مبحث نهم مقررات ملی ساختمان : طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه (1399) | ٩-٢٠-٩ شالوده‌ها

٩-٢٠-٩-١ گستره

٩-٢٠-٩-١-١ ضوابط اين بند به شالوده‌هايى اختصاص دارد كه بايد نيروهاى ايجاد شده در اثر زلزله را تحمل كنند، و يا آنها را بين سيستم مقاوم سازه و زمين منتقل نمايند.

٩-٢٠-٩-١-٢ ضوابط مربوط به طراحی شمع‌ها، پایه‌ها، شالوده‌های صندوق‌های و دال‌های متکی به زمين در اين بند را بايد به همراه ساير ضوابط ويزمى طراحى اين اجزا در اين مبحث، و نيز ضوابط مبحث هفتم مقررات ملى ساختمان منظور نمود.

٩-٢٠-٩-٢ شالودە‌های تکی، نوارى، سراسرى، و سر شمع‌ها

٩-٢٠-٩-٢-١ ضوابط اين قسمت بايد در سازههاى با شكل پذيرى متوسط وزياد رعايت شوند.

٩-٢٠-٩-٢-٢ آرماتور‌های طولى ستون ها و ديوارهايی كه نيروهاى ايجاد شده در اثر زلزله را تحمل میکنند، باید در داخل شالوده‌ های تکی، نواری، سراسری، و يا سر شمع ها به گونه اى مهار شده باشند كه بتوانند در فصل مشترك آنها به تنش كششى حد تسليم برسند.

٩-٢٠-٩-٢-٣ در ستون هايى كه براى اتصال گيردار (صلب) به شالوده طراحى شده‌اند ، بايد ضوابط بند ٩-٢٠-٩-٢-٢ رعايت شوند؛ ودر صورت نياز به مهارى قلاب دار، انتهاى آرماتورهاى طولى تعبيه شده براى تحمل خمش بايد داراى قلاب هاى باخم ٩٠ درجه به طرف مركز ستون در نزدیک قسمت تحتانى شالوده باشند.

٩-٢٠-٩-٢-۴ در ستون ها و یا اجزای لبه ی دیوار‌های سازه ای ویژه که فاصله‌ی لبه ی آنها از لبه‌ شالوده از نصف ضخامت شالوده كم تر است، بايد از آرماتورهاى عرضى مطابق ضوابط بندهاى ٩-٢٠-٢-٣-٣-٢ تا ٩-٢٠ -6- ٣-٣-4 در زير قسمت فوقانى شالوده استفاده شود. اين آرماتورها بايد از روی شالوده به اندازه طول مهاری آرماتورهاى طولى ستون و يا جزء لبه‌ى ديوار برشى ويژه، كه برای تنش fy محاسبه شده است، در درون شالوده ادامه يابند.

٩-٢٠-٩-٢-۵ در مواردی که اثرات زلزله در ستون ها و یا اجزای لبه ی دیوار‌های ساز‌ه‌ای ویژه ايجاد بركنش مينمايند، بايد در قسمت فوقانى شالوده يا سر شمع، آرماتورهاى خمشى كه براى ترکیب‌های ضریبدار محاسبه شده‌اند ، به كار برده شوند. مقدار اين آرماتورها نبايد كمتر از مقادير بند ٩-٩ -6- ١ يا ٩-١١-٥-١ درنظر گرفته شود.

6-2-9-20-9 شالوده هاى سازه هاى با شكل پذيرى متوسط و زياد بايد از نوع بتن آرمه باشند. استفاده از بتن غير مسلح در شالوده ى سازه‌اى با شكل پذيرى كم، در صورتى مجاز است كه طراحى آنها مطابق ضوابط آيين نامه هاى معتبر بين المللى باشد.

٩-٢٠-٩-٢-٧ سر شمع هايى كه در شمع هاى مايل استفاده مى شوند، بايد براى كل مقاومت فشارى اين شمع ها كه به صورت ستون كوتاه عمل مى كنند، محاسبه شوند. اثرات لاغرى شمع هاى کوبیدنی باید برای آن قسمت از طول شمع ها كه در خاک فاقد توانايى ايجاد تكيه‌گاه جانبى براى شمع، و يا در هوا و يا آب قرار مى گيرند، منظور شوند.

