الف) محدودیت ها
اعضای محوری با مقطع مختلط محاط در بتن باید محدودیت های زیر را برآورده نمایند :
۱ - سطح مقطع هسته فولادی باید حداقل یک درصد مساحت کلی مقطع مختلط باشد.
۲- پوشش بتنی هسته فولادی باید به کمک میلگردهای طولی و تنگ های عرضی یا مارپیچ مسلح شوند. حداقل قطر تنگ های عرضی ۱۰ میلی متر است. چنانچه از تنگ عرضی با قطر ۱۰ میلی متر استفاده شود حداکثر فاصله مرکز تا مرکز تنگ ها در راستای طولی عضو محوری ۳۰۰ میلی متر و چنانچه از تنگ های عرضی با قطر ۱۲ میلی متر یا بیشتر استفاده شود حداکثر فاصله مرکز تا مرکز تنگ ها ۴۰۰ میلی متر است. در هر حال حداکثر فاصله تنگهای عرضی در راستای طولی نباید از نصف بعد کوچک تر مقطع مختلط بیشتر باشد.
۳- نسبت مساحت میلگردهای طولی به مساحت کل مقطع مختلط (ρs) باید حداقل ۰.۰۰۴ باشد.
که در آن :
Ag = سطح مقطع کل مقطع مختلط
Asr = محموع سطح مقطع آرماتورهای طولی
ب) مقاومت فشاری موجود
برای مقاطع مختلط محاط در بتن و دارای دو محور تقارن مقاومت فشاری موجود در روش LRFD برابر ΦcPn و در روش ASD برابر Pn/Ωc است که در آن Pn مقاومت فشاری اسمی مقطع بوده و باید بر اساس حالت حدی کمانش خمشی با توجه به لاغری عضو به شرح زیر تعیین شود :
که در آن :
Ac = سطح مقطع بخش بتنی
As = سطح مقطع بخش فولادی
El)eff) = صلبیت خمشی مؤثر مقطع مختلط مطابق رابطه زیر:
که در آن C۱ ضریبی است که برای تعیین سختی مؤثر عضو فشاری با مقطع مختلط محاط در بتن از رابطه زیر تعیین می‌شود:
Es= مدول الاستیسیته فولاد
Fy= تنش تسلیم مشخصه فولاد
Fysr= تنش تسلیم مشخصه میلگردهای فولادی
Ic= ممان اینرسی بخش بتنی نسبت به محور خنثی الاستیک مقطع مختلط
Isr= ممان اینرسی میلگردها نسبت به محور خنثی الاستیک مقطع مختلط
K= ضریب طول مؤثر عضو محوری فشاری مختلط
L= طول مهار نشده عضو محوری فشاری مختلط
KL=Lc
wc= جرم مخصوص بتن بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب با محدودیت :
- برای بتن های با وزن محصوص معمولی ۲۳۰۰kg/m³<wc≤۲۵۰۰kg/m³
- برای بتن های با وزن محصوص سبک ۱۴۰۰kg/m³≤wc≤۲۳۰۰kg/m³
تبصره : مقاومت فشاری موجود اعضای مختلط محاط در بتن لزومی ندارد کمتر از مقاومت فشاری مقطع فولادی تنها در نظر گرفته شود.
پ) مقاومت کششی
مقاومت کششی موجود اعضای محوری کششی با مقطع مختلط محاط در بتن در روش LRFD برابر ΦtPn و در روش ASD برابر Pn/Ωt است که در آن Pn مقاومت کششی اسمی بوده و باید براساس حالت حدی تسلیم کششی از رابطه زیر تعیین شود :
که در آن Fy ، Asr ، As و Fysr در بند ۱۰-۲-۸-۱-ب تعریف شده اند.
ت) انتقال بار
الزامات انتقال بار برای اعضای محوری با مقطع مختلط محاط در بتن باید با توجه به الزامات بند ۱۰-۲-۸-۶ تعیین گردد.
ت) جزئیات بندی اعضای محوری با مقطع مختلط محاط در بتن
۱- الزامات مربوط به پوشش بتن روی میلگردها وصله میلگردها فواصل میلگردها از یکدیگر و خم میلگردها باید با توجه به الزامات مبحث نهم مقررات ملی ساختمان تعیین گردد.
۲- فاصله آزاد بین میلگردها و مقطع فولادی باید از ۱.۵ برابر قطر میلگرد طولی و ۴۰ میلی متر بزرگ تر باشد.
۳- به طور کلی در اعضای فشاری با مقطع مختلط محاط در بتن لزومی به در نظر گرفتن الزامات کمانش موضعی برای اجزای فولادی نیست لیکن در صورتی که مقطع فولادی از دو یا تعداد بیشتری مقطع فولادی تشکیل شده باشد مقاطع فولادی باید توسط بست که میتواند از تسمه نبشی ناودانی یا مقاطع دیگر باشد به یکدیگر متصل شوند تا از کمانش هر یک از مقاطع فولادی به تنهایی در اثر بارهای وارد بر آن‌ها قبل از سفت شدن بتن جلوگیری به عمل آید.
تصویر ۳
تصویر ۴
تصویر ۵
تصویر ۶
تصویر ۷
تصویر ۸
تصویر ۹