اعضای مختلط — مبحث ۱۰ مقررات ملی ساختمان (فصل ۸)

خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «اعضای مختلط» (بند ۱۰-۲-۸) از مبحث دهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های فولادی). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۱۸ سوال دارد.

فهرست مطالب

• دامنه و ساختار بخش (۱۰-۲-۸-۱)
• چهار روش تعیین مقاومت اسمی (۱۰-۲-۸-۱-۱)
• محدودیت‌های مصالح و رده‌بندی مقاطع مختلط
• اعضای محوری محاط در بتن — محدودیت‌های ابعادی
• اعضای محوری پرشده با بتن — تفاوت‌ها با محاط
• اعضای خمشی مختلط و دال بتنی (۱۰-۲-۸-۳)
• عرشه‌ی فولادی و گل‌میخ‌ها — اعداد حفظی
• انتقال بار و برشگیرها در ستون‌ها (۱۰-۲-۸-۶ و ۱۰-۲-۸-۹)

خلاصه درسنامه

دامنه و ساختار بخش (۱۰-۲-۸-۱)

• دامنه: نیمرخ فولادی **محاط در بتن**؛ مقاطع دایره‌ای توخالی، قوطی (HSS) و جعبه‌ای **پرشده با بتن**؛ و تیر فولادی با **دال بتنی متکی بر آن**.
• عملکرد مشترک از طریق **برشگیرهای متصل به فولاد و مدفون در بتن** یا از طریق **چسبندگی** تأمین می‌شود.
• این بخش ۱۰ زیربخش دارد: الزامات عمومی، اعضای محوری، اعضای خمشی، برش، ترکیب نیروها، انتقال بار، دیافراگم‌های مختلط، برشگیرها در تیرها، برشگیرها در ستون‌ها، و فشار هیدرواستاتیک.
• ⚠️ ارجاع کلیدی: پوشش بتن روی میلگرد، وصله، فواصل، خم میلگرد و مقاومت برشی اجزای بتنی همگی طبق **مبحث نهم** تعیین می‌شوند — مگر این بخش الزام خاصی مقرر کرده باشد.

چهار روش تعیین مقاومت اسمی (۱۰-۲-۸-۱-۱)

• ⚠️ چهار روش مجاز: **توزیع تنش پلاستیک**، **سازگاری کرنش**، **توزیع تنش الاستیک** و **تنش-کرنش مؤثر**.
• ⚠️ در همه‌ی روش‌ها، از **مقاومت کششی بتن صرف‌نظر می‌شود**.
• ⚠️ تفاوت سیستماتیک دو خانواده: در مقاطع **پرشده با بتن** باید آثار **کمانش موضعی** لحاظ شود؛ در مقاطع **محاط در بتن لزومی به در نظر گرفتن کمانش موضعی نیست** (بتن اطراف جلوی آن را می‌گیرد).
• روش توزیع تنش پلاستیک — فرض ۱: تنش در اجزای فولادی و میلگردها، هم در ناحیه‌ی فشاری و هم کششی، به تنش یکنواخت **Fy** می‌رسد.
• ⚠️ روش توزیع تنش پلاستیک — فرض ۲: تنش بتن در ناحیه‌ی فشاری به **۰٫۸۵ f'c** می‌رسد.
• ⚠️ استثنای محصورشدگی: در مقاطع **دایره‌ای توخالی پرشده با بتن**، به‌دلیل محصورشدگی بتن توسط مقطع فولادی، می‌توان تنش بتن را **۰٫۹۵ f'c** در نظر گرفت.
• ⚠️ روش سازگاری کرنش: توزیع کرنش **خطی** و حداکثر کرنش فشاری بتن برابر **۰٫۰۰۳**.

محدودیت‌های مصالح و رده‌بندی مقاطع مختلط

• ⚠️ در محاسبه‌ی مقاومت موجود اعضای مختلط، تنش تسلیم مشخصه‌ی **بخش فولادی حداکثر ۴۶۰** و **میلگردها حداکثر ۵۵۰** مگاپاسکال در نظر گرفته می‌شود.
• مدول الاستیسیته‌ی بتن بر مبنای جرم مخصوص بتن و مقاومت مشخصه‌ی فشاری نمونه‌ی استوانه‌ای محاسبه می‌شود.
• رده‌بندی مقاطع مختلط هم مثل مقاطع فولادی سه‌گانه است: **فشرده، غیرفشرده و لاغر** — ولی با جدول‌های اختصاصی.
• ⚠️ جدول ۱۰-۲-۸-۱ برای **نیروی محوری فشاری** و جدول ۱۰-۲-۸-۲ برای **لنگر خمشی** استفاده می‌شود.
• ⚠️ یک قید اضافی که در مقاطع فولادی ساده نیست: حتی در رده‌ی «لاغر» هم نسبت پهنا به ضخامت هیچ جزئی نباید از **حداکثر نسبت مجاز** جدول بزرگ‌تر باشد.
• تعاریف پارامترهای پهنا و ضخامت همان تعاریف بخش ۱۰-۲-۲ است.

اعضای محوری محاط در بتن — محدودیت‌های ابعادی

• ⚠️ سطح مقطع هسته‌ی فولادی باید **حداقل یک درصد** مساحت کل مقطع مختلط باشد.
• پوشش بتنی هسته‌ی فولادی باید با میلگردهای طولی و تنگ‌های عرضی یا مارپیچ مسلح شود.
• ⚠️ حداقل قطر تنگ عرضی: **۱۰ میلی‌متر**.
• ⚠️ حداکثر فاصله‌ی مرکز تا مرکز تنگ‌ها: با تنگ **۱۰ میلی‌متری → ۳۰۰ میلی‌متر**؛ با تنگ **۱۲ میلی‌متری یا بیشتر → ۴۰۰ میلی‌متر**.
• ⚠️ و در هر حال، حداکثر فاصله‌ی تنگ‌ها نباید از **نصف بعد کوچک‌تر** مقطع مختلط بیشتر باشد.
• ⚠️ نسبت مساحت میلگردهای طولی به مساحت کل مقطع مختلط باید **حداقل ۰٫۰۰۴** باشد.

اعضای محوری پرشده با بتن — تفاوت‌ها با محاط

• ⚠️ مساحت بخش فولادی هم این‌جا باید **حداقل یک درصد** مساحت کل مقطع مختلط باشد — این شرط بین هر دو خانواده مشترک است.
• ⚠️ تفاوت کلیدی: در اعضای محوری پرشده با بتن، **لزومی به تأمین حداقل میلگرد طولی نیست**.
• ⚠️ و در صورت استفاده از میلگرد طولی، **نیازی به تنگ عرضی برای تأمین مقاومت نیست**.
• منطق این تفاوت: در مقطع پرشده، خود جدار فولادی نقش محصورکننده و تنگ را بازی می‌کند؛ در مقطع محاط، بتن بیرونی محافظ می‌خواهد.
• همین محصورشدگی است که اجازه‌ی استفاده از ۰٫۹۵f'c در مقاطع دایره‌ای را هم توجیه می‌کند.

اعضای خمشی مختلط و دال بتنی (۱۰-۲-۸-۳)

• پهنای مؤثر دال = مجموع پهناهای مؤثر در هر طرف محور مقطع فولادی؛ در هر طرف برابر **کوچک‌ترین** مقدار از معیارهای مبحث (کسری از دهانه، نصف فاصله‌ی تیرها و فاصله تا لبه‌ی دال).
• ⚠️ حداقل ضخامت دال بتنی در حالت **بدون ورق عرشه**: **۸۰ میلی‌متر**.
• ⚠️ اجرای **بدون پایه‌ی موقت**: عضو فولادی باید تا پیش از رسیدن بتن به **۷۵ درصد f'c**، به‌تنهایی وزن بتن تر، بارهای حین اجرا (مثل قالب‌بندی) و وزن خود را تحمل کند.
• در آن مرحله، مقاومت خمشی عضو فولادی فقط بر اساس بخش **۱۰-۲-۵** (تیر فولادی تنها) تعیین می‌شود — نه ضوابط مختلط.
• ⚠️ **عملکرد مختلط ناقص**: اگر مقاومت برشگیرهای بین نقطه‌ی لنگر حداکثر مثبت و لنگر صفر از کوچک‌ترین دو مقدار مرجع کمتر باشد، تیر «مختلط ناقص» است و باید با بلوک فشاری فرضی و تعادل استاتیکی تحلیل شود.

عرشه‌ی فولادی و گل‌میخ‌ها — اعداد حفظی

• ⚠️ ارتفاع اسمی عرشه‌ی فولادی نباید از **۷۵ میلی‌متر** بیشتر باشد.
• ⚠️ پهنای متوسط کنگره‌های پرشده با بتن نباید کمتر از **۵۰ میلی‌متر** باشد.
• ⚠️ ضخامت دال بتنی در قسمت فوقانی عرشه نباید کمتر از **۵۵ میلی‌متر** باشد.
• ⚠️ قطر گل‌میخ‌های برشگیر حداکثر **۲۰ میلی‌متر**؛ گل‌میخ‌ها از طریق عرشه یا مستقیما به مقطع فولادی جوش می‌شوند.
• ⚠️ ارتفاع گل‌میخ پس از نصب (از بالای عرشه) نباید از **۴۰ میلی‌متر** و از **نصف ضخامت دال روی عرشه** کوچک‌تر باشد.
• ⚠️ پوشش بتن روی گل‌میخ‌ها نباید از **۱۵ میلی‌متر** کمتر باشد.
• ⚠️ عرشه‌ی فولادی باید در فواصل حداکثر **۴۵۰ میلی‌متر** به مقطع فولادی و اعضای تکیه‌گاهی مهار شود.
• ⚠️ اگر ارتفاع اسمی عرشه ≥ ۴۰ میلی‌متر باشد: پهنای متوسط کنگره روی تیر تکیه‌گاهی برای **یک گل‌میخ** در پهنا حداقل ۵۰ میلی‌متر، و برای **هر گل‌میخ اضافی** باید **۴ برابر قطر گل‌میخ** اضافه شود.

انتقال بار و برشگیرها در ستون‌ها (۱۰-۲-۸-۶ و ۱۰-۲-۸-۹)

• مکانیزم انتقال بار باید در طول ناحیه‌ای توزیع شود که «**طول مقرر بار**» نامیده می‌شود.
• ⚠️ برای مقاطع **محاط در بتن**: طول مقرر بار نباید از «ارتفاع تیر به ستون + دو برابر حداقل بعد عرضی مقطع محاط‌شده» در بالا و پایین ناحیه‌ی اتصال بیشتر شود.
• ⚠️ برای مقاطع **پرشده با بتن**: همان ارتفاع + **دو برابر حداقل بعد عرضی مقطع مستطیلی** یا **دو برابر قطر مقطع دایره‌ای**.
• برشگیرهای انتقال برش طولی در طول مقرر بار باید **حداقل در دو وجه** مقطع فولادی و **متقارن نسبت به محور مقطع** تعبیه شوند.
• فواصل برشگیرها چه داخل و چه خارج طول مقرر بار باید الزامات بند ۱۰-۲-۸-۹-ج را برآورده کند.
• بخش ۱۰-۲-۸-۱۰ به کنترل **فشار هیدرواستاتیک** بتن تازه در مقاطع مستطیلی پرشده می‌پردازد.

اعداد و ضوابط کلیدی این فصل

نمونه سوال با پاسخ تشریحی

سایر فصل‌های مبحث ۱۰

مباحث مرتبط

مبحث ۱۰: طرح و اجرای ساختمان‌های فولادیهمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی