مبحث نهم مقررات ملی ساختمان : طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه (1399) | ٩-٨-٥ مقاومت برشى دو طرفه

٩-٨-٥-١ كليات

٩-٨-5-١-١ برای برآورد مقاومت برشى اسمى دو طرفه‌ى مقاطع (مقاومت برشى منگنه اى) با و يا بدون فولاد برشى از ضوابط بندهاى ٩-٨-٥-٣ تا ٩-٨-٥-٥ استفاده مى شود. در صورتى كه از كلاهك برشى با مقطع I و يا ناودانى استفاده شده باشد، اعضاى دو طرفه براى برش براساس ضوابط بند ٩-٨-٥-۶ طراحى مى‌شوند.

٩-٨-٥-١-٢ مقاومت برشى اسمى در اعضاى دو طرفه بدون و با فولاد برشى (شامل كلاهک برشى نمى‌شود)، بر اساس رابطه‌هاى زير تعيين مى شود.

به طوری که νc و νs تنش معادل متناظر با مقاومت برشی دو طرفهی اسمی مى‌باشند که به ترتيب توسط بتن وفولادها فراهم مى شود. مقدار νc بر اساس رابطه‌هاى (٩-٨-٢٠) ارزيابى مىشود؛ ولى نبايد از مقدار رابطه‌هاى (٩-٨-٢١) و (٩-٨-٢٢) بر اساس شرايط مندرج در بند ٩-٨-٥-٣-٢ بيش‌تر شود. همچنین مقدار vs براى اعضاى دو طرفه ى مسلح شده با خاموت‌هاى یک شاخه یا چند شاخه، و نیز برای اعضای دو طرفه ی مسلح شده با گل ميخ‌هاى برشى سردار بر اساس رابطه ی (٩-٨-٢۴) ارزیابى ميگردد.

٩-٨-٥-١-٣ برش دو طرفه توسط مقطعى با عمق d ويك محيط منگنه اى بحرانى b0  كه در بخش ٩-٨-٥-٢ تعريف شده است، مقاومت مى گردد. اگر بر مقطع لنگرنامتعادل اثر نكند و بتوان توزیع تنش برشی در پیرامون مقطع بحرانى را يک نواخت در نظر گرفت، نيروى برشى دو طرفه ى متناظر با بتن، νc ، ويا متناظر با فولاد، νs، به ترتيب باضرب νc و νs در سطح بحرانى برش دو طرفه، b0d ، تعيين مي شوند.

٩-٨-٥-١-4 مقدار f'c√ به كار برده شده در محاسبه ى νc براى برش دو طرفه نبايد از 8/3 مگاپاسكال بيشتر باشد. همچنین مقاومت تسلیم fy كه در محاسبه ی ، νs به کار گرفته مى‌شود، نبايد از مقادير داده شده دربند ٩-4-٨-٥ بيش‌تر باشد.

٩-٨-٥-٢ مقاطع بحرانى براى برش دو طرفه

٩-٨-5-٢-١ مقطع بحرانى براى برش دو طرفه، سطح جانبى منشورى است كه وجوه آن موازی با نیروی برشی بوده و محل آنها باید طورى در نظر گرفته شود كه محيط قاعده ی آن، b0 ، حداقل باشد؛ ولى لازم نيست فاصله ى وجوه منشور از هر يك از موارد زير كم تر از 0.5d در نظر گرفته شود.

الف- لبه ها و یا گوشه ‌های ستون ها، بار‌های متمرکز یا نواحى تكيه گاهى؛

ب- محل تغيیر در ضخامت دال یا پی نظير لبه ‌های سر ستون، كتيبه یا كلاهك‌های برشى. عمق منشور در مقطع بحرانى برابر d است كه برابر با متوسط عمق موثر دو جهت متعامد در نظر گرفته میشود.

٩-٨-٥-٢-٢ براى ستون ها، نيروهاى متمركز وسطوح تكيه گاهى با مقطع مربعى يا مستطيلى شكل، مقطع بحرانى را مى توان با اضلاع مستقيم در نظر گرفت. هم چنين مقطع بحرانى براى ستون هاى با مقطع دايروى و يا چند ضلعى منظم را میتوان نظير يک ستون مربعى معادل با سطح مقطع برابر با سطح مقطع ستون اصلى در نظر گرفت.

٩-٨-٥-٢-٣ مقطع بحرانى براى اعضاى با رفتار دو طرفه كه باخاموت‌هاى تك يا چند شاخه و یا میلگرد‌های برشى سر دار تقويت شده باشند، يک چند وجهى با پيرامون حداقل وبا محيط قاعدەى b0 مى باشد، كه در فاصله ى 0.5d از بيرونیترين مرز محيط تقويت شده ى برشى، قرار مى‌گیرد.

