انتخاب حداکثردرصدآرماتورها درتیرهای بتنی به جهت اقتصادی بودن مقطع
...
درصدآرماتورهادرتیرهای بتنی نقش بسزایی در بهینهسازی کل پروژه و همچنین کاهش مشکلات اجرایی خواهند داشت. بنابراین کنترل و رعایت حداکثر درصد آرماتور مجاز در تیرهای بتنی فارغ از اینکه از محدودیتهای آییننامه میباشد و رعایت آن الزامی است، کاهش آن میتواند نقش بسزایی در اقتصادی کردن طرح و کاهش مشکلات اجرایی داشته باشد.
مطابق ضوابط فصل 9 آییننامه ACI 318-19 حداکثر درصد آرماتور در تیرها باید بهگونهای باشد که کرنش آرماتورهای کششی در دورترین تار کششی مقطع از 0.005 بیشتر باشد (εt ≥ 0.005). در این حالت حداکثر درصد آرماتور در تیرها به شرح زیر خواهد بود:
ρtcl=0.319 β1*fc/fy
که ضریب β1 تابعی برحسب مقاومت فشاری fc بتن است. اما قرار دادن این درصد آرماتور در تیرها به دلیل موارد زیر پیشنهاد نمیشود:
1-حجم بسیار زیادی از آرماتورها در تیرها باید قرار داده شود که برای اجرا آنها مشکلاتی به وجود میآید.
2-برای قرار دادن حجم بالای آرماتورها و رعایت حداقل فاصله بین آنها بهناچار باید از گروه آرماتور استفاده شود که منجر به افزایش طول مهاری آرماتورها خصوصاً در تیرهای با یکطرف پیوسته میشود.
3-به دلایل متعدد ممکن است رفتار مقطع از یک رفتار شکلپذیر به یک رفت ترد تبدیل شود (از قبیل کرنش سخت شدگی، تغییر در خصوصیات مکانیکی و هندسی مصالح آرماتورها و...).
4-اگر کل مقاطع در یک سازه بتنی درصد آرماتور نزدیک به درصد ρtcl باشد، آن سازه بههیچعنوان نمیتواند یک سازه بهینه شمرده شود و مصرف آرماتور در آن بالا خواهد بود.
🔹بنابراین به جهت اقتصادی کردن طرحها و همچنین جلوگیری از بروز مشکلت اجرایی، طبق توصیهای که در مرجع زیر شده است، حداکثر درصد آرماتورها در تیرها بین 0.5ρtcl تا 0.75ρtcl انتخاب گردد. البته این توصیه زمانی اجرایی خواهد بود که با افزایش ابعاد تیرها مشکل معماری ایجاد نشود.
Ref: Darwin D., Design of Concrete Structures, 15th ed, 2016 (Page: 101)
🔹درتصویر زیر ρtcl برای مقادیر مختلف fc و fy=400MPa نمایش داده شده است که برای طراحی کافی است 50 تا 75 درصد آن را بهعنوان حداکثر درصد آرماتور به جهت رسیدن به یک طرح بهینه انتخاب کرد.
