آشنایی با طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

نکات اجرای تیر بتن آرمه

آشنایی با طراحی و اجرای تیر بتن آرمه

در یک سازه‌ی بتن آرمه بارهای مرده و زنده‌ی سقف و طبقات ابتدا به عضوهای افقی که تیر (Bem) نامیده می‌شوند منتقل می‌شود تا از طریق تیرها به ستون و از ستون به سطح فونداسیون انتقال داده شوند، پس تیر بعنوان یک عضو اصلی در سازه به شماره می‌رود که باید در طراحی و اجرای تیر بتن آرمه نهایت دقت به خرج داد که در ادامه به آن ها میپردازیم.

آرماتورگذاری در تیرهای بتن آرمه:

دلایل آرماتورگذاری در تیرهای بتن آرمه به شرح زیر می‌باشد:

  • بالا بردن مقاومت کششی تیر بتن آرمه:

در شکل زیر یک تیر بتنی قبل از اعمال بار را می‌بینید.

در وسط ارتفاع با ضخامت تیر یک خط محوری ترسیم شده که به آن تار خنثی گفته می‌شود.

تیر بتنی قبل از اعمال بار – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

پس از اعمال بار، تار خنثی نه فشرده و نه کشیده می‌شود اما لایه‌های بتنی که در بالای تار خنثی قرار دارند فشرده شده که این لایه‌ها هرچه از تار خنثی دورتر باشند بیشتر فشرده می‌گردند.

لایه‌هایی از بتن که زیر تار خنثی قرار دارند کشیده می‌شوند و در این حالت نیز لایه‌ها هرچه از تار خنثی دورتر باشند بیشتر کشیده می‌شوند.

تیر بتنی پس از اعمال بار – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

با توجه به آنچه ذکر گردید مشاهده می‌شود که پس از اعمال بار روی تیر بتنی، حداکثر کشش در ناحیه وسط تیر و زیر تار خنثی و در پایین‌ترین لایه‌ی تیر ایجاد می‌شود.

بنابراین از آنجایی که مقاومت کششی بتن ناچیز می‌باشد لازم است در سطح زیرین تیر بتنی میلگردهایی تعبیه گردد.

از این رو ممکن است میلگردهای کششی وسط دهانه‌ی تیرهای بتن آرمه، از میلگردهای کششی در نزدیکی تکیه‌گاه‌ها که نیروی کششی کمتری تحمل می‌نمایند بیشتر باشد.

  • بالا بردن مقاومت فشاری تیر بتن آرمه:

بتن و اجسام صلب مقاومت فشاری خوبی از خود نشان می‌دهند و از این رو در سازه‌های معمولی حداقل تعداد میلگرد برای ایجاد کلاف آرماتور در ناحیه فشاری تیر بتن آرمه قرار داده می‌شود.

اما همواره اینگونه نبوده و گاهی نیاز است که با توجه به مقدار نیروهای فشاری وارده، تیرهای بتن آرمه در مقابل فشار نیز مقاوم گردند که در این حالت میلگردهایی در ناحیه‌ی فشاری استفاده می‌شود که سطح مقطع آنها در مقاطع مختلف نیز براساس محاسبه تعیین خواهد شد.

میلگرد فشاری در تیر بتنی – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

در تیرهای یک دهانه‌ی ساده، ناحیه‌های کشش و فشار به ترتیبی است که تشریح گردید.

اما در تیرهای چند دهانه شکل خم شدن تیرها ممکن است تغییر کند.

در شکل زیر نحوه خم شدن یک تیر چند دهانه را ملاحظه می‌نمایید.

نحوه خم شدن یک تیر چند دهانه – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

همانطور که ملاحظه می‌نمایید بر اثر اعمال بار از بالا، در قسمت‌های پایین تیر نیروی کششی و در قسمت‌های بالا نیروی فشاری وارده شده که عکس این حالت در روی تکیه‌گاه‌ها اتفاق می‌افتد با توجه به ذکر شده لازم است که در مقاطع مختلف یک تیر بتنی مقدار میلگردها کم یا زیاد شده و یا محل قرار آنها تغییر پیدا کند.

  • بالا بردن مقاومت برشی تیر بتن آرمه:

چنانچه نیروی برشی وارد بر تیر بتن آرمه بیشتر از مقاومت برشی آن باشد ترک‌هایی تحت زاویه 45 درجه در آن ایجاد می‌گردد که این ترک‌ها تار خنثی را قطع نموده و ممکن است باعث بريده شدن قطعه گردند.

نیروی برشی وارد بر تیر بتن آرمه – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

چنانچه بتن نتواند برشی اعمال شده را تحمل کند توسط میلگردهایی با فرم مناسب این مقابله با برش انجام می‌شود.

جهت مقابله با برش احتمالی دو فرم میلگرد مناسب می‌باشد.

مطابق شکل مقطع a میلگرد مقاوم کننده، عمود بر خط برش احتمالی در نظر گرفته شود که در این حالت از اتکای تکی یا مرکب استفاده می‌شود.

مطابق شکل مقطع b میلگرد مقاوم کننده به شكل قائم در تیر بتنی قرار گیرد که در این حالت از خاموت به شكل (رکاب – کمربند) استفاده می‌شود.

مقطع میلگرد مقاوم کننده به شكل قائم در تیر بتنی – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

تیر های بتن آرمه از نظر نحوه‌ی اجرا

  • تیرهای ساده:

این نوع تیر دارای مقطع مربع یا مستطیل بوده که بر روی دو تکیه‌گاه ساده قرار دارد.

از این نوع تیر برای پوشش دهانه‌های کوتاه و ساده استفاده شده و قادر است لنگر خمشی مثبت در وسط دهانه را تحمل نماید.

در شکل زیر نمای یک تیر ساده را ملاحظه می‌نمایید.

نمای یک تیر ساده – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

  • تیرهای دو سر گیردار:

این تیرها در هر دو طرف تکیه‌گاه لنگر (ممان) تحمل می‌نمایند.

در شکل زیر نمای یک تیر دو سر گیردار را ملاحظه می‌نمایید.

نمای یک تیر دو سر گیردار – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

  • تیرهای ممتد:

برای پوشش دهانه‌های وسیع از این نوع تیر استفاده گردیده و قادر است نیروهای فشاری، برشی، پیچشی و ممان‌های مختلف را تحمل نماید.

در شکل زیر نمای یک تیر ممتد را می بینید.

نمای تیر ممتد – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

  • تیرهای کنسولی (طره‌ای):

جهت پوشش بالکن‌ها، سردرب‌ها، باران گیرها و همچنین قسمت‌های جلو آمده (پیشروی) نموده سقف از این نوع تیر استفاده می شود.

در شکل زیر نمای یک تیر کنسولی را ملاحظه می‌نمایید.

نمای یک تیر کنسولی – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

  • تیرهای پوششی یا فرعی:

این نوع تیرها همانطور که از نامشان پیداست جهت انتقال بار به تیرهای اصلی (شاه تیر) استفاده شده و ممکن است دارای مقطع مربع یا مستطیل برای دهانه‌های کوچک و یا تی (T) شکل برای دهانه‌های وسیع باشند.

  • تیرهای تی (T) شكل:

چنانچه شرایط اجرای تیر به گونه‌ای باشد که بتوانیم از تیری با عمق بیشتر استفاده کنیم می‌توانیم از مقطع (T) شکل بهره ببریم زیرا موجب صرفه‌جویی در وزن تیر و مصرف آرماتور خواهد گردید.

در جدول زیر شكل انواع میلگردهای مصرفی در تیر بتن آرمه به همراه حداقل نمره و نوع مقاومت ایجادی آمده است.

میلگردهای مصرفی در تیر بتن آرمه به همراه حداقل نمره و نوع مقاومت – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

در خصوص جدول نکاتی قابل توجه می‌باشد:

نکته اول:

همواره تعداد و نمره‌ی میلگردهای مصرفی براساس نوع سازه و از طریق محاسبات تعیین می‌گردد.

نکته دوم:

فاصله‌ی محور تا محور خاموت‌ها بین 15 تا 20 سانتیمتر در نظر گرفته شده و این فاصله به دلیل وجود نیروی برشی در فاصله یک چهارم تكيه‌گاه به حداقل کاهش پیدا می‌کند.

نکته سوم:

معمولاً اندازه‌ی دهانه‌های اجرای تیر بین 3 تا 5 متر در نظر گرفته می‌شود.

نکته چهارم:

زاویه‌ی خمش ادکا جهت ایجاد طول مورب و بالا بردن مقاومت برشی در تیرهای بتن آرمه 45 درجه یا 60 درجه انتخاب می‌گردد.

حداقل تعداد میلگرد در اجرای تیر بتن آرمه

حداقل تعداد میلگرد لازم برای تیرهای بتن آرمه 2 عدد است که البته برای نصب خاموت‌ها و ایجاد قفسه‌ی آرماتوری 2 میلگرد دیگر نیز نیاز خواهد بود.

حداقل فاصله‌ی دو میلگرد اصلی برابر 1 میلگرد یا 2/5 سانتیمتر بوده مگر در مواردی که از دسته‌های چندتایی میلگرد 2، 3 و 4 تایی استفاده شود.

جهت تعبیه میلگرد در تیرچه‌های بتن آرمه هم محدودیت داریم که براساس طراحی تعیین خواهد گردید.

اما معمولاً نباید مقدار آرماتور بیش از 4 درصد سطح مقطع بتن با کمتر از 3/0 درصد برای میلگردهای آجدار و 25/0 درصد برای آرماتورهای نرم باشد.

آیین نامه 110 CP پیشنهاد می‌کند که تمام میلگردهای کششی باید محصور باشند (دارای دور پیچ باشند) و میلگردهای پایینتر نباید در ستون امتداد پیدا نمایند بلکه باید پیوستگی از طریق آرماتورهای اتصال با نمره‌ی مشابه تأمین شود.

آیین نامه 110 CP همچنین پیشنهاد می‌نماید که جهت ایجاد پیوستگی لازم بین تیر و ستون حداقل معادل 30 درصد آرماتورهای استفاده شده در وسط دهانه‌ی تیر جهت اتصال با ستون‌های داخلی با آرماتورهای داخل ستون درگیر شوند.

در اتصال تیر با ستون‌های خارجی حداقل مقدار 30 درصد قابل افزایش می‌باشد.

در تقاطع‌های خارجی حالت استاندارد این است که میلگردهای U شکل به طور آزاد در داخل قفسه‌ی آرماتوری پیش‌ساخته‌ی تیرها قرار گیرند.

حداقل و حداکثر فاصله‌ی خاموت ها در طراحی و اجرای تیر بتن آرمه

فاصله‌ی خاموت‌ها در اجرای تیر بتن آرمه نباید از 100 میلیمتر کمتر باشد.

ذکر این نکته ضروری است که فواصل دقیق خاموت‌ها را محاسبات تعیین می‌نماید.

در تصویر زیر اتصال میلگردهای ستون و تیر را ملاحظه می‌نمایید که فاصله‌ی خاموت‌‌ها در فاصله یک چهارم از تکیه‌گاه کاهش پیدا نکرده است که صحیح نیست.

اتصال میلگردهای ستون و تیر – طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

در تصاویر زیر مراحل اتصال آرماتورهای تیر اصلی به ستون مشاهده می‌شود.

به دلیل مقدار حداکثر برش در ناحیه تکیه‌گاه تیر (در فاصله‌ی یک چهارم از تکیه‌گاه ستون)، فاصله خاموت‌ها را در این ناحیه کمتر در نظر می‌گیرند.

مراحل اتصال آرماتورهای تیر اصلی به ستون - طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان
اتصال آرماتورهای تیر اصلی به ستون - طراحی تیر بتن آرمه - استوارسازان

کاری از گروه آموزشی استوارسازان

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دانلود PDF

لطفا برای دریافت لینک دانلود اطلاعات خواسته شده را وارد نمایید