صفحه اصلی  »  طراحی سازه های ساختمانی و صنعتی  »  بررسی نامنظمی در پلان با حل چند مثال به همراه بیان نکات انواع نامنظمی های پلان

بررسی نامنظمی در پلان با حل چند مثال به همراه بیان نکات انواع نامنظمی های پلان

 

 

 

غیر ممکن است همیشه بتوانیم سازه هایی را احداث کنیم که منظم باشند؛ اما به علت رفتار دور از انتظار سازه های نامنظم، استاندارد 2800 محدودیت ها و جریمه هایی را برای طراحی ساختمان های نامنظم  بیان می کند اما نامنظمی در پلان طبق استاندارد 2800 چگونه تعریف می شود؟
ما در این مقاله جامع با 2 ویدئوی رایگان، به معرفی انواع نامنظمی در پلان با حل مثال های کاربردی می پردازیم و در ویدئو ابتدای صفحه مرحله به مرحله نحوه ی کنترل نامنظمی پیچشی  و تعیین سختی دیافراگم در ایتبس  را به شما آموزش خواهیم داد؛ در ویدئو 20 دقیقه ای دوم، که بخشی از تور تخصصی استاندارد 2800 است به طور خاص به بررسی نامنظمی هندسی پرداخته ایم. برای درک راحت تر موضوع حتما این ویدئو ها را مشاهده کنید.

 

با مطالعه این مقاله چه می آموزیم؟

علل ایجاد نامنظمی در پلان ساختمان

  1. تغییر کاربری یک طبقه از سازه (مثلاً تغییر کاربری مسکونی به اداری)
  2. قرار گرفتن تأسیسات سنگین در طبقات (مانند تبدیل طبقه‌ای از ساختمان مسکونی به انبار کالا)
  3. استفاده از بازشو در سقف طبقات میانی مثل نورگیرها
  4. استفاده از بام به‌ عنوان محل قرارگیری دستگاه‌ های سنگین مانند چیلر و …
  5. سعی در زیبایی بصری پلان ساختمان با ایجاد بی ‌نظمی هندسی نا خواسته در آن

 

انواع نامنظمی‌ در پلان ساختمان طبق آیین ‌نامه 2800:

الف – نامنظمی هندسی در پلان

با مشاهده ویدئوی زیر می توانید توضیح کاملی را در مورد نامنظمی هندسی پلان دریافت کنید. در این بخش ابهامات زیادی را درباره این نوع نامنظمی رفع خواهیم کرد.

 

 

در مواردی که پس‌ رفتگی هم ‌زمان در دو جهت در یکی از گوشه‌ های ساختمان بیشتر از 20 درصد طول پلان در آن جهت باشد، وقوع نامنظمی هندسی محتمل است. این مورد باید پلان تمام طبقات ساختمان چک شده و چنانچه پلان طبقه ‌ای شرایط این بند از آیین ‌نامه را داشته باشد، کل سازه جزء نامنظمی هندسی پلان در نظر گرفته می‌شود. لازم به توضیح است که در چاپ‌ های اولیه ‌ی ویرایش چهارم استاندارد 2800 مقدار درصد مجاز پس‌ رفتگی در ایجاد نامنظمی هندسی، در متن آیین‌ نامه برابر 20 درصد و در شکل زیر متن 15 درصد آورده شده بود که شبهاتی را در جامعه مهندسی ایجاد کرد. این مشکل در نسخه‌ های جدید این استاندارد رفع و مقدار درصد مجاز پس‌ رفتگی برای ایجاد نامنظمی هندسی در متن آیین‌ نامه و تصویر زیر آن اصلاح ‌شده و نهایتاً مقدار 20 درصد ملاک عمل قرار گرفت.

 

نامنظمی هندسی در پلان

شکل 1 (نامنظمی هندسی پلان)

 

پیش از ادامه لازم ­است بررسی‌ کنیم که منظور آیین ‌نامه 2800 از پس‌ رفتگی چیست؟ و اگر ما پیش‌ آمدگی را در نظر بگیریم، آیا باز هم مشمول نامنظمی هندسی می ­شود یا خیر؟ برای پاسخ به­ این سوال می ­بایست ابتدا فرق پس‌ رفتگی و پیش‌ آمدگی را توضیح دهیم. اگر شکل 2 را پلان یک ساختمان فرض کنید که ابعاد هندسی آن مشخص است. قسمت 1 پلان پس ‌رفتگی و قسمت­ های 2 و 3 پیش‌ آمدگی پلان ساختمان را نشان می ‌دهد.

