برش چشمه اتصال یکی از کنترل های مهم در سازه ها می باشند. کلیه ضوابط زمانی می توانند ایمنی و مقاومت سازه را تامین می کنند که نیروی ایجاد شده در هر عضو بتواند به طور صحیح به سایر اعضای تکیه گاهی منتقل شوند و علاوه بر آن ناحیه اتصال مقاومت کافی را در برابر نیروهای وارده داشته باشد.
به ناحیه ای از ستونها که توسط ارتفاع تیرها پوشانده می شوند ناحیه اتصال می گویند. در سازه های بتنی با توجه به موقعیت قرارگیری ستونها، هر اتصال در ستونهای مربع و مستطیل شکل می تواند حداقل به یک و حداکثر چهار تیر متصل شوند.
نیروی برش چشمه اتصال
مهمترین نیروی ناشی از بارگذاری که بر اتصال اعمال می شوند، لنگرهای خمشی، نیروهای برشی تیر و ستون، نیروی محوری ستون ها و پیچش می باشند. تحت اثر این نیروها ترک های موربی در ناحیه اتصال به وجود می آیند که به منظور جلوگیری از پیش روی ترک ها و حفظ مقاومت ناحیه اتصال، لازم است آرماتور گذاری مناسبی در این ناحیه به کار برده شود.
با توجه به موارد گفته شده برای کنترل برش چشمه اتصال ابتدا تعیین نیروهای طراحی می بایست انجام پذیرند. این نیروها به صورت کوپل نیروی کششی و فشاری می باشند که منشا آنها لنگر منتقل شده از تیر به ستون می باشند.
مقاومت برش چشمه اتصال
نیروی کششی ناشی از لنگر خمشی برای کنترل برش چشمه اتصال برای قاب های خمشی بتنی متوسط برابر با As Fy و برای قاب های بتنی با شکل پذیری ویژه برابر با 1.25As Fy می باشد. رابطه های ارائه شده برای مقاومت برش اتصال در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان در فصل 16 با روابط ارئه شده در فصل 20 که مربوط به طراحی لرزه ای سازه های بتنی می باشند تفاوت دارد. با توجه به کاربرد سازه هایی که در ایران طراحی می شوند، روابط فصل بیستم مورد بررسی قرار میگیرد.
از جدول 9-20-2 مشخص است مقاومت برش چشمه اتصال به پیوسته بودن تیر و ستون، محصور شدگی اتصال، مقاومت مشخصه بتن، نوع بتن و مساحت موثر چشمه اتصال بستگی دارد.
چنانچه ستون حداقل به مقدار بعد ستون در راستای نیروی برشی در بالای اتصال امتداد داشته باشد و همچنین میلگردهای طولی و عرضی ستون در پایین ناحیه اتصال تا انتهای دیگر ستون در بالای ناحیه اتصال امتداد داشته باشند، ستون پیوسته در نظر گرفته می شوند.
چنانچه تیر به اندازه عمق خود در طرف دیگر اتصال امتداد داشته باشد و میلگردهای طولی و عرضی در سمت مقابل ناحیه اتصال تیر به ستون امتداد داشته باشند، تیر پیوسته در نظر گرفته می شود.
مساحت موثر ناحیه اتصال
تصویر بالا از جزوه آموزش ایتبس 1403 دکتر مسعود حسین زاده اصل گرفته شده است. در تصویر فوق به صورت جامع مساحت برش چشمه اتصال قابل محاسبه می باشد. لازم به ذکر است عموما در اجرا سازه های بتنی تیرهای پیرامونی به صورت دزاکسه نسبت به محور ستون اجرا می شوند که باعث کاهش چشمگیر مقاومت ناحیه اتصال می شود.
در نقشه های سازه لازم است نسبت به اجرای هم محور تیر ها و ستون ها تاکید شود و در غیر اینصورت مقاومت چشمه اتصال بر اساس نقشه های سازه و روش اجرا کنترل شوند.
روش های رفع برش چشمه اتصال
1- کاهش مساحت میلگردهای خمشی که افزایش ارتفاع تمامی تیرهای طبقه، استفاده از تیر فرعی و یا تغییر جهت تیرچه ها می تواند در این امر موثر باشد. لازم به ذکر است افزایش ارتفاع تیرها در کنترل رابطه تیر ضعیف-ستون قوی می تواند مشکل ساز شود.
2- افزایش عرض تیرها تا حداقل 75 درصد بعد ستون متصل به تیر می تواند باعث افزایش مقاومت اتصال شود.
3- افزایش بعد ستونها در صورت تایید معماری می تواند در افزایش مقاومت برش چشمه اتصال موثر باشد.
در ارتباط با طراحی سازه بتنی می توانید خدمات عمران سازه را مشاهده نمایید.