٩-٨-٨-٢-4 اگر يک بازشو در فاصله ى كمتر از 4h از محيط يك ستون، بار متمركز يا سطح تكيه گاهى قرار گیرد، بخشى از b0 كه با خطوط مستقيم ترسيم شده از مركز ستون، بار متمركز و يا سطح تكيه گاهى و مماس به محدوده‌ى بازشو محصور مى گردد، در نظر گرفته نمى شود (شكل ٩-٨-١).

3-5-8-9 مقاومت برشى دو طرفه تامين شده توسط بتن

٩-٨-۵-٣-١ مقاومت برشی بتن برای اعضای دو طرفه ی که در آنها از آرماتور برشى استفاده نشده باشد، کمترین مقداری است که از سه رابطه ی زیر تعیین میشود.

در رابطه‌هاى فوق، ß نسبت وجه بزرگ به وجه كوچك مقطع ستون است. هم چنين مقدار αs برای ستون‌های میانی، كناری و گوشه به ترتيب برابر با 40، ٣٠ و٢٠ منظور مى شود. به علاوه λs ضریب اصلاح تاثير اندازه بوده و بر اساس رابطه ى (٩-٨-14) نعيین مى‌شود.

٩-٨-٥-٣-٢ براى اعضاى دو طرفه با فولاد گذارى برشى، مقدار vc كه در مقاطع بحرانى محاسبه مى شود نبايد از حدود زير بيش‌تر باشد:

الف - اگر از خاموت استفاده شده باشد:

ب- اگر از گل ميخ برشى سَر دار استفاده شده باشد:

-  براى مقطع بحرانى در اطراف ستون، بار متمركز، ويا محل تغيير ضخامت در دال (طبق بند ٩-٨-٥-٢-1): حداقل مقادير رابطه‌هاى (٩-٨-٢٢)، (٩-٨-٢٠-ب)، و (٩-٨-٢٠-پ) منظور مى شود.

-  براى مقطع بحرانى در مرز بيرونى محيط تقويت شده با فولاد گذارى برشى (طبق بند ٩-٨-٥-٢-3): مقدار رابطه ى (٩-٨-٢١) منظور مى شود.

٩-٨-5-٣-٣ در صورت تامين يكى از شرايط زير، استفاده از λs =1.0  در رابطه‌هاى فوق مجاز مى باشد.

٩-٨-٥-4 مقاومت برشى تامين شده توسط خاموت برشى

٩-٨-5-4-١ از خاموت‌هاى با يک يا چند شاخه ساخته شده از میلگرد ياسيم، در صورت برآورده شدن هر دو شرط زیر میتوان به عنوان تقویت برشی دال دو طرفه و پی استفاده كرد:

الف - عمق موثر d حداقل برابر ١٥٠ ميلى متر باشد.

ب- عمق موثر d حداقل ١۶ برابر قطر خاموت باشد.

در این حالت ، vs با استفاده از رابطه ی زير محاسبه میشود:

که در آن Av مجموع سطح مقطع شاخه‌هاى قائم تمام خاموت‌هاى واقع بر يك خط محيطى است كه از نظر هندسى مشابه محيط مقطع ستون مي باشد s فاصله ى بين خطوط محيطى میلگردهاى برشى در جهت عمود بروجه ستون است.

٩-٨-٥-4-٢ از گل ميخ هاى برشى سر دار ميتوان به عنوان تقويت برشى در دال ها وپی ها استفاده کرد؛ به شرط آن كه هندسه و روش جایگذاری آنها مطابق با موارد مرتبطى باشند كه در فصل ٩-١٠ آورده شداند. در اين حالت νs از رابطه ى (٩-٨-24) محاسبه ميشود، كه , Av مجموع سطح مقطع ساقهاى تمام میلگردهاى سر دار واقع بريك خط محيطى است كه از نظر هندسى مشابه محيط مقطع ستون ميباشد؛ و S فاصله ى بين خطوط محيطى میلگردهاى برشى سر دار در جهت عمود بر وجه ستون است.

٩-٨-٥-4-٣ در صورت استفاده از گل ميخ‌هاى برشى سر دار، نسبت Av/s بايد رابطەى زير را برآورده نماید:

٩-٨-٥-٥ مقاومت برشى تامين شده توسط كلاهک برشى و ضوابط طراحى آن

٩-٨-٥-5-١ هر كلاهك برشى (سر برشى) بايد از مقاطع فولادى كه با جوش نفوذى كامل به بازوى عمود بر آن متصل مى شود، ساخته شود. بازوهاى برشى نبايد در داخل مقطع ستون قطع شوند.

٩-٨-٥-٥-٢ عمق مقطع فولادى كلاهك برشى نبايد بيش از ٧٠ برابر ضخامت جان آن باشد.

٩-٨-۵-۵-٣ انتهاى هر بازو را میتوان با زاويه ى حداقل ٣٠ درجه نسبت به افق قطع كرد؛ به شرط آن كه ظرفيت خمشى پلاستيك، Mp، در مقطع فولادى مقطع متغير باقى مانده، براى تحمل برش رسيده به آن بازو كافى باشد.

٩-٨-٥-5-4 بال هاى فشارى مقاطع فولادى بايد در محدوده‌ى 0.3d از ناحيه‌ى فشارى مقطع دال قرار گيرند.

٩-٨-٥-٥-٥ نسبت αv كه به صورت نسبت سختى خمشى هر بازوى كلاهك برشى به سختى مقطع دال مركب ترك خوردى اطراف آن با عرض ( c2+d ) تعريف مى شود، نبايد كم تر از 0/15 باشد.

٩-٨-5-٥-۶ براى هر بازوى كلاهك برشى، ظرفيت خمشى پلاستيك Mp بايد رابطه ى زير را برآورده نمايد:

در اين رابطه، Φ ضريب كاهش مقاومت اعضاى كشش-كنترل، ,hv عمق مقطع كلاهك برشى، n تعداد بازوهاى كلاهك برشى و lv طول حداقل هر بازوى كلاهك برشى مورد نياز براى برآورده كردن بندهاى ٩-٨-٥-٥-٨ و ٩-٨-٥-5-١٠ ميباشد. همجنين c1و c2 بعد مستطيل و يا مستطيل معادل ستون یا سر ستون، به ترتیب در راستلی دهان ‌های که لنگرها در آن تعيين مى‌شوند وراستاى متعامد آن، مى باشند.

٩-٨-٥-5-٧ سهم هر نوار ستون از ظرفيت خمشى اسمى يک كلاهک برشى، بايد رابطه ى زير را تامين كند:

در اين رابطه، Φ ضريب كاهش مقاومت اعضاى كشش-كنترل مى باشد. در هر صورت , Mv  نبايد از حداقل مقادير زير، بيش‌تر شود.

الف- ٣٠ درصد Mu در هر نوار ستونى؛

ب- تغييرات Mu در هر نوار ستونى در طول lv ؛

پ- Mp داده شده در رابطه‌ى (٩-٨-٢۶).

اين مقطع بحرانى بايد به صورتى قرار گيرد كه b0 حداقل شود؛ ولى لازم نيست كه نزديك تر از d/2 تا وجه ستون مورد نظر باشد.

٩-٨-٨-٨-٩ اگر یک بازشو در دالهاى با كلاهك برشى در نوار ستونى و يا در فاصله‌ى كمتر از 10h از يك ستون قرار گیرد، مقدار غير موثر b0 برابر با نصف مقدار داده شده در بند ٩-٨-٥-٢-4 مى باشد.

٩-٨-٥-٥-١٠ تنش برشى با ضريب ناشى از بارهاى قائم، در مقطع بحرانى تعريف شده در بند ٩-٨-٥-٥-٨ نبايد بيش از  0.33Φ√f'c، ودر مقطع بحرانى به فاصله ى 0.5d از لبه ها يا گوشه ‌های ستون، بار متمر کز و یا ناحیەی تکیە گاهی، نباید بيش از  0.58Φ√f'c شود.

٩-٨-٥-٥-١١ در مواردى كه انتقال لنگربين دال وستون يا ديوار صورت مى گیرد، كلاهک برشى بايد مهار كافى براى انتقال , Mp  به ستون را داشته باشد.

٩-٨-٥-٥-١٢ در مواردى كه انتقال لنگربين دال وستون يا ديوار صورت مى گیرد، مجموع تنش‌هاى برشى با ضريب ناشى از بار قائم كه بر مقطع بحرانى تعريف شده در بند ٩-٨-٥-٥-٨ عمل ميكند، و تنش‌هاى برشى ناشى از انتقال لنگرتوسط خروج از مركزيت برش نسبت به مركز سطح نزديكترين مقطع بحرانى به ستون كه به فاصله‌ى 0.5d از لبه ها يا گوشه‌هاى ستون، بار متمر کز و یا ناحیەی تکیەگاهی اثر مى كند، نبايد از  0.33Φ√f'c، بيشتر شود.