روش ضرایب لنگر در دالها؛ روش طراحی ساده (پیوستهای ۹-پ۵ و ۹-پ۶) — مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان (فصل ۲۶)
خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «روش ضرایب لنگر در دالها؛ روش طراحی ساده (پیوستهای ۹-پ۵ و ۹-پ۶)» (بند ۹-پ۵ و ۹-پ۶) از مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمانهای بتنآرمه). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۲۰ سوال دارد.
فهرست مطالب
- روش ضرایب لنگر — شرایط کاربرد (۹-پ۵-۱)
- نوارها و توزیع لنگر (۹-پ۵-۲)
- ضخامت دال و برش و لنگر تیرها (۹-پ۵-۳ تا ۵)
- روش طراحی ساده — دامنهی کاربرد (۹-پ۶-۱ و ۲)
- روش طراحی ساده — تیرها و ستونها (۹-پ۶-۳-۱ و ۲)
- روش طراحی ساده — سقف و شالوده (۹-پ۶-۳-۳ و ۴)
خلاصه درسنامه
روش ضرایب لنگر — شرایط کاربرد (۹-پ۵-۱)
- روش ضرایب برای **دالهای مستطیلی** با شرایط زیر به کار میرود:
- ⚠️ دال در **چهار طرف روی تیر یا دیوار** تکیه داشته باشد.
- ابعاد **تیرهای زیرسری** دال باید شرط سختی مشخصی را برآورده کنند (رابطهی متن حذف شده است).
- ⚠️ **نسبت طول به عرض دهانههای آزاد ≤ ۲٫۰** (دال دوطرفه).
- ⚠️ بارها فقط **قائم** و **یکنواخت** باشند.
نوارها و توزیع لنگر (۹-پ۵-۲)
- هر دال با توجه به **شرایط انتهایی تکیهگاهها** بهطور مجزا بررسی میشود.
- ⚠️ در هر امتداد: **نوار میانی** با عرض **نصف عرض دال** (نیمهی وسط) و دو **نوار کناری** هر یک با عرض **یکچهارم عرض دال**.
- ⚠️ لنگرها در عرض **نوار میانی یکنواخت**اند؛ در **نوار کناری** بهطور **خطی** از مقدار نوار میانی (در مرز مشترک) تا **یکسوم** آن (در لبهی خارجی) کاهش مییابند.
- لنگر **منفی** بر تکیهگاه برای بار مرده و زنده از **جدول ضرایب منفی**؛ لنگر **مثبت** وسط دهانه برای **بار مرده** و **بار زنده** هر کدام از **جدول جداگانهی ضرایب مثبت**.
- ⚠️ اگر لنگر یک طرف تکیهگاه مشترک دو دال **کمتر از ۸۰ درصد** لنگر طرف دیگر باشد، **اختلاف به نسبت سختیهای خمشی** دو دال بین آنها تقسیم میشود.
- ⚠️ در **لبهی ناپیوسته** (دال در طرف دیگر تکیهگاه ادامه ندارد)، لنگر منفی طراحی در هر نوار = **سهچهارم لنگر مثبت وسط دهانهی همان نوار**.
- نمونه از جدولها برای دال **مربعی (m = ۱٫۰)**: ضریب لنگر منفی **حالت ۲ = ۰٫۰۴۵** و ضرایب لنگر مثبت **حالت ۱ = ۰٫۰۳۶**.
ضخامت دال و برش و لنگر تیرها (۹-پ۵-۳ تا ۵)
- ⚠️ حداقل ضخامت دال در این روش: دال **ناپیوسته در یک سمت یا بیشتر → محیط دال / ۱۴۰**؛ دال **پیوسته در چهار سمت → محیط / ۱۶۰**؛ و در هر حال **≥ ۱۰۰ میلیمتر**.
- ⚠️ برش تیرها از بارهای واقع در محدودهی **خطوط مورب ۴۵ درجه** از گوشههای دالهای دو طرف و محورهای چشمهها — یعنی **توزیع ذوزنقهای یا مثلثی**.
- علاوه بر برش منتقلشده از دال، برش **بارهای مستقیم روی تیر** هم منظور میشود.
- برش دال در طول مرز مشترک با تیر بهصورت **یکنواخت** در طول تکیهگاه فرض میشود؛ نسبت تقسیم بار در دو جهت از جدول مربوط؛ مقاومت برشی دال طبق **فصل ۹-۸**.
- لنگر تیرها از بارهای منتقلشده از دال یا از **بار یکنواخت معادل** برای تیرهای **ضلع کوتاه** و **ضلع بلند**.
روش طراحی ساده — دامنهی کاربرد (۹-پ۶-۱ و ۲)
- هدف: حداقل مقررات برای ایمنی، بهرهبرداری و پایایی ساختمانهای **قاب خمشی بتنی متوسط** کوچک.
- ⚠️ حداکثر **۳ طبقه (با احتساب زیرزمین) + یک خرپشته**؛ ارتفاع از روی پی **حداکثر ۱۲ متر**؛ پلان حداکثر **۸ متر × ۱۰ متر**.
- ⚠️ فقط ساختمانهای **مسکونی یک و دو خانواری** با کاربری صرفا مسکونی و **دور از گسل**.
- ⚠️ بتن با سنگدانهی معمولی و سیمان پرتلند با f'c طبق پیوست دوام ولی **حداقل ۲۰ مگاپاسکال**؛ میلگردها **S420**.
- ⚠️ **ارتفاع طبقه حداکثر ۳٫۲ متر** و ارتفاع هر طبقه نباید **بیش از ۱۰ درصد** کمتر از طبقهی زیرین باشد.
- ⚠️ **دو دهانه** در هر دو جهت، طول دهانه **۳ تا ۵ متر**؛ اختلاف تراز در یک طبقه حتیالامکان نباشد و حداکثر **۶۰۰ میلیمتر**.
- ⚠️ سقفها **تیرچهبلوک**؛ خاک **نوع ۱ تا ۳** و **غیرروانگرا**؛ ضوابط **پیوست دوام (۹-پ۱)** الزامی.
- این روال **حالت راهنما** دارد و طراح همواره میتواند از سایر فصلهای مبحث استفاده کند؛ اطلاعات جداول باید توسط طراح **کنترل** شود.
روش طراحی ساده — تیرها و ستونها (۹-پ۶-۳-۱ و ۲)
- تیرها در دو دستهی **داخلی** و **پیرامونی**؛ **تیپ تیر (۱ تا ۸)** بر اساس **طول و عرض ساختمان** از جدول ۹-پ۶-۱ (مثلا ۸×۶ متر → تیپ ۱؛ ۱۰×۸ متر → تیپ ۸).
- ⚠️ فاصلهی خاموتها در طول **دو برابر ارتفاع مقطع** از بر تکیهگاه **نصف** میشود؛ **اولین خاموت بسته حداکثر ۵۰ میلیمتر** از وجه تکیهگاه.
- ⚠️ در بالا و پایین مقطع تیر **دو میلگرد سرتاسری با قطر حداقل ۱۲ میلیمتر**؛ خاموتها با **خم ۱۳۵ درجه** و طول مستقیمی که **کمتر از ۶۰ میلیمتر** نباشد.
- ⚠️ ستونها **مربعی ۴۵۰ × ۴۵۰ میلیمتر** با **پوشش ۵۰ میلیمتر**؛ چهار تیپ آرماتوربندی: **1-45، 1.5-45، 2-45 و 2.5-45** بر حسب ابعاد ساختمان، طبقه و موقعیت ستون (میانی، کناری، گوشه).
- ⚠️ خاموتهای ستون باید **از محل اتصال تیر به ستون عبور کنند**؛ در طول **یکششم ارتفاع آزاد** از بر، فاصلهی خاموت **نصف** میشود؛ وصلهی آرماتورهای ستون ترجیحا در **یکسوم میانی ارتفاع**.
روش طراحی ساده — سقف و شالوده (۹-پ۶-۳-۳ و ۴)
- ⚠️ سقف تیرچهبلوک طبق استانداردهای ملی **۲۹۰۹-۱ (تیرچهی بتنآرمه)** و **۲۹۰۹-۳ (تیرچهی پیشتنیده)** و محدودیتهای بند **۹-۱۱-۷-۲**.
- پی دو نوع است: **پی تک** برای **ستون میانی** و **شالودهی نواری** برای **ستونهای کناری و گوشه**.
- ⚠️ پی ستون میانی: **مربع ۲٫۷ × ۲٫۷ متر** با **دو شبکه میلگرد نمرهی ۲۰ به فاصلهی ۲۵۰ میلیمتر** در بالا و پایین.
- ⚠️ شالودهی ستونهای کناری و گوشه: **نواری به عرض ۱٫۵ متر**؛ فواصل آرماتورها **زیر ستونهای کناری نصف** میشود.
- پوشش بتن طبق ضوابط **مقاطع در تماس با خاک**؛ پی میانی با **کلافهای رابط در هر دو جهت** (بند ۹-۱۵-۳-۶) به پیهای نواری متصل میشود.
- در انتهای مبحث، **واژهنامهی انگلیسی به فارسی** آمده است (مثلا boundary element = جزء مرزی/جزء لبه، anchor, post installed = مهار کاشتنی، base of structure = تراز پایهی سازه).
اعداد و ضوابط کلیدی این فصل
| موضوع | مقدار / ضابطه |
|---|---|
| شرط تکیهگاه روش ضرایب | چهار طرف روی تیر یا دیوار |
| حداکثر نسبت طول به عرض | ۲٫۰ |
| نوع بار | فقط قائم و یکنواخت |
| عرض نوار میانی / کناری | نصف عرض / یکچهارم عرض |
| لنگر در لبهی خارجی نوار کناری | یکسوم لنگر نوار میانی |
| آستانهی تعدیل لنگر دو طرف تکیهگاه | کمتر از ۸۰٪ |
| لنگر منفی لبهی ناپیوسته | ۳/۴ لنگر مثبت همان نوار |
| ضخامت حداقل: ناپیوسته / پیوسته | محیط/۱۴۰ / محیط/۱۶۰ ؛ ≥ ۱۰۰ mm |
| توزیع بار به تیر | خطوط ۴۵ درجه؛ ذوزنقهای/مثلثی |
| m = ۱ : ضریب منفی حالت ۲ | ۰٫۰۴۵ |
| روش ساده: تعداد طبقات | ۳ + خرپشته (با زیرزمین) |
| روش ساده: ارتفاع و پلان | ≤ ۱۲ m ؛ ≤ ۸ × ۱۰ m |
| روش ساده: کاربری | مسکونی ۱ و ۲ خانواری، دور از گسل |
| روش ساده: مصالح | f'c ≥ ۲۰ MPa ؛ S420 |
| ارتفاع طبقه | ≤ ۳٫۲ m |
| دهانهها | ۲ دهانه، ۳ تا ۵ m |
| اختلاف تراز طبقه | ≤ ۶۰۰ mm |
| خاک | نوع ۱ تا ۳، غیرروانگرا |
| خاموت تیر | نصف در ۲h؛ اولی ≤ ۵۰ mm؛ خم ۱۳۵° و ≥ ۶۰ mm |
| میلگرد سرتاسری تیر | ۲ عدد بالا و پایین، ≥ ۱۲ mm |
| ستون | ۴۵۰ × ۴۵۰ mm، پوشش ۵۰ mm |
| خاموت ستون | نصف در ℓu/6؛ عبور از گره |
| پی ستون میانی | ۲٫۷ × ۲٫۷ m، Φ20 @ ۲۵۰ بالا و پایین |
| شالودهی کناری و گوشه | نواری، عرض ۱٫۵ m |
| سقف | تیرچهبلوک (استاندارد ۲۹۰۹) |
نمونه سوال با پاسخ تشریحی
سوال ۱: روش ضرایب لنگر خمشی (پیوست ۹-پ۵) برای کدام دالها کاربرد دارد؟
الف) دالهای مستطیلی متکی بر تیر یا دیوار در چهار طرف با نسبت طول به عرض ≤ ۲ و بار قائم یکنواخت
ب) دالهای تخت بدون تیر
ج) دالهای یکطرفهی طرهای
د) دالهای تحت بار متمرکز
پاسخ صحیح: گزینه الف — دالهای مستطیلی متکی بر تیر یا دیوار در چهار طرف با نسبت طول به عرض ≤ ۲ و بار قائم یکنواخت
طبق ۹-پ۵-۱، روش ضرایب برای دالهای مستطیلی متکی بر تیر یا دیوار در چهار طرف، با نسبت طول به عرض دهانههای آزاد ≤ ۲٫۰، تیرهای با سختی کافی و بارهای صرفا قائم و یکنواخت کاربرد دارد.
طبق ۹-پ۵-۱، روش ضرایب برای دالهای مستطیلی متکی بر تیر یا دیوار در چهار طرف، با نسبت طول به عرض دهانههای آزاد ≤ ۲٫۰، تیرهای با سختی کافی و بارهای صرفا قائم و یکنواخت کاربرد دارد.
سوال ۲: در روش ضرایب، اگر لنگر خمشی در یک طرف تکیهگاه دو دال کمتر از چه درصدی از لنگر طرف دیگر باشد، اختلاف باید به نسبت سختیهای خمشی دو دال تقسیم شود؟
الف) ۵۰٪
ب) ۷۰٪
ج) ۸۰٪
د) ۹۰٪
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۸۰٪
طبق ۹-پ۵-۲-۵، در مواردی که لنگر خمشی در یک طرف تکیهگاه دو دال کمتر از ۸۰ درصد لنگر طرف دیگر باشد، اختلاف لنگرها باید به نسبت سختیهای خمشی دو دال بین آنها تقسیم شود.
طبق ۹-پ۵-۲-۵، در مواردی که لنگر خمشی در یک طرف تکیهگاه دو دال کمتر از ۸۰ درصد لنگر طرف دیگر باشد، اختلاف لنگرها باید به نسبت سختیهای خمشی دو دال بین آنها تقسیم شود.
سوال ۳: دالی به ابعاد ۵ × ۶ متر که در **یک سمت ناپیوسته** است، طبق روش ضرایب حداقل چه ضخامتی دارد؟
الف) ۱۰۰ میلیمتر
ب) حدود ۱۳۸ میلیمتر
ج) حدود ۱۵۷ میلیمتر
د) ۲۰۰ میلیمتر
پاسخ صحیح: گزینه ج — حدود ۱۵۷ میلیمتر
طبق ۹-پ۵-۳-۱، برای دال ناپیوسته در یک سمت یا بیشتر: محیط/۱۴۰ = ۲×(۵۰۰۰ + ۶۰۰۰)/۱۴۰ = ۲۲۰۰۰/۱۴۰ ≈ ۱۵۷ میلیمتر (بیشتر از حداقل ۱۰۰ میلیمتر).
طبق ۹-پ۵-۳-۱، برای دال ناپیوسته در یک سمت یا بیشتر: محیط/۱۴۰ = ۲×(۵۰۰۰ + ۶۰۰۰)/۱۴۰ = ۲۲۰۰۰/۱۴۰ ≈ ۱۵۷ میلیمتر (بیشتر از حداقل ۱۰۰ میلیمتر).
سوال ۴: حداکثر ابعاد پلان ساختمان در روش طراحی ساده چقدر است؟
الف) ۶ × ۸ متر
ب) ۸ × ۱۰ متر
ج) ۱۰ × ۱۲ متر
د) ۱۲ × ۱۵ متر
پاسخ صحیح: گزینه ب — ۸ × ۱۰ متر
طبق ۹-پ۶-۲-۱ بند ۵، حداکثر عرض ساختمان ۸ متر و طول آن ۱۰ متر است.
طبق ۹-پ۶-۲-۱ بند ۵، حداکثر عرض ساختمان ۸ متر و طول آن ۱۰ متر است.
سوال ۵: حداکثر ارتفاع طبقه در روش طراحی ساده چقدر است؟
الف) ۳٫۰ متر
ب) ۳٫۲ متر
ج) ۳٫۵ متر
د) ۴٫۰ متر
پاسخ صحیح: گزینه ب — ۳٫۲ متر
طبق ۹-پ۶-۲-۱ بند ۴، حداکثر ارتفاع طبقات ۳٫۲ متر است و ارتفاع هر طبقه نباید بیش از ۱۰ درصد از ارتفاع طبقهی زیر آن کمتر باشد.
طبق ۹-پ۶-۲-۱ بند ۴، حداکثر ارتفاع طبقات ۳٫۲ متر است و ارتفاع هر طبقه نباید بیش از ۱۰ درصد از ارتفاع طبقهی زیر آن کمتر باشد.
سوال ۶: در روش طراحی ساده، جزئیات خاموت تیرها کدام است؟
الف) فاصلهی یکنواخت در کل طول
ب) فاصله در طول ۲ برابر ارتفاع مقطع از بر نصف میشود و اولین خاموت بسته حداکثر ۵۰ میلیمتر از وجه تکیهگاه است
ج) اولین خاموت در ۱۰۰ میلیمتری
د) فاصله در وسط دهانه نصف میشود
پاسخ صحیح: گزینه ب — فاصله در طول ۲ برابر ارتفاع مقطع از بر نصف میشود و اولین خاموت بسته حداکثر ۵۰ میلیمتر از وجه تکیهگاه است
طبق بند ۴ از ۹-پ۶-۳-۱، فاصلهی خاموتها در طول ۲ برابر ارتفاع مقطع از بر تکیهگاه نصف میشود، اولین خاموت بسته حداکثر ۵۰ میلیمتر از وجه تکیهگاه است، دو میلگرد سرتاسری حداقل ۱۲ میلیمتری در بالا و پایین لازم است و خاموتها خم ۱۳۵ درجه با طول مستقیم حداقل ۶۰ میلیمتر دارند.
طبق بند ۴ از ۹-پ۶-۳-۱، فاصلهی خاموتها در طول ۲ برابر ارتفاع مقطع از بر تکیهگاه نصف میشود، اولین خاموت بسته حداکثر ۵۰ میلیمتر از وجه تکیهگاه است، دو میلگرد سرتاسری حداقل ۱۲ میلیمتری در بالا و پایین لازم است و خاموتها خم ۱۳۵ درجه با طول مستقیم حداقل ۶۰ میلیمتر دارند.
سایر فصلهای مبحث ۹
فصل ۱: کلیاتفصل ۲: علائم و تعاریففصل ۳: مشخصات مکانیکی بتنفصل ۴: مشخصات آرماتورهافصل ۵: الزامات سیستمهای سازهایفصل ۶: تحلیل سیستمهافصل ۷: ضریبهای بار و کاهش مقاومتفصل ۸: ارزیابی مقاومت مقطعفصل ۹: دالهای یکطرفهفصل ۱۰: دالهای دوطرفهفصل ۱۱: تیرهافصل ۱۲: ستونهافصل ۱۳: دیوارهافصل ۱۴: دیافراگمهافصل ۱۵: شالودههای بتنآرمهفصل ۱۶: ناحیهی اتصال تیر به ستون و دال به ستونفصل ۱۷: اتصالات اعضای سازهای به یکدیگرفصل ۱۸: مهار به بتنفصل ۱۹: الزامات بهرهبرداریفصل ۲۰: ضوابط ویژه برای طراحی در برابر زلزلهفصل ۲۱: جزئیات آرماتورگذاریفصل ۲۲: مدارک طرح، الزامات ساخت و نظارتفصل ۲۳: ارزیابی مقاومت سازههای موجودفصل ۲۴: دوام بتن و آرماتور؛ طراحی در برابر آتش (پیوستهای ۹-پ۱ و ۹-پ۲)فصل ۲۵: روش خرپایی (بست و بند)؛ جمعشدگی و خزش بتن (پیوستهای ۹-پ۳ و ۹-پ۴)
مباحث مرتبط
مبحث ۹: طرح و اجرای ساختمانهای بتنآرمههمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی