اتصال مفصلی تیر میان طبقه

امروزه در ساختمان های قاب خمشی بتنی اتصال پله در میان طبقه به ستون ها یکی از مشکلات طراحی و اجرایی محسوب می شود. این مشکل از آنجا ناشی می شود که اتصال تیر میان طبقه به ستون، در نرم افزار به صورت مفصل مدل سازی می شود این در حالی است که اجرای این اتصال مفصلی به علت عدم جزییات اجرایی مناسب با فرض اولیه (اتصال مفصلی) تطابق ندارد. آشکار است این اتصال غیراصولی تیر میان طبقه به ستون از نظر تغییر بارگذاری و در آخر تغییر رفتار چند ستون متصل به دال نیم طبقه پله، ضعفی آشکار برای این ستون ها و کل سازه محسوب می شود.

اتصال مفصلی تیر میان طبقه

این اتصال بر اساس ظرفیت های موجود در ضوابط و مقررات ملی ساختمان، مبحث 3 تعریف شده و می تواند راهکاری مناسب برای تطبیق طراحی با اجرا باشد.از وظایف اصلی راه پله در ساختمان ها فراهم کردن امکان حرکت افراد از طبقه ای به طبقه ی دیگر است. این فلسفه وجودی راه پله ها در کنار مسایلی مانند افزایش تعداد طبقات ساختمان و استفاده از آنها به عنوان پله فرار اهمیت زیادی برای این فضاها در سازه ایجاد کرده است. باید در طرح و اجرای آنها دقت زیادی کرد تا در خدمت رسانی بدون وقفه آنها در مواقع اضطرای خللی وارد نیاید. پله در ساختمان از نظر سازه ای نقش دوم را دارد در حالی که هنگام خدمت رسانی، در نقش اول ظاهر می شود. به این معنا که با حذف پله، سازه ناپایدار و تخریب نمی شود لیکن خدمت رسانی سازه مختل می شود.

از این رو کمتر به این مهم توجه می شود و نقایص طراحی و اجرایی کنونی در حدی نیست که تحت بارگذاری ثقلی آسیب جدی به سازه و خدمت رسانی آن وارد کند. اما با توجه به تجربیات زلزله های گذشته و صدمات جدی این بخش از سازه در می یابیم که نه تنها این اعضاء نخواهند توانست به وظیفه ذاتی خود هنگام وقوع زلزله که همان تخلیه ساکنین است عمل کند بلکه با عملکرد غیر اصولی خود جان ساکنین و پایداری سازه را نیز به خطر می اندازند.راه پله ها دارای انواع بسیار زیادی هستند که در یک نگاه کلی می توان بر حسب نوع مصالح سازه، آنها را تقسیم بندی نمود.

به علت مزایای نسبی ساختمان های بتن آرمه نسبت به سایر مصالح امروزه کشور شاهد اجرای گسترده ی این ساختمان ها است. اجرای ساختمان های بتن آرمه باید بر اساس ضوابط و رعایت جزییات اجرایی آنها باشد. زیرا تنها عملیاتی شدن دقیق طراح ها است که می تواند ضامن عملکرد مورد نظر سازه و اجزای آن مطابق محاسبات انجام شده، باشد. از گذشته تاکنون تطابق طراحی و اجراء همواره از دغدغه های پژوهشگران، طراحان، محاسبان، ناظران و عوامل اجرایی ساختمان بوده و در این عرصه کارهای بسیاری صورت گرفته به گونه ای که امروزه توان اجرای دقیق طرح های محاسباتی ساختمان های بتن آرمه به وجود آمده است. اما در این مسیر همچنان راه های نرفته بسیاری وجود دارد که با عملیاتی شدن آنها شاهد ارتقاء کیفیت ساخت و سازه این نوع سازه ها خواهیم بود.

یکی از کمبود های موجود در خصوص ساختمان های بتن آرمه کشور عدم جزییات اجرایی مناسب در اتصال پله بتنی به ستون است. جزییات اجرایی این اتصالات امروزه به صورت قانونی نوشته نشده بین متخصصین طراح و مجری وجود داشته و به صورت سلیقه ای اجرا می شوند.راه پله بتنی در ساختمان های بتن آرمه دارای سه جزء اصلی شمشیری، دال پله و تیرها و اتصالات رابط پله با سازه هستند. روش ها و مصالح مختلفی برای اجرای یک راه پله در سازه بتنی وجود دارد که می توان به روش تیرچه بلوک، دال بتنی، کامپوزیت و پیش ساخته اشاره نمود.

ضخامت این دال ها برحسب دهانه و مقدار بارگذاری تعیین می شود که دو شبکه میل گرد مطابق با مشخصات طراحی در این ضخامت جای می گیرند. پله های قابل اجرا از نظر معماری در ساختمان های بتن آرمه شامل پله پیچ، دوطرفه، سه طرفه و چهار طرفه است. انتقال بار این پله ها بر اساس تعداد اتصال آنها به سازه تعیین می شود. برای مثال پله پیچ درابتدا و انتها به تیرهای کف متصل است و کل وزن و بارهای وارد بر آن به وسیله ی این دو نقطه به سازه منتقل می شود. در حالی که به علت شکستگی و تغییر زاویه در پله های دیگر این انتقال بار در هر تغییر جهت پله به وسیله ی اتصال دال پله به ستون مجاور آن منتقل می شود.

بر اساس جزییات کنونی، این اتصال به وسیله ی تیر میان طبقه پله که در زیر دال پله قرار گرفته و دوسر آن به ستون های دوطرف متصل است، تأمین می شود. فلسفه طراحی و مفروضات این اتصال برای جلوگیری از تحلیل دینامیکی، بسیار ساده منظور می شود اما در واقع با جزییات اجرایی کنونی این اتصال تطبیق ندارد.

اجزای پله (دال شمشیری و کف) با رفتار پوسته ایی خود فقط نیروهای برشی را به تکیه گاه ها منتقل می کنند. این تکیه گاه ها شامل کف طبقات بالا، پایین و در حد فاصل ارتفاع طبقه به وسیله ی تیر میان طبقه به ستون های کناری آن منتقل می شود. در این جزییات تیر میان طبقه قرار نیست به عنوان بخشی از قاب خمشی در سیستم باربر جانبی مشارکت نماید. بلکه باید تیری دو سر مفصل باشد و فقط انتقال نیروی برشی قائم و افقی توسط آن امکان پذیر باشد نه نیروهای خمشی یا پیچشی.

به علت سختی اندک دال و شمشیری پله در جهت افقی نیروی وارد از آن به ستون ها بسیار کم است که در غیر این صورت برای جلوگیری از وقوع پدیده ی ستون کوتاه باید در بالا و پایین اتصال تیر به ستون خاموت گذاری فشرده صورت گیرد. روشن است طراحی و اجرای اتصالی بتنی که دارای چنین ویژگی باشد بسیار دشوار است. به عبارتی می توان گفت اجرای اتصال مفصلی ایده ال با بتن ریزی درجا غیر ممکن است. جزییات اجرایی اتصالات و نحوه انتقال بارهای وارد از پله در نیم طبقه به سازه، درصدی از یک اتصال مفصلی ایده ال را پوشش می دهند.