٩-٢٠-٩-٣ تیر‌های در تراز پی (کلاف ها) و دال‌ های متكی به زمين

٩-٢٠-٩-٣-١ در سازه‌‌های با شکل پذیری متوسط و زیاد، در تیرهای کلاف و تیرهایی كه جزئى از يك شالوده ى گسترده بوده وتحت اثر خمش ستون هايى كه جزء سيستم مقاوم باربر زلزله مى باشند، قرار مى گيرند، بايد ضوابط بند ٩-٢٠-6-٢ رعايت شوند.

٩-٢٠-٩-٣-٢ در سازه‌‌های با شکل پذیری متوسط و زیاد، دال‌های متکی به زمین كه نيروهاى زلزله ى ستون ها و يا ديوارهايى را كه جزئى از سيستم مقاوم در برابر زلزله هستند تحمل مى كنند، بايد مانند ديافراكم ها و بر اساس ضوابط بند ٩-٢٠-٨ طراحى شوند. در نقشه هاى سازه‌اى بايد به وضوح ذکر شود که دال متکی به زمین، يک ديافراگم سازه‌اى بوده و جزئى از سيستم مقاوم در برابر زلزله منظور شده است.

٩-٢٠-٩-4 كلاف‌ هاى لرزه‌ اى در شالوده

٩-٢٠-٩-4-١ در سازه‌‌های با شكل پذيرى متوسط و زياد، سر شمع ها، ستون پایه ها، و پی‌های صندوق‌های باید به وسیله‌ی کلاف‌های لرز‌ه‌ای و در جهات متعامد به یکدیگر متصل شوند؛ مگر آن که بتوان ثابت نمود که از روش‌های دیگر شرایط تکیه گاهی مشابهی برای آنها تامين شده اند.

٩-٢٠-٩-4-٢ در خاك هاى متوسط و نرم (زمين نوع IV بر اساس مبحث ششم مقررات ملى ساختمان)، شالوده‌های منفرد باید به وسيلهى كلافهاى لرزه‌اى به يك ديگر متصل شوند.

٩-٢٠-٩-4-٣ در مواردی كه به كلاف هاى لرزه‌اى در شالوده نياز است، مقاومت كششى و فشارى آنها بايد برابر با حداقل 0.1Sds برابر بزرگترین نيروى محورى ضريب دار ستون و يا سر شمع تحت بار‌های مرده و زنده باشند؛ مگر آن كه محدودیت حركت جانبى از يكى از روش هاى زير تامين شده باشد. پارامتر شتاب پاسخ طيفى Sds در تناوب هاى كوتاه متناظر با ٥ درصد استهلاك است كه براساس مبحث ششم مقررات ملى ساختمان تعيين مى شود.

الف- وجود تیر‌های بتن آرمه در داخل دال متكى به زمين؛

ب- وجود دال‌های متکی به زمين؛

پ- محصور شدگی شالودهی منفرد یا سر شمع به وسیله‌ی بسترهای سنگی مناسب، خاکهاى چسبندەى سخت، و يا خاكهاى دانهاى بسيار متراكم؛

ت- سایر روش هایی که به تایید مقام قانونى مسئول رسيده باشند.

٩-٢٠-٩-۴-۴ در سازه‌های با شكل پذيرى متوسط و زياد، تيرهاى در تراز بى را مى توان كلاف لرزه‌ای محسوب نمود؛ به شرط آن که دارای آرماتور‌های طولی پیوسته با طول‌های گيرایى كافى در داخل ستون و يا بعد از آن بوده و يا آرماتورهاى طولى آنها در سر شمع يا شالوده مهار شده باشند، وشرايط زير رانيز تامين نمايند:

الف- کوچکترین بعد تیر در تراز ہی بزر گتر از 1/20 فاصله‌ی آزاد ستون‌های متصل به یک دیگر بوده، ولى نيازى نيست كه بزركتر از 450 ميلى متر باشد.

ب- از دورگیر‌های عرضی که فاصله‌ی آنها از یک دیگر از کمترین دو مقدار نصف كوچکترین دو بعد متعامد مقطع و ٣٠٠ ميلى متر بيش ثر نباشد، استفاده شود.

