ضوابط آیین‌نامه‌های مختلف در خصوص وصله آرماتورها

1. آیین نامهIBC 2006  و UBC 97

مطابق بند 1921،2،6 آیین نامه UBC 97 ، آرماتورهایی که در قاب‌های خمشی و یا اعضای مرزی دیوار برشی تحت اثر نیروهای کششی و لنگر خمشی ناشی از زلزله قرار می‌گیرد، می توانند با به کارگیری وصله مکانیکی مطابق با بند 1912،14،3،4 وصله گردند (وصله کامل). وصله های مکانیکی به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

وصله تیپ 1: وصله مکانیکی مطابق با بند 1912،14،3،4 (وصله کامل با 1.25A_bF_y).

این وصله در منطقه لرزه خیز (با خطر کم) 1، در هرکجای سازه می تواند استفاده شود در مناطق لرزه خیز 3،2 و 4  استفاده از این وصله در نقاطی از سازه که انتظار رفتار غیرخطی از آن ها وجود دارد تا فاصله یک برابر عمق مقطع از محل تشکیل مفصل پلاستیک و یا در داخل گره اتصال مجاز نمی باشد.

وصله تیپ2: مقاومت این وصله در فشار و یا کشش برابر حداقل دو مقدار 6/1 برابر مقاومت مشخصه حد جاری شدگی ارماتور (1.6Fy) و یا 95/0 مقاومت حد نهایی آرماتور (95/0 Fu) در نظر گرفته می شود. این وصله در هرکجای سازه و در هر منطقه لرزه ای می تواند به کار برده شود.

2. آیین نامه ACI318-2014

در آیین نامه ACI318-2014 محدودیت هایی برای استفاده از وصله پوششی تصریح کرده است:

1- در بند 12،14،2 سه محدودیت کلی برای استفاده از وصله پوششی تصریح کرده است.

(1) برای قطر بالای 36 میلی متر نمی توان از وصله پوششی استفاده کرد

(2) گروه میلگردها را تحت شرایطی خاص می توان به وسیله وصله پوششی وصله نمود

(3) فاصله میلگردهایی که در اعضای خمشی توسط وصله های پوششی غیر تماسی وصله می شوند در جهت عرضی دارای محدودیت هستند.

2- همچنین استفاده از وصله پوششی در اتصالات تیرها به ستون‌ها، در طول معادل دو برابر ارتفاع مقطع از بر تکیه گاه و در محل هایی که امکان تشکیل مفصل پلاستیک در آن ها در اثر تغییر مکان جانبی غیرالاستیک قاب موجود باشد مانند پای ستون ها ممنوع می باشد.

3- طبق بند 12،15،6 آیین نامه ACI 318-2014 وصله قطعات کششی فقط به وسیله وصله های مکانیکی (وصله مکانیکی استاندارد) و یا جوش مجاز است و نمی توان از وصله پوششی برای وصله میلگردها استفاده نمود؛ که منظور از قطعات کششی در این بند قطعاتی است که مقدار نیروی کششی در آن ها به حدی است که کل سطح مقطع آن ها در کشش قرار می گیرد.

بر اساس تقسیم بندی صورت گرفته در فصل 21 آیین نامه ACI 318-2014 دو نوع وصله تحت عنوان تیپ 1 (وصله مکانیکی استاندارد) و تیپ 2 ( وصله مکانیکی لرزه ای یا تحکیم یافته) تعریف شده است که دقیقا مشابه تیپ بندی وصله در آیین نامه UBC 97 می باشد که در قسمت قبلی تشریح شد.

ضوابط لرزه ای وصله های مکانیکی در ACI 318-2014 استفاده از وصله مکانیکی را در انواع قاب های خمشی مجاز دانسته است و محدودیت های اعمالی برای وصله پوششی را برای آن قائل نشده است و فقط برای قاب خمشی ویژه محدودیت هایی را اعمال نموده است که طبق این محدودیت ها استفاده از وصله تیپ 1 در نقاطی که در آن ها تغییر شکل های غیر ارتجاعی انتظار می رود، مجاز نمی باشد. مطابق بند 21،1،6،2 آیین نامه ACI 318-2014، وصله تیپ 1 (وصله مکانیکی استاندارد) نباید در فاصله 2 برابر عمق مقطع از وجه ستون و یا تیر در قاب های خمشی ویژه به کار برده شود. به علاوه استفاده از وصله تیپ 1 (وصله مکانیکی استاندارد) در نقاطی که امکان جاری شدگی و یا ایجاد تغییر شکل های غیر ارتجاعی وجود دارد مجاز نمی باشد. با این وجود، وصله تیپ 2 (وصله مکانیکی لرزه ای یا تحکیم یافته) می تواند بدون هیچ محدودیتی در کلیه نقاط سازه به کار برده شود. این ضوابط در خصوص دیوارهای برشی ویژه، تیرهای همبند و دیافراگم های ویژه نیز قابل کاربرد است.

3. مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، "طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه"

در این آیین نامه سه محدودیت کلی برای استفاده از و صله پوششی تصریح شده است الف) برای قطر بالای 36 میلی متر نمی توان از وصله پوششی استفاده کرد. ب) گروه میلگردها را نمی توان وصله پوششی نمود. ج) فاصله میلگردهای وصله شونده به وسیله وصله پوششی در قطعات خمشی دارای محدودیت هستند.

وصله مکانیکی در قطعات کششی مطابق بند (9-18-4-2-3) مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش سال 1392 وصله قطعات کششی فقط به وسیله وصله های مکانیکی و یا جوش مجاز است و نمی توان از وصله پوششی برای وصله میلگردها استفاده نمود.

قطعات کششی به قطعاتی اطلاق می گردند که مقدار نیروی کششی در آن ها به حدی است که کل سطح مقطع آن ها در کشش قرار می گیرد سطح تنش کششی در آرماتورها به حدی است که آرماتورها باید به صورت کامل موثر باشند و یا اینکه پوشتش بتنی اندکی در تمامی وجوه عضو وجود داشته باشد برای مثال می توان به المان پای قوس ها، کشش های آویزان منتقل کننده بار به سازه تکیه گاهی فوقانی و همچنین به اعضای کششی اصلی در خرپاها اشاره کرد.

ضوابط لرزه ای استفاده از وصله مکانیکی در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان مشابه آیین نامه ACI 318 استفاده از وصله مکانیکی را در انواع قاب های خمشی مجاز دانسته است و محدودیت های اعمالی برای وصله پوششی را برای آن قائل نشده است و فقط برای قاب خمشی ویژه مطابق بند (9-20-4-2-6) محدودیت هایی را اعمال نموده است.

4. آیین نامه بتن ایران "آبا"

ضوابط مربوط به وصله ها در آیین نامه بتن ایران (آبا) مشابه به ضوابط مندرج در مبحث نهم مقررات ملی

ویرایش سال 1392 می باشد، فقط در چند مورد تفاوت وجود دارد که به شرح زیر می باشد :

• وصله ترکیبی به عنوان یکی از روش های وصله در آبا مطرح می شود در حالی که در مبحث نهم 1392 نمی باشد.
• طبق بند 8-2-5-3 آیین نامه بتن ایران روش های متداول برای وصله های جوشی عبارتند از:

الف- اتصال جوشی نوک به نوک خمیری

ب-  اتصال جوشی ذوبی با الکترود (جوش با قوس الکتریکی).

اتصال جوشی نوک به نوک خمیری فقط در شرایط کارخانه ای و در صورتی مجاز است که قطر میلگردها از 10 میلی متر برای فولاد گرم نورد شده یا 14 میلی متر برای فولاد سرد اصلاح شده کمتر نباشدو نسبت سطح مقطع دو میلگرد وصله شونده از 5/1 تجاوز نکند. در حالی که در مبحث نهم 1392 این روش ها مطرح نمی شود

• در مبحث نهم در محاسبات از مقاومت کاهش یافته بتن (Fyd) استفاده می شود به همین خاطر مقدار مقاومت مورد انتظار برای وصله آرماتورها برابر 1.47 Fyd است در حالی که در آبا برابر 1.25 Fy است البته با توجه به رابطه (Fyd=0.85 Fy) این دو مقدار معادل هم می باشند.