نحوه میلگرد گذاری فونداسیون نواری

نحوه و روش اجرای آرماتوربندی یا میلگرد گذاری

بارهای وارده به کل سازه از طریق فونداسیون به زمین منتقل می‌شوند لذا اجرای صحیح آن از اهمیت و حساسیت بالایی برخوردار است. آرماتور بندی فونداسیون یکی از مراحل اجرای پی سازه است. در این مقاله تمام جزئیات مربوط به نحوه و روش اجرای آرماتوربندی یا میلگرد گذاری انواع فونداسیون منفرد، نواری و گسترده به تفصیل بیان شده است. تا انتها با ما همراه باشید تا با دست پر از آکادمی عمران خارج شوید.

مراحل و روش اجرای آرماتور بندی فونداسیون

پیش از خواندن ادامه مقاله آرماتور بندی فونداسیون پیشنهاد می‌کنیم برای مطالعه بیشتر در مورد اجرای کامل فونداسیون به مقاله ““ مراجعه کنید. موضوع مورد بحث ما در این مقاله آرماتور بندی فونداسیون است.

مراحل اجرای آرماتوربندی فونداسیون به شرح زیر است:

 آرماتور‌ بندی شبکه تحتانی فونداسیون : پس از آماده‌سازی آرماتورها و خرید تیرآهن، ابتدا شبکه تحتانی میلگردها اجرا می‌شود. در این مرحله برای ایجاد فاصله و پوشش کامل میلگرد توسط بتن، زیر میلگرد تحتانی اسپیسر قرار می‌دهند.

 استفاده از خرک به عنوان نگه دارنده و پایه جهت اجرای شبکه فوقانی فونداسیون

 شبکه فوقانی توسط خرک‌ها که آرماتورهای پایه‌دار هستند، قرار داده می‌شوند. آرماتورهای طولی با سیم به خرک‌ها متصل می‌شوند تا در حین بتن‌ریزی خم نشده یا سبب تغییر در میزان پوشش بتن (کاور بتن) نشود.

 در حین اجرای آرماتور بندی فونداسیون آرماتورهای انتظار ستون‌ها و دیوارهای برشی در اسکلت‌های بتنی و صفحه ستون‌ها در اسکلت‌های فلزی اجرا می‌شوند.

تعیین محل دقیق آرماتورهای انتظار در سازه بتنی و یا آکس صفحه ستون‌ها در سازه فلزی از مهم‌ترین مراحل اجرای فونداسیون است.

هر گونه بی‌دقتی در این عملیات موجب بروز مشکلات اجرایی جدی مانند هم‌تراز نشدن ستون‌ها، ناترازی پله‌‌ها و اتصالات و نیز کوتاهی و بلندی طول آن‌ها خواهد بود.

بنابراین با بستن ریسمان‌های طولی و عرضی یا استفاده از دوربین نقشه برداری، آکس بیس‌ پلیت‌ها یا آرماتورهای انتظار ستون‌ها و دیوارهای برشی مشخص می‌شود.

روش کار سنتی در پروژه ‌های کوچک به این شکل است که ریسمانی در یک آکس طولی و یک آکس عرضی به صورت کاملا عمود بر هم نصب شده که محل برخورد دو ریسمان، مرکز صفحه ستون و یا آکس آرماتورهای انتظار خواهد بود.

با این کار تمام ستون‌های یک آکس کاملا به موازات هم و در یک تراز ارتفاعی قرار می‌گیرند.

مسیر یادگیری مهندسی عمران یک مسیر رایگان برای حرفه‌ای شدن

حتما تو این مسیر با ما همراه شو!

اصول آرماتور بندی فونداسیون

آرماتورهای طولی و عرضی فونداسیون

آرماتورهای طولی به صورت افقی در دو ردیف تحتانی و فوقانی فونداسیون مورد استفاده قرار می‌گیرند و آرماتورهای عرضی یا خاموت‌ها جهت افزایش مقاومت در برابر برش و پیچش به صورت عرضی آن‌ها را احاطه می‌کنند.

به عبارت دیگر، آرماتورهای در راستای طول عضو، آرماتور طولی و آرماتورهای در راستای عرض، آرماتورهای عرضی هستند.

نکات مهم در استفاده و اجرای آن‌ها وزن‌، تعداد، خم آرماتورها، فواصل آن‌ها و همچنین فواصل آن‌ها با بخش‌های پیرامونی (تامین کاور بتن) جهت جلوگیری از خوردگی و فرسایش است.

آرماتورهای تقویتی در فونداسیون

از آرماتورهای تقویتی در موارد زیر استفاده می‌کنیم:

در زیر ستون‌ها و شبکه تحتانی فونداسیون یا شالوده

آرماتورهای تقویتی به منظور صرفه‌جویی در مصرف آرماتورها استفاده می‌شوند. می‌دانیم میزان آرماتور لازم در همه جای المان بتنی یکسان نیست لذا در برخی موارد از آرماتور با شماره کمتر استفاده کرده و صرفا در محل‌هایی که نیاز به تقویت داشته باشد از  آرماتور تقویتی استفاده می‌کنیم.

اطراف بازشوها مثل چاله آسانسور و چاه‌های فاضلاب

طبق مبحث نهم ویرایش ۹۲، خم میلگرد انتظار در فونداسیون باید به سمت بیرون باشد تا بتن روی خم مقاومت خمشی را افزایش دهد.

اما آیین نامه ACI طبق آزمایشات انجام شده اعلام کرد در صورتی که خم به سمت داخل باشد، وزن ستون کل ساختمان روی آن آمده و مقاومت بیشتری خواهد داشت.

به همین دلیل مبحث نهم ویرایش ۹۹ به شکل زیر اصلاح شد.

به طور کلی خم کردن آرماتورها در کارگاه‌های کوچک با ابزار دستی و در کارگاه‌های بزرگ با ابزار برقی صورت می‌گیرد. آرماتورها قبل از خم‌کاری باید کاملا صاف و سرد باشند.

کاور بتن نوعی پوشش به منظور محافظت از آرماتورها در برابر خوردگی و فرسایش است. به طور مثال وقتی روی آرماتور ۴ سانتی‌متر بتن باشد در برابر عوامل جوی و خوردگی محافظت بهتری شده و احتمال زنگ‌زدگی و آسیب آن پایین‌تر می‌آید.

ضوابط و نکات مهم اجرایی آرماتور بندی فونداسیون

به دلیل اهمیت بالای آرماتورها در افزایش شکل‌پذیری مقاطع بتنی، حتما میلگردها از کارخانه‌های معتبر تهیه شده و پلاک الصاقی روی بندیل‌ها حاوی مشخصات فنی آن‌ها مورد توجه قرار گیرد. عمده برندهای میلگرد نیشابور چینی موجود در بازار فاقد حداقل شرایط و ضوابط استاندارد هستند و تنها به دلیل قیمت پایین‌تر مورد توجه برخی سازندگان قرار گرفته‌اند. ترد بودن برخی از این میلگردها به حدی است که حتی گاهی در موقع خم‌کاری کاملا شکسته و جدا می‌شوند.

میلگردها باید بر حسب نوع و قطر تفکیک شوند. در صورت وجود میلگردهای هم‌قطر با مشخصات متفاوت، جهت جلوگیری از اشتباه باید آن‌ها را در محل‌های جداگانه انبار کرد. به هیچ عنوان از آرماتورهای با درصد زنگ زدگی بالا و آغشته به روغن نباید استفاده شود ولی وجود زنگ‌زدگی کم که به راحتی با ناخن و یا گونی زبر از بین برود بلامانع است. کثیف یا روغنی بودن آرماتور موجب عدم چسبندگی کافی به بتن و انتقال نامناسب نیرو می‌شود.

به همین دلیل در صورت آلودگی آرماتورها به روغن یا زنگ زدگی، باید قبل از اجرای آرماتور بندی نسبت به پاکسازی آن‌ها اقدام شده و بعد از تایید دستگاه نظارت مورد استفاده قرار گیرند.

انواع میلگرد و نکات مهم آن در آرماتوربندی فونداسیون

از تغییر در نوع آرماتور مندرج در نقشه‌های اجرایی به دلیل تفاوت محسوس در خصوصیات شیمیایی و مکانیکی آن‌ها اکیدا اجتناب شود. با توجه به استاندارد روسی متداول در کشور، میلگردهای AII، AI و  AIII با مشخصات زیر شناخته می‌شوند:

۱) میلگرد نوع AI (میلگرد نرم و شکل پذیر با قابلیت جوشکاری) دارای تنش تسلیم و گسیختگی به ترتیب ۲۳۰۰ و ۳۸۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع با کرنش نهایی ۲۵ درصد و بدون آج

۲) میلگرد نوع AII (دارای قابلیت عملیات حرارتی ) با تنش تسلیم و گسیختگی به ترتیب ۳۰۰۰ و ۵۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع با کرنش نهایی ۱۹ درصد و به صورت آجدار

۳) میلگرد نوع AIII ( میلگرد خشک و فاقد قابلیت هرگونه عملیات جوشکاری) با تنش تسلیم و گسیختگی به ترتیب ۴۰۰۰ و ۶۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع با کرنش نهایی ۱۴ درصد و به صورت آجدار

آج میلگردهای AII به صورت گام‌های مارپیچی موازی با زاویه ۴۵ درجه و آج میلگردهای AIII به شکل جناغی (۷ و ۸) است.

از نرمی آرماتور هنگام خم کاری نیز تا حدودی می‌توان به نوع آن پی برد. البته این مورد قطعی نبوده و در صورت تردید در مشخصات آرماتور باید نمونه میلگردها به آزمایشگاه ارسال شود.

مقاومت نهایی بسیار بیشتر از مقادیر استاندارد نمونه‌ها در تست کشش، نشانه فولاد خوب نیست. زیرا منجر به تردی رفتار آرماتور و بالطبع کاهش شکل‌پذیری مقطع می‌شود.

وجود اشکال نامتعارف در میلگردها و طرح آج آن‌ها نشانه از نورد غیراستاندارد و احتمالا تولید در کارخانجات نامعتبر است.

 جهت تسریع در روند بستن آرماتورها و صرفه جویی در میزان سیم مصرفی می‌توان از دستگاه گره اتوماتیک آرماتورها استفاده کرد.

سیم‌های مورد استفاده در این دستگاه از نوع گالوانیزه یا معمولی قابل تغییر است. همچنین ایجاد گره با این دستگاه برای میلگردهای با قطر حداقل ۱۰ تا حداکثر ۳۲ میلی‌متر امکان‌پذیر است.

