نحوه محاسبه میلگرد فونداسیون بر اساس مبحث نهم

نحوه محاسبه قطر و فاصله داری میلگرد فونداسیون

بر اساس بند ۹-۲۰-۵-۳ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، حداقل قطر میلگرد فونداسیون، برابر با ۱۰ میلی‌متر است. فاصله محور به محور این میلگردها نیز بین ۱۰۰ تا ۳۵۰ میلی‌متر در نظر گرفته می‌شود.

نحوه محاسبه حداقل میلگرد فونداسیون های سطحی

بند ۹-۲۰-۵-۱ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، در مورد حداقل میلگرد به کار رفته در شالوده‌های منفرد، گسترده و باسکولی اشاره می‌کند. بر اساس این بند، میزان میلگردهای به کار رفته در شالوده‌های مذکور، بر اساس مقادیر حداقلی میلگردهای حرارت و جمع شدگی بستگی دارد. محاسبه میلگرد حرارت و جمع‌شدگی در شالوده‌ها، با توجه به ضخامت آن‌ها انجام می‌گیرد. انواع شالوده بر اساس ضخامت، عبارت هستند از:

• شالوده با ضخامت کمتر یا مساوی ۱۰۰۰ میلی‌متر
• شالوده با ضخامت بین ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ میلی‌متر
• شالوده با ضخامت بیشتر از ۲۰۰۰ میلی‌متر
• شالوده با ضخامت متغیر

محاسبه میلگرد برای شالوده با ضخامت کمتر از ۱۰۰۰ میلی‌متر

حداقل میلگرد در فونداسیون با ضخامت کمتر از ۱۰۰۰ میلی‌متر، بر اساس رابطه زیر (رابطه ۹-۱۸-۲ مبحث نهم) تعیین می‌شود:

پارامترهای فرمول بالا عبارت هستند از:

• $$f_{cd}$$: مقاومت محاسباتی بتن از ضرب مقاومت فشاری مشخصه بتن در ضریب جزئی ایمنی بتن به دست می‌آید.
• $$f_{yd}$$: مقاومت محاسباتی فولاد که با ضرب مقاومت مشخصه فولاد در ضریب جزئی ایمنی فولاد محاسبه می‌شود.

رابطه بالا، حداقل نسبت سطح مقطع آرماتور به کل سطح مقطع بتن را نمایش می‌دهد. به عبارت دیگر، مجموع سطح مقطع میلگردهای حرارت و جمع‌شدگی در فونداسیون‌های کمتر از ۱۰۰۰ میلی‌متر، نباید از این مقدار کمتر باشد.

محاسبه میلگرد برای شالوده با ضخامت بین ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ میلی‌متر

حداقل نسبت سطح مقطع آرماتور به کل سطح مقطع فونداسیون با ضخامت بین ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ میلی‌متر، از رابطه زیر (رابطه ۹-۲۰-۲ مبحث نهم) به دست می‌آید:

h، ضخامت فونداسیون را نمایش می‌دهد.

محاسبه میلگرد برای شالوده با ضخامت بیشتر از ۲۰۰۰ میلی‌متر

برای فونداسیون با ضخامت بیشتر از ۲۰۰۰ میلی‌متر، حداقل نسبت سطح مقطع آرماتورها به سطح مقطع فونداسیون (A_{s min})، با توجه به رده میلگرد محاسبه می‌شود. جدول زیر، مقادیر مجاز A_{s min} برای رده‌های مختلف را نمایش می‌دهد.

نکات تکمیلی در محاسبه میلگرد حرارت و جمع شدگی فونداسیون

در صورت متغیر بودن ضخامت، می‌توان یک فونداسیون هم‌حجم با فونداسیون مورد نظر را انتخاب کرد. سپس، ضخامت فونداسیون معادل را در محاسبه میلگرد به کار برد. در فونداسیون‌های ضخیم‌تر از ۱۰۰۰ میلی‌متر، حداقل یک‌سوم مقدار آرماتور حرارت و جمع‌شدگی به دست آمده از روابط مربوط به آن‌ها باید در وجه‌های بالایی و پایینی فونداسیون تعبیه شده باشد. روابطی ارائه شده در این بخش، برای شالوده‌های منفرد، گسترده و باسکولی، قابل استفاده هستند. محاسبه میلگرد برای نواحی خاص شالوده‌های مذکور و دیگر انواع شالوده‌ها، ملاحظات بیشتری دارند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم.

