ضوابط شکل پذیری تیر و ستون بتنی

در این فایل آموزشی به ضوابط شکل پذیری ویژه و متوسط در تیرها و ستون های بتنی پرداخته می شود.

ضوابط عمومی شکل پذیری ویژه و متوسط

ضوابط خمشی

ضوابط آرماتورهای عرضی

ضوابط آرماتورهای عرضی

ضوابط وصله پوششی

ملاحظات اجرایی در طراحی تیرها
ملاحظات میلگردهای طولی در تیرها
ضوابط طول گیرداری در آرماتور های طولی
ملاحظات میلگردهای عرضی در تیرها
شرایط کلی ستونها (شکل پذیری متوسط و ویژه )
 

مفهوم شکل پذیری

شکل پذیری: به توانایی عضو یا اعضای موجود در سیستم، برای پذیرش جابجایی، در خارج از محدوده ارتجاعی، می‌باشد. شکل‌پذیری به صورت نسبت بین حداکثر مقدار تغییرشکل حداکثر به جابجایی حد تسلیم بیان می‌شود.
افزایش شکل‌پذیری به معنی تحمل نیروی بیشتر نیست. افزایش شکل‌پذیری، به معنی قابلیت ورود بیشتر به حوزه غیرارتجاعی است. سیستم‌های ترد بعد از رسیدن به مقاومت نهایی خود قادر به تحمل تغییرشکل‌های کمی هستند.
مقدار شکل‌پذیری را می‌توان به صورت‌های زیر برای ارزیابی مقدار شکل‌پذیری یک سیستم سازه‌ای به کار برد:
شکل‌پذیری مصالح: بیان‌کننده تغییرشکل‌های پلاستیک مواد
شکل‌پذیری مقطع(انحنایی): تغییرشکل‌های پلاستیک سطح مقطع می‌باشد.
شکل‌پذیری اعضا (چرخشی): دوران‌های پلاستیک ایجاد شده که در محل اتصال تیر به ستون ایجاد می‌شود.
شکل‌پذیری سازه(جابجایی):ارزیابی کلی از عملکرد غیراتجاعی سازه تحت بارهای جانبی است.
عوامل زیادی در شکل‌پذیری موثر هستند مثل:
الف) مشخصات مصالح: مقدار شکل‌پذیری سیستم سازه‌ای به نحو قابل توجهی وابسته به پاسخ مصالح می‌باشد. برای ایجاد تغییرشکل‌های غیرارتجاعی بایستی مصالح دارای شکل‌پذیری بالایی باشند. بتن و مصالح بنایی جزء مصالح ترد می‌باشند. این مصالح بعد از رسیدن به حداکثر مقاومت فشاری خود، به سرعت سختی و مقاومت خود را از دست می‌دهند. هر دو مصالح ذکر شده دارای مقاومت کشش پایینی می‌باشند. شکل‌پذیری مصالح را می‌توان به صورت نسبت حداکثر کرنش نهایی ایجاد شده در آنها به کرنش حد تسلیم در نظر گرفت. شکل‌پذیری بتن با استفاده از آرماتورهای عرضی (خاموت) به مقدار قابل توجهی زیاد می‌شود. بر اساس آزمایش‌های تجربی که پاولی و پارک در سال1975 انجام دادند، ثابت کرده‌اند که استفاده از خاموت دایره‌ای موثرتر از خاموت‌های مستطیلی می‌باشند. لازم است رفتار بتن مسلح و غیر مسلح را در برابر نیروهای ناشی از زلزله بخوبی شناخت. زیرا بتن مسلح توسط میلگرد‌های طولی و عرضی (خاموت‌ها) بطور قابل توجهی محصور می‌شوند که رفتارش با حالتی که محصور نیست تفاوت قابل توجهی دارد.
ب) مشخصات مقطع: میزان شکل‌پذیری سطح مقطع اعضای سازه‌ای تحت لنگر خمشی عموماً توسط شکل‌پذیری انحنایی بیان می‌شود. در سازه‌های بتنی شکل‌پذیری انحنایی به میزان زیادی به کرنش متناظر با مقاومت فشاری نهایی بتن، مقاومت مشخصه فشاری بتن، مقاومت تسلیم آرماتورهای مسلح کننده، نسبت بین تنش نهایی و تنش تسلیم فولادهای مسلح کننده، نسبت بین فولادهای فشاری به کششی و تراز بارهای محوری وابسته است.
پ) جزئیات بندی در اعضا: استفاده از جزئیات خاص مثل فاصله کم خاموت‌ها در تیرها سبب افزایش شکل‌پذیری سازه می‌شود.
مقدار شکل‌پذیری کلی برای یک سازه، به شکل‌پذیری‌های موضعی موجود در آن وابسته است. برای رسیدن به تغییرشکل‌های غیرارتجاعی زیاد و در نهایت جذب انرژی زیاد در حین زلزله، بایستی شکل‌پذیری‌های موضعی بالایی وجود داشته باشد.
وقتی از سیستمی با Ru بیشتر استفاده می‌کنید، در واقع از سیستم با شکل‌پذیری بیشتری استفاده نموده‌اید. در این حالت، آیین‌نامه تخفیف بیشتری در نیروهای طراحی به شما می‌دهد و در واقع به جای سختی و مقاومت، از شکل‌پذیری بیشتر که در نتیجه منجر به اتلاف بیشتر انرژی می‌شود، استفاده کرده‌اید. فاکتور سختی و شکل‌پذیری را بایستی بصورت مستقل در نظر بگیرید و بطور مستقیم به هم مربوط نمی‌شوند. در سیستمی که Ru کمتری دارد، (مثل قاب مهاربندی شده همگرای معمولی) به جای استفاده از شکل پذیری، سازه برای نیروی بیشتری طراحی میشود، زیرا قابلیت اتلاف انرژی آن نیز کم است.
منبع: کانال @AlirezaeiChannel دکتر علیرضایی