مبحث ۶ — بارهای وارد بر ساختمان
درسنامه — بار زلزله
خلاصه‌یِ بندهایِ ۱۱-۶، مستقیماً از متنِ رسمیِ مبحث.
کلیات و ضوابطِ کلی (بندهایِ ۱-۱۱-۶ و ۲-۱۱-۶)
•ساختمان‌ها و سایرِ سازه‌هایِ موضوعِ این مبحث باید در برابرِ اثراتِ زلزله طراحی شوند؛ برایِ این منظور، ضوابطِ این فصل و سایرِ ضوابطِ مندرج در آخرین ویرایشِ استانداردِ ۲۸۰۰ ایران («آیین‌نامه‌یِ طراحیِ ساختمان‌ها در برابرِ زلزله») باید رعایت شود.
•کلیه‌یِ عناصرِ باربرِ ساختمان باید به‌نحوِ مناسبی به هم پیوسته باشند تا در زمانِ زلزله، ساختمان به‌طورِ یکپارچه عمل کند؛ کف‌ها باید به عناصرِ قائمِ باربر (قاب‌ها یا دیوارها) متصل باشند تا به‌صورتِ یک دیافراگم عمل کرده و نیروها را به عناصرِ باربرِ جانبی منتقل کنند.
•ساختمان باید حداقل در دو امتدادِ افقیِ عمود بر هم و نیز امتدادِ قائم، قادر به تحملِ نیروهایِ زلزله باشد؛ مؤلفه‌یِ افقی در هر امتداد باید در هر دو جهتِ مخالف اعمال شود. محاسبه‌یِ ساختمان‌ها در برابرِ نیروهایِ زلزله و باد باید به تفکیک و جداگانه انجام شود.
ملاحظاتِ معماری و پیکربندیِ سازه‌ای (بندِ ۳-۱۱-۶)
•درزِ انقطاع: برایِ حذف/کاهشِ خساراتِ ناشیِ از ضربه‌یِ ساختمان‌هایِ مجاور، ساختمان‌ها باید با درزِ انقطاع از یکدیگر جدا شوند یا فاصله‌ای حداقلی از مرزِ زمینِ مجاور داشته باشند؛ این فاصله فقط با موادِ کم‌مقاومتِ خردشونده قابلِ‌پر شدن است.
•توصیه‌هایِ معماری: پلانِ ساده و متقارن در دو امتدادِ عمود بر هم، بدونِ پیش‌آمدگی/پس‌رفتگیِ زیاد؛ اجتناب از طره‌هایِ بزرگ‌تر از ۱٫۵ متر؛ اجتناب از بازشوهایِ بزرگ و مجاورِ یکدیگر در دیافراگمِ کف‌ها؛ مصالحِ غیرِسازه‌ایِ سبک برایِ کف‌سازی/سقفِ کاذب/دیوارِ جداکننده/نما؛ اجتناب از اختلافِ سطح در کف‌ها و از تغییراتِ زیادِ زیربنا در ارتفاع.
•توصیه‌هایِ پیکربندیِ سازه‌ای: قرارگیریِ عناصرِ باربرِ قائم بر روی هم در طبقات؛ انتقالِ مستقیمِ نیروها به شالوده و هم‌صفحه‌بودنِ عناصرِ باربرِ جانبی؛ به حداقل‌رساندنِ پیچش (توصیه: فاصله‌یِ مرکزِ جرم و مرکزِ سختی کمتر از ۵٪ بعدِ ساختمان در همان امتداد)؛ در سیستمِ قابِ خمشی، ستون‌ها باید دیرتر از تیرها دچارِ خرابی شوند؛ پرهیز از ستون‌هایِ کوتاه، به‌ویژه در نورگیرهایِ زیرزمین.
الزاماتِ ژئوتکنیکی، طبقه‌بندیِ زمین و لرزه‌خیزی (بندهایِ ۶-۱۱-۴ تا ۶-۱۱-۶)
•برایِ طراحیِ سازه و پی در برابرِ زلزله، شناختِ کافی از شرایطِ زیرِسطحی الزامی است؛ ناپایداری‌هایِ ناشی از زلزله شاملِ روانگرایی، گسترشِ جانبی، زمین‌لغزش، فرونشست و گسلش می‌توانند رفتارِ لرزه‌ایِ ساختمان را به مخاطره بیندازند و باید طبقِ استانداردِ ۲۸۰۰ و مبحثِ هفتم بررسی شوند.
•در پهنه‌هایِ گسلی (به‌ویژه گسل‌هایِ اصلی)، اجتناب از ساختِ ساختمان — به‌ویژه ساختمان‌هایِ گروهِ خطرپذیریِ ۱ — اکیداً توصیه می‌شود؛ استفاده از پیِ گسترده (بدونِ شمع) با ضخامتِ کافی و در یک تراز اکیداً توصیه می‌شود. اتصالاتِ شریان‌هایِ حیاتیِ شهری (برق، گاز) باید در برابرِ نیروها و تغییرمکان‌هایِ ناشی از گسلش طراحی شوند.
•زمینِ ساختگاه از نظرِ جنس و ویژگی‌هایِ ژئوتکنیکی به ۴ نوع تقسیم می‌شود (تعاریف در استانداردِ ۲۸۰۰). مناطقِ کشور بر اساسِ سوابقِ لرزه‌خیزی به ۴ پهنه با خطرِ نسبیِ خیلی‌زیاد، زیاد، متوسط و کم تقسیم می‌شوند (جدول/نقشه در استانداردِ ۲۸۰۰).
گروه‌بندی‌ها و زلزله‌هایِ مبنایِ طراحی (بندهایِ ۷-۱۱-۶ تا ۱۱-۱۱-۶)
•حرکتِ زمین: از طریقِ طیفِ طرح یا تاریخچه‌یِ زمانیِ شتاب توصیف می‌شود؛ طیفِ طرح می‌تواند طیفِ طرحِ استانداردِ ۲۸۰۰ یا طیفِ طرحِ ویژه‌یِ ساختگاه باشد (برایِ پاره‌ای ساختگاه‌ها/ساختمان‌ها تهیه‌یِ طیفِ ویژه الزامی است).
•گروه‌بندیِ برحسبِ اهمیت: مطابقِ گروه‌بندیِ خطرپذیریِ فصلِ ۱ همین مبحث است؛ ضریبِ اهمیتِ بارِ زلزله در مبحثِ ۶ همان ضریبِ اهمیتِ استانداردِ ۲۸۰۰ است. گروه‌بندیِ برحسبِ نظمِ سازه‌ای: ساختمان‌هایِ نامنظم (در پلان یا ارتفاع) رفتارِ لرزه‌ایِ نامناسب‌تری دارند و نیازمندِ تمهیداتِ ویژه‌اند؛ احداثِ برخی ساختمان‌هایِ نامنظم در برخی مناطقِ لرزه‌خیز یا انواعِ خاصِ زمین مجاز نیست.
•گروه‌بندیِ برحسبِ سیستمِ سازه‌ای: سیستمِ دیوارهایِ باربر، سیستمِ قابِ ساختمانی، سیستمِ قابِ خمشی، سیستمِ دوگانه/ترکیبی و سیستمِ ستونِ کنسولی؛ حداکثر ارتفاعِ مجازِ هر سیستم در استانداردِ ۲۸۰۰ ارائه شده. استفاده از سیستم‌هایِ سازه‌ایِ غیرِمعمول، تنها با تأییدِ کمیته‌یِ اجراییِ استانداردِ ۲۸۰۰ مجاز است.
•زلزله‌یِ طرح: زلزله‌ای با احتمالِ فراگذشتِ ۱۰٪ در ۵۰ سال (دوره‌یِ بازگشتِ ۴۷۵ سال). زلزله‌یِ سطحِ بهره‌برداری: زلزله‌ای با احتمالِ فراگذشتِ ۹۹٫۵٪ در ۵۰ سال (دوره‌یِ بازگشتِ حدودِ ۱۰ سال). کلیه‌یِ ساختمان‌ها باید برایِ زلزله‌یِ طرح طراحی شوند؛ برخی ساختمان‌ها علاوه‌براین باید برایِ زلزله‌یِ سطحِ بهره‌برداری نیز کنترل شوند.
طراحیِ سازه برایِ زلزله‌یِ طرح و کنترلِ سطحِ بهره‌برداری (بندهایِ ۱۲-۱۱-۶ تا ۱۴-۱۱-۶)
•روش‌هایِ تحلیل: خطی (استاتیکیِ معادل، دینامیکیِ طیفی، دینامیکیِ تاریخچه‌یِ زمانی) یا غیرِخطی. روش‌هایِ دینامیکیِ خطی و تاریخچه‌یِ زمانی در همه‌یِ ساختمان‌ها قابلِ‌استفاده‌اند، اما روشِ استاتیکیِ معادل محدودیت‌هایی طبقِ استانداردِ ۲۸۰۰ دارد.
•طراحیِ پی باید بر اساسِ ترکیبِ بارهایِ فصلِ ۲ و ضوابطِ مباحثِ هفتم و نهم انجام شود؛ اثراتِ اندرکنشِ خاک‌وسازه را می‌توان طبقِ استانداردِ ۲۸۰۰ در تحلیل لحاظ کرد. تغییرمکانِ جانبیِ سازه تحتِ زلزله‌یِ طرح باید با درنظرگرفتنِ تغییرشکل‌هایِ غیرِارتجاعی و اثرِ P-Δ محاسبه شود.
•روشِ ساده‌شده‌یِ تحلیل: برایِ برخی ساختمان‌هایِ سه‌طبقه و کوتاه‌تر، تحلیل و طراحی برایِ زلزله‌یِ طرح را می‌توان با روشِ ساده‌شده انجام داد (محدودیت‌ها در استانداردِ ۲۸۰۰).
•طراحیِ اجزایِ غیرِسازه‌ای: در ساختمان‌هایِ با اهمیتِ خیلی‌زیاد/زیاد، و ساختمان‌هایِ با اهمیتِ متوسط با پنج طبقه یا بیشتر، اجزایِ غیرِسازه‌ای (معماری، تأسیساتِ برقی/مکانیکی) نیز باید برایِ زلزله‌یِ طرح طراحی شوند.
•کنترلِ سطحِ بهره‌برداری: تمامِ ساختمان‌هایِ با گروهِ خطرپذیریِ ۱ و ۲، و تمامِ ساختمان‌هایِ بلندتر از ۵۰ متر یا بیشتر از ۱۵ طبقه، علاوه بر زلزله‌یِ طرح باید برایِ زلزله‌یِ سطحِ بهره‌برداری نیز کنترل شوند (تلاش‌هایِ داخلی نباید تغییرشکلِ غیرِارتجاعی ایجاد کنند).
جدولِ مرورِ سریع
مرجعِ اصلیِ طراحیِ لرزه‌ایِ ارجاع‌داده‌شده در این فصلاستانداردِ ۲۸۰۰ ایران (آیین‌نامه‌یِ طراحیِ ساختمان‌ها در برابرِ زلزله)
حداکثرِ توصیه‌شده‌یِ طولِ طره در معماریِ لرزه‌ای۱٫۵ متر
حدِ توصیه‌شده‌یِ فاصله‌یِ مرکزِ جرم-مرکزِ سختیکمتر از ۵٪ بعدِ ساختمان در همان امتداد
تعدادِ انواعِ زمینِ ساختگاه۴ نوع
تعدادِ پهنه‌هایِ لرزه‌خیزیِ کشور۴ پهنه (خیلی‌زیاد، زیاد، متوسط، کم)
دوره‌یِ بازگشتِ زلزله‌یِ طرح۴۷۵ سال (احتمالِ فراگذشتِ ۱۰٪ در ۵۰ سال)
دوره‌یِ بازگشتِ زلزله‌یِ سطحِ بهره‌برداری≈۱۰ سال (احتمالِ فراگذشتِ ۹۹٫۵٪ در ۵۰ سال)
تعدادِ گروه‌هایِ سیستمِ سازه‌ای۵ گروه (دیوارِ باربر، قابِ ساختمانی، قابِ خمشی، دوگانه/ترکیبی، ستونِ کنسولی)
آستانه‌یِ ارتفاع/طبقاتِ الزامِ کنترلِ زلزله‌یِ سطحِ بهره‌برداریبلندتر از ۵۰ متر یا بیشتر از ۱۵ طبقه (یا گروهِ خطرپذیریِ ۱ و ۲)
سقفِ طبقاتِ روشِ ساده‌شده‌یِ تحلیلساختمان‌هایِ سه‌طبقه و کوتاه‌تر (با محدودیت‌هایِ استانداردِ ۲۸۰۰)
برو به آزمونِ همین فصل