ضریب‌های بار و کاهش مقاومت — مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان (فصل ۷)
خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «ضریب‌های بار و کاهش مقاومت» (بند ۹-۷) از مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن‌آرمه). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۱۸ سوال دارد.
فهرست مطالب
- جایگاه این فصل نسبت به مبحث ششم (۹-۷-۲-۲)
- قواعد ترکیب بارها (۹-۷-۳-۱)
- بار T — تغییر حجم و نشست نامساوی (۹-۷-۳-۳)
- φ برای لنگر و نیروی محوری (جدول ۹-۷-۲، ردیف ۱)
- بقیه‌ی جدول φ (ردیف‌های ۲ تا ۱۰)
- φ برشی در سازه‌های لرزه‌ای (۹-۷-۴-۵)
خلاصه درسنامه
جایگاه این فصل نسبت به مبحث ششم (۹-۷-۲-۲)
- ⚠️ بارهای وارد بر سازه و چگونگی ترکیب آن‌ها **موضوع مبحث ششم** است و این فصل ملزم به رعایت آن‌هاست.
- ⚠️ ترکیب‌های بار آمده در این فصل **تنها برای سهولت استفاده** از مبحث ۹ است.
- ⚠️ اگر تغییری در ضوابط مبحث ششم درباره ترکیب‌های بار پیش آید، **همان تغییر در این فصل هم باید رعایت گردد**.
- مقاومت موردنیاز U باید **حداقل معادل اثرات بارهای جدول ۹-۷-۱** و با رعایت سایر الزامات بخش ۹-۷-۳ باشد.
قواعد ترکیب بارها (۹-۷-۳-۱)
- ⚠️ بارهایی که **هم‌زمان اثر نمی‌کنند** (مثل **باد و زلزله**) باید **جداگانه** در نظر گرفته شوند و اثراتشان **هم‌زمان منظور نمی‌گردد**.
- ⚠️ **اثرات اضافه‌مقاومت** هر جا که بر اساس مبحث ششم لازم باشد، باید در برآورد بار زلزله و ترکیب‌های بارگذاری منظور شود.
- بارهای **سیل** و نیز بارهای **یخ‌زدگی جوی و باد روی یخ** طبق مبحث ششم یا مقررات معتبر بین‌المللی دیگر تعیین می‌شوند.
- مقاومت موردنیاز باید شامل تأثیر **بار داخلی ناشی از عکس‌العمل‌های پیش‌تنیدگی** با ضریب بار مربوطه باشد.
- ⚠️ قاعده‌ی مهم بار کمک‌کننده: اگر تأثیر یک بار **دائمی نباشد** ولی در صورت حضور **اثر بار اصلی را کم کند**، آن بار **نباید در ترکیب‌های بار وارد شود** — یعنی نمی‌توان روی بار موقت مفید حساب کرد.
بار T — تغییر حجم و نشست نامساوی (۹-۷-۳-۳)
- بار T شامل نیروهای ناشی از **تقید مرتبط با تغییر حجم** (جمع‌شدگی، خزش، دما) و **نشست نامساوی** است.
- اگر این نیروها بتوانند به‌طور مخالف بر عملکرد و ایمنی سازه اثر بگذارند، باید در ترکیب با سایر بارها لحاظ شوند.
- سه معیار تعیین ضریب بار T: **عدم قطعیت بزرگی T**، **احتمال هم‌زمانی آن با سایر بارها**، و **عواقب نامناسب احتمالی بزرگ‌تر بودن T از فرض**.
- ⚠️ نکته‌ی کلیدی: در هر حال **ضریب بار T نباید از ۱٫۰ کمتر** منظور شود.
φ برای لنگر و نیروی محوری (جدول ۹-۷-۲، ردیف ۱)
- ⚠️ **مقاطع کشش-کنترل**: φ = **۰٫۹۰** — بالاترین مقدار، چون رفتار شکل‌پذیر و هشداردهنده است.
