گروه بندی ساختمان از نظر اهمیت، نامنظمی و سیستم سازه ای

3937

در این پست به گروه بندی ساختمان ها از نظر اهمیت، نظم کالبدی و سیستم سازه ای بر اساس استاندارد ۲۸۰۰ (آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله) پرداخته شده است.

گروه بندی ساختمان ها از نظر اهمیت اهمیت

ساختمان ها بر حسب نوع کاربری و میزان آسیب رسانی ناشی از خرابی آنها به چهار گروه اهمیت تقسیم می شوند:

گروه ۱- ساختمان های با اهمیت خیلی زیاد

این گروه شامل دو دسته زیر است:

الف- ساختمان های ضروری :

این گروه شامل ساختمان هایی است که قابل استفاده بودن آنها پس از وقوع زلزله اهمیت خاص دارد و وقفه در بهره برداری از آنها غیرمستقیم موجب افزایش تلفات و خسارات می شود، مانند بیمارستان ها و درمانگاه ها، مراکز آتش نشانی، مراکز و تأسیسات آبرسانی، ساختمان های نیروگاه ها و تأسیسات برق رسانی، برج های مراقبت فرودگاه ها، مراکز مخابرات، رادیو و تلویزیون، تأسیسات نظامی و انتظامی، مراکز کمک رسانی و به طور کلی تمام ساختمان هایی که استفاده از آنها در نجات و امداد مؤثر می باشد.

ب- ساختمان های خطرزا :

این گروه شامل ساختمان ها و تأسیساتی است که خرابی آنها موجب انتشار گسترده مواد سمی و مضر در کوتاه مدت و دراز مدت برای محیط زیست می شوند، مانند کارخانه های تولیدکننده مواد شیمیایی خاص.

گروه ۲- ساختمان های با اهمیت زیاد

این گروه شامل سه دسته زیر است :

الف- ساختمان هایی که خرابی آنها موجب تلفات زیاد می شود، مانند مدارس، مساجد، استادیوم ها، سینما و تئاترها، سالن های اجتماعات، فروشگاه های بزرگ، ترمینال های مسافربری و یا هر فضای سرپوشیده دیگری که محل تجمع بیش از ۳۰۰ نفر در زیر یک سقف باشد.

ب- ساختمان هایی که خرابی آنها سبب از دست رفتن ثروت ملی می گردد، مانند موزه ها، کتابخانه ها، و به طور کلی مراکزی که در آنها اسناد و مدارک ملی و یا آثار
پر ارزش دیگری نگهداری می شود.

پ- ساختمان ها و تأسیسات صنعتی که خرابی آنها موجب آلودگی محیط زیست و یا آتش سوزی وسیع می شود مانند پالایشگاه ها، انبارهای سوخت و مراکز گاز رسانی.

گروه ۳- ساختمان های با اهمیت متوسط

این گروه ساختمان ها شامل کلیه ساختمان های مشمول این آیین نامه، به جز ساختمان های عنوان شده در سه گروه دیگر می باشند، مانند ساختمان های مسکونی، اداری و تجاری، هتل ها، پارکینگ های چند طبقه، انبارها، کارگاه ها و ساختمان های صنعتی

گروه ۴- ساختمان های با اهمیت کم

این گروه شامل دو دسته زیر است :

الف- ساختمان هایی که خسارت نسبتاً کمی از خرابی آنها حادث می شود و احتمال بروز تلفات جانی انسانی در آنها بسیار کم است، مانند انبارهای کشاورزی و سالن های نگهداری دام.

ب- ساختمان های موقتی که مدت بهره برداری از آنها کمتر از ۲ سال است.

گروه بندی ساختمان ها بر حسب نظم کالبدی

ساختمان هایی که به لحاظ خصوصیات کالبدی شامل شکل هندسی، توزیع جرم و توزیع سختی در پلان و در ارتفاع دارای یکی از مشخصات زیر باشند “نامنظم” و در غیر
این صورت “منظم” محسوب می شوند.

۱- نامنظمی در پلان

نامنظمی هندسی :

در مواردی که پس رفتگی هم زمان در دو جهت در یکی از گوشه های ساختمان بیشتر از ۲۰ درصد طول پلان در آن جهت باشد.

نامنظمی پیچشی :

در مواردی که حداکثر تغییر مکان نسبی در یک انتهای ساختمان در هر طبقه، با احتساب پیچش تصادفی و با منظور کردن Aj = 1 بیشتر از ۲۰ درصد متوسط تغییر مکان نسبی در دو انتهای ساختمان در آن طبقه باشد. در این موارد نامنظمی”زیاد” و در مواردی که این اختلاف بیشتر از ۴۰ درصد باشد، نامنظمی”شدید” پیچشی توصیف می شود.

نامنظمی های پیچشی تنها در مواردی که دیافراگم های کف ها صلب و یا نیمه صلب هستند کاربرد پیدا می کند.

گروه بندی ساختمان

شکل ۱- گروه بندی ساختمان بر حسب نامنظمی هندسی و پیچشی

نامنظمی در دیافراگم :

در مواردی که تغییر ناگهانی در مساحت دیافراگم، به میزان مجموع سطوح بازشوی بیشتر از ۵۰ درصد سطح طبقه، و یا تغییر ناگهانی در سختی دیافراگم، به میزان بیشتر از ۵۰ درصد سختی طبقات مجاور، وجود داشته باشد.

نامنظمی در دیافراگم

شکل ۲- گروه بندی ساختمان بر حسب نامنظمی دیافراگم

نامنظمی خارج از صفحه :

در مواردی که در سیستم باربر جانبی انقطاعی در مسیر انتقال نیروی جانبی، مانند تغییر صفحه، حداقل در یکی از اجزای باربر جانبی در طبقات، وجود داشته باشد.

نامنظمی سیستم های غیر موازی :

در مواردی که بعضی اجزای قائم باربر جانبی به موازات محورهای متعامد اصلی ساختمان نباشد.

نامنظمی خارج از صفحه

شکل ۳- گروه بندی ساختمان بر حسب نامنظمی خارج از صفحه و سیستم های غیرموازی

۲- نامنظمی در ارتفاع

نامنظمی هندسی :

در مواردی که ابعاد افقی سیستم باربر جانبی در هر طبقه بیشتر از ۱۳۰ درصد آن در طبقات مجاور باشد.

نامنظمی جرمی :

در مواردی که جرم هر طبقه بیشتر از ۵۰ درصد با جرم های طبقات مجاور تفاوت داشته باشد. طبقات بام و خرپشته از این تعریف مستثنا هستند.

نامنظمی هندسی

شکل ۴- گروه بندی ساختمان بر حسب نامنظمی هندسی و جرمی

نامنظمی قطع سیستم باربرجانبی :

در مواردی که جزئی از سیستم باربر جانبی در ارتفاع قطع شده باشد، به طوری که آثار ناشی از واژگونی روی تیرها، دال ها، ستون ها و دیوارهای تکیه گاهی تغییراتی ایجاد کند.

نامنظمی مقاومت جانبی :

در مواردی که مقاومت جانبی طبقه از ۸۰ درصد مقاومت جانبی طبقه روی خود کمتر باشد، چنین طبقه ای اصطلاحاً “طبقه ضعیف” نامیده می شود. در مواردی که مقدار فوق به ۶۵ درصد کاهش یابد، طبقه اصطلاحاً “طبقه خیلی ضعیف” توصیف می شود.

گروه بندی ساختمان از نظر نامنظمی

شکل ۵- گروه بندی ساختمان بر حسب نامنظمی قطع سیستم باربری جانبی و مقاومت جانبی

نامنظمی سختی جانبی :

در مواردی که سختی جانبی هر طبقه کمتر از ۷۰ درصد سختی جانبی طبقه روی خود و یا کمتر از ۸۰ درصد متوسط سختی های جانبی سه طبقه روی خود باشد. چنین طبقه ای اصطلاحاً “طبقه نرم” نامیده می شود. در مواردی که مقادیر فوق به ترتیب به ۶۰ درصد و ۷۰ درصد کاهش پیدا کنند، طبقه اصطلاحاً “طبقه خیلی نرم” توصیف می شود.

نامنظمی سختی جانبی

شکل ۶- گروه بندی ساختمان از نظر نامنظمی سختی جانبی

محدودیت در احداث ساختمان های نامنظم

الف- احداث ساختمان های با نامنظمی “طبقه خیلی ضعیف” در مناطق با خطر نسبی متوسط و بالاتر مجاز نیست و در مناطق با خطرنسبی کم، ارتفاع آنها نمی تواند بیش از سه طبقه و یا ۱۰ متر باشد.

ب- احداث ساختمان های با نامنظمی از نوع “طبقه خیلی نرم” و “شدید پیچشی” در مناطق با خطر نسبی متوسط و بالاتر، تنها بر روی زمین های نوع ۱، ۲ و ۳ مجاز است.

گروه بندی ساختمان ها بر حسب سیستم سازه ای

ساختمان ها برحسب سیستم سازه ای به شش گروه طبقه بندی می شوند:

سیستم دیوارهای باربر

نوعی سیستم سازه ای است که در آن بارهای قائم عمدتاً توسط دیوارهای باربر تحمل می شوند و مقاومت در برابر بارهای جانبی توسط دیوارهای باربر که به صورت دیوارهای برشی عمل می کنند، تأمین می گردد . دیوارهای متشکل از قاب های سبک فولادی سرد نورد که با تسمه های فولادی و یا صفحات پوششی فولادی مهار شده اند، جزء این سیستم محسوب می شوند.

سیستم قاب ساختمانی

نوعی سیستم سازه ای است که در آن بارهای قائم عمدتاً توسط قاب های فضایی تحمل شده و مقاومت در برابر نیروهای جانبی توسط دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده تأمین می شود. قاب های ساختمانی در این سیستم می توانند دارای اتصالات ساده و یا گیردار باشند، ولی در تحمل بارهای جانبی مشارکت نخواهند داشت. قاب های گیردار باید قادر به تحمل اثر ناشی از اثر P‐Δ باشند.

سیستم قاب خمشی

نوعی سیستم سازه ای است که در آن بارهای قائم توسط قاب های فضایی تحمل شده و مقاومت در برابر نیروهای جانبی نیز توسط قاب های خمشی تأمین می گردد. سازه های با قاب های خمشی کامل، و سازه های با قاب های خمشی در پیرامون و یا در قسمتی از پلان و قاب های با اتصالات ساده در سایر قسمت های پلان نیز در این گروه جای دارند .

سیستم دوگانه یا ترکیبی

نوعی سیستم سازه ای است که در آن:

الف- بارهای قائم عمدتاً توسط قاب های ساختمانی تحمل می شوند.

ب – مقاومت در برابر بارهای جانبی توسط مجموعه ای از دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده همراه با مجموعه ای از قاب های خمشی تأمین می شود. سهم برشگیری هر یک از دو مجموعه با توجه به سختی جانبی و اندرکنش آن دو، در تمام طبقات، تعیین می گردد.

پ- قاب های خمشی باید مستقلاً قادر به تحمل حداقل ۲۵ درصد نیروهای جانبی در تراز پایه و دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده باید مستقلاً قادر به تحمل حداقل ۵۰ درصد نیروهای جانبی در تراز پایه باشند.

تبصره ۱: در ساختمان های کوتاه تر از هشت طبقه و یا با ارتفاع کمتر از ۳۰ متر به جای توزیع بار به نسبت سختی عناصر باربر جانبی، می توان دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده را برای ۱۰۰ درصد بار جانبی و مجموعه قاب های خمشی را برای ۳۰ درصد بار جانبی طراحی کرد.

تبصره ۲: در مواردی که قاب های خمشی الزام بند (پ) را اقناع نکنند، سیستم دو گانه جزء سیستم قاب ساختمانی محسوب می شود و در مواردی که دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده الزام بند فوق را اقناع نکنند ، ضریب رفتار در آن باید برابر ضریب رفتار در سیستم قاب خمشی با شکل پذیری متناظر در نظرگرفته شود.

سیستم ستون کنسولی

نوعی سیستم سازه ای است که در آن نیروهای جانبی توسط ستون ها به صورت کنسولی تحمل می شوند.

سایر سیستم های سازه ای

در آیین نامه ۲۸۰۰ استفاده از سیستم های سازه ای، غیر از آنچه در بالا عنوان شده، به شرطی مجاز است که ویژگی های آنها در ارتباط با بارهای قائم و زلزله توسط یکی از آیین نامه های معتبر جهانی، به تأیید کمیته اجرایی این آیین نامه رسیده باشد.

محمد حسن دانشور
محمد حسن دانشور

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش ژئوتکنیک دانشگاه شیراز هستم امیدوارم بتوانم آموخته های 7 سال تحصیل و پژوهش خود را در دانشگاه شیراز با شما دانشجویان و مهندسین عمران به اشتراک بگذارم

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*