فونداسیون منفرد - وبسایت شخصی سهند مردی
خانه » دانلود » مقالات عمومی » فونداسیون منفرد
فونداسیون منفرد

فونداسیون منفرد

طبق بند ۹-۱۷-۲-۱-۱ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان پی منفرد به فونداسیونی اطلاق می­شود که بار یک ستون یا دو ستون نزدیک به هم (با فاصله درز انقطاع ساختمان) را به زمین منتقل نماید. در بیشتر ساختمان­های کوتاه و یا ساختمان­های صنعتی (سوله­ها و خرپاها) از پی منفرد استفاده می­شود. امروزه استفاده از پی­های منفرد بسیار کمتر شده است دلیل این امر را می توان موارد زیر دانست:

۱-      پی منفرد در برابر لنگرهای ناشی از بار وارده و یا بار با خروج از محوریت (مانند ستون در کنار پی نه در مرکز پی) دچار ضعف شدید می­باشد و در برخی موارد دچار واژگونی می­شود. طبق بند ۹-۱۷-۴-۲-۳ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان توزیع فشار خاک ناشی از برون محوری می­تواند در قسمتی از پی به صفر برسد مشروط بر آنکه طول این قسمت در هیچ امتداد از یک چهارم بعد پی در آن امتداد بیشتر نباشد.

۲-      پی­های منفرد نشست مجاز بسیار کمتری نسبت به پی نواری و رادیه دارند و پر واضح است که نشست نامتقارن در آنها بسیار محتمل­تر از سایر فونداسیون­ها می­باشد.

۳-      پی­های منفرد در برابر نیروهای برکنش ستون ناشی از بارهای زلزله (مشابه ستون مجاور بادبند) مقاومت مناسبی نداشته و در بیشتر مواقع دچار Uplift یا بلندشدگی پی می­شوند. طبق بند ۹-۱۷-۴-۲-۴ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان ضریب اطمینان در برابر نیروهای بلندکننده حداقل برابر ۱٫۵ باشد.

با توجه به مطالب گفته شده از پی منفرد تنها می­توان برای ستون­هایی استفاده کرد که بار محوری خیلی زیاد نداشته باشند و همچنین میزان خروج از محوری ستون از مرکز پی اندک و نیروی برکنش بزرگی در ستون وجود نداشته باشد.

امروزه با وجود نرم­افزارها نیازی به تحلیل پی و کنترل تنش زیر پی و یا نشست آن به صورت محاسبات دستی وجود ندارد. طبق بند ۹-۱۷-۴-۲-۲ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان می­توان توزیع فشار خاک را با فرض صلبیت پی به صورت یکنواخت در نظر گرفت در این حالت، تعیین تقریبی ابعاد پی منفرد بر اساس نیروهای محوری موجود در آن به آسانی از رابطه زیر محاسبه می­شود.

forا

ا

ا

در این رابطه Ps طبق بند ۹-۱۷-۳-۱ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان بحرانی­ترین نیروی محوری موجود در ستون ناشی از ترکیب بارهای بدون ضریب،qallow تنش مجاز خاک زیر پی که بر اساس مطالعات مکانیک خاک محل تعیین خواهد شد و A مساحت کف پی منفرد می­باشد.

طبق بند ۹-۱۷-۳-۳ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان در مواردی که باد یا زلزله یکی از عامل­های ترکیب بار باشند مقدار تنش مجاز خاک را می­توان ۳۳ درصد افزایش داد.

با توجه به نیروی وارد بر پی­های منفرد، آرماتورهای پایینی فونداسیون تحت کشش قرار می­گیرند و وجه فوقانی فونداسیون تحت فشار قرار دارد. مطابق ضوابط اعضای تحت خمش قراردادن آرماتور صرفاً در وجه کششی کفایت می­کند ولی ضوابط حداقل آرماتور در پی­ها متفاوت و محدودیت­های بیشتری دارد. طبق بند ۹-۱۷-۸-۱ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان حداقل نسبت سطح مقطع آرماتور کششی (آرماتور پایینی) به کل سطح مقطع بتن در پی منفرد با عمق حداکثر ۱ متر از جدول زیر محاسبه می­شود:

رده میلگرد مصرفی

درصد حداقل آرماتور

برای میلگردهای رده S240 و S340

۰٫۰۰۲

برای میلگردهای رده S400

۰٫۰۰۱۸

برای میلگردهای رده S500 و بالاتر

۰٫۰۰۱۵

برای به دست آوردن مقدار آرماتور حداقل از رابطه زیر می­توان استفاده کرد:

frdec

ا

ا

در این رابطه As سطح مقطع آرماتور موردنظر که حداقل از شماره ۱۰ است، þmin درصد حداقل ارماتور از جدول فوق، h ارتفاع کل فونداسیون و S فاصله محور تا محور آرماتورها که طبق بند ۹-۱۷-۵-۳ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان حداقل ۱۰۰ و حداکثر ۳۵۰ میلیمتر می­باشد.

 برای وجه فوقانی پی منفرد که تحت فشار قرار دارد آرماتور حداقل افت و حرارت در نظر گرفته می­شود. با توجه به اینکه آرماتور حداقل افت و حرارت بین وجه فوقانی و تحتانی فونداسیون تقسیم می­شوند. بر این اساس مقدار نصف آرماتور جدول فوق برای آرماتور افت و حرارت کفایت می­کند که از رابطه فوق قابل محاسبه می­باشد.

cscxs

ا

ا

با توجه به عبور آرماتورهای شناژها از سطح فوقانی فونداسیون منفرد، در قسمت­هایی که آرماتورهای شناژ عبور کرده­اند قرار دادن آرماتور فوقانی افت و حرارت ضرورت ندارد.

مثال: حداقل آرماتور پایینی و بالایی یک پی منفرد به عمق ۸۰۰ میلیمتر با فرض اینکه فاصله ارماتورها ۲۰۰ میلیمتر باشد محاسبه کنید. فولاد مصرفی از رده S400 می­باشد. عرض و طول پی ۵۰/۱ متر می­باشد.

با توجه به روابط فوق داریم:

sghh

ا

ا

ا
ا
ا

 جدول زیر مقادیر آرماتورهای حداقل فوقانی و پایینی پی­های منفرد از عمق ۵۰۰ الی ۱۰۰۰ میلیمتر نشان می­دهند. فولاد مصرفی از رده S400 می­باشد.

table-page-001

فولاد مصرفی از نوع S400 فرض شده است.

شکل پی منفرد می­تواند مربع مستطیل، چندضلعی منتظم، دایره و یا غیره می­باشد. نحوه آرماتورگذاری در فونداسیون­های مربعی و متقارن در سراسر عرض پی به صورت یکنواخت توزیع می­شوند. طبق بند ۹-۱۷-۵-۵ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان در پی­های مربع مستطیل شکل آرماتورها در راستای عرض پی در دو قسمت میانی و نواری تقسیم می­شوند. عرض قسمت میانی برابر بعد کوچکتر سطح پی بوده وبه صورت متقارن نسبت به پایه قرار دارند. دو قسمت طرفین نوار میانی نوار کناری محسوب می­شوند. سهم آرماتور قسمت میانی از رابطه زیر محاسبه می­شود. بقیه آرماتورها در نوارهای کناری به طور یکنواخت توزیع می­شوند.

ssssss

ا

ا

ا

در این رابطه Asmid سهم آرماتور قسمت میانی، As کل آرماتور و ß نسبت طول به عرض پی می­باشد. شکل زیر نحوه تقسیم­بندی آرماتورها را نشان می­دهد.

با توجه به کاربرد روزافزون نرم­افزارها در مهندسی عمران، بررسی نتایج خروجی نرم­افزار و همچنین تبدیل آن به نقشه اجرایی یکی از مهمترین بخش­هایی است که مهندسین محاسب باید به آن توجه کنند. به عبارتی قضاوت مهندسی در بررسی نتایج خروجی و کنترل ضوابط و مقررات ملی ساختمان بر عهده مهندسین محاسب می­باشد. یکی از نرم­افزارهای کاربردی مهندسی عمران، استفاده از برنامه SAFE می­باشد. خروجی­های این نرم­افزار به شکل وسیعی در تحلیل و طراحی فونداسیون­ها مورد استفاده قرار می­گیرد. یکی از قسمت­هایی که مهندسین محاسب در خروجی­های این نرم­افزار اختلاف دارند، تعریف صحیح نوارهای طراحی و همچنین تعریف درست از آرماتورهای حداقل و تقویت در فونداسیون می­باشد. در فونداسیون­های منفرد مربعی شکل نوارهای طراحی برابر عرض پی بوده و در فونداسیون­های منفرد مربع مستطیل شکل عرض نوار در راستای عرض مطابق ضوابط بالا تعریف خواهد شد تا خروجی طراحی متناسب با ضوابط انجام گیرد.

مثال: چیدمان حداقل آرماتور پایینی و بالایی یک پی منفرد به عمق ۸۰۰ میلیمتر با فرض اینکه فاصله ارماتورها ۲۰۰ میلیمتر باشد محاسبه کنید. فولاد مصرفی از رده S400 می­باشد. عرض پی ۱٫۵ متر و طول پی ۳٫۰۰ متر می­باشد.

مقدار آرماتور حداقل مشابه مثال قبل است اما با توجه به شکل مربع مستطیلی پی چیدمان آرماتورهای کششی پایینی در راستای عرض پی متفاوت می­باشد. سهم آرماتور میانی از کل آرماتور عبارت است از:

zzz

ا

ا

ا

بر این اساس دو سوم آرماتور کل در عرض ۱٫۵ متر میانی و یک سوم یا نصف ناحیه میانی در کنارهای نوار باید توزیع شوند. ساده­ترین راه حل برای توزیع با این روش، تغییر در فاصله آرماتورها می­باشد. به عبارتی فاصله آرماتورها در ناحیه میانی از ۲۰۰ میلیمتر به ۱۵۰ تغییر و در نواحی کناری به ۳۰۰ میلیمتر اصلاح می­گردد. نقشه اجرایی فونداسیون مذکور در ادامه ارائه شده است.

شکل­های زیر نمونه­های اجرا شده از پی منفرد و آرماتورگذاری آن را نشان می­دهد.

0102

طبق بند ۹-۱۷-۴-۳-۳ مبحث ۹ مقررات ملی ساختمان باید امکان ایجاد لنگر منفی و لزوم آرماتورگذاری در بالای مقطع پی بررسی شود. بسیاری از مهندسین محاسب به استناد این بند و مانند شکل ۲ به قراردادن آرماتور وجه فوقانی پی منفرد اعتقادی ندارند. البته از نظر محاسباتی زمانی که لنگر مثبت است این آرماتور کلاً غیر ضروری است اما عدم اجرای آن در بیشتر مواقع سبب ایجاد ترک­های با عمق زیاد در سطح بتن می­شود که این ترک­ها صرفاً ناشی از افت و حرارت بتن می­باشند.

 

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*

آموزش زبان ترکی آذری آموزش زبان ترکی آذربایجانی