٩-٢٠-٩-٥ شالوده‌هاى عميق

٩-٢٠-٩-٥-١ ضوابط اين قسمت براى انواع بى هاى عميق مطابق (الف) تا (ت) كه بارهاى وارده از سازههاى با شكل پذيرى متوسط وزياد را تحمل مى كنند، به كار ميروند:

الف - شمع هاى درجا ريخته بدون غلاف؛

ب - شمع‌های درجا ریز با غلاف نازک فولادى؛

پ - شمع‌های درجا ريز محصور شده با لوله فولادى؛

ت - شمع‌های پیش ساخته بتنى.

٩-٢٠-٩-5-٢ شمع ها، پایه ها و شالودههاى صندوقهاى كه بارهاى كششى را تحمل مى نمايند، باید دارای آرماتور‌های طولی پیوسته، در طول خود براى مقاومت در برابر نيروهاى كششى طراحى باشند.

٩-٢٠-٩-٥-٣ حداقل آرماتورهاى طولى وعرضى كه بر اساس بند ٩-٢٠-٩-٥-٧ لازم است، باید در تمام طول غیر مهار شدهی شمع که در هوا، آب، و یا خاک فاقد توانایی تامين تكيه گاه جانبی به منظور جلو گیری از کمانش شمع قرار دارد، ادامه داشته باشد.

٩-٢٠-٩-۴-۵ کلیەی آرماتور‌های عرضى شامل دورگيرها، دورپيج ها، و سنجاقى ها بايد در انتها داراى قلاب هاى لرزه‌اى باشند.

٩-٢٠-٩-٥-۵ در شمع هايى كه بار سازه هاى با شكل پذيرى متوسط و يا زياد را تحمل مى كنند، و يا شمع هايى كه در زمين نوع IV حفارى شده‌اند ، بايد از آرماتورهاى عرضى مطابق بندهاى ٩-٢٠ -6- ٣-٣-٢ تا ٩-٢٠ -6- ٣-٣-٥ در محدوده ٧ برابر قطر شمع در بالا و پايين مقطعى از شمع که خاک مجاور آن در لایه ی زیر مقطع سخت بوده و در لایه ی بالای آن نرم و روان گرا مى باشد، استفاده گردد.

٩-٢٠-٩-٥-۶ در فونداسیون هاى عميقى كه بار وارده از سازه هاى سبك يك و دو طبقه (مشابه LSF) را تحمل مى كنند، نيازى به رعايت ضوابط آرماتورهاى عرضى مطابق بندهاى ٩-٢٠-٩-٥-٣ تا ٩-٢٠-٩-٥-٥ نمى باشد.

٩-٢٠-٩-٥-٧ شمع‌‌های درجا ریختە بدون غلاف

٩-٢٠-٩-۵-٧-١ آرماتورها در شمع‌های درجا ریختەی بتنی بدون غلاف بايد در محل هايى كه بر اساس محاسبات مورد نياز هستند، قرار داده شده والزامات جدول ٩-٢٠-٥ نيز رعايت شوند.

[١] در شمع‌هايى كه به طول كافى در خاك سخت و يا سنگ قرار دارند، آرماتور بندى را می‌توان در فاصله‌ی كم ترين دو مقدار ٥ در صد طول شمع و يا ٣٣ درصد طولى از شمع كه در سنك يا خاك سخت قرار دارد، از نوك شمع قطع نمود.

[٢] به جاى منظور تمودن آرماتور حداقل در سر تا سر طول شمع، شمع را مى توان براى تحمل حداكثر انحناى تحميل شده بر آن كه در اثر حركت زمين و بازتاب سازه ايجاد مى شود، طراحى تمود. انحنا بايد شامل كرنش هاى خاک در ميدان آزاد كه براى اندر كنش سازه - پى تغيير داده شده است، به همراه تغيير شكل هاى پى كه در اثر بارهاى زلزله ايجاد مى شود، باشد. حداقل آرماتورها نبايد از مقدارى كه براى سازه‌هاى با شكل پذيرى متوسط يا زياد كه بر روى خاك نوع II،I و III واقع شده‌اند ، كم تر باشد.

[٣] طول خمشى شمع عبارت است از فاصله‌ی قسمت تحتانى سر شمع تا مقطعى از شمع كه در آن 0.4Mcr > Mu شود.

٩-٢٠-٩-٥-٨ شمع‌هاى درجا ريز با غلاف نازک فولادى

٩-٢٠-٩-٥-٨-١ حداقل درصد فولاد وطول آرماتورها براى انواع شمع هاى درجا ريز با غلاف نازك فولادى مطابق الزامات بند ٩-٢٠-٩-٥-٧ مى باشند.

٩-٢٠-٩-٥-٨-٢ ضحامت غلاف جداره در اين شمع ها كه به صورت دورپيچ جوش شده مى باشد، نبايد از ٢ ميلى متر كمتر بوده؛ واين غلاف بايد شمع را از آسيب مواد مضر در خاك و يا اثرات تغییر سطح آب‌های زیر زمینی مصون نگه دارد.

٩-٢٠-٩-۵-٩ شمع‌های درجا ریز محصور شدە با لولەی فولادى

٩-٢٠-٩-٥-٩-١ درصد آرماتورهاى طولى در قسمت فوقانى شمع برابر يك در صد سطح مقطع كل شمع بوده وطول آنها در داخل شمع برابر با حداقل دو برابر طول قسمت مدفون مورد نياز در سر شمع است؛ به شرطی كه از طول گيرایى آرماتورهاى شمع در كشش كمتر نباشد.

٩-٢٠-٩-٥-١٠ شمع هاى بتنى پيش ساخته

٩-٢٠-٩-5-١٠-١ در شمع‌های پيش ساخته ى كوبيدنى، طول ناحيه‌اى از شمع كه در آن بايد از آرماتورهاى عرضى استفاده شود، بايد با منظور نمودن امكان تغييرات در تراز نوك شمع تعيين گردد.

٩-٢٠-٩-٥-١٠-٢ در شمع هاى بيش ساختهاى كه بار ساختمان هاى با شكل پذيرى كم را تحمل مى كنند، بايد بندهاى (الف) تا (ت) رعايت شوند:

الف - حداقل آرماتور طولى يك درصد مقطع شمع باشد.

ب - آرماتور‌های طولی در شمع‌های به قطر ۵٠٠ میلی متر و کمتر باید به وسیلهی دور گیر‌های با قطر حداقل ١٠ میلی متر، و براى قطرهاى بزركتر از ٥٠٠ ميلى متر به وسيله ى دورگیرهاى با قطر حداقل ١٢ ميلى متر محصور شوند.

پ - فاصله‌ی دور گیرها از یک دیگر در طولى از شمع برابر با ٣ برابر بعد حداقل مقطع شمع از زير سر شمع نبايد از ٨ برابر قطر كوچكترين ميلگرد طولى و يا ١٥٠ ميلى متر بيش تر باشد.

ت - فاصله‌ی آرماتورهاى عرضى از يك ديگر در سر تا سر طول شمع نبايد از ١٥٠ ميلى متر بيش ترباشد.

٩-٢٠-٩-5-١٠-٣ در شمع‌های پيش ساخته اى كه بار ساختمان هاى با شكل پذيرى متوسط و زياد را تحمل مى كنند، بايد ضوابط بند ٩-٢٠-٩-٥-١٠-٢ وجدول ٩-٢٠-٥ مربوط به شمع هاى درجا ريخته ى بدون غلاف، براى شكل پذيرى متوسط و زياد، رعايت شوند.

٩-٢٠-٩-5-١٠-۴ در شمع‌ های پیش ساخته و پیش تنیده كه بار ساختمان هاى با شكل پذيرى كم را تحمل مى كنند، بايد بندهاى (الف) و(ب) رعايت شوند:

ب - درصد حجمى آرماتورهاى عرضى از نوع دورپيچ يا دورگير دايرهاى، ρs، در ناحيه‌ى پايين تر از ۶١٠٠ ميلى متر فوقانى در طول شمع، نبايد از نصف مقادير محاسبه شده در بند (الف) كم تر باشد.

٩-٢٠-٩-٥-١٠-۵ در شمع‌ های پیش ساخته و پيش تنيده كه بار ساختمان هاى با شكل پذيرى متوسط وزياد را تحمل مى كنند، بايد علاوه بر رعايت بندهاى (الف) تا (ث)، طول ناحيه‌ى شكل پذیر شمع معادل با فاصله‌ی زیر سر شمع تا نقط‌های که انحنا در آن به صفر میرسد، به علاوهى سه برابر كوچكترين بعد شمع، ولى در هر حال بزرگتر از 10600 ميلى متر منظور شود. در صورتى كه طول شمع مساوى يا كوچكتر از ١٠۶٠٠ ميلى متر باشد، كل طول شمع مساوى طول ناحيه‌ى شكل پذير منظور مى شود.

