الزامات طراحی و اجرای ستون بتنی

الزامات طراحی و اجرای ستون بتنی چه هستند؟
الزامات اجرایی و طراحی ستون بتنی در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، ویرایش 1399، فصل 9-12 آورده شده اند.

در این بخش، بر اساس این استاندارد و استاندارد بین المللی ACI، به برخی از سوالات مهم در مورد طراحی و اجرای ستون های بتنی پاسخ می دهیم.

ابعاد استاندارد ستون بتنی چقدر هستند؟
هیچ ابعاد استانداردی برای اجرای ستون بتنی وجود ندارد؛ چراکه عوامل متعددی نظیر نوع ستون، فاصله بین دو ستون، ابعاد آرماتور طولی، ابعاد آرماتور عرضی، بار مورد انتظار (مقاومت مورد نیاز) و نقش ستون در معماری سازه بر روی ابعاد آن تأثیرگذار هستند.

از این رو، باید ابعاد ستون بتنی را با توجه به این پارامترها طراحی کرد و ایمنی آن را مورد تحلیل قرار داد. با توجه به گستردگی استفاده از ستون های بتن آرمه با سطح مقطع مستطیلی، الزامات طراحی برای ابعاد این ستون ها را در این بخش مورد بررسی قرار می دهیم.

برای ساختمان های یک طبقه، در صورت استفاده از بتن با عیار M15 (طرح اختلاط 1:2:4)، اجرای ستون بتنی با ابعادی کمتر از 23*23 سانتی متر مجاز نیست.

البته این ابعاد به عنوان یک معیار حداقلی در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، برای ساختمان های یک و نیم طبقه در صورت طراحی ابعاد 23*23 سانتی متر باید از بتنی با عیار M20 (طرح اختلاط 1:1.5:3) استفاده کرد.

اگر در این حالت نیز از بتن M15 استفاده شود، حداقل ابعاد مورد نیاز به 23*30 افزایش می یابد. جدول زیر، ابعاد پیشنهادی ستون بتنی در ساختمان های چند طبقه با اسکلت های مختلف را نمایش می دهد.

ابعاد پیشنهادی در جدول بالا، محافظه کارانه هستند (ضریب ایمنی بالایی دارند). با توجه پارامترهای مختلف می توان از ستون هایی با ابعاد 30*30 سانتی متر تا 120*120 سانتی متر در سازه هایی با اسکلت بتنی استفاده کرد.

حداکثر فاصله دو ستون بتنی چقدر است؟
فاصله مرکز به مرکز دو ستون بتنی معمولا نباید بیشتر از 4 تا 5 متر باشد. با افزایش این فاصله، ابعاد مورد نیاز برای اجرای ستون بتنی نیز افزایش می یابد.

به طور کلی، در دو حالت طراحان مجبور به افزایش ابعاد ستون بتنی هستند:

• افزایش فاصله بین دو ستون نیازمند افزایش ابعاد ستون و عمق تیر است.
• افزایش ارتفاع سازه (تعداد طبقات) با ابعاد ستون رابطه مستقیم دارد.

فاصله زمانی بتن ریزی سقف و ستون چقدر است؟
بتن ریزی عضوهای بتنی، معمولا پس از گیرش مناسب هر عضو انجام می شود. در استانداردهای مختلف، به فاصله زمانی مناسب بین بتن ریزی ستون و دیگر عضوهای سازه اشاره مستقیم نشده است.

البته مطابق استانداردهای ACI-318 و ACI-301، بتن ریزی عضوهای نگهداری شده (دال و تیر) بر روی ستون یا دیوار، پیش از گیرش اولیه آن ها (حداقل دو ساعت پس از جانمایی بتن) مجاز نیست.

در مورد فاصله زمانی مناسب برای بتن ریزی ستون بر روی دال نیز هیچ قانون یا محدودیت خاصی وجود ندارد.

در بسیاری از پروژه ها، بتن ریزی دال و ستون در یک روز انجام می گیرد. پارامترهای موثر بر این فاصله زمانی، سختی کافی دال، ایجاد پیوند مناسب بین بتن عضوها، درزهای اجرایی و محدودیت های زمانی پروژه هستند.