طراحی دیوار برشی بنایی مسلح — مبحث ۸ مقررات ملی ساختمان (فصل ۱۲)
خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «طراحی دیوار برشی بنایی مسلح» (بند ۸-۴-۶-۹) از مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های با مصالح بنایی). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۱۱ سوال دارد.
فهرست مطالب
- الزامات ابعادی و میلگردگذاری دیوار
- دیوار جدا از سیستم لرزه‌ای
- طراحی برای بارهای خارج از صفحه
- طراحی برای بارهای درون‌صفحه و المان‌های مرزی
خلاصه درسنامه
الزامات ابعادی و میلگردگذاری دیوار
- ضخامت اسمی دیوار سازه‌ای مسلح نباید از ۱۵۰ میلی‌متر کمتر باشد (استثنای ۱۰۰ میلی‌متر برای آجر سوراخ‌دار طبق شرایط بند ۸-۳-۴-۳ اعمال می‌شود)؛ نسبت ارتفاع به عرض دیوار باید مطابق جدول ۸-۳-۱ (حداکثر نسبت لاغری) باشد.
- کلیه‌ی دیوارها باید در دو راستای افقی و قائم میلگردگذاری شوند: مساحت میلگرد افقی و قائم هرکدام حداقل ۰٫۰۰۰۷ مساحت کل مقطع (قائم و عرضی دیوار)، و مجموع مساحت میلگرد افقی+قائم حداقل ۰٫۰۰۲ مساحت کل مقطع عرضی.
- حداقل ۱۳۰ میلی‌متر مربع از میلگردهای قائم باید در گوشه‌ها، محدوده‌ی ۴۰۰ میلی‌متری بازشوها، ۲۰۰ میلی‌متری درز انقطاع و ۲۰۰ میلی‌متری انتهای دیوار قرار گیرند.
- میلگرد افقی بالا/پایین بازشو باید حداقل ۶۰۰ میلی‌متر یا ۴۰ برابر قطر میلگرد (هرکدام بیشتر) پس از بازشو ادامه یابد؛ بالاترین میلگرد افقی نباید پایین‌تر از ۳۰۰ میلی‌متر از زیر سقف باشد.
- فاصله‌ی میلگردهای قائم و افقی نباید از یک‌سوم طول دیوار، یک‌سوم ارتفاع دیوار یا ۶۰۰ میلی‌متر بیشتر شود؛ قطر میلگرد نباید کمتر از ۱۰ میلی‌متر باشد (به‌جز میلگرد بستر).
دیوار جدا از سیستم لرزه‌ای
- دیوار بنایی خارج از سیستم باربر جانبی باید در راستای درون‌صفحه‌ی خود از سیستم جدا شود (مگر برای باربری ثقلی لازم باشد)؛ اتصالات جداکننده باید بر اساس سازگاری با تغییرمکان‌های جانبی نسبی طبقات طراحی شوند.
- چنین دیواری باید حداقل میلگرد افقی مشخصی داشته باشد که با توزیع یکنواخت میلگرد بستر یا میلگرد افقی با فاصله‌ی حداکثر ۶۰۰ میلی‌متر (کاملا مدفون در ملات/دوغاب) برآورده می‌شود.
طراحی برای بارهای خارج از صفحه
- محاسبات لنگر و تغییرشکل بر اساس شرایط تکیه‌گاه ساده در بالا و پایین دیوار است؛ برای شرایط گیرداری باید از اصول تحلیل سازه استفاده شود.
- چنانچه نسبت ارتفاع موثر به ضخامت اسمی (h/t) از ۳۰ فراتر رود، تنش محوری ضریب‌دار محدودیت اضافه‌ای پیدا می‌کند.
- لنگر و نیروی محوری ضریب‌دار در وسط ارتفاع دیوار محاسبه و در طراحی استفاده می‌شود؛ کنترل خیز وسط ارتفاع تحت بارهای محوری و جانبی بهره‌برداری (بدون ضریب) الزامی است.