تمام میلگردها باید به صورت سرد و تا حد امکان با دستگاه‌های مکانیکی خم شوند و از خم کردن و برش آرماتورها به کمک هوابرش خودداری شود. بریدن آرماتور با هوابرش موجب ترد شدن و شکنندگی آن می‌شود.

پوشش میلگردها در بتن فونداسیون حداقل ۵۰ میلی‌متر لحاظ شود تا علاوه بر ایجاد پیوستگی بین بتن و میلگرد، آرماتورها در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی محافظت شوند.

هم‌چنین جهت جلوگیری از کم شدن پوشش بتن و انتقال زنگ زدگی سیم آرماتوربندی به آرماتورها، حتما مازاد سیم آرماتور بندی به داخل عضو بنتی خم شود.

ترجیحا به جای استفاده از سنگ و آجر از اسپیسرهای استاندارد در زیر شبکه تحتانی پی استفاده شود تا مقدار مناسب پوشش بتن رعایت شود.

فواصل محور تا محور آرماتورها مطابق با نقشه انجام شده و از افزایش یا کاهش فواصل اجتناب شود.

دقت مضاعف در نحوه چیدمان، فاصله و طول مناسب آرماتورهای انتظار و دیوارها الزامی است. استفاده از خاموت در ستون‌ها و میلگرد رکابی و کمرکش در دیوارها جهت حفظ فاصله آرماتورها حین بتن ریری ضروری است.

خاموت ریشه ستون‌ها در داخل فونداسیون طبق نقشه سازه اجرا شود. عدم اجرای خاموت در قسمت فونداسیون موجب کمانش زودهنگام آرماتورهای طولی تحت نیروهای فشاری و  غیر شکل پذیر شدن ستون می‌شود.

هنگام کار گذاشتن ریشه ستون‌ها، فاصله حدود ۵ سانتی‌متر عقب نشینی مربوط به نماسازی لحاظ شده تا از ایجاد اضافه بنا جلوگیری شود.

قبل از آرماتور بندی فونداسیون‌ های گسترده، محل چاه‌های ارت و فاضلاب با کول مشخص شده و آرماتورهای تقویتی قطری در چهار گوشه آن نصب شود.

[ در فونداسیون‌های گسترده در صورت وجود شمع جهت مقابله با نیروهای بلندکننده (up lift)، قبل از آرماتور بندی فونداسیون نسبت به حفاری و آرماتوربندی شمع اقدام شود. هم‌چنین انتهای میلگردهای طولی شمع با خم ۹۰ درجه در فونداسیون مهار شود.

ترجیحا محل قطع و وصله همه آرماتورهای طولی در یک نقطه قرار نگیرد.

جهت انتقال نیرو بین میلگردها، طول مهاری وصله‌ها طبق ضوابط آیین‌نامه و نقشه‌ها اجرا شده. مثلا برای AIII حدود ۵۵ الی ۶۹ برابر قطر آرماتور بسته به ضخامت و مقاومت بتن و  هم‌چنین سایز میلگرد لحاظ می‌شود.

در آرماتور بندی فونداسیون برای مقاطع با تراکم آرماتور بالا، به جای استفاده از وصله پوششی (اورلپ) می‌توان از وصله مکانیکی ( کوپلر ) یا وصله جوشی ( فورجینگ ) استفاده کرد.

لازم به ذکر است که استفاده از وصله پوششی در میلگردهای با سایز بیشتر از ۳۶ میلی‌متر به طور کلی ممنوع است.

کاهش تراکم آرماتور و کرمو نشدن بتن، صرفه جویی در میلگرد، کاهش هزینه در سایزهای بالا، استحکام کافی، شکل‌پذیری مناسب، یکپارچه عمل نمودن آرماتور و در امتداد هم قرار گرفتن محور آن‌ها در محل نصب از مزایای فورجینگ در صورت اجرای صحیح به شمار می‌رود.

در اتصال پوششی، تنش به واسطه بتن منتقل شده و در صورت وقوع ترک‌های عمیق در اطراف نواحی وصله شده، عملا عملکرد آرماتورها در محل وصله‌ها مختل می‌شود.

متاسفانه در کشور ما عمدتا استفاده از وصله پوششی به عنوان تنها راهکار، مورد توجه قرار داشته و استفاده از کوپلر یا فورجینگ علیرغم مزایای آن مخصوصا در سایزهای بالا مورد غفلت واقع شده است.

نکته‌ای که در آرماتور بندی فونداسیون نواری باید در نظر بگیرید این است که معمولا اگر قالب بندی با مصالخ بنایی مانند آجر باشد، آرماتوربندی پی نواری پس از قالب بندی انجام می‌شود.

اما اگر قالب بندی از نوع فلزی باشد، آرماتور بندی فونداسیون نواری قبل از قالب بندی صورت می‌گیرد.

بقیه نکات و مراحل طبق آنچه در این مقاله گفته شده است، انجام می‌شود.

آرماتور بندی فونداسیون منفرد

اجرای آرماتوربندی فونداسیون منفرد از سایر فونداسیون‌ها راحت‌تر بوده و مراحل آرماتوربندی آن نیز مانند آنچه در این مقاله گفته شده، است. تنها تفاوت آن با آرماتوربندی فونداسیون گسترده و نواری این است که طول آرماتورهای آن در مش تحتانی و فوقانی کمتر است.

آموزش آرماتوربندی فونداسیون

آرماتور بندی فونداسیون یکی از بخش‌های اصلی اجرای اسکلت‌های بتنی است. ما در آموزش اجرای اسکلت‌های بتنی، یک فصل کامل را به اجرای فونداسیون اختصاص داده‌ایم و تمام مراحل اجرای فونداسیون را به تفصیل همراه با فیلم کارگاهی شرح می‌دهیم.

میلگرد گذاری فونداسیون به چه صورتی انجام می گیرد؟

قطعا شما هم می دانید که میلگرد گذاری در دارای اهمیت ویژه ای است که قبلا هم در مقالاتی مانند و به آن اشاره کردیم اما یکی از مراحل مهمی که باید به آن توجه داشته باشیم میلگردگذاری فونداسیون است. ما در این مقاله قصد داریم در ابتدا به جهت درک بهتر مطالب، با تعاریف و دسته‌بندی انواع فونداسیون‌ها آشنا شده و سپس به بررسی کلیه ضوابط طراحی و نحوه‌ی محاسبه میلگرد فونداسیون بپردازیم.

میلگرد گذاری فونداسیون به چه صورتی انجام می گیرد؟

قطعا شما هم می دانید که میلگرد گذاری در دارای اهمیت ویژه ای است که قبلا هم در مقالاتی مانند و به آن اشاره کردیم اما یکی از مراحل مهمی که باید به آن توجه داشته باشیم میلگردگذاری فونداسیون است. ما در این مقاله قصد داریم در ابتدا به جهت درک بهتر مطالب، با تعاریف و دسته‌بندی انواع فونداسیون‌ها آشنا شده و سپس به بررسی کلیه ضوابط طراحی و نحوه‌ی محاسبه میلگرد فونداسیون بپردازیم.

لازم به ذکر است در این مقاله با توجه به ارائه توضیحات کامل در خصوص اجرای عملیات آرماتوربندی در ایبوک از ارائه توضیحات مربوط به مراحل اجرایی آرماتوربندی صرف‌نظر شده و همچنین کلیه مطالب این مقاله با فرض آشنایی خوانندگان مقاله با مراحل مدل‌سازی و طراحی انواع پی، در نرم‌افزارهای عمرانی تهیه‌شده است.

1. تعاریف و آشنایی با انواع پی

1.1 تعریف فونداسیون یا پی

بر اساس مبحث 7 مقررات ملی ساختمان بند 7-1-3-2، پی یا فونداسیون سازه به‌صورت خلاصه به شرح ذیل تعریف می‌شود.

2.1 وظایف فونداسیون

همان‌طور که می‌دانید دلایلی متعددی جهت استفاده از فونداسیون یا همان پی در ساختمان‌های وجود دارد که در این قسمت به‌طور خلاصه بخشی از این وظایف در قالب شکل زیر بیان‌شده است. لازم به ذکر است در این قسمت، از تشریح کامل وظایف فونداسیون صرف‌نظر شده و علاقه‌مندان می‌توانند با مراجعه به ایبوک با تمامی دلایل استفاده از پی به‌تفصیل آشنا شوند.

3.1 انواع فونداسیون

به طور معمول پی های ساختمانی بر اساس معیارهای گوناگونی از قبیل سطح قرارگیری، مشخصات ظاهری، ابعادی، متریالی و … تقسیم بندی می شوند. که مطابق با ضوابط بندهای 7-1-3-2 مبحث هفتم و 9-15-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، می توان انواع فونداسیون ها را در سه گروه پی های سطحی، عمیق و نیمه عمیق و به شرح ذیل تقسیم بندی کرد.

در این قسمت از مقاله صرفاً به دسته‌بندی انواع پی‌ها، مطابق با ضوابط مباحث هفتم و نهم مقررات ملی اکتفا شده و در فصل‌های بعد به‌تفصیل به بررسی تعاریف، مشخصات و نکات اجرایی آرماتوربندی هر یک از این پی‌ها پرداخته خواهد شد.

2. تعاریف و ضوابط انواع پی‌های ساختمانی

در قسمت قبل با تعاریف گروه‌های اصلی انواع پی‌ها (سطحی، عمیق و نیمه عمیق) آشنا شدیم در این قسمت قصد داریم به‌صورت مفصل به بررسی تعاریف و ضوابط طراحی انواع پی های سطحی آشنا شویم . مطابق با ضابطه بند 7-1-3-2 مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان در کلیه پی‌ها، نسبت عمق به عرض پی تعیین‌کننده نوع پی می‌باشد و ضخامت پی تأثیر مستقیمی در تعیین نوع پی سطحی و یا غیر سطحی ندارد.

همان‌طور که مشاهده می‌کنید در تصویر زیر دو پی منفرد مشابه با ابعاد 2*2 متر و به ضخامت یکسان 1 متر فرض شده است، در این شکل با توجه به تغییر موقعیت قرارگیری کف پی (عمق پی) از سطح زمین، پی سمت راست مطابق با ضوابط بند 7-1-3-2 مبحث هفتم در گروه پی‌های نیمه عمیق قرارگرفته بوده و پی سمت چپ نیز علی الرغم داشتن ابعاد مشابه، در گروه پی‌های سطحی می‌باشد.

1.2 پی گسترده

1.1.2 تعریف

پی گسترده بسته به عمق قرارگیری خود در زمین، ممکن است به‌عنوان پی سطحی و یا نیمه عمیق شناخته شود و مطابق با مفاد بند 9-15-1-2-ت، بار چند ستون یا دیوار را که در ردیف‌ها و امتدادهای مختلفی قرار دارند را تحمل کند.

پی گسترده، یکی از انواع بسیار پرکاربرد پی می‌باشد.

در خصوص علل استفاده از پی‌های گسترده می‌توان عوامل متعددی را بیان کرد که بخشی از این علل را در شکل زیر مشاهده می‌کنید:

2. 1. 2 ضوابط و الزامات مؤثر بر طراحی و محاسبه آرماتور پی گسترده
3. 1. 2. 1 روش‌های طراحی پی و مشخصات ابعادی پی

همان‌طور که می‌دانید ابعاد المان‌های سازه‌ای تأثیر مستقیمی در مراحل تعیین و محاسبه آرماتورهای المان‌های مربوطه دارند که در خصوص فونداسیون‌ها نیز این موضوع صادق می‌باشد.

مطابق با ضوابط بند 9-15-2-5 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در خصوص طراحی فونداسیون‌ها، محاسبات مربوط به ابعاد شالوده‌ها، با در نظر گرفتن ظرفیت باربری خاک و سایر شرایط مبحث هفتم و نهم مقررات ملی ساختمان صورت می‌پذیرد که در خصوص پی‌های سطحی مطابق با ضوابط بند 9-15-3-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، عواملی نظیر نحوه توزیع فشارهای اعمالی و حداقل‌های ارائه‌شده در این بند و همچنین بند 7-4-7 مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان در تعیین ابعاد پی تأثیرگذار می‌باشد. لازم به ذکر است در خصوص حداقل ابعاد پی های سطحی تناقضاتی مابین مبحث هفتم ونهم مقررات ملی ساختمان وجود دارد که توصیه می شود در این خصوص از ضوابط مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان که دارای ضریب اطمینان بالاتری است استفاده شود.

در این قسمت از مقاله، با توجه به دور شدن از موضوع اصلی مقاله و با فرض آشنایی خوانندگان با این موضوعات از بررسی ضوابط دقیق ارائه‌شده در خصوص نحوه تعیین ضخامت فونداسیون‌ها صرف‌نظر گردیده و مطالعه مقالات و به علاقه‌مندان توصیه می‌شود.

2. 1. 2. 2 اتصال با سایر اعضا و کنترل اثرات نیروی زلزله

یکی دیگر از عوامل مؤثر بر طراحی و آرماتور گذاری فونداسیون‌ها، اثرات اتصال سایر اعضا به فونداسیون و اثرات اعمال بار زلزله می‌باشد، که در این خصوص مطابق به ضوابط بندهای 9-15-2-2 و 9-15-2-3 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، رعایت نکات زیر در طراحی فونداسیون ضروری می‌باشد.

مطابق با ضوابط بند 9-15-2-2-1 و بند 9-17-2 لازم است، کلیه نیروها و لنگرهای ایجادشده در پای ستون‌ها، دیوارها یا ستون‌پایه‌ها، با استفاده یکی از روش‌های میلگرد انتظار، میل مهار یا اتصالات مکانیکی به شالوده منتقل شوند که در این خصوص لازم است هر یک از این میلگردها و موارد مذکور در مرحله طراحی ستون‌ها و دیوارهای سازه‌ای به‌صورت دقیق موردبررسی و طراحی قرار گیرند.

در این مقاله با توجه به اینکه بررسی هر یک از موارد فوق، ملزم به آشنایی کامل با انواع سیستم‌های سازه‌ای و همچنین جزئیات طراحی مربوط به هر المان می‌باشد، از بررسی کامل ضوابط مربوط به طراحی هر یک از این میلگردها صرف‌نظر شده است و فقط در قسمت‌های بعدی مقاله به بررسی جزئی ضوابط مرتبط با آن اکتفا شده است.

2. 1. 2. 3 مشخصات آرماتورها

در طراحی و محاسبه آرماتورهای پی‌های سطحی مطابق با ضوابط بند 9-15-2-1-1 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، یکی دیگر از موضوعات دارای اهمیت، تعیین شرایط و خصوصیت آرماتورهای مصرفی در پی‌ها می‌باشد.

مشخصات آرماتورهای مصرفی به‌عنوان یکی از عوامل مؤثر در طراحی آرماتورهای فونداسیون‌ها شناخته می‌شود، زیرا مطابق با ویرایش جدید مبحث نهم مقررات ملی ساختمان دیگر امکان استفاده از هر نوع میلگردی در فونداسیون مجاز نبوده و می‌بایست الزامات ارائه‌شده در این قسمت برای آن رعایت شود.

همان‌طور که دربند فوق مشاهده می‌کنید اولین شرط در خصوص میلگردهای مصرفی در بتن، تأمین ضوابط طراحی و دوام ارائه‌شده در فصل چهارم مبحث نهم می‌باشد که مطابق با ضوابط این فصل تمامی آرماتورهای مصرفی در بتن می‌بایست شرایط زیر را تأمین نمایند.

پی‌های ساختمانی به‌عنوان یک عضو سازه‌ای، بسته به شرایط اجرایی، ممکن است تحت تأثیر نیروهای محوری، برشی، خمشی و … قرار گیرند که مطابق با مفاد فوق و همچنین با توجه به نحوه و نوع اثر این نیروها، لازم است در هنگام طراحی و تعیین آرماتورهای مصرفی، شرایط انتخاب میلگرد و یا آرماتور مصرفی به‌گونه‌ای باشد که در آن به موضوع حداکثر تنش تسلیم میلگرد دقت کافی شود.