الزامات محاسبه میلگرد تیر رابط در فونداسیون باسکولی

محاسبه حداقل میلگرد مورد استفاده در تیر رابط فونداسیون‌های باسکولی، بر اساس ضوابط طراحی حداقل مقدار آرماتورهای کششی انجام می‌گیرد. بر این اساس، ابتدا دو مقدار را توسط روابط زیر محاسبه می‌کنیم:

• $$f_y$$: مقاومت مشخصه فولاد بر حسب مگاپاسکال
• $$f_c$$: مقاومت مشخصه بتن بر حسب مگاپاسکال

حداکثر مقدار به دست آمده از روابط بالا، به عنوان حداقل میلگرد مجاز برای به کارگیری در تیر رابط فونداسیون باسکولی در نظر گرفته می‌شود.

الزامات محاسبه میلگرد فونداسیون نواری

در نواحی کششی شالوده‌های نواری، حداقل نسبت مجاز سطح مقطع آرماتور به سطح مقطع کل عضو، برابر با ۰/۲۵ درصد است. البته اگر میزان میلگردگذاری، یک‌سوم بیشتر از حداقل مقادیر به دست آمده از محاسبات (۱/۳۳ برابر مقادیر حداقلی) باشد، این نسبت به ۰/۱۵ درصد تقلیل می‌یابد.

محاسبه نحوه توزیع میلگرد فونداسیون منفرد

توزیع میلگرد در شالوده‌های منفرد، به نوع و شکل آن‌ها بستگی دارد. در شالوده‌های منفرد یک‌طرف، باید میلگردها را به طور یکنواخت در سراسر عرض شالوده جایگذاری کرد. در شالوده‌های منفرد دوطرفه، اگر شکل شالوده مربعی باشد، توزیع یکنواخت میلگردها الزامی است؛ در غیر اینصورت، میلگردهای طولی به صورت یکنواخت توزیع می‌شوند. برای توزیع میلگردهای عرضی، محاسبه تعداد میلگردهای نوار میانی با استفاده از رابطه زیر به دست می‌آید:

• $$N_m$$: میلگردهای نوار میانی در امتداد عرضی
• $$N_T$$: کل میلگردهای عرضی شالوده
• $$\beta$$: نسبت طول به عرض شالوده

توزیع میلگردهای نوار میانی در امتداد عرضی، باید به صورت یکنواخت باشد. در دو طرف این نوار، میلگردهای عرضی به صورت یکنواخت و با رعایت فاصله‌داری (۱۰۰ تا ۳۵۰ میلی‌متر) توزیع می‌شوند.

محاسبه میلگرد جلدی در فونداسیون

در برخی از شالوده‌های حجیم، ابعاد و حجم بتن، ارتباطی به الزامات محاسباتی ندارد.در این شرایط، رعایت حداقل آماتور خمشی (محاسباتی که تا به اینجای مقاله معرفی کردیم)، الزامی نیست. برای کنترل ترک‌های سطحی شالوده‌های حجیم، از یک شبکه میلگرد جلدی استفاده می‌شود.

الزامات محاسبه میلگرد جلدی فونداسیون های حجیم

بر اساس بند ۹-۲۰-۸-۶ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، نسبت آرماتور جلدی به مقطع فونداسیون حجیم عبارت است از:

• $$A_b$$: سطح مقطع یک میلگرد آرماتور جلدی در فونداسیون حجیم بر حسب میلی‌متر مربع
• $$d_c$$: فاصله مرکز میلگرد آرماتور جلدی تا نزدیکترین سطح جدار فونداسیون حجیم بر حسب میلی‌متر
• $$s$$: فاصله مرکز به مرکز میلگردها در فونداسیون حجیم بر حسب میلی‌متر