در طراحی و اجرای سازه‌های بتن‌آرمه، اتصال صحیح تیر به ستون از اهمیت حیاتی برخوردار است؛ چرا که این ناحیه نقش کلیدی در انتقال نیروها و حفظ یکپارچگی سازه در برابر بارهای لرزه‌ای دارد. یکی از چالش‌های رایج در این زمینه، خارج بودن آرماتورهای طولی تیر از محدوده هسته ستون است؛ موضوعی که می‌تواند عملکرد لرزه‌ای سازه را تحت تأثیر قرار داده و منجر به تمرکز تنش و کاهش ظرفیت ناحیه اتصال شود.
در این مقاله، به بررسی علل وقوع این پدیده، تأثیرات آن بر رفتار سازه‌ای، و راهکارهای پیشنهادی برای جلوگیری از آن پرداخته می‌شود. هدف، ارائه بینشی دقیق‌تر به مهندسان عمران و طراحان سازه است تا با درک بهتر این مسئله، بتوانند تصمیمات اجرایی و طراحی مؤثرتری اتخاذ کنند.
چشمه اتصال،محل تقاطع تیر ها به ستون ها است که وظیفه آن انتقال نیرو های تیر به ستون و پیمودن مسیر انتقال بار می‌باشد.همانطور که می‌دانید خمش در تیر ها به وسیله آرماتور های طولی تحمل و در نهایت به چشمه اتصال منتقل می‌شوند از این رو آرماتور های طولی تیر ها و نحوه قرارگیری آنها در هسته اتصال چالشی پر اهمیت در علم مهندسی عمران و سازه است.
آیا می‌توان میلگرد طولی تیر را خارج از هسته اتصال قرارداد؟
این موضوع بسیارمهم جای بحث دارد که در ادامه با ضوابط آیین نامه ای آنرا بررسی می‌کنیم.
ابتدا به عملکرد تیر در هنگام خارج بودن میلگرد های طولی از هسته ستون می‌پردازیم.
همانطور که می‌دانید هنگام ایجاد شدن لنگر خمشی در تیر و ایجاد کشش و فشار در میلگرد های فوقانی و تحتانی ، نیرو های ایجاد شده باید به هسته اتصال منتقل شوند این انتقال به وسیله قرارگیری این میلگرد ها در چشمه اتصال رخ می‌دهد.هنگام محصور شدگی میلگرد ها در چشمه اتصال این انتقال نیرو به درستی رخ داده و میلگرد ها توانایی جاری شدن را خواهند داشت.
حال فرض کنید میلگرد های طولی تیرها خارج از چشمه اتصال و در کاور ستون قرار گیرند.به نظر شما در اولین زلزله ای که رخ خواهد داد تیر می‌تواند عملکرد مطلوبی از خود نشان دهد؟قطعا خیر
اگر میلگرد های طولی خارج از هسته محصور شده قرار گیرد ، در اولین زلزله کاور چشمه اتصال فرو ریخته و عملا میلگردی که خارج از هسته محصور شده ستون قرار گیرد هیچگونه نیرویی به ستون منتقل نخواهد کرد و عملا از باربری خارج خواهد شد.
در ویرایش پیشین مبحث نهم مقررات ملی ساختمان برای اعضای تخت خمش(تیر ها) الزامی برای محصور شدگی تمام میلگرد های تیر در هسته ستون وجود نداشت و ۲۵ درصد از آرماتور های تیر می‌توانستند خارج از هسته قرارگیرند.
اکنون با توجه به مبحث نهم جدید این نوع اجرا کاملا مردود بوده و قابل قبول نیست.
برای بررسی موضوع با آیین نامه جدید پلان زیر را در نظر بگیرید.
ستون های گوشه ، میانی و کناری را جهت بررسی انتخاب می‌کنیم.
با توجه به مبحث نهم جدید تیرهایی که میلگردهای آنها از هسته محصور شده ستون عبور نمی‌کند و در محصور شدگی تیر دیگری قرار ندارد(برخی ستونهای کناری و گوشه) الزاما باید توسط آرماتور های عرضی با ضوابط تیر های ویژه محصور شوند.
به تصویر بالا دقت کنید.
همانطور که می‌بینید تير داراي عرض بيشتري از ستون بوده و چندين ميلگرد آن خارج از هسته ستون قراردارد و آنها با استفاده از ميلگرد هاي عرضي محصور شده‌اند.
در ستون هاي داخلي به دليل اينكه آرماتوري كه از هسته اتصال بيرون است توسط تير متعامدي محصور مي‌شود الزامي به محصور كردن آنها با ميلگرد هاي عرضي نمي‌باشد.(تصوير بالا)
با توجه به تصوير فوق تنها ميلگردي مي‌تواند در هسته محصور شده قرارنگيرد كه توسط تير ديگري محصور شود.اين امر در ستون هاي كناري براي ميلگرد هاي وجه داخلي تير اتاق خواهد افتاد.
و اما در تير هاي گوشه ،به هيچ عنوان نبايد هيچكدام از ميلگردها از هسته محصور شده ي ستون قرار گيرند چرا كه میلگرد های تیر نمی‌توانند توسط تیر دیگری محصور شوند.
این موضوع در قاب های خمشی متوسط نیز الزامی بوده و نباید میلگرد بدون انحصار رها گردد.
میلگرد های طولی تیر الزاما باید در هسته ستون محصور بوده و یاتوسط در تیر دیگری خارج از هسته ستون محصور شوند در غیر این صورت باید از آرماتورهای عرضی با ضوابط تیر های ویژه استفاده نمود و محصور شدگی آنها را تامین نمود.
ناظر علمی:مهندس سید علی ذاکری
منابع:
