مبحث ۹ — طرح و اجرایِ ساختمانهایِ بتنآرمه
درسنامه — مشخصاتِ مکانیکیِ بتن
خلاصهیِ بندهایِ ۹-۳، مستقیماً از متنِ رسمیِ مبحث.
گستره و ارجاعاتِ بیرونی (۹-۳-۱)
•این فصل فقط مشخصاتِ مکانیکیِ موردنیاز در طراحی را میدهد.
برایِ جزئیاتِ ساختن، ریختن، عملآوردن و شرایطِ پذیرشِ بتن باید به فصلِ ۹-۲۲ و نیز ضوابطِ مرتبط در مبحثِ پنجم رجوع شود.
الزاماتِ دوامِ بتن در پیوستِ ۹-پ۱ آمده است — نه در این فصل.
•پس این فصل تنها «ورودیِ عددیِ محاسبات» است؛ کیفیت و اجرا جایِ دیگری تعریف میشود.
چگالیِ بتن در محاسبات (۹-۳-۲-۱)
چگالیِ بتنِ معمولی در محاسبات برابرِ ۲۳۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب منظور میشود.
چگالیِ بتنِ سبکِ سازهای باید بر اساسِ نتایجِ آزمایش تعیین شود، ولی مقدارش نباید کمتر از ۱۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب باشد.
•نکتهیِ تفکیکی: عددِ ۲۳۰۰ یک مقدارِ محاسباتیِ قراردادی است، در حالی که بازهیِ ۲۱۵۵ تا ۲۵۶۰ (فصلِ ۹-۲) تعریفِ بتنِ معمولی است.
ضریبِ اصلاحِ λ برایِ بتنِ سبک (۹-۳-۲-۲ تا ۹-۳-۲-۴)
•λ ضریبی است که در روابطی که به مقاومتِ کششیِ بتن وابستهاند ضرب میشود تا ضعفِ بتنِ سبک لحاظ گردد.
•λ یا از جدولِ ۹-۳-۱ (بر اساسِ ترکیبِ سنگدانهها) یا از جدولِ ۹-۳-۲ (بر اساسِ چگالیِ تعادلی) تعیین میشود.
بتنِ تمامسبکدانه (ریزدانه و درشتدانه هر دو سبک): λ = ۰٫۷۵.
بتنِ نیمهسبکدانه با ریزدانهیِ معمولی و درشتدانهیِ سبک: λ = ۰٫۸۵.
بتنِ معمولی (هر دو دانه معمولی): λ = ۱٫۰۰.
•برایِ حالتهایِ ترکیبی، λ با درونیابیِ خطی بینِ ۰٫۷۵ و ۰٫۸۵، یا بینِ ۰٫۸۵ و ۱٫۰۰، بر اساسِ نسبتِ حجمِ دانهیِ معمولی به کل به دست میآید.
استثنایِ بسیار پرتکرار: در محاسباتِ طولِ گیراییِ آرماتورها، ضریبِ λ برایِ همهیِ انواعِ بتنِ سبک باید برابرِ ۰٫۷۵ منظور شود — یعنی جدولها اینجا کاربرد ندارند.
تعیینِ مقاومتِ فشاریِ مشخصه (۹-۳-۳-۱ و ۹-۳-۳-۲)
f'c باید بر اساسِ آزمایشهایِ ۲۸ روزه تعیین شود.
تعدادِ نمونه: حداقل دو نمونهیِ استوانهایِ بزرگتر یا حداقل سه نمونهیِ استوانهایِ کوچکتر.
•اگر سنِ دیگری برایِ آزمایش موردِنظر باشد، باید در مدارکِ ساخت ذکر گردد.
f'c هم در طرحِ مخلوطِ بتن (بندِ ۹-۲۲-۴-۳) و هم در ارزیابی و پذیرشِ بتن (بندِ ۹-۲۲-۱۱) ملاکِ عمل است.
چهار محدودیتِ f'c (۹-۳-۳-۳)
(الف) حالتِ پایه: حداقل ۲۰ و حداکثر ۵۰ مگاپاسکال برایِ انواعِ بتنِ معمولی و سبک.
(ب) استثنایِ ساختمانِ بلند: در ساختمانهایِ بلندتر از ۲۰ طبقه از رویِ شالوده، حداکثر مقاومتِ بتنِ معمولی را میتوان تا ۷۰ مگاپاسکال افزایش داد.
(پ) شرطِ آن استثنا: باید با تدابیرِ ویژهیِ کنترلِ کیفیت نشان داده شود که دستیابی به چنین مقاومتی در اجرا امکانپذیر است.
(ت) سازههایِ لرزهبرِ ویژه (موضوعِ فصلِ ۹-۲۰): حداقل f'c برایِ بتنِ معمولی و سبک ۲۵ مگاپاسکال، و حداکثر آن برایِ بتنِ سبک ۳۵ مگاپاسکال.
(ث) قیدِ فراگیر: در کلیهیِ موارد حداقل f'c نباید از آنچه برایِ دوام طبقِ پیوستِ ۹-پ۱ تعیین شده کمتر گرفته شود.
•جمعبندی: عددِ نهاییِ f'c بزرگترین مقدار از «۲۰ (یا ۲۵ در لرزهبرِ ویژه)» و «حداقلِ دوام» است.
ردهبندیِ بتن (۹-۳-۴)
چهارده رده: C10، C12، C16، C20، C25، C30، C35، C40، C45، C50، C55، C60، C65، C70.
عددِ بعد از C همان مقاومتِ فشاریِ مشخصه بر حسبِ مگاپاسکال است.
•نکتهیِ کاربردی: ردههایِ C10، C12 و C16 زیرِ حداقلِ سازهایِ ۲۰ مگاپاسکالاند — یعنی برایِ بتنِ سازهایِ این مبحث قابلِ استفاده نیستند و فقط بتنِ غیرسازهای (مثلِ مگر) را پوشش میدهند.
مدولِ گسیختگی، مدولِ الاستیسیته، پواسون و انبساطِ حرارتی
•مدولِ گسیختگی (fr) از رابطهیِ ۹-۳-۱ محاسبه میشود و مبنایِ کنترلِ ترکخوردگی و خیز است.
•مدولِ الاستیسیته (Ec) از دو رابطه: یکی عمومی بر حسبِ چگالیِ بتن و دیگری صورتِ سادهشدهیِ آن برایِ بتنِ معمولی.
Ec را میتوان از آزمایشِ نمونههایِ ۲۸ روزه هم تعیین کرد، مشروط بر آنکه در طرحِ مخلوط منظور شده و نتایجِ آزمایش در مدارکِ ساخت ارائه شوند.
ضریبِ پواسونِ بتنِ معمولی را میتوان برابرِ ۰٫۲ فرض کرد؛ در بتنِ سبک باید از آزمایش تعیین شود.
ضریبِ انبساطِ حرارتیِ بتنِ معمولی: با توجه به نوعِ سنگدانه و با تقریبِ ۲۰ درصد برابرِ ۱۰×۱۰⁻⁶ بر درجهیِ سلسیوس؛ در بتنِ سبک باید از آزمایش به دست آید.
•الگویِ تکرارشوندهیِ این فصل: برایِ بتنِ معمولی عددِ قراردادی داده میشود، برایِ بتنِ سبک آزمایش الزامی است.
جمعشدگی و خزش (۹-۳-۹)
اثراتِ جمعشدگی و خزش — بهویژه در ساختمانهایِ بلندمرتبه — میتوانند قابلِ ملاحظه باشند و باید در طراحی منظور شوند.
مشخصاتِ مکانیکی و روشِ محاسبهیِ این آثار در پیوستِ ۹-پ۴ ارائه شده است.
اثراتِ جمعشدگی و خزش باید همراه با سایرِ نیروهایِ وارده مطابقِ فصلِ ۹-۷ ترکیب شوند.
•این همان «تغییراتِ حجمیِ مقیدشده» است که در تعریفِ «اثراتِ بار» در فصلِ ۹-۲ آمده بود.
جدولِ مرورِ سریع
چگالیِ محاسباتیِ بتنِ معمولی۲۳۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب
حداقل چگالیِ بتنِ سبکِ سازهای۱۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب
λ بتنِ تمامسبکدانه۰٫۷۵
λ بتنِ نیمهسبکدانه (ریزدانه معمولی)۰٫۸۵
λ بتنِ معمولی۱٫۰۰
λ در محاسبهٔ طولِ گیرایی برایِ هر بتنِ سبک۰٫۷۵
سنِ آزمایشِ f'c۲۸ روز
تعدادِ نمونه۲ نمونهیِ بزرگ یا ۳ نمونهیِ کوچک
محدودهیِ پایهیِ f'c۲۰ تا ۵۰ مگاپاسکال
سقفِ f'c در ساختمانِ بلندتر از ۲۰ طبقه۷۰ مگاپاسکال (فقط بتنِ معمولی)
حداقل f'c در سازهیِ لرزهبرِ ویژه۲۵ مگاپاسکال
سقفِ f'c بتنِ سبک در لرزهبرِ ویژه۳۵ مگاپاسکال
ردههایِ بتنC10 تا C70
ضریبِ پواسونِ بتنِ معمولی۰٫۲
ضریبِ انبساطِ حرارتیِ بتنِ معمولی۱۰×۱۰⁻⁶ بر درجهیِ سلسیوس (±۲۰٪)
مرجعِ جمعشدگی و خزشپیوستِ ۹-پ۴
مرجعِ دوامپیوستِ ۹-پ۱
مرجعِ ساخت و پذیرشِ بتنفصلِ ۹-۲۲ و مبحثِ پنجم
برو به آزمونِ همین فصل