طراحی برای بارهای درون‌صفحه و المان‌های مرزی
- لنگر خمشی حداکثر در دیوار باتغییرشکل یک‌انحنا در پای دیوار محاسبه می‌شود؛ در دیوار باتغییرشکل دوانحنا، از حاصل‌ضرب برش ضریب‌دار در نصف ارتفاع آزاد دیوار محاسبه می‌شود.
- طراحی برای برش درون‌صفحه: مقاومت برشی طراحی باید از برش متناظر با ۱٫۲۵ برابر مقاومت خمشی اسمی المان بیشتر باشد؛ علاوه بر میلگردهای برشی افقی، میلگردهای قائم حداقل به‌میزان یک‌سوم باید در دیوار تعبیه شوند و فاصله‌شان از ۶۰۰ میلی‌متر بیشتر نشود.
- اجرای المان مرزی برای دیوارهای تحت برش درون‌صفحه، تحت شرایط خاصی (تنش فشاری زیر حد آستانه، یا هندسه‌ی مشخص) الزامی نیست؛ در غیراین‌صورت باید در دو انتهای دیوار و لبه‌ی بازشوها المان مرزی تعبیه شود.
- المان مرزی باید از دورترین تار فشاری حداقل به‌اندازه‌ی بزرگ‌ترین عمق بحرانی ادامه یابد؛ در مقاطع بال‌دار، المان مرزی باید عرض موثر بال در فشار را شامل شده و حداقل ۳۰۰ میلی‌متر در جان ادامه یابد.
- میلگردهای عرضی المان مرزی باید حداقل به‌اندازه‌ی طول مهاری در زیر دیوار ادامه یابند (یا حداقل ۳۰۰ میلی‌متر در پی، اگر المان مرزی به پی ختم شود)؛ میلگردهای افقی دیوار باید برای رسیدن به مقاومت تسلیم درون هسته‌ی المان مرزی مهار شوند.
اعداد و ضوابط کلیدی این فصل
| موضوع | مقدار / ضابطه |
|---|---|
| حداقل ضخامت اسمی دیوار برشی مسلح | ۱۵۰ میلی‌متر (استثنای ۱۰۰ میلی‌متر با شرایط ویژه) |
| حداقل مساحت میلگرد افقی/قائم هرکدام | ۰٫۰۰۰۷ مساحت مقطع مربوطه |
| حداقل مجموع مساحت میلگرد افقی+قائم | ۰٫۰۰۲ مساحت کل مقطع عرضی |
| حداقل قطر میلگرد دیوار (بجز میلگرد بستر) | ۱۰ میلی‌متر |
| حداکثر فاصله‌ی میلگرد قائم/افقی دیوار | یک‌سوم طول، یک‌سوم ارتفاع، یا ۶۰۰ میلی‌متر — کمترین |
| حداقل میلگرد قائم متمرکز در گوشه/بازشو/درز انقطاع/انتهای دیوار | ۱۳۰ میلی‌متر مربع |
| مرز h/t که تنش محوری مجاز را محدودتر می‌کند | ۳۰ |
| ضریب مقاومت برشی طراحی نسبت به مقاومت خمشی اسمی | ≥ ۱٫۲۵ برابر |
| حداقل سهم میلگرد قائم اضافه در طراحی برش درون‌صفحه | یک‌سوم میلگرد برشی افقی، فاصله ≤ ۶۰۰ میلی‌متر |
| حداقل ادامه‌ی میلگرد عرضی المان مرزی در پی | ۳۰۰ میلی‌متر (اگر المان مرزی به پی ختم شود) |
نمونه سوال با پاسخ تشریحی
سوال ۱: طبق بند ۸-۴-۶-۹-۱، حداقل ضخامت اسمی دیوار سازه‌ای مسلح چقدر است؟
الف) ۱۰۰ میلی‌متر
ب) ۱۵۰ میلی‌متر
ج) ۲۰۰ میلی‌متر
د) ۲۵۰ میلی‌متر
پاسخ صحیح: گزینه ب — ۱۵۰ میلی‌متر
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۱، ضخامت اسمی دیوار سازه‌ای مسلح نباید از ۱۵۰ میلی‌متر کمتر باشد (استثنای ۱۰۰ میلی‌متر با شرایط ویژه‌ی بند ۸-۳-۴-۳-۲ اعمال می‌شود).
