مبحث نهم مقررات ملی ساختمان : طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه (1399) | ٩-٨-4 مقاومت برشى يک طرفه

٩-٨-4-١ كليات

٩-٨-4-١-١ مقاومت برشى يک طرفه مقاطع بر مبناى تامين رابطه ى (٩-٨-١ -ب) كنترل مى‌گردد.

٩-٨-4-١-٢ مقاومت برشى يک طرفه اسمى مقطع، Vn، به صورت زير تعيين مى شود.

در اين رابطه  Vcو Vs به ترتيب مقاومت‌هاى تامين شده توسط بتن و فولادهاى برشى در مقطع هستند كه بر اساس بخش‌هاى ٩-٨-4-4 و ٩-٨-4-٥ تعيين مى‌شوند.

٩-٨-4-١-٣ ابعاد مقطع باید طوری انتخاب شوند كه رابطەی زیر برآورده شود:

كه درآن dw و d به ترتيب عرض جان وعمق موثر مقطع هستند.        

٩-٨-۴-١-۴ اثر هر گونه بازشو در اعضا باید در محاسبه ی Vn در نظر گرفته شود.

٩-٨-4-١-5 اثر كشش محورى ناشى از خزش وجمع شدگی بتن در اعضاى مقيد شده بايد در محاسبه ی Vc منظور شود.

٩-٨-4-١-۶ اثر فشار مورب ناشى از خمش در اعضاى با عمق متغير را میتوان در محاسبه ی Vc در نظر گرفت.

٩-٨-4-١-٧ در صورت تامین یكى از شرايط زير، از تاثير متقابل نيروهاى برشى كه در راستاى دو محور متعامد x,y اثر مى كنند، مى توان صرف نظر نمود.

٩-٨-4-١-٨ اگر هیچ كدام از رابطه‌هاى (٩-٨-١٠) برآورده نشود، لازم است رابطه ى زير تامین گردد.

٩-٨-4-٢ فرضيات و محدوديت ها

٩-٨-4-٢-١ براى محاسبه ى Vc و Vs در مقاطع دايروى، عمق موثر مقطع، d ، را مى توان برابر با 0/8 قطر؛ وعرض جان، bw ، را معادل با قطر مقطع در مقاطع دايروى توپر، ومعادل با دو برابر ضخامت ديواره در مقاطع دايروى توخالى در نظر گرفت.

٩-٨-4-٢-٢ براى برش يک طرفه، مقدار f'c√ به كار برده شده در محاسبه ى Vc، نبايد از 8/3 مگاپاسكال بیش تر باشد؛ مگر در تیرها و تیرچە‌های بتنی كه در آنها از حداقل فولاد برشى جان، مطابق ضوابط بند ٩-١١-٥-٢ استفاده شده باشد.

٩-٨-4-٢-٣ مقاومت تسليم fy و fyt كه در محاسبه ی Vs به کار گرفته میشوند، باید بر اساس حدود تعيين شده در بند ٩-4-٨-۵ باشند. در صورتی كه از شبكه ى سيمى جوش شده استفاده شده باشد، اين مقاومت ها، نبايد از ٥٥٠ مگاپاسكال بيشتر باشند.

٩-٨-4-٣ اعضاى بتنى مركب

٩-٨-4-٣-١ در محاسبه ى Vn براى اعضاى مركبى كه در محل مجزا ساخته شده وبه صورتى به هم متصل شده اند كه به طور واحد در مقابل بارها مقاومت مى كنند، هيچ تفاوتى بين اعضای متکی به شمع و یا بدون اتكا به شمع وجود ندارد.

٩-٨-4-٣-٢ در محاسبه ى Vn براى اعضاى مركب در صورتى كه مقاومت فشارى، وزن مخصوص و يا مشخصه‌هاى ديگر بتن براى اجزاى مختلف متفاوت باشند، براى هر عضو بايد از مشخصات بتن مربوط به همان عضو استفاده کرد. به عنوان راه کار دیگر، میتوان از مشخصه ‌های بتن جزئی كه بحرانى ترين مقدار Vn را به دست مى دهد، استفاده نمود.

٩-٨-4-٣-٣ اگر تمام يك عضو مركب در تحمل نيروى برشى Vu مشاركت نمايد، مى توان در محاسبه ی Vc ، آن عضو مركب را به صورت يك عضو يكپارچه ى بتنى با همان شكل سطح مقطع در نظر گرفت. در اين حالت همچنين میتوان در محاسبه ى Vs ، آن عضو مركب را به صورت يك عضو يكپارچه ى بتنى با همان شكل سطح مقطع در نظر گرفت؛ به شرط آن كه میلگردهاى برشى عضو مركب به طور كامل در قطعات متصل شده به يك ديگر آن عضو، با رعايت ضوابط مهارى ميلگردهاى برشى، مهار شده باشند.

٩-٨-4-4 محاسبه ى مقاومت برشى تامين شده توسط بتن، Vc

٩-٨-4-4-١ براى اعضاى بتنى كه در آنها از حداقل فولاد عرضى استفاده شده باشد، Av ≥ Av.min آنگاه Vc را مى توان از رابطه ى ساده تر (٩-٨-١٢-الف)، و يا از رابطه ى (٩-٨-١٢-ب) محاسبه نمود. در اين رابطه ها بار محورى، Nu ، در فشار مثبت، و در كشش منفى منظور مى شود. همچنين Vc نبايد منفى در نظر گرفته شود.

٩-٨-4-4-٢ براى اعضاى بتنى كه در آنها از حداقل فولاد عرضى استفاده نشده باشد ،Av ≥ Av.min و Vc از رابطه ى (٩-٨-١٣) تعيين مى شود.

كه λs ضريب اصلاح تأثير اندازه بوده و بر اساس رابطه ى (٩-٨-14) تعيين مى شود.

٩-٨-4-4-٣ در رابطه‌هاى (٩-٨-١٢) و (٩-٨-١٣)، بار محورى Nu در فشار مثبت، و دركشش منفى منظور مى شود. همچنين مقدار Nu/6Ag نبايد بيش از 0.05f'c منظور شود.

٩-٨-4-4-٥ ضريب اصلاح تاثير اندازه، λs، به صورت زير تعيين مى‌شود.

5-4-8-9 مقاومت برشی یک طرفه تامین شده توسط آرماتورهای برشی ، Vs

٩-٨-4-٥-١ درهر مقطعى كه Vu>ΦVc باشد، لازم است فولاد برشى به مقدارى فراهم شود که رابطەی زیر برآورده شود.

اعضاى يک طرفه در مقابل برش را مى توان با فولاد عرضى براى تامين نيروى برشى Vs بر اساس رابطه ى (٩-٨-١۶) ويا (٩-٨-١٧)، ويا با فولاد طولى خم شده بر اساس رابطه‌هاى (٩-٨-١٨) مسلح نمود.

٩-٨-4-5-٢ در صورتى كه براى تقويت يك قسمت از عضو از بيش از يك نوع فولاد برشى استفاده شده باشد، Vs برابر با مجموع مقادير Vs محاسبه شده براى هر يك از انواع فولاد برشى استفاده شده در آن قسمت از عضو، در نظر گرفته مى شود.

٩-٨-4-٥-٣ مقاومت برشى يک طرفه ناشى از فولاد عرضى عمود بر محور طولى عضو

استفاده از آرماتور برشى عرضى در يكى از حالت‌هاى زير با تامين شرايط لازم، مجاز مى باشد:

الف) خاموت ها، تنگ ها يا دورگيرهاى متعامد بر مجور طولى عضو؛

ب) شبكه ى سيمى جوش شده باسيم‌هاى متعامد بر محور طولى عضو؛

پ) دورپيچ ها.

در اين حالت Vs از رابطه ى زير محاسبه مى شود:

در این رابطه S گام دورپیچ یا فاصله ى طولى بين آرماتورهاى برشى و Av سطح مقطع شاخه‌هاى عمود بر محور طولى عضو است كه مطابق بند ٩-٨-4-٥-٥ محاسبه مى شود. هم چنين fyt مقاومت تسليم فولادهاى عرضى مى باشد.

٩-٨-4-٨-4 مقاومت برشى يك طرفه ناشى از فولاد عرضى مورب نسبت به محور طولى عضو

استفاده از خاموت‌های مورب با زاویه ى حداقل 45 درجه نسبت به محور طولى عضو كه صفحه‌ى ترك برشى محتمل را قطع مى كنند نيز به عنوان آرماتور برشى مجاز مى باشد. دراين حالت Vs از رابطه ى زير محاسبه مى شود:

در این رابطه، α  زاویه ی بین خاموت‌های مورب و محور طولی عضو، S فاصله ی طولی (موازی با امتداد ميلگردهاى طولى) بين آرماتورهاى برشى، و Av  سطح مقطع شاخه‌هاى مورب است كه مطابق بند ٩-٨-4-٥-٥ محاسبه مى شود.

٩-٨-4-5-5 براى هر خاموت مستطيلى شكل، تنگ‌، حلقه يا قلاب عرضى، Av سطح مقطع ساق ‌های تمام میلگردها یا سیم ‌های موجود در فاصله ی S است. همچنین براى هر تنگ دايروى يا دورپیچ، Av دو برابر سطح مقطع ميلگردها يا سيم ها در فاصله ى S مى باشد.

٩-٨-4-٥-۶ مقاومت برشى يک طرفه ناشى از فولادهاى طولى خم شده

با خم کردن میلگرد‌های طولی میتوان سه چهارم ميانى طول خم شدهى آنها را به عنوان آرماتور برشى در نظر گرفت؛ به شرط آن كه زاويه ى α بين قسمت خم شدى ميلگردهاى طولى ومحور طولى عضو، كمتر از ٣٠ درجه نباشد. در اين حالت  Vs  براى آرماتور طولى خم شده از رابطه ى زير محاسبه مى شود:

الف- در صورتی که آرماتور طولی خم شده از یک یا چند میلگرد و یا گروه میلگرد‌های موازی و با فاصله ى شروع خم يكسان از تكيه گاه تشكيل شده باشد، برابر باكم ترين دو مقدار زير است:

در اين رابطه ها، Av  سطح مقطع كل میلگردهاى خم شده و α زاويه ى قسمت خم ميلگردها با محور طولى عضو است.

ب- در صورتی که آرماتور‌های طولی خم شده از میلگرد‌های طولی منفرد و یا گروهی موازى با شروع خم‌هاى متفاوت از تكيه گاه تشكيل شوند، Vs از رابطه ى (٩-٨-١٧) محاسبه می شود.