آموزش تعریف مقطع ستون بتنی در ETABS طبق مبحث نهم + راهنمای تصویری و نکات آیین‌نامه‌ای

تعریف دقیق مقطع ستون بتنی در ETABS مانند تنظیم ستون فقرات سازه می‌باشد. زیرا در فلسفه طراحی در هنگام بروز زلزله‌های شدید که امکان رفتار غیر خطی در سازه وجود دارد، ستونها باید بعد از تیرها دچار آسیب شوند و حتی المقدور باید از ایجاد آسیب در بالا و پایین ستون به طور همزمان و یا آسیب در تمامی ستون‌های یک طبقه اجتناب شود. در این مقاله ضوابط لازم در تعیین مقطع ستون به همراه راهنمای تصویری تعریف مقطع ستون در ایتبس آورده‌شده است.

ضوابط مبحث نهم در طراحی مقاطع ستون های بتنی

4-2-12-9 در ستون‌های با مقطع مربع یا چند ضلعی منتظم و اشکال دیگر، به جای منظور کردن مقطع کل در طراحی، می‌توان مساحت ناخالص مقطع، مقدار آرماتور مورد نیاز و مقاومت طراحی را بر اساس یک مقطع دایروی با بزرگترین قطری که بتواند در داخل آن شکل محاط شود، تعیین نمود.

5-12-9 محدودیتهای آرماتور

1-5-12-9 در ستون‌های بتنی، مساحت آرماتورهای طولی نباید کمتر از 1 درصد و بیشتر از 8 درصد سطح مقطع ناخالص آن، A_g، باشد. محدودیت مقدار حداکثر باید در محل وصله‌های پوششی میلگردها نیز رعایت شوند.

6-12-9 جزییات آرماتورگذاری

1-1-6-12-9 پوشش بتن روی بیرونی‌ترین میلگرد بر اساس ضوابط فصل 9-4 تعیین می‌شود.

4-1-6-12-9 استفاده از آرماتورهای گروهی در ستون مجاز بوده و ضوابط آن بر اساس بخش 9-21-5 تعیین می‌شوند.

5-1-6-12-9 فاصله‌ی حداقل آرماتورهای مجاور بر اساس ضوابط بند 9-21-2-1 تعیین می‌گردد.

2-6-12-9 آرماتورهای طولی

1-2-6-12-9 حداقل تعداد میلگردهای طولی در ستون بر اساس موارد زیر تعیین می‌شود:

الف– میلگردهای داخل تنگهای مثلثی: 3 عدد؛

ب– میلگردهای داخل تنگهای مستطیلی یا دایروی: 4 عدد؛

پ– میلگردهای داخل دور پیچ و یا در ستون‌های قاب‌های خمشی ویژه محصور شده‌با دورگیرهای دایروی: 6 عدد.

3-5-20-9 ستون ها در قاب های با شکل پذیری متوسط

1-3-5-20-9 محدودیت‌های هندسی

1-1-3-5-20-9 در ستون‌ها محدودیت‌های هندسی (الف) و (ب) این بنده باید رعایت شوند:

الف– عرض مقطع نباید کمتر از سه دهم بعد دیگر آن، و نیز نباید کمتر از 250 میلی‌متر باشد.

ب– نسبت عرض مقطع به طول آزاد عضو نباید از 0.04 کمتر باشد.

2-3-5-20-9 آرماتورهای طولی

1-2-3-5-20-9 در ستون‌ها نسبت سطح مقطع میلگردهای طولی به کل سطح مقطع ستون نباید کمتر از یک درصد و بیشتر از هشت درصد در نظر گرفته شود. این محدودیت باید در محل وصله‌ها نیز رعایت شود.

3-6-20-9 ستون ها در قاب های با شکل پذیری زیاد

1-3-6-20-9 محدودیت‌های هندسی

1-1-3-6-20-9 در ستون‌ها محدودیت‌های هندسی (الف) و (ب) این بند باید رعایت شوند:

الف– کوچکترین بعد مقطع که در امتداد هر خط مستقیم گذرنده از مرکز هندسی مقطع تعیین می‌شود، نباید از 300 میلی‌متر کمتر باشد.

ب– نسبت کوچکترین بعد مقطع به بعد عمود بر آن نباید از 0.4 کمتر باشد.

2-3-6-20-9 آرماتورهای طولی

1-2-3-6-20-9 در ستون‌ها نسبت سطح مقطع آرماتور طولی به سطح مقطع کل ستون نباید کمتر از یک درصد و بیشتر از شش درصد در نظر گرفته‌شود. محدودیت حداکثر مقدار آرماتور باید در محل وصله‌ها نیز رعایت شود.

2-2-3-6-20-9 در ستون‌هایی که در آن‌ها از دورگیرهای دایره‌ای استفاده‌شده‌است، تعداد آرماتورهای طولی مقطع باید حداقل 6 عدد باشد.

3-2-3-6-20-9 در طول آزاد ستون، آرماتورهای طولی ستون باید به گونه‌ای انتخاب شوند که 1.25l_d≤l_u/2 باشد. در این رابطه l_d طول گیرایی آرماتورهای طولی و l_u طول آزاد ستون می‌باشد.

 5-6-20-9 اتصالات تیر به ستون در قاب‌های ویژه

3-2-5-6-20-9 در مواردی که آرماتورهای طولی تیر از ناحیه‌ی اتصال تیر به ستون عبور می‌کنند، بعد گره، h، به موازات آرماتورهای طولی تیر باید بیشترین مقدار به دست آمده از (الف) تا (پ) باشد.

الف– برای میلگردهای با مقاومت تسلیم 420 مگاپاسکال و کمتر برابر با ، که d_b قطر بزرگ‌ترین میلگرد است.

ب– برای میلگردهای با مقاومت تسلیم 520 مگاپاسکال برابر با 26d_b بر اساس قطر بزرگترین میلگرد.

پ– نصف ارتفاع هر تیری که در امتداد مورد نظر به اتصال تیر به ستون وصل بوده و با عملکرد خود به صورت بخشی از سیستم مقاوم در برابر زلزله، در اتصال ایجاد برش می‌کند.

1-2-21-9 فاصله حداقل میلگردها (آرماتورها)

3-1-2-21-9 فاصله‌ی آزاد بین میلگردهای طولی در ستون‌ها، ستون پایه‌ها، بست‌ها، و اجزای مرزی دیوارها، نباید کمتر از هیچ یک از مقادیر زیر باشد.

الف– 40 میلی‌متر؛

ب– 1.5 برابر قطر بزرگترین میلگرد؛

پ– 1.33 برابر قطر اسمی بزرگترین سنگ‌دانه.

تعریف گام به گام مقطع ستون بتنی مستطیلی در نرم افزار ETABS

گام اول: ورود به بخش تعریف مقطع:

از نوار اصلی در سمت بالای صفحه، به منوی Define بروید.

سپس گزینه Section Properties را انتخاب کنید.

سپس بر روی Frame Sections کلیک نمایید.

گام دوم: افزودن مقطع جدید:

در پنجره Frame Properties، روی دکمه Add New Property کلیک کنید.

گام سوم: انتخاب مقطع مستطیلی بتنی

مطابق شکل زیر در پنجره Frame Property Shape Type در قسمت Section Shape گزینه Concrete Rectangular را انتخاب کنید و سپس بر روی OK کلیک نمایید یا بصورت جایگزین بر روی مقطع مستطیلی مطابق زیر کلیک نمایید.

گام چهارم: تعیین مشخصات هندسی مقطع

در پنجره Frame Section Property Data مطابق شکل زیر اطلاعات را وارد نمایید.

Property Name نام مقطع را وارد نمایید.

Material نام مصالح بتنی که قبلا تعریف شده‌است را انتخاب نمایید.

Section Dimensions در بخش Depth عمق مقطع و در بخش Width عرض مقطع را وارد نمایید.

پس از تکمیل قسمتهای فوق بر روی دکمه Modify/Show Rebar در قسمت Reinforcement کلیک نمایید.

گام پنجم: تعیین جزییات آرماتورگذاری ستون

در پنجره Frame Section Property Reinforcement Data مطابق شکل زیر اطلاعات را وارد نمایید.

Design Type:

Design Type گزینه (P-M2-M3 Design (Column را انتخاب نمایید.

Rebar Material:

Rebar Material، نام مصالح آرماتورهای طولی را در Longitudinal Bars و نام مصالح آرماتورهای عرضی را در Confinement Bars (Ties) وارد نمایید.

Reinforcement Configuration:

Reinforcement Configuration برای مقطع مستطیلی گزینه Rectangular را انتخاب نمایید. در این حالت در قسمت Confinement Bars گزینه Ties بصورت اتوماتیک انتخاب می شود.

Check/Design:

Check/Design گزینه Reinforcement to be checked را انتخاب نمایید.

Longitudinal Bars:

Longitudinal Bars اطلاعات مربوط به آرماتورهای طولی ستون را بر اساس موارد زیر در نرم افزار وارد نمایید.

Clear Cover for Confinement Bars:

Clear Cover for Confinement Bars مقدار پوشش بتن (کاور بتن) را تا روی ارماتورهای عرضی ستون بر اساس جدول 9-4-6 مبحث نهم وارد نمایید.

Number of Longitudinal Bars Along:

Number of Longitudinal Bars Along 3-dir Face تعداد آرماتورهای طولی در هر وجه ستون موازی محور 3 مقطع ستون را وارد نمایید.

در قسمت Number of Longitudinal Bars Along 2-dir Face تعداد آرماتورهای طولی در هر وجه ستون موازی محور 2 مقطع ستون را وارد نمایید.

Longitudinal Bar Size and Area:

Longitudinal Bar Size and Area در نوار کشویی شماره (قطر) آرماتور طولی را وارد نمایید. در این حالت مساحت اسمی آرماتور در جلوی آن نمایش داده‌می‌شود.

Corner Bar Size and Area:

Corner Bar Size and Area در صورت دلخواه می توان شماره (قطر) آرماتورهای گوشه ستون را نسبت به سایر آرماتور های طولی متفاوت تعیین کرد که در ایران عرف نمی باشد.

Confinement Bars:

در قسمت Confinement Bars اطلاعات مربوط به آرماتورهای عرضی ستون را بر اساس موارد زیر در نرم افزار وارد نمایید.

Confinement Bar Size and Area:

در قسمت Confinement Bar Size and Area در نوار کشویی شماره (قطر) آرماتور عرضی را وارد نمایید. در این حالت مساحت اسمی آرماتور در جلوی آن نمایش داده‌می‌شود.

Longitudinal Spacing of Confinement Bars (Along 1-Axis):

Longitudinal Spacing of Confinement Bars (Along 1-Axis) فاصله آرماتورهای عرضی در ارتفاع ستون را تعیین نمایید.

Number of Confinement Bars:

در قسمت Number of Confinement Bars in 3-dir تعداد ساق های آرماتور عرضی در مقطع در راستای محور 3 را وارد نمایید.

در قسمت Number of Confinement Bars in 2-dir تعداد ساق های آرماتور عرضی در مقطع در راستای محور 2 را وارد نمایید.

گام ششم: تأیید نهایی:

تمام پنجره‌های باز شده را با کلیک بر روی OK تایید کنید تا بسته‌شوند.

جمع بندی

تعریف مقطع ستون بتنی در ETABS طبق مبحث نهم، زمانی ارزش واقعی خود را نشان می‌دهد که در قالب یک مدل اطلاعاتی منسجم در کل پروژه قابل استفاده باشد. در مدلسازی اطلاعات ساخت (BIM)، ابعاد و مشخصات مکانیکی ستونی که در نرم‌افزار تحلیلی تعریف می‌شود، باید دقیقاً با همان دقت در نرم‌افزارهای مدلسازی مانند Revit نیز اعمال گردد. بنابراین، تعریف اصولی مقطع ستون در ETABS، بخشی جدایی‌ناپذیر از فرآیند تولید یک مدل BIM دقیق، هماهنگ و قابل اعتماد است.