به‌عنوان یک نکته بسیار مهم باید توجه داشت که به‌طور عمده، طراحی آرماتورهای پی، برای جلوگیری از گسیختگی خمشی و برشی می‌باشد که مطابق با ضوابط بند فوق برای آرماتورهای برشی، استفاده از آرماتور تا رده S420 (مطابق با ضوابط این بند و با استناد به مفاد تفسیر آبا استفاده از آرماتور AIV مجاز نمی باشد) و برای آرماتورهای طولی استفاده از آرماتورهای تا رده S550 مجاز می‌باشد.

2. 1. 2. 4 حداقل‌های آیین‌نامه‌ای

همان‌طور که می‌دانید آیین‌نامه‌های طراحی به جهت کنترل بهتر شرایط طراحی و تأمین عملکرد بهینه در المان‌های سازه‌ای، محدودیت‌هایی را برای کلیه عوامل مؤثر بر طراحی تعیین می‌کنند که در خصوص آرماتورهای مصرفی در پی نیز، این محدودیت‌ها در خصوص قطر، فاصله و حداقل و حداکثر آرماتور مصرفی در پی مطابق با ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان به شرح زیر می‌باشد.

1.4.2.1.2 حداقل آرماتور خمشی مجاز

مطابق با ضوابط بند 9-15-3-1-7 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، لازم است در شالوده‌ها، در خصوص حداقل میلگرد خمشی ضوابط زیر رعایت شود.

حال سؤالی که مطرح است این است که نوع عملکرد پی‌های گسترده به چه صورت می‌باشد؟

در پاسخ به این سؤال مطابق با ضوابط بند 9-15-3-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، شالوده‌های گسترده در دسته شالوده‌های با عملکرد دوطرفه قرار می‌گیرند که در این خصوص مطابق با ضوابط بند 9-15-3-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، می‌بایست این نوع از پی‌ها مطابق با ضوابط دال‌های دوطرفه طراحی شوند؛ بنابراین با توجه به این توضیحات و مطابق با ضوابط این نوع از دال‌ها، لازم است، کلیه مفاد بند 9-10-7 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در خصوص آرماتور گذاری فونداسیون‌ها رعایت شود.

2.4.2.1.2 حداکثر و حداقل فاصله مجاز در آرماتورهای خمشی

مطابق با ضوابط بند 9-10-7-3-1 و 9-21-2 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداقل و حداکثر فاصله مجاز در آرماتورهای خمشی مصرفی در پی‌ها به شرح ذیل می‌باشد.

3.4.2.1.2 حداقل قطر و فاصله آرماتور برشی مصرفی

مطابق با ضوابط بند 9-21-6 لازم است بسته به نوع آرماتور عرضی مصرفی در شالوده‌ها، ضوابط ارائه‌شده در این قسمت از مبحث نهم برای آرماتورهای عرضی رعایت گردد که با توجه به حجم گسترده مطالب مربوط به آرماتورهای عرضی از بررسی کلی ضوابط ارائه‌شده در مبحث نهم صرف‌نظر شده و به بررسی ضوابط مربوط به تنگ‌ها در این مقاله اکتفا شده است.

مطابق با ضابطه 9-21-6-2 در خصوص حداقل قطر و فاصله مجاز مابین تنگ‌ها مصرفی، ضوابط و الزامات زیر ارائه‌شده است که رعایت نکات آن در مراحل طراحی و اجرای آرماتورهای مصرفی الزامی می‌باشد.

تا این قسمت از مقاله با ضوابط مربوط به آرماتور گذاری شالوده‌های گسترده آشنا شدیم، در قسمت بعدی مقاله قصد داریم به بررسی نحوه محاسبه و تعیین آرماتورهای مصرفی در فونداسیون‌ها با استفاده از نرم‌افزار Safe آشنا شویم.

2. 1. 3 طراحی و نحوه محاسبه آرماتورهای مصرفی در شالوده‌های گسترده

همان‌طور که می‌دانید، طراحی فونداسیون با استفاده از نرم‌افزارهای گوناگونی قابل انجام می‌باشد که نرم‌افزار قدرتمند Safe یکی از بهترین نرم‌افزارهای موجود در این زمینه می‌باشد، ما در این قسمت از مقاله قصد داریم به بررسی کامل الزامات مربوط به محاسبه آرماتورهای مربوط به یک پی گسترده در نرم‌افزار Safe بپردازیم.

پیش از هر چیز لازم است به این نکته دقت شود که با توجه بااینکه ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، دقیقاً مشابه ضوابط آیین‌نامه ACI318-19 بوده و هنوز در نرم‌افزارهای طراحی نظیر Safe این آیین‌نامه اعمال نشده است ما ناچار هستیم در طراحی و آرماتور گذاری فونداسیون‌های، از ویرایش قبلی آیین‌نامه ACI (ACI318-14) استفاده کنیم که این موضوع با توجه مشابهت اکثری الزامات ارائه‌شده در هر دو ویرایش مشکل آن‌چنانی جهت طراحی آرماتورهای پی‌های گسترده به وجود نمی‌آورد و در صورت وجود مغایرت لازم است در خصوص کنترل دستی موارد مذکور اقدام شود.

به‌طور مثال در خصوص محاسبه حداقل آرماتورهای فونداسیون‌ها در ویرایش جدید ACI با ویرایش قدیم آن وجود دارد که در قسمت‌های بعدی به بررسی ضوابط آن خواهیم پرداخت.

در این قسمت فرض بر این است که خوانندگان این مقاله با نحوه مدل‌سازی و تحلیل سازه آشنا هستند و قصد دارند با نحوه طراحی آرماتورهای لازم در فونداسیون آشنا شوند. در خصوص مراحل طراحی فونداسیون‌ها لازم است مطابق گام زیر اقدام شود.

2. 1. 3. 1 مدل‌سازی نوارهای طراحی

اولین گام مهم و اساسی و پیش از مرحله تحلیل و آنالیز فونداسیون، مرحله مدل‌سازی نوارهای طراحی آرماتورهای موجود در فونداسیون می‌باشد که در خصوص فونداسیون‌های گسترده، این نوارها با توجه به ارجاع آیین‌نامه به ضوابط طراحی دال‌های دوطرفه، نوارهای طراحی در این نوع از فونداسیون‌ها دقیقاً مشابه دال‌های دوطرفه محاسبه و مدل‌سازی می‌شود.

همان‌طور که مشاهده می‌کنید مطابق با ضوابط فصل 10 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، نحوه محاسبه نوارهای میانی و ستونی در دال‌ها بسیار آسان بوده و دارای پیچیدگی خاصی نمی‌باشد و تنها با انجام یک عمل ضرب کوچک امکان‌پذیر می‌باشد.

در خصوص نحوه مدل‌سازی این نوارها نیز کافی است مطابق با شکل زیر و با استفاده از گزینه Draw Design Strip و با اعمال تنظیمات مناسب نسبت به ترسیم خطوط این نوارها در فایل مدل‌سازی شده اقدام گردد. به‌طور مثال در شکل 10، با فرض اینکه ابعاد نوارهای ستونی برابر با 3 متر (1.5 متر در هر سمت از خط ترسیم نوار ستونی) می‌باشد، تنظیمات مربوط به ترسیم، نوارهای طراحی اعمال‌شده است.

2. 1. 3. 2 مشاهده میزان آرماتور مصرفی

در این مرحله، پس‌ازاینکه فونداسیون مدنظر را مدل‌سازی و تحلیل کردیم لازم است در گام بعدی مطابق شکل زیر از قسمت Show Slab Design نسبت به مشاهده میزان آرماتور طولی فونداسیون اقدام کنیم. پس از کلیک بر روی این گزینه مطابق شکل زیر، صفحه Slab Design اجرا می‌شود که لازم است در این خصوص ابتدا با گزینه‌های موجود در این صفحه آشنا شویم.

در تصویر فوق، شرح عملکرد هر یک از گزینه‌های موجود در این صفحه مطابق با توضیحات بخش زیر می‌باشد.

این نوار کشویی شامل دو گزینه Strip Based و Finite Element Based می‌باشد که در خصوص طراحی و تعیین تعداد آرماتورهای موردنیاز، گزینه Strip Based به نسبت گزینه دیگر دارای کاربرد بیشتری بوده و به‌طورمعمول توسط طراحان مورداستفاده قرار می‌گیرد در مقابل گزینه Finite …. که امکانات بیشتری را در خصوص محدودیت‌های آیین‌نامه‌ای در اختیار ما قرار می‌دهد نسبت به گزینه Strip دارای کاربرد کمتری می‌باشد.

این نوار کشویی نیز شامل دو گزینه Enveloping Flexural Reinforcement و Shear Reinforcement می‌باشد که با استفاده گزینه Enveloping شرایط کنترل و طراحی آرماتورهای خمشی (طولی فونداسیون) و با استفاده از گزینه Shear شرایط کنترل و طراحی آرماتورهای برشی در اختیار مهندسین قرار می‌گیرد.

گزینه اعمال حداقل آرماتور مصرفی Impose Minimum Reinforcing

با فعال‌سازی این گزینه نرم‌افزار نسبت به اعمال ضابطه، حداقل آرماتورهای مصرفی در مراحل طراحی و محاسبه پروژه اقدام می‌کند که در این قسمت لازم است به نحوه اعمال این محدودیت توسط نرم‌افزار Safe توجه ویژه‌ای صورت پذیرد.

در این قسمت با فعال‌سازی این گزینه، نرم‌افزار Safe مطابق با توضیحات ارائه‌شده در قسمت Help خود، نسبت به کنترل حداقل آرماتور مصرفی در دال‌ها اقدام می‌کند که مطابق با ضوابط آیین‌نامه ACI318-14، حداقل آرماتور مصرفی در دال‌های دوطرفه، بسته به نوع آرماتور مصرفی، دارای مقادیر گوناگونی می‌باشد، درحالی‌که در ویرایش جدید آیین‌نامه ACI318-19 و پیرو آن ویرایش پنجم مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداقل آرماتور مصرفی در دال‌های دوطرفه به مقدار ثابت ، تغییر کرده است، لذا مطابق با توضیحات ارائه‌شده در این قسمت، لازم است در این مرحله، کنترل‌های دستی علی‌الخصوص در میلگردهای با مقاومت بالا صورت پذیرد.

قسمت Rebar Location Shown

با استفاده از گزینه‌های قرار داده شد در این قسمت، امکان نمایش/عدم نمایش میزان آرماتور موردنیاز در سفره بالایی و پایینی نرم‌افزار ممکن می‌باشد که به‌طورمعمول لازم است گزینه‌های موجود در این قسمت فعال باشند.

قسمت Reinforcing Display Type

در این قسمت میزان آرماتور موردنیاز پروژه با استفاده از سه گزینه و در حالات مختلف قابل‌نمایش می‌باشد که از میان سه گزینه موجود، گزینه‌های Show Rebar Intensity و Show Number of Bars of Size به نسبت سایر گزینه‌ها دارای کاربرد بیشتری می‌باشد.

این قسمت مربوط به تنظیمات نحوه نمایش دیاگرام آرماتور موردنیاز می‌باشد و با توجه به کم‌اهمیت بودن موارد این قسمت از ارائه توضیحات آن صرف‌نظر شده است.

قسمت Choose Strip Direction

با استفاده از گزینه‌های موجود در این قسمت کاربر قادر به تعیین نمایش/عدم نمایش میزان آرماتور موردنیاز هر یک از نوارهای مدل‌سازی گام صفر می‌باشد.

تنظیمات این قسمت نیز به مشابه قسمت 6 مربوط به نحوه نمایش اطلاعات نرم‌افزار می‌باشد که از بررسی آن صرف‌نظر شده است.

Show Rebar Above Specified Value

تنظیمات موجود در این قسمت به همراه تنظیمات موجود در قسمت 5 از مهم‌ترین تنظیمات موجود در صفحه Slab Design می‌باشد. در این قسمت کاربر قادر به تعبیه و تعیین یک سفره آرماتور گسترده جهت آرماتورهای فوقانی و تحتانی می‌باشد که در قسمت‌های بعد نحوه اعمال تنظیمات ارائه‌شده است.

حال که با تنظیمات موجود در صفحه Slab Design آشنا شدیم، لازم است با اعمال تنظیمات مناسب، میزان آرماتور موردنیاز پی خود را تعیین کنیم.

در این قسمت ما قصد داریم، مقدار آرماتور موردنیاز خود را با استفاده گزینه Show Rebar Intensity (Area/Unit Width) و مطابق تنظیمات اعمالی در تصویر زیر فرابخوانیم.

همان‌طور که در تصویر فوق مشاهده می‌کنید، با اعمال تنظیمات مربوطه، مطابق با قسمت سمت راست تصویر، میزان آرماتور و نتایج حاصل از تحلیل پی گسترده به‌صورت mm2/m در اختیار طراح و محاسب پروژه قرار می‌گیرد.

در گام بعدی لازم است طراح و محاسب پروژه با استناد به مقادیر ارائه‌شده در نرم‌افزار نسبت به طراحی آرماتورهای خمشی موردنیاز پروژه اقدام کند که البته ذکر این نکته ضروری است که به‌طورمعمول طراحان و محاسبین باتجربه، نسبت به انجام توأمان گام اول و دوم اقدام می‌کنند و تفکیک این گام‌ها صرفاً به جهت انتقال بهتر مطالب می‌باشد.

2. 1. 3. 3 تعیین تعداد و فاصله آرماتور طولی موردنیاز

در این مرحله یک طراح سازه می‌بایست ضمن توجه به مسائل اقتصادی و اجرایی بهترین ترکیب آرماتور گذاری را جهت آرماتورهای مصرفی انتخاب کند.

در این مرحله رعایت موارد زیر به‌عنوان دو نکته بسیار مهم به مهندسین عزیز توصیه می‌شود.

همان‌طور که می‌دانید یکی از موارد بسیار مهم در قیمت ورق و خصوص آرماتور گذاری سازه‌های بتنی، لزوم توجه به عدم استفاده از میلگردهای متنوع ازنظر سایز مصرفی در پروژه ساختمانی می‌باشد، زیرا در مراحل اجرایی و با توجه به تشخیص تقریباً دشوار سایز آرماتورهای مصرفی توسط ناظرین و مجریان مربوطه امکان بروز خطا بسیار محتمل می‌باشد.

لذا توصیه می‌شود در این مرحله طراح پروژه، حتی‌الامکان از آرماتورهای با تنوع سایزی بسیار محدود و با اختلاف سایز مناسب جهت اجرا در پروژه استفاده کند (به‌طور مثال استفاده از 4 تیپ میلگرد نمره 10، 16، 20، 24 که تیپ میلگرد نمره 10 به جهت استفاده در آرماتور عرضی بوده و سایر میلگردهای برای سایر موارد می‌باشد.)

دومین موضوع مهم در خصوص انتخاب آرماتورهای مصرفی در پروژه، لزوم توجه به موضوعات اقتصادی پروژه می‌باشد، به‌طوری‌که در این مرحله مهندسین محاسب باتجربه، با ایجاد و اتخاذ تدابیر مناسب سعی می‌کنند ضمن رعایت ضوابط و الزامات آیین‌نامه‌ای، از حداقل آرماتور مصرفی ازنظر وزنی جهت طراحی و اجرای پروژه استفاده کنند.

در این مرحله توصیه می‌شود که طراحان پروژه از تعبیه آرماتورهای بیش از ظرفیت موردنیاز پروژه صرف‌نظر نموده و حتی‌الامکان با اجرای یک شبکه آرماتور یکنواخت و تعبیه میلگردهای تقویتی نسبت به کنترل این موضوع اقدام نمایند.