محاسبه تعداد میلگرد بستر

محاسبه تعداد میلگرد بستر در دیوارهای غیر باربر بر طبق سطح مقطع موثر دیوار در برش خارج از صفحه (بر اساس پیوست ششم آیین نامه ۲۸۰۰)

دیوارهای غیر سازه‌ای، نقش مهمی در معماری و تقسیم‌بندی فضاهای داخلی ساختمان ایفا می‌کنند. این دیوارها، برخلاف دیوارهای سازه‌ای، باربری ندارند اما همچنان باید در برابر نیروهای مختلف، از جمله نیروهای ناشی از زلزله، مقاوم باشند. به همین دلیل، استفاده از میلگرد بستر در این دیوارها، به منظور افزایش استحکام و یکپارچگی آن‌ها، ضروری است.

مطابق با بند پ۶-۱-۴-۲ پیوست ششم آیین نامه ۲۸۰۰، حداقل سطح مقطع میلگرد بستر مورد نیاز، معادل ۰.۰۰۰۳ سطح مقطع موثر دیوار در برش خارج از صفحه است. این ضابطه، تضمین می‌کند که دیوار غیر سازه‌ای، در برابر نیروهای جانبی وارد شده، به اندازه کافی مقاوم باشد و از فروریزش آن جلوگیری شود.

محاسبه تعداد میلگرد بستر

برای محاسبه تعداد میلگرد بستر مورد نیاز، از فرمول زیر استفاده می‌شود:

A_s = 0.0003 * A_g

که در آن:

• A_s: حداقل سطح مقطع میلگرد بستر مورد نیاز (بر حسب میلی‌متر مربع)
• A_g: سطح مقطع موثر دیوار در برش خارج از صفحه (بر حسب میلی‌متر مربع)

A_g = h * t

که در آن:

• h: ارتفاع دیوار (بر حسب میلی‌متر)
• t: ضخامت دیوار (بر حسب میلی‌متر)

با جایگذاری مقادیر A_g در فرمول اول، خواهیم داشت:

A_s = 0.0003 * h * t

همچنین:

A_s = n * π * (d/2)^2

که در آن:

• n: تعداد میلگرد بستر در ارتفاع دیوار
• d: قطر میلگرد بستر (بر حسب میلی‌متر)

با برابر قرار دادن دو فرمول بالا، می‌توان تعداد میلگرد بستر مورد نیاز را محاسبه کرد:

n * π * (d/2)^2 = 0.0003 * h * t

n = (0.0003 * h * t) / (π * (d/2)^2)

به طور معمول، از میلگرد بستر با قطر ۴ میلی‌متر استفاده می‌شود.

مثال:

برای یک دیوار غیر سازه‌ای با ضخامت ۱۰ سانتی‌متر (۱۰۰ میلی‌متر) و ارتفاع ۳ متر (۳۰۰۰ میلی‌متر)، تعداد میلگرد بستر مورد نیاز به قطر ۴ میلی‌متر به شرح زیر محاسبه می‌شود:

n = (0.0003 * 3000 * 100) / (π * (۴/۲)^۲) ≈ ۷.۱۶

بنابراین، برای این دیوار، حداقل به ۷ عدد میلگرد بستر با قطر ۴ میلی‌متر نیاز است. این میلگردها باید به صورت افقی و در فواصل مساوی در ارتفاع دیوار قرار گیرند.

سطح مقطع موثر دیوار در برش خارج از صفحه

برای درک بهتر محاسبات، باید به مفهوم سطح مقطع موثر دیوار در برش خارج از صفحه پرداخت. سطح مقطع موثر دیوار در برش خارج از صفحه، در واقع همان ناحیه‌ای از دیوار است که در برابر نیروهای برشی مقاومت می‌کند. مطابق با بند پ ۶-۱-۴-۱-۱-۲ پیوست ششم، دیوارهای غیر سازه‌ای باید برای بارهای اینرسی ایجاد شده در آن‌ها در جهت داخل صفحه و خارج از صفحه طراحی شوند.

از طرفی، در بند پ ۶-۱-۴-۱ ذکر شده است که برای دیوارهای غیر سازه‌ای غیر پیوسته، نیازی به طراحی برای برش و خمش داخل صفحه نیست و دیوار فقط باید برای برش و خمش خارج از صفحه طراحی شود. این بدان معناست که در دیوارهای غیر پیوسته، به واسطه جداسازی از تیرها و ستون‌ها، عملاً بحث شکست برشی و خمشی داخل صفحه منتفی است.

برش و خمش خارج از صفحه

برش خارج از صفحه، به لغزش دیوار در جهت ضخامت آن اشاره دارد. این نوع برش، معمولاً در دیوارهایی که نیروی متمرکز دائمی در پشت آن‌ها قرار دارد (مانند دیوارهای حائل و زیرزمین)، بحرانی می‌شود و نیاز به استفاده از میلگردهای برشی (سنجاقی) برای افزایش مقاومت برشی خارج از صفحه دارد.

خمش خارج از صفحه، به دو صورت خمش قائم و خمش افقی در دیوارهای غیر سازه‌ای رخ می‌دهد:

• خمش قائم: این خمش، ناشی از وزن دیوار است و برای کنترل آن، باید به واسطه وادار، طول دیوار به ۴ متر محدود شود.

• خمش افقی: این خمش، در اثر نیروی اینرسی زلزله وارد بر دیوار (Vpu) ایجاد می‌شود. برای کنترل خمش افقی، از میلگرد بستر استفاده می‌شود.

میلگرد بستر: نقشی کلیدی در استحکام دیوارهای غیر سازه‌ای

میلگرد بستر، نوعی آرماتور فولادی است که به صورت شبکه‌ای در بین بلوک‌های دیوارهای غیر سازه‌ای قرار می‌گیرد. این میلگرد، با ایجاد پیوستگی بین بلوک‌ها، از ترک خوردگی و فروریزش دیوار در اثر نیروهای جانبی جلوگیری می‌کند. استفاده از میلگرد بستر، به ویژه در مناطق زلزله‌خیز، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

ضابطه ۷۲۹: نکته‌ای مهم در محاسبه تعداد میلگرد بستر خرپایی

بر اساس ضابطه ۷۲۹، برای محاسبه تعداد میلگرد بستر خرپایی در سطح مقطع موثر دیوار، فقط باید سطح مقطع یکی از مفتول‌های طولی بستر را در نظر گرفت. این موضوع به این دلیل است که با توجه به تغییر جهت نیروی زلزله در کسری از ثانیه، یک دیوار باید در هر دو جهت حول محور خنثی خمش را تحمل کند. این ضابطه باعث می‌شود که در محاسبات، ایمنی و پایداری دیوار در برابر نیروهای مختلف در نظر گرفته شود.