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۱، ضخامت اسمی دیوار سازه‌ای مسلح نباید از ۱۵۰ میلی‌متر کمتر باشد (استثنای ۱۰۰ میلی‌متر با شرایط ویژه‌ی بند ۸-۳-۴-۳-۲ اعمال می‌شود).
سوال ۲: طبق بند ۸-۴-۶-۹-۲، مجموع حداقل مساحت میلگردهای افقی و قائم دیوار باید چند درصد مساحت کل مقطع عرضی دیوار باشد؟
الف) ۰٫۰۷٪
ب) ۰٫۲٪
ج) ۰٫۵٪
د) ۱٪
پاسخ صحیح: گزینه ب — ۰٫۲٪
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۲ (مورد ۱)، مجموع مساحت میلگردهای افقی و قائم باید حداقل ۰٫۰۰۲ (۰٫۲٪) مساحت کل مقطع عرضی دیوار باشد؛ هرکدام به‌تنهایی نیز حداقل ۰٫۰۰۰۷ (۰٫۰۷٪) باید باشند.
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۲ (مورد ۱)، مجموع مساحت میلگردهای افقی و قائم باید حداقل ۰٫۰۰۲ (۰٫۲٪) مساحت کل مقطع عرضی دیوار باشد؛ هرکدام به‌تنهایی نیز حداقل ۰٫۰۰۰۷ (۰٫۰۷٪) باید باشند.
سوال ۳: حداقل چه مقدار مساحت میلگرد قائم باید در گوشه‌ها، محدوده‌ی بازشوها، درزهای انقطاع و انتهای دیوار قرار گیرد؟
الف) ۶۵ میلی‌متر مربع
ب) ۱۳۰ میلی‌متر مربع
ج) ۲۰۰ میلی‌متر مربع
د) ۳۰۰ میلی‌متر مربع
پاسخ صحیح: گزینه ب — ۱۳۰ میلی‌متر مربع
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۲ (مورد ۲)، حداقل ۱۳۰ میلی‌متر مربع از میلگردهای قائم باید در گوشه‌ها، در محدوده‌ی ۴۰۰ میلی‌متری بازشوها، ۲۰۰ میلی‌متری درزهای انقطاع و ۲۰۰ میلی‌متری انتهای دیوار قرار داده شوند.
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۲ (مورد ۲)، حداقل ۱۳۰ میلی‌متر مربع از میلگردهای قائم باید در گوشه‌ها، در محدوده‌ی ۴۰۰ میلی‌متری بازشوها، ۲۰۰ میلی‌متری درزهای انقطاع و ۲۰۰ میلی‌متری انتهای دیوار قرار داده شوند.
سوال ۴: دیوار بنایی جدا از سیستم لرزه‌ای سازه، طبق بند ۸-۴-۶-۹-۳، باید در چه راستایی از سیستم باربر جانبی جدا شود؟
الف) در راستای درون‌صفحه‌ی خود، مگر برای باربری ثقلی لازم باشد
ب) در راستای خارج‌ازصفحه، همواره بدون استثنا
ج) نیازی به جداسازی در هیچ راستایی نیست
د) فقط در راستای قائم
پاسخ صحیح: گزینه الف — در راستای درون‌صفحه‌ی خود، مگر برای باربری ثقلی لازم باشد
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۳، دیوار بنایی که جزئی از سیستم باربر جانبی نیست، باید در راستای درون‌صفحه‌ی خود از سیستم باربر جانبی مجزا شود، مگر در مواردی‌که برای باربری ثقلی به آن نیاز باشد.
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۳، دیوار بنایی که جزئی از سیستم باربر جانبی نیست، باید در راستای درون‌صفحه‌ی خود از سیستم باربر جانبی مجزا شود، مگر در مواردی‌که برای باربری ثقلی به آن نیاز باشد.
سوال ۵: طبق بند ۸-۴-۶-۹-۵-۲، مقاومت برشی طراحی دیوار باید از چه مقداری بیشتر باشد؟
الف) برش متناظر با ۱٫۲۵ برابر مقاومت خمشی اسمی المان
ب) برش متناظر با نصف مقاومت خمشی اسمی
ج) برش متناظر با ۱٫۲۵ برابر مقاومت محوری اسمی
د) بدون ارتباط با مقاومت خمشی
پاسخ صحیح: گزینه الف — برش متناظر با ۱٫۲۵ برابر مقاومت خمشی اسمی المان
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۵-۲ (مورد ۱)، مقاومت برشی طراحی باید از برش متناظر با ۱٫۲۵ برابر مقاومت خمشی اسمی المان بیشتر باشد.
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۵-۲ (مورد ۱)، مقاومت برشی طراحی باید از برش متناظر با ۱٫۲۵ برابر مقاومت خمشی اسمی المان بیشتر باشد.
سوال ۶: در مقاطع بال‌دار، المان مرزی طبق بند ۸-۴-۶-۹-۵-۳ باید حداقل چه مقدار در جان ادامه یابد؟
الف) ۱۰۰ میلی‌متر
ب) ۲۰۰ میلی‌متر
ج) ۳۰۰ میلی‌متر
د) ۵۰۰ میلی‌متر
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۳۰۰ میلی‌متر
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۵-۳ (مورد ۲-ب)، در مقاطع بال‌دار، المان مرزی باید شامل عرض موثر بال در فشار بوده و به‌اندازه‌ی حداقل ۳۰۰ میلی‌متر در جان ادامه یابد.
طبق بند ۸-۴-۶-۹-۵-۳ (مورد ۲-ب)، در مقاطع بال‌دار، المان مرزی باید شامل عرض موثر بال در فشار بوده و به‌اندازه‌ی حداقل ۳۰۰ میلی‌متر در جان ادامه یابد.
→ فصل ۱۱: طراحی تیر، تیر عمیق، ستون و جرز بنایی مسلحفصل ۱۳: دیوارهای متقاطع، پیچ مهار، پی و دال بنایی مسلح ←
سایر فصل‌های مبحث ۸
فصل ۱: کلیاتفصل ۲: تعاریففصل ۳: مصالح ساختمانی (سنگدانه، چسباننده، آب، واحد مصالح بنایی و فولاد)فصل ۴: ملات، دوغاب و سایر مصالح؛ ویژگی‌های مکانیکی و کنترل کیفیتفصل ۵: کلیات، ساختگاه و پیکره‌بندی ساختمانفصل ۶: اعضای سازه‌ای بناییفصل ۷: اعضای غیرسازه‌ای و دیوار محوطهفصل ۸: کلیات، بارگذاری و تحلیل ساختمان بنایی مسلحفصل ۹: الزامات میلگردگذاری و اجرای بنایی مسلحفصل ۱۰: فرضیات طراحی، مقاومت اسمی و ضرایب کاهش مقاومتفصل ۱۱: طراحی تیر، تیر عمیق، ستون و جرز بنایی مسلحفصل ۱۳: دیوارهای متقاطع، پیچ مهار، پی و دال بنایی مسلحفصل ۱۴: کلیات، محدوده کاربرد و الزامات معماری بنایی با کلاففصل ۱۵: شالوده و پی بنایی با کلاففصل ۱۶: دیوار در ساختمان بنایی با کلاففصل ۱۷: بازشو، نعل درگاه و کلاف‌بندیفصل ۱۸: جان‌پناه، سقف، خرپشته و الزامات غیرسازه‌ای بنایی با کلاف
مباحث مرتبط
مبحث ۸: طرح و اجرای ساختمان‌های با مصالح بناییهمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی