بخش 10.2.8.2

محدودیت‌ها

اعضای محوری با مقطع مختلط محاط در بتن باید محدودیتهای زیر را برآورده نمایند:

۱- سطح مقطع هسته فولادی باید حداقل یک درصد مساحت کلی مقطع مختلط باشد.

۲- پوشش بتنی هسته فولادی باید به کمک میلگردهای طولی و تنگهای عرضی یا مارپیچ مسلح شوند. حداقل قطر تنگهای عرضی 10 میلی متر است. چنانچه از تنگ عرضی با قطر 10 میلی متر استفاده شود، حداکثر فاصله مرکز تا مرکز تنگها در راستای طولی عضو محوری 300 میلی متر و چنانچه از تنگهای عرضی با قطر 12 میلی متر یا بیشتر استفاده شود، حداکثر فاصله مرکز تا مرکز تنگها 400 میلی متر است. درهرحال حداکثر فاصله تنگهای عرضی در راستای طولی نباید از نصف بعد کوچکتر مقطع مختلط بیشتر باشد.

۳- نسبت مساحت میلگردهای طولی به مساحت کل مقطع مختلط (ρ _s ) باید حداقل 0.004 باشد.

$\rho _{s}=\frac{A_{sr}}{A_{g}}\geq 0.004$

مقاومت فشاری موجود

برای مقاطع مختلط محاط در بتن و دارای دو محور تقارن، مقاومت فشاری موجود در روش LRFD برابر Ø _c P _n و در روش ASD برابر $\frac{P_{n}}{\Omega _{c}}$ است که در آن P _n مقاومت فشاری اسمی مقطع بوده و باید براساس حالت حدی کمانش خمشی با توجه به لاغری عضو به شرح زیر تعیین شود:

$\phi _{c}=0.75(LRFD) , \Omega _{c}=2.0(ASD)$

(1) برای $\frac{P_{no}}{P_{e}}\leq 2.25$:

$P_{n}=P_{no}(0.658^{\frac{P_{no}}{P_{e}}})$

(1) برای $\frac{P_{no}}{P_{e}}> 2.25$ :

P _n =0.877P _e

$P_{no}=F_{y}A_{s}+F_{ysr}A_{sr}+0.85f_{c}^{'}A_{c}$

$P_{e}=\pi ^{2}\frac{(EI)^{eff}}{(KL)^{2}}$

EI) _eff ) = صلبیت خمشی مؤثر مقطع مختلط مطابق رابطه زیر:

$(EI)_{eff}=E_{s}I_{s}+W_{s}I_{sr}+C_{1}E_{c}I_{c}$

که در آن C ₁ ضریبی است که برای تعیین سختی مؤثر عضو فشاری با مقطع مختلط محاط در بتن از رابطه زیر تعیین می‌شود:

$C_{1}=0.25+3[\frac{A_{s}+S_{sr}}{A_{g}}]\leq 0.3$

مقاومت کششی

مقاومت کششی موجود اعضای محوری کششی با مقطع مختلط محاط در بتن در روش LRFD برابر Ø _t P _n و در روش ASD برابر $\frac{P_{n}}{\Omega _{t}}$ است که در آن P _n مقاومت کششی اسمی بوده و باید براساس حالت حدی تسلیم کششی از رابطه زیر تعیین شود:

$P_{n}=F_{y}A_{s}+F_{ysr}A_{sr}$

) انتقال بار

- الزامات انتقال بار برای اعضای محوری با مقطع مختلط محاط در بتن باید با توجه به الزامات بند 10-2-8-6 تعیین گردد.

جزئیات بندی اعضای محوری با مقطع مختلط محاط در بتن

۱- الزامات مربوط به پوشش بتن روی میلگردها، وصله میلگردها، فواصل میلگردها از یکدیگر و خم میلگردها باید با توجه به الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تعیین گردد.

۲- فاصله آزاد بین میلگردها و مقطع فولادی باید از 1.5 برابر قطر میلگرد طولی و 40 میلی متر بزرگتر باشد.

۳- به طور کلی در اعضای فشاری با مقطع مختلط محاط در بتن لزومی به در نظر گرفتن الزامات کمانش موضعی برای اجزای فولادی نیست، لیکن در صورتی که مقطع فولادی از دو یا تعداد بیشتری مقطع فولادی تشکیل شده باشد، مقاطع فولادی باید توسط بست که می‌تواند از تسمه، تیشی، ناودانی یا مقاطع دیگر باشد، به یکدیگر متصل شوند تا از کمانش هر یک از مقاطع فولادی به تنهایی در اثر بارهای وارد بر آن‌ها قبل از سفت شدن بتن جلوگیری به عمل آید.

محدودیت‌ها

اعضای محوری با مقطع مختلط پر شده با بتن باید محدودیتهای زیر را برآورده نمایند :

1- مساحت بخش فولادی باید حداقل یک درصد مساحت کل مقطع مختلط باشد.

۲- نسبت پهنا به ضخامت در اجزای مقطع فولادی باید مطابق با الزامات بند ۱۰-۲-۸-۱-۳ تعیین شود.

۳- در اعضای محوری با مقطع مختلط پرشده با بتن، لزومی به تأمین حداقل میلگرد طولی نبوده و در صورت استفاده از میلگردهای طولی نیازی به تنگهای عرضی برای تأمین مقاومت نیست.

مقاومت فشاری موجود

مقاومت فشاری موجود اعضای فشاری با مقطع مختلط پرشده با بتن دارای دو محور تقارن باید براساس الزامات بند ۱۰-۲-۸-۲-۱-ب و با اصلاحات زیر تعیین شود:

۱- برای مقاطع با اجزای فشرده:

P _no =P _p

که در آن:

$P_{P}=F_{y}A_{s}+C_{2}f_{c}^{'}(A_{c}+A_{sr}\frac{E_{s}}{E_{c}})$

۲- برای مقاطع با اجزای غیرفشرده:

$P_{no}=P{_p}-\frac{(\lambda -\lambda _{p})^{2}}{(\lambda _{r}-\lambda _{p})^{2}}(P_{p}-P_{y})$

که در آن:

P _p = مطابق رابطه ۱۰-۲-۸-۱۰

$P_{y}=F_{y}A_{s}+0.7f_{c}^{'}[A_{c}+A_{sr}\frac{E_{s}}{E_{c}}]$

۳- برای مقاطع با اجزای لاغر:

$P_{no}=F_{cr}A_{s}+0.7f_{c}^{'}[A_{c}+A_{sr}\frac{E_{s}}{E_{c}}]$

که در آن:

$F_{cr}=\left\{\begin{matrix}
\frac{9E_{s}}{(\frac{b}{t})^{2}} & \\
\frac{0.72F_{y}}{[(\frac{D}{t})\frac{F_{y}}{E_{s}}]}&
\end{matrix}\right.$

$(EI)_{eff}=E_{s}I_{s}+E_{s}I_{sr}+C_{3}E_{c}I_{c}$

که در آن، C ₃ ضریبی است که مقدار آن برای تعیین سختی مؤثر عضو فشاری با مقطع مختلط پر شده با بتن از رابطه زیر تعیین می‌شود:

$C_{3}=0.45+3[\frac{A_{c}}{A_{c}+A_{s}}]\leq 0.9$

تبصره : مقاومت فشاری موجود اعضای با مقطع مختلط پر شده با بتن لزومی ندارد کمتر از مقاومت فشاری مقطع فولادی تنها در نظر گرفته شود.

مقاومت کششی موجود

مقاومت کششی موجود اعضای محوری کششی با مقطع مختلط پرشده با بتن، در روش LRFD مساوی Ø _t P _n و در روش ASD برابر $\frac{P_{n}}{\Omega _{t}}$ است که در آن P _n مقاومت کششی اسمی بوده و مقدار آن باید براساس حالت حدی تسلیم کششی از رابطه زیر تعیین شود:

$P_{n}=A_{s}F_{y}+A_{sr}F_{ysr}$

$\phi _{t}=0.9(LRFD) , \Omega _{t}=1.67(ASD)$

انتقال بار

برای اعضای محوری با مقطع مختلط پرشده با بتن، الزامات انتقال بار باید براساس ضوابط بند 10-2-8-6 تعیین شود.