- ⚠️ **مقاطع فشار-کنترل با دورپیچ**: φ = **۰٫۷۵**.
- ⚠️ **مقاطع فشار-کنترل سایر اعضا** (با تنگ): φ = **۰٫۶۵**.
- ⚠️ تفاوت ۰٫۷۵ و ۰٫۶۵ دقیقا به‌خاطر **محصورشدگی بهتر دورپیچ** است؛ ستون دورپیچ پس از ترک‌خوردگی پوسته هم ظرفیت نگه می‌دارد.
- ⚠️ **مقاطع ناحیه‌ی انتقال**: φ بین **۰٫۶۵ تا ۰٫۹۰** با **درون‌یابی خطی**.
- تعریف ناحیه‌ی انتقال: کرنش خالص کششی در دورترین فولاد کششی، بین **حد کرنش فشار-کنترل** و **حد کرنش کشش-کنترل** قرار گیرد.
- ⚠️ تسهیل مجاز: برای مقطع انتقالی **اجازه داده می‌شود از φ مربوط به مقطع فشار-کنترل استفاده شود** (محافظه‌کارانه ولی ساده‌تر).
بقیه‌ی جدول φ (ردیف‌های ۲ تا ۱۰)
- ⚠️ **برش**: φ = **۰٫۷۵**.
- ⚠️ **پیچش**: φ = **۰٫۷۵**.
- ⚠️ **مقاومت اتکایی (لهیدگی)**: φ = **۰٫۶۵**.
- ⚠️ **نواحی مهاری پس‌کشیده**: φ = **۰٫۸۵**.
- ⚠️ **نشیمن‌ها (براکت‌ها و کوربل‌ها)**: φ = **۰٫۷۵**.
- ⚠️ **نواحی مختلف در مدل‌های بست و بند**: φ = **۰٫۷۵**.
- ⚠️ **اجزای اتصالات اعضای پیش‌ساخته که با تسلیم عناصر فولادی در کشش کنترل می‌شوند**: φ = **۰٫۹۰**.
- ⚠️ **عناصر بتنی ساده (بدون فولاد)**: φ = **۰٫۶۰** — کمترین مقدار ثابت جدول، چون هیچ شکل‌پذیری‌ای ندارد.
- ⚠️ **مهار در عناصر بتنی**: φ بین **۰٫۴۵ تا ۰٫۷۵** — پایین‌ترین بازه‌ی کل جدول (موضوع فصل ۹-۱۸).
φ برشی در سازه‌های لرزه‌ای (۹-۷-۴-۵)
- دامنه: سازه‌هایی که با **قاب خمشی ویژه**، **دیوار سازه‌ای ویژه** یا **دیوار سازه‌ای متوسط پیش‌ساخته** در مناطق لرزه‌ای با خطر نسبی **زیاد و خیلی‌زیاد** در برابر زلزله مقاومت می‌کنند.
- ⚠️ (الف) در هر عضوی که برای مقاومت در برابر زلزله طراحی شده: اگر **مقاومت برشی اسمی عضو کمتر از برش متناظر با توسعه‌ی مقاومت خمشی اسمی آن** باشد، φ برشی **کاهش داده می‌شود**.
- منطق: نمی‌خواهیم عضو قبل از رسیدن به ظرفیت خمشی شکل‌پذیرش، با **برش ترد** بشکند — پس اگر طراحی ظرفیتی رعایت نشده، جریمه‌ی φ اعمال می‌شود.
- ⚠️ (ب) برای **دیافراگم‌ها**: φ در برش **نباید از کمترین φ برشی اجزای قائم سیستم اولیه‌ی مقاوم لرزه‌ای بیشتر شود**.
- ⚠️ (پ) برای **عناصر شالوده** که سیستم اولیه‌ی مقاوم لرزه‌ای را تحمل می‌کنند: همان قاعده — φ برشی نباید از کمترین φ اجزای قائم بیشتر باشد.
- الگوی مشترک (ب) و (پ): **دیافراگم و شالوده نباید حلقه‌ی ضعیف‌تری از اجزای قائم باشند** — باید الاستیک بمانند تا مفصل پلاستیک جای درستش تشکیل شود.
اعداد و ضوابط کلیدی این فصل
| موضوع | مقدار / ضابطه |
|---|---|
| مرجع اصلی ترکیبات بار | مبحث ششم |
| باد و زلزله | جداگانه، نه هم‌زمان |
| حداقل ضریب بار T | ۱٫۰ |
| بار غیردائم کاهنده | وارد ترکیب نمی‌شود |
| φ مقطع کشش-کنترل | ۰٫۹۰ |
| φ فشار-کنترل با دورپیچ | ۰٫۷۵ |
| φ فشار-کنترل سایر اعضا | ۰٫۶۵ |
| φ ناحیه‌ی انتقال | ۰٫۶۵ تا ۰٫۹۰ با درون‌یابی خطی |
| φ برش | ۰٫۷۵ |
| φ پیچش | ۰٫۷۵ |
| φ مقاومت اتکایی (لهیدگی) | ۰٫۶۵ |
| φ نواحی مهاری پس‌کشیده | ۰٫۸۵ |
| φ نشیمن‌ها (براکت و کوربل) | ۰٫۷۵ |
| φ مدل‌های بست و بند | ۰٫۷۵ |
| φ اتصال پیش‌ساخته‌ی کنترل‌شده با تسلیم فولاد | ۰٫۹۰ |
| φ بتن ساده | ۰٫۶۰ |
| φ مهار در بتن | ۰٫۴۵ تا ۰٫۷۵ |
| φ برشی دیافراگم و شالوده‌ی لرزه‌ای | حداکثر برابر کمترین φ اجزای قائم |
نمونه سوال با پاسخ تشریحی
سوال ۱: ضریب کاهش مقاومت برای **مقاطع کشش-کنترل** چقدر است؟
الف) ۰٫۶۵
ب) ۰٫۷۵
ج) ۰٫۸۵
د) ۰٫۹۰
پاسخ صحیح: گزینه د — ۰٫۹۰
طبق جدول ۹-۷-۲، برای لنگر، نیروی محوری یا ترکیب آن‌ها در مقاطع کشش-کنترل، φ برابر ۰٫۹۰ است — بالاترین مقدار، چون رفتار مقطع شکل‌پذیر و هشداردهنده است.
طبق جدول ۹-۷-۲، برای لنگر، نیروی محوری یا ترکیب آن‌ها در مقاطع کشش-کنترل، φ برابر ۰٫۹۰ است — بالاترین مقدار، چون رفتار مقطع شکل‌پذیر و هشداردهنده است.
سوال ۲: ضریب کاهش مقاومت برای **عناصر بتنی ساده (بدون فولاد)** چقدر است؟
الف) ۰٫۴۵
ب) ۰٫۶۰
ج) ۰٫۶۵
د) ۰٫۷۵
پاسخ صحیح: گزینه ب — ۰٫۶۰
طبق ردیف ۹ جدول ۹-۷-۲، φ برای عناصر بتنی ساده برابر ۰٫۶۰ است — کمترین مقدار ثابت جدول، چون این عناصر هیچ شکل‌پذیری‌ای ندارند.
طبق ردیف ۹ جدول ۹-۷-۲، φ برای عناصر بتنی ساده برابر ۰٫۶۰ است — کمترین مقدار ثابت جدول، چون این عناصر هیچ شکل‌پذیری‌ای ندارند.
سوال ۳: ضریب کاهش مقاومت برای **مقاومت اتکایی (لهیدگی)** چقدر است؟
الف) ۰٫۶۰
ب) ۰٫۶۵
ج) ۰٫۷۵
د) ۰٫۸۵
پاسخ صحیح: گزینه ب — ۰٫۶۵
طبق ردیف ۴ جدول ۹-۷-۲، φ برای مقاومت اتکایی (لهیدگی) برابر ۰٫۶۵ است.
طبق ردیف ۴ جدول ۹-۷-۲، φ برای مقاومت اتکایی (لهیدگی) برابر ۰٫۶۵ است.
سوال ۴: برای مقطع در ناحیه‌ی انتقال، چه تسهیلی مجاز شمرده شده است؟
الف) می‌توان از φ مقطع کشش-کنترل استفاده کرد
ب) می‌توان φ را برابر ۱٫۰ گرفت
ج) می‌توان از φ مربوط به مقطع فشار-کنترل استفاده کرد
د) هیچ تسهیلی وجود ندارد
پاسخ صحیح: گزینه ج — می‌توان از φ مربوط به مقطع فشار-کنترل استفاده کرد
طبق ۹-۷-۴-۴، برای مقطع انتقالی اجازه داده می‌شود که از φ مربوط به مقطع فشار-کنترل استفاده گردد — راهی محافظه‌کارانه ولی ساده‌تر از درون‌یابی.
طبق ۹-۷-۴-۴، برای مقطع انتقالی اجازه داده می‌شود که از φ مربوط به مقطع فشار-کنترل استفاده گردد — راهی محافظه‌کارانه ولی ساده‌تر از درون‌یابی.
سوال ۵: ضریب بار T (تغییر حجم و نشست نامساوی) در هر حال نباید از چه مقداری کمتر منظور شود؟
الف) ۰٫۷۵
ب) ۰٫۹
ج) ۱٫۰
د) ۱٫۲
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۱٫۰
طبق ۹-۷-۳-۳-۱، ضریب بار T با توجه به عدم قطعیت بزرگی آن، احتمال هم‌زمانی با سایر بارها و عواقب بزرگ‌تر بودنش تعیین می‌شود، ولی در هر حال نباید از ۱٫۰ کمتر منظور شود.
طبق ۹-۷-۳-۳-۱، ضریب بار T با توجه به عدم قطعیت بزرگی آن، احتمال هم‌زمانی با سایر بارها و عواقب بزرگ‌تر بودنش تعیین می‌شود، ولی در هر حال نباید از ۱٫۰ کمتر منظور شود.
سوال ۶: همین محدودیت φ برشی برای کدام عناصر دیگر هم برقرار است؟
الف) عناصر شالوده‌ای که سیستم اولیه‌ی مقاوم لرزه‌ای را تحمل می‌کنند
ب) تیرهای ثقلی
ج) دیوارهای غیرسازه‌ای
د) دال‌های یک‌طرفه
پاسخ صحیح: گزینه الف — عناصر شالوده‌ای که سیستم اولیه‌ی مقاوم لرزه‌ای را تحمل می‌کنند
طبق بند پ از ۹-۷-۴-۵، برای عناصر شالوده که سیستم اولیه‌ی مقاوم در برابر نیروی لرزه‌ای را تحمل می‌کنند، φ در برش نباید از کمترین مقدار φ اجزای قائم بیشتر باشد — تا شالوده حلقه‌ی ضعیف نشود.
طبق بند پ از ۹-۷-۴-۵، برای عناصر شالوده که سیستم اولیه‌ی مقاوم در برابر نیروی لرزه‌ای را تحمل می‌کنند، φ در برش نباید از کمترین مقدار φ اجزای قائم بیشتر باشد — تا شالوده حلقه‌ی ضعیف نشود.
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 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)فصل ۲۶: روش ضرایب لنگر در دال‌ها؛ روش طراحی ساده (پیوست‌های ۹-پ۵ و ۹-پ۶)
مباحث مرتبط
مبحث ۹: طرح و اجرای ساختمان‌های بتن‌آرمههمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی