورده نمایند.

در مدل‌سازی دیافراگم می‌توان از هر مجموعه فرضیات منطقی و سازگار برای سختی آن استفاده نمود.

3-2-4-14-9 تحلیل دیافراگم و تعیین لنگر خمشی، نیروی برشی و نیروی محوری داخل صفحه‌ی آن باید بر مبنای تأمین شرایط تعادل و شرایط مرزی طراحی صورت گیرد. در این ارتباط می‌توان مدل‌های زیر را به کار گرفت:

الف – دیافراگم صلب، در صورتی که بتوان آن را صلب فرض نمود.

ب– دیافراگم انعطاف‌پذیر، در صورتی که بتوان آن را انعطاف‌پذیر فرض نمود.

پ– تحلیل‌های جداگانه بر اساس فرض حدود بالا و پایین برای سختی داخل صفحه‌ی دیافراگم، که در آن حداکثر تلاش به دست آمده از هر یک از این مدل‌ها، مبنای طراحی قرار می‌گیرد.

ت– مدل اجزای محدود به منظور کردن انعطاف‌پذیری دیافراگم.

ث– مدل خرپایی.

برای تعیین صلبیت یا انعطاف‌پذیری دیافراگم‌ها، ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند.

4-2-4-14-9 طراحی دیافراگم و اجزای تشکیل‌دهنده‌ی آن از جمله جمع کننده‌ها، بدون توجه به عملکرد صلب یا انعطاف‌پذیر آن، ضروری است.

5-14-9 مقاومت طراحی

1-5-14-9 کلیات

1-1-5-14-9 طراحی دیافراگم‌ها و اتصالات آن‌ها باید برای ترکیب بارهای ضریب‌دار و بر اساس تأمین رابطه‌ی (9-1-1) به صورت ϕS_n≥U مطابق ضوابط فصل 9-7 صورت گیرد. اندر کنش بین اثرات بار باید در طراحی منظور شود. ضریب ϕ باید بر اساس ضوابط فصل 9-7 تعیین شود.

2-1-5-14-9 مقاومت طراحی دیافراگم باید در انطباق با یکی از بندهای (الف) تا (ت) باشد:

الف – در مواردی که دیافراگم به صورت یک تیر با عمقی برابر با عمق کامل دیافراگم مدل شده باشد و لنگر وارد بر آن توسط آرماتورهای متمرکز در لبه‌ها تحمل شود، مقاومت‌های طراحی باید بر اساس بندهای 9-14-5-2 تا 9-14-5-4 تعیین شوند.

ب– در مواردی که دیافراگم یا بخشی از آن، با روش خرپایی (روش بست و بند) مدل شده باشد، مقاومت طراحی باید بر اساس پیوست 9-پ3 تعیین شود.

پ– در مواردی که دیافراگم به روش اجزای محدود مدل شده باشد، مقاومت طراحی باید مطابق با ضوابط فصل 8 تعیین شود. توزیع غیریکنواخت برش باید در طراحی برشی مورد توجه قرار گیرد. در این موارد، پیش‌بینی جمع کننده‌ها برای انتقال برش به اجزای قائم سیستم باربر جانبی الزامی است.

ت– در مواردی که دیافراگم به روشی غیراز بندهای فوق طراحی شده باشد، این روش باید شرایط تعادل را برآورده نموده، و مقاومت‌های طراحی حداقل برابر با مقاومت مورد نیاز برای تمام اجزای موجود در مسیر بار را تأمین نماید.

2-5-14-9 طراحی برای لنگر خمشی و نیروی محوری

1-2-5-14-9 طراحی دیافراگم برای تحمل نیروهای محوری و لنگر خمشی داخل صفحه، باید بر اساس بندهای 9-8-2 و 9-8-3 انجام شود.

2-2-5-14-9 مقاومت کششی ناشی از خمش در دیافراگم باید به یکی از روش‌های مندرج در بندهای (الف) تا (پ) و یا ترکیبی از آن‌ها، تأمین شود:

الف – استفاده از آرماتورهای آجدار

ب– استفاده از کابلهای پیش‌تنیدگی، چه قطعات پیش‌تنیده باشند و یا نباشند.

پ– استفاده از اتصال دهنده‌های مکانیکی که از درز بین اجزای پیش‌ساخته عبور می‌کنند.

3-2-5-14-9 آرماتورها و اتصال دهنده‌های مکانیکی که برای تحمل کشش ناشی از خمش به کار برده می‌شوند، باید در محدوده‌ی از لبه‌ی کششی دیافراگم تعبیه شوند. مقدار h برابر با عمق دیافراگم است که در صفحه‌ی دیافراگم و در مقطع مورد نظر اندازه‌گیری می‌شود. چنان چه عمق دیافراگم در طول دهانه تغییر پیدا کند، لازم است آرماتورها در بخش‌هایی از دیافراگم که در مجاورت مقطع مورد نظر قرار گرفته، ولی در محدوده‌ی قرار ندارد، مهار شوند.

4-2-5-14-9 اتصال دهنده‌های مکانیکی که از اتصال بین قطعات پیش‌ساخته عبور می‌کنند، باید برای تحمل نیروی کششی متناظر با بازشدگی مورد انتظار در اتصال، طراحی شوند.

3-5-14-9 طراحی برای برش

1-3-5-14-9 ضوابط این بند باید در تعیین مقاومت برشی داخل صفحه‌ی دیافراگم‌ها به کار روند.

2-3-5-14-9 ضریب کاهش مقاومت ϕ باید برابر با 0/75 در نظر گرفته شود؛ مگر در مواردی که بر اساس بند 9-7-4-5، مقدار کمتری برای این ضریب معرفی شده باشد.

3-3-5-14-9 در دیافراگم‌هایی که کاملاً درجا اجرا شده‌اند، مقدار V_n باید با استفاده از رابطه‌ی (9-14-1) تعیین شود.

در این رابطه، A_cv سطح مقطع خالص برشی بتن است که به ضخامت و عمق دیافراگم محدود شده، و سطح فضاهای خالی در آن، در صورت وجود، کاسته می‌شود. مقدار که در محاسبه‌ی V_n به کار می‌رود، نباید از 8.3 مگاپاسکال بیشتر باشد. هم‌چنین، _tρ نسبت آرماتور توزیع شده‌ی موازی برش داخل صفحه‌ی دیافراگم است.

4-3-5-14-9 در دیافراگم‌های درجا اجرا شده، ابعاد A_cv باید چنان انتخاب شوند که رابطه‌ی (9-14-2) برقرار باشد:

که در آن، مقدار که در محاسبه‌ی V_nبه کار می‌رود، نباید از 8/3 مگاپاسکال بیشتر باشد.

5-3-5-14-9 در دیافراگم‌هایی که به صورت رویه‌ی بتنی درجا بر روی قطعات پیش‌ساخته اجرا می‌شوند، باید ضوابط بندهای 9-14-5-3-3، 9-14-5-3-4 و 9-14-5-3-6، و با منظور کردن مقدار A_vc به شرح بندهای (الف) و (ب) زیر رعایت شوند:

الف- در مواردی که بتن رویه به صورت مرکب با قطعات پیش‌ساخته کار نمی‌کند، مقدار A_cv برابر با سطح مقطع این رویه است.

ب- در مواردی که بتن رویه با قطعات پیش‌ساخته به صورت مرکب کار می‌کند، مقدار A_cv مجموع سطح مقطع قطعه‌ی پیش‌ساخته و بتن رویه است. در این موارد، f‘_c باید کمترین مقدار مقاومت فشاری بتن قطعه‌ی پیش‌ساخته و بتن رویه، در نظر گرفته شود.

6-3-5-14-9 مقدار V_n نباید از مقدار برش محاسبه شده بر اساس ضوابط برش اصطکاکی مورد بحث در بند 9-8-8 تجاوز کند. در این ضوابط، باید ضخامت بتن رویه در ناحیه‌ی روی اتصالات قطعات پیش‌ساخته، و نیز آرماتورهای عبور کننده از این اتصالات، مورد توجه قرار گیرند.

7-3-5-14-9 در دیافراگم‌هایی که با اتصال قطعات پیش‌ساخته بدون بتن رویه، و یا اتصال قطعات پیش‌ساخته به کمک نوارهای بتن رویه، و یا تیرهای لبه اجرا می‌شوند، باید ضوابط بندهای (الف)، (ب) و یا هر دو آن‌ها رعایت شوند:

الف- مقاومت اسمی اتصالات گروت‌ریزی شده نباید از 0/55 مگا پاسکال تجاوز کند. آرماتورها باید براساس بند 9-8-8 برای برش اصطکاکی طراحی شوند. آرماتورهای برش – اصطکاک باید علاوه بر آرماتورهایی که برای تحمل کشش ناشی از خمش و نیروی محوری محاسبه شده‌اند، به کار برده شوند.

ب- اتصال دهنده‌های مکانیکی که با درز بین اجزای پیش‌ساخته تقاطع دارند، باید مقاومت برشی لازم با منظور نمودن اثر بازشدگی مورد انتظار در محل اتصال را داشته باشند.

8-3-5-14-9 در کلیه‌ی دیافراگم‌ها، در مواردی که برش از دیافراگم به جمع کننده، و یا از دیافراگم یا جمع کننده به یک عضو قائم از سیستم باربر جانبی منتقل می‌شود، باید ضوابط بندهای (الف) یا (ب) برآورده شوند:

الف – در مواردی که انتقال برش از طریق بتن صورت می‌گیرد، باید ضوابط برش – اصطکاک مطابق بند 9-8-8 رعایت شوند.

ب- در مواردی که انتقال برش از طریق اتصال دهنده‌های مکانیکی یا با عمل کرد زبانه‌ای آرماتورها صورت می‌گیرد، باید اثرات بلندشدگی و دوران اعضای قائم سیستم باربر جانبی مورد توجه قرار گیرند.

4-5-14-9 جمع کننده‌ها

1-4-5-14-9 جمع کننده‌ها باید به عنوان اعضای کششی، اعضای فشاری، یا هر دو، و بر اساس ضوابط بند 9-8-3 طراحی شوند.

2-4-5-14-9 جمع کننده‌ها باید از بر اعضای قائم سیستم باربر جانبی، در درون تمام یا بخشی از عمق دیافراگم، تا جایی که لازم باشد، ادامه یابند تا بتوانند برش را از دیافراگم به اعضای قائم منتقل کنند. در مواردی که دیگر انتقال نیروهای طراحی جمع کننده‌ها در طول اعضای قائم سیستم باربر جانبی لازم نباشد، می‌توان جمع کننده را قطع کرد.

3-4-5-14-9 در صورتی که یک جمع کننده برای انتقال نیروها به یک عضو قائم طراحی شود، آرماتورهای جمع کننده باید در طولی حداقل معادل آن چه در بندهای (الف) و (ب) آمده است، در عضو قائم باربر جانبی امتداد یابند:

الف – طول مورد نیاز برای گیرایی آرماتور در کشش.

ب- طول مورد نیاز برای انتقال نیروهای طراحی به اعضای قائم از طریق برش- اصطکاک (مطابق بند 9-8-8)، و یا از طریق اتصال دهنده‌های مکانیکی، و یا از طریق سایر ساز و کارهای انتقال نیرو.

6-14-9 محدودیت‌های آرماتورگذاری

1-6-14-9 آرماتورهایی که برای مقاومت در برابر تنش‌های حرارتی و جمع‌شدگی مورد استفاده قرار خواهند گرفت، باید بر اساس بند 9-19-4 تعیین شوند.

2-6-14-9 به جز در دال‌های روی زمین، در دیافراگم‌هایی که جزئی از دال‌های کف یا سقف هستند، باید محدودیت‌ها و ضوابط آرماتورگذاری دال‌های یک‌طرفه مطابق بند 9-9-7-6 و دال‌های دو طرفه مطابق بند 9-10-7 رعایت شوند.

3-6-14-9 آرماتورهایی که برای تحمل نیروهای داخل صفحه‌ی دیافراگم مورد نیاز هستند، باید علاوه بر آرماتورهایی که برای مقاومت در برابر سایر اثرات بارها محاسبه شده‌اند، تأمین شوند. ولی آرماتورهای حرارتی و جمع‌شدگی را می‌توان برای تحمل نیروهای داخل صفحه‌ی دیافراگم نیز به کار گرفت.

4-6-14-9 حداقل فاصله‌ی آرماتورهای آج‌دار (s) باید بر اساس بند 9-21-2-1 تعیین شود. حداکثر مقدار این فاصله نباید بیشتر از 5 برابر ضخامت دیافراگم یا 350 میلی‌متر در نظر گرفته شود.

5-6-14-9 طول مهاری لازم برای تأمین تنش کششی و یا فشاری آرماتورهای یک مقطع از دیافراگم، باید در هر دو سمت آن مقطع تأمین شود.

6-6-14-9 آرماتورهایی که برای تحمل کشش در نظر گرفته شده‌اند، باید بعد از نقطه‌ای که برای تحمل کشش دیگر به آن‌ها نیاز نیست، حداقل به میزان l_d ادامه یابند؛ مگر آن که لبه‌ی دیافراگم یا درزهای انبساطی در این فاصله قرار داشته باشند.