الف- در طول ناحيه‌ى شکل پذیر شمع، فاصله‌ی مرکز تا مرکز دورپیچ ها یا دورگيرها از يک ديگر نبايد از كوچك ترين مقدار 0/20 كوچك ترين بعد شمع، 6 برابر قطر آرماتورهاى طولى و ١٥٠ ميلى متر بيش تر باشد.

ب- وصله‌ی دورپیچ ها باید از طریق هم پوشانی یک دور کامل دورپیچ جوش کاری، و يا وصله هاى مکانیكی تامين شود. در صورتى كه دورپيچ ها از طريق هم پوشانى به هم وصله شوند، انتهاى هر دورپيچ بايد به يک قلاب لرزاى منتهى شود. ضوابط وصله هاى مكانيكى و جوشى بايد مطابق بند ٩-٢١-4-٧ باشند.

ت- در نواحى خارج از ناحيه‌ى شكل پذير شمع مى توان از نسبت حجمى  ρs حداقل برابر با نصف مقدار مورد نياز در ناحيه‌ى شكل پذير شمع استفاده نمود. حداكثر فاصله‌ی آرماتورهاى عرضى از يك ديگر بايد مطابق بند ٩-١٥-4-٥-٣ باشد.

ث- در مواردی كه از دورگیرهاى مستطيلى و سنجاقى ها براى آرماتورهاى عرضى استفاده مى شود، سطح مقطع كل آرماتورهای عرضى در ناحیه‌ى شكل پذير شمع باید از بزرگترين دو مقدار زير بیش تر بوده و fyt حداكثر ٧٠٠ مگاپاسكال منظور شود:

قطر ميلگردهاى عرضى نبايد از ١٠ ميلى متر كمتر باشد. در انتهاى دورگيرها در گوشه‌ها بايد از قلاب هاى لرزه‌اى استفاده گردد.

٩-٢٠-٩-۵-١٠-۶ در شمع‌های پیش ساخت‌ های كه بار سازه‌هاى با شكل پذيرى متوسط و زياد را تحمل می‌کنند، حداکثر بار محورى كه از تركيب هاى بارهاى قائم و جانبى به دست مى آيد، نبايد از مقادير (الف) و (ب) بيش تر باشد:

الف - در شمع هاى با مقطع مربعى: 0.2f'cAg

ب- در شمع هاى با مقطع دايره‌اى يا ٨ ضلعى: 0.4f'cAg

٩-٢٠-٩-۶ مهار شمع‌ها و پايه‌ ها

٩-٢٠-٩-۶-١ در کلیه‌ی شمع‌هایی كه در مناطق زلزله خيز واقع شده‌اند و در آنها آرماتورهاى طولى براى تحمل كشش در شمع محاسبه شده‌اند ، انتقال كشش بين بتن و سر شمع واجزاى رو سازه بايد با منظور نمودن جزئيات مناسب انجام شود.

٩-٢٠-٩-۶-٢ در كلیه‌ى شمع‌هاى معمولى و شمع هاى محاط شده در لوله كه در مناطق زلزله خیز واقع شداند، آرماتورها باید با طولى برابر طول گيرايى و يا با روش‌هاى مناسب ديگر در داخل سر شمع مهار شوند. در شمعهایی كه تحت بار فشارى هستند، طول گيرايى براى حالت فشارى محاسبه میشود. در صورت وجود بر کنش در شمع، طول گیرایی آرماتورها بايد بدون توجه به مقدار اضافه آرماتور مصرف شده محاسبه گردد.

٩-٢٠-٩-۶-٣ در شمع‌های پیش ساخته، کشش ایجاد شده در اثر زلزله باید به سر شمع یا پی گسترده‌ی روی شمع از طریق سوراخ کردن و کار گذاشتن آرماتور در شمع پیش ساخته، با استفاده از ملات مناسب كه كفايت آن از طريق آزمايش ثابت شده و قادر باشد حداقل تنش 1.25fy را در آرماتورها تامين نمايد، منتقل شود.