19-9 الزامات بهرهبرداری
1-19-9 گستره
ضوابط این فصل به طراحی اعضای بتنآرمه زیر اثر بارهای بهرهبرداری اختصاص داشته و شامل موارد زیر میباشند:
الف – تغییرمکان یا خیز ناشی از بارهای ثقلی؛
ب– توزیع آرماتورهای خمشی در تیرها و دالهای یکطرفه برای کنترل ترکخوردگی؛
پ– آرماتور حرارتی و جمعشدگی؛
ت– ارتعاش (لرزش).
2-19-9 تغییرمکان یا خیز
1-2-19-9 کلیات
1-1-2-19-9 در اعضای تحت خمش، سختی اعضا باید به اندازهای باشد که تغییرمکانها و یا تغییرشکلهای ایجاد شده در آنها، آثار نامطلوب در مقاومت و یا بهرهدهی ایجاد نکنند.
2-1-2-19-9 بارهای بهرهبرداری بارهایی هستند که در شرایط عادی بهرهبرداری، بدون اعمال ضرایب بار به سازه وارد میشوند.
3-1-2-19-9 در تعیین سختی اعضا جهت محاسبهی خیز آنی، باید آثار ترکخوردگی بتن و نیز اثر میلگردها در نظر گرفته شوند. برای این منظور، در صورت عدم استفاده از روشهای تحلیلی دقیقتر یا روشهای آزمایشگاهی، ضوابط تعیین شده در بند 9-19-2-2 کافی تلقی میشوند.
4-1-2-19-9 در تعیین تغییرمکان باید اثرات ناشی از تغبیر مقطع اعضاء نظیر ماهیچهها در تیرها، منظور شوند.
5-1-2-19-9 در محاسبهی تغییرمکان، علاوه بر تغییرمکانهای کوتاه مدت و آنی، باید تغییرمکانهای دراز مدت ناشی از بارهای دائمی (بارهای مرده به علاوهی بارهای زندهی ماندگار)، نیز منظور گردند.
2-2-19-9 محاسبهی تغییرمکانهای آنی و درازمدت در تیرها و دالهای یک طرفه
1-2-2-19-9 تغییرمکان آنی اعضا را میتوان با استفاده از روشهای معمول تحلیل سازهها و روابطی که بر اساس رفتار خطی مصالح تنظیم شدهاند، محاسبه کرد. در این روشها و روابط، مقدارEc ، بر اساس ضوابط بند 9-3-6 تعیین شده و از ممان اینرسی مؤثر عضو استفاده میگردد.
2-2-2-19-9 ممان اینرسی مؤثر اعضا، Ie، با استفاده از مشخصات مقطع و میزان ترکخوردگی آنها به کمک جدول 9-19-1 محاسبه میشود؛ مگر آن که از یک تحلیل جامعتری استفاده شود.
ممان اینرسی مؤثر، Ie | لنگر سرویس |
Ig | |
در روابط جدول 9-19-1، Mcrلنگر خمشی ترکخوردگی مقطع بوده و بر اساس رابطهی (9-19-1) محاسبه میشود:
(1-19-9) |
3-2-2-19-9 در تیرها و دالهای یک طرفهی پیوسته، ممان اینرسی موثر برابر با مقدار متوسط وزندار ممان اینرسیهای مؤثر عضو در وسط دهانه، Iem، و در بر تکیهگاهها، Iel و Ier، و با استفاده از رابطهی (9-19-2) تعیین میگردد.
(2-19-9) |
4-2-2-19-9 در تیرها و دالهای یکطرفه با مقطع یکنواخت منشوری، میتوان ممان اینرسی موثر را برابر با مقدار آن در وسط دهانه در اعصای با تکیهگاههای ساده یا پیوسته، و بر روی تکیهگاه در اعضای طره ای، در نظر گرفت.
5-2-2-19-9 تغییرمکان اضافی ناشی از وارفتگی (خزش) و جمعشدگی (افت یا انقباض) بتن در اعضای خمشی در طول زمان را که تغییرمکان دراز مدت نامیده میشود، در صورت عدم استفاده از روشهای تحلیلی دقیق تر، میتوان از حاصل ضرب تغییرمکان آنی ناشی از بارهای دائمی در ضریب λΔ، که از رابطهی (9-19-3) تعیین میشود، به دست آورد.
(3-19-9) |
در این رابطه ‘ρ نسبت فولاد فشاری در مقطع وسط دهانه در اعضای با تکیهگاههای ساده یا سراسری، و در مقطع تکیهگاه در اعضای طرهای است. مقدار ضریب وابسته به زمان بارهای دائمی، ξ، باید برابر با مقادیر جدول 9-19-2 در نظر گرفته شود:
زمان | ضریب ξ |
3 ماه | 1/0 |
6 ماه | 1/2 |
12 ماه | 1/4 |
60 ماه و بیشتر | 2/0 |
3-2-19-9 محاسبهی تغییرمکان در دالهای دو طرفه
1-3-2-19-9 در دالهای دو طرفه تغییرمکان آنی را میتوان با استفاده از روشهای معمولی تحلیل صفحات و روابطی که بر اساس رفتار خطی مصالح تنظیم شدهاند، محاسبه کرد. در این روشها، روابط باید بر اساس بند 9-3-6-1، و ممان اینرسی موثر دال باید طبق جدول 9-19-1 در نظر گرفته شوند. روشهای دیگری در محاسبهی تغییرمکان را میتوان به کار برد؛ مشروط بر آن که نتایج حاصل با انجام آزمایشهای کافی تایید شده باشند.
2-3-2-19-9 در دالهای دو طرفه اضافه تغییرمکان دراز مدت باید بر اساس بند 9-19-2-2-5 محاسبه شود.
4-2-19-9 محدودیت تغییرمکان در تیرها و دالها
1-4-2-19-9 تغییرمکانهای ایجاد شده در تیرها و دالها نباید از مقادیر مشخص شده در جدول 9-19-3 تجاوز کنند.
انواع عضو | تغییرمکان مورد نظر | حد تغییرمکان | ملاحظات |
1- بامهای تخت که به اعضای غیرسازهای متصل نیستند یا آنها را نگهداری نمیکنند؛ و بنا بر این تغییرمکان زیاد آسیبی در این اعضا ایجاد نمیکند. | تغییرمکان آنی ناشی از بارهای زنده | – | |
2- مانند بالا در مورد کفها | |||
3- بامها یا کفهایی که به اعضای غیرسازهای متصل هستند یا آنها را نگه داری میکنند؛ و تغییرمکان زیاد ممکن است آسیبی در این اعضا ایجاد کند. | آن قسمت از تغییرمکان که بعد از اتصال اعضای غیرسازهای ایجاد میشود، منظور مجموع اضافه تغییرمکان دراز مدت ناشی از بارهای دائمی و تغییرمکان آنی ناشی از بارهای زنده است (تبصره 3). | تبصره 1 | |
4- بامها یا کفهایی که به اعضای غیرسازهای متصل هستند یا آنها را نگه داری میکنند، ولی تغییرمکان زیاد آسیبی در این اعضا ایجاد نمیکند. | تبصره 2 |
تبصره 1- در صورتی که بتوان با اتخاذ تدابیری ویژه از ایجاد آسیب به اعضای غیرسازهای جلوگیری کرده حد مربوط به این محدودیت را میتوان افزایش داد.
تبصره 2- حد تعیین شده نباید از حد روا داری قطعات غیرسازهای تجاوز کند.
تبصره 3- اضافه تغییرمکان دراز مدت شامل آن قسمت از تغییرمکان که قبل از اتصال به اعضای غیرسازهای ایجاد شده است، نمیشود؛ و در حقیقت تفاضل تغییرمکان، قبل و بعد از اتصال این اعضا میباشد.
2-4-2-19-9 در ساختمانهای متعارف مسکونی، اداری و تجاری رعایت محدودیتهای شمارههای 2 و 4 از جدول 9-19-3 کافی تلقی میشود.
3-19-9 توزیع آرماتور خمشی و کنترل عرض ترک
1-3-19-9 در تیرها و دالهای یکطرفه برای کنترل عرض ترکها و میزان گستردگی آنها در ناحیهی تحت کشش بتن، کافی است فاصلهی میلگردهای خمشی آجدار، که از حدودی که در زیر تعیین شدهاند تجاوز نکند.
(4-19-9) | |
(5-19-9) |
در این روابط، fs میزان تنش در آرماتور کششی زیر اثر بارهای بهرهبرداری بر حسب مگاپاسکال، و Ccکمترین فاصلهی سطح میلگردهای کششی آجدار از وجه کششی عضو بر حسب میلیمتر است.
2-3-19-9 در محاسبهی تنش کششی fs در آرماتورها، به جای محاسبهی دقیق بر مبنای روابط سازگاری کرنشها در ارتفاع مقطع، میتوان آن را برابر به حساب آورد.
3-3-19-9 در مواردی که تنها یک میلگرد به عنوان آرماتور کششی در مقطع موجود است، عرض دورترین وجه کششی نباید از S که از بند 9-19-3-1 تعیین میشود، بیشتر باشد.
4-3-19-9 در مواردی که بالهای تیر با مقطع T شکل در کشش قرار دارد، قسمتی از میلگردهای کششی، طبق بند 9-6-3-3، باید در طولی به اندازهی عرض موثر تیر و نه بیشتر از ln/10، در بالها توزیع شوند؛ و در صورتی که عرض موثر تیر از ln/10 بیشتر باشد، باید در طول اضافی آن آرماتور اضافی پیشبینی شود. فاصلهی این میلگردها از یک دیگر مشمول ضوابط بند 9-19-3-1 میشود.
5-3-19-9 فواصل آرماتورهای گونهی تیرها، موضوع بند 9-11-6-1-4، مشمول ضوابط بند 9-19-3 میشوند.
6-3-19-9 ضوابط بند 9-19-3 تنها تیرها و دالهای عادی را شامل میشوند. برای سازههای ویژه مانند آنهایی که زیر اثر بارهای تکراری قرار میگیرند و یا باید شرایط محیطی مهاجم را جوابگو باشند، و نیز سازههایی که باید آببندی شوند، ضوابط ویژهی دیگری باید مورد توجه قرار داده شوند. در این سازهها به هر حال نباید فاصلهی میلگردها از یک دیگر از آن چه در اینجا آورده شد، بیشتر شود.
4-19-9 آرماتور حرارتی و جمعشدگی
1-4-19-9 در دالهای یکطرفه برای مقابله با تنشهای حرارتی و جمعشدگی باید در جهت عمود بر آرماتورهای خمشی، آرماتورهای اضافی موسوم به "آرماتور حرارتی"، مطابق ضوابط بندهای 9-19-4-3 تا 9-19-4-6 در نظر گرفته شوند.
2-4-19-9 در مواردی که دال در جهت عمود بر آرماتورهای خمشی مانع حرکتهای ناشی از تغییرات دما یا جمعشدگی میشود، باید اثرات آنها طبق بند 9-7-3-3 مورد بررسی قرار گرفته و آرماتور اضافی لازم پیشبینی شود.
3-4-19-9 نسبت سطح مقطع آرماتور آجدار حرارتی و جمعشدگی به سطح مقطع ناخالص بتن، باید بزرگتر یا مساوی 0/0018 در نظر گرفته شود.
4-4-19-9 آرماتورهای حرارتی در دالهای با ضخامت بیشتر از 200 میلیمتر باید در دو لایه نزدیک به سطوح زیر و روی دال قرار داده شوند. در دالهای با ضخامت کمتر میتوان آنها را در یک لایه قرار داد.
5-4-19-9 فاصلهی آرماتورهای حرارتی و جمعشدگی از یک دیگر نباید بیشتر از پنج برابر ضخامت دال و یا 350 میلیمتر در نظر گرفته شود.
6-4-19-9 آرماتورهای مورد استفاده برای مقاومت در مقابل تنشهای ناشی از افت و حرارت باید قادر باشند که در همه جا تنش تسلیم fy را در کشش توسعه دهند.
5-19-9 ارتعاش (لرزش)
کفها و تیرهایی که سطوح خالی از تیغهبندیهای ممتد تا سقف (یا خالی از عناصر دیگری که خاصیت میرا کنندگی ارتعاش را دارند) را تحمل میکنند، باید با توجه خاص به لرزش و ارتعاش حاصل از بارهای جنبشی (نظیر بارهای ناشی از حرکت افراد، کارکرد ماشینآلات، حرکت و توقیف آسانسورها و نظایر آنها) طراحی شوند. بدین منظور فرکانس نوسانی کفها (تیرچهها، دالها و تیرها) باید به اندازهای باشد که حداقل حساسیت افراد را در برابر ارتعاش قائم ایجاد نماید.
حداقل فرکانس دورهای کفها برای کاربریهای مختلف نباید از مقادیر مشخص شده در جدول 9-19-4 کمتر باشد:
نوع کاربری | حداقل فرکانس دورهای کفها (f) |
ساختمانهای مسکونی و اداری | f≥5Hz |
ساختمانهای تجاری- فروشگاه ها | f≥4Hz |
سالنهای اجتماعات با صندلیهای ثابت | f≥4Hz |
سالنهای اجتماعات بدون صندلیهای ثابت | f≥8.5Hz |
تعمیرگاهها، سالنهای ژیمناستیک و ورزشی | f≥9.5Hz |
پارکینگ ها | f≥4Hz |
در محاسبهی فرکانس دورهای ارتعاش کفها، باید اثر ترکخوردگی قطعات، با منظور نمودن ممان اینرسی مؤثر، Ie، متناظر با بارهای مرده و زندهی بدون ضریب، در محاسبهی تغییرشکلها مورد توجه قرار گیرد. این تغییرشکلها مربوط به اثر بارهای مرده و بخشی از بارهای زنده که دائمی فرض میشود (بدون ضرایب بار) بوده و ضریب ارتجاعی دینامیکی بتن 1/25 برابر مقدار Ec منظور میگردد.
برای محاسبهی فرکانس دوره ای، f، میتوان از رابطهی (9-19-6) استفاده نمود.
(6-19-9) |
که در آن is∆ تغییرمکان استاتیکی قائم حداکثر کف تحت اثر بار مرده و بخشی از بار زنده که دائمی فرض میشود (بر حسب میلیمتر)، و f فرکانس دورهای ارتعاش بر حسب هرتز میباشد. در صورتی که به مطالعات جامعتر برای ارتعاش کفها نیاز باشد میتوان از مراجع معتبر بینالمللی دیگر بجای رابطه 9-19-6 و جدول 9-19-4 استفاده نمود.