 

بررسی نامنظمی در پلان ساختمان

شکل 2 ( پلان یک ساختمان با ابعاد هندسی آن)

 

حال که با مفهوم پس ­رفتگی و پیش ­آمدگی آشنا شدیم، بند کنترل نامنظمی ­هندسی را برای آن­ ها بررسی می­کنیم:

 

کنترل نامنظمی هندسی

 

همان‌ طور که از نتایج جدول­ فوق پیداست، پلان برای قسمت پس‌ رفتگی منظم بوده ولی برای قسمت پیش ‌آمدگی‌ های نشان داده ‌شده در شکل 2، هم منظم و هم نامنظم است. از این تناقض ایجاد شده در مورد بررسی نامنظمی پیش ‌آمدگی پلان، می‌ توان نتیجه گرفت که هدف استاندارد 2800 از کنترل نامنظمی هندسی، بررسی آن برای پس‌ رفتگی (و نه پیش آمدگی) پلان است. به عبارت ساده ­تر می ­توان گفت که برای بررسی نامنظمی هندسی پلان، بایستی در ذهن شکل پلان موجود را به نزدیک ­ترین شکل­ هندسیِ­ کامل تبدیل کرد (مثلاً در شکل 2 می­ توان نزدیک­ ترین شکل هندسی به پلان مورد نظر را مستطیلی به ابعاد 10.5 متر در 10.5 متر در نظر گرفت) و سپس درصد کسر شدگی (پس­ رفتگی) را برای هر جهت محاسبه و کنترل نمود. برای درک بهتر مطالب نامنظمی هندسی مثالی در زیر آورده شده که  نحوه­ ی کنترل و بررسی نامنظمی هندسی در پلارا ساده­ تر بیان می­ کند.

 

پس رفتگی در پلان

شکل3-چهار پلان‌های مختلف دارای فرورفتگی

 

وضعیت نامنظمی هندسی پلان

 

نکات نامنظمی در پلان ساختمان فرق پس ‌رفتگی با بازشو در پلان در چیست؟

بازشو ها در پلان ساختمان برای تعبیه‌ ی داکت های تأسیساتی، نورگیر، باکس آسانسور و راه ‌پله کاربرد دارند. بازشو ها در پلان می­ توانند در قسمت‌ های مختلف پلان اعم از وسط، کنار و یا در گوشه ­ی آن قرار گیرند اما زمانی که در وجه‌ های پیرامونی و گوشه ‌های پلان ساختمان قرار داده شوند (شکل4)، ممکن­ است بین تشخیص بازشو و پس ­رفتگی تردید کنیم. در موارد این­ چنینی برای بررسی نامنظمی هندسی باید در ابتدا این نکته را بدانیم که آیا با پس ­رفتگی سرو کار داریم یا بازشو؟ به عبارت دیگر سوال این­ است­ که چرا در شکل ­های 4-الف و 4-ب پس­ رفتگی ولی شکل­ های 4-پ و 4-ت بازشو محسوب می ­شوند؟ برای یافتن پاسخ دو شکل 4-ب و 4-ت را که از نظر ظاهری مشابه یکدیگر بوده ولی دارای یک تفاوت بارز سازه ­ای هستند، در نظر بگیرید. این تفاوت سازه ­ای در بین دو شکل به ­دلیل وجود تیرهای رابطی است که ستونِ­ گوشه­ یِ بیرونی بازشو را به بدنه­ ی اصلی سازه و ستون ­های داخلی متصل و به یک اسکلت یکپارچه تبدیل ­می­کند. اگر به شکل­ های 4-پ و 4-ت توجه ­کنیم، متوجه ­خواهیم ­شد که قسمتی از پلان از بخش سبز رنگ آن حذف و ظاهراً نوعی پس ­رفتگی در پلان آن ها ایجاد شده ­است ولی چون هر چهار گوشه­ ی قسمت حذف ­شده، ستون گذاری و ستون ­ها با تیرهای رابط به یکدیگر وصل شده ­اند؛ این قسمت حذف شده جزئی از سازه ­ی اصلی محسوب می ­شود که فقط برای آن سقف اجرا نشده است که در اصطلاح به آن بازشو اطلاق می­ شود. توضیحات فوق را می ­توان این­چنین جمع بندی کرد که بازشو و پس­ رفتگی در ظاهر شبیه یکدیگر هستند با این تفاوت که در بازشوها تیرهای رابطی وجود دارد که گوشه ­های بازشو را به اسکلت سازه متصل و از پارگی گوشه ­های داخلی پلان سبز رنگ در حین زلزله جلوگیری می­ کند.

اکنون که با تفاوت پس ­رفتگی و بازشو آشنا شدیم، می توان گفت بر اساس تعریف نامنظمی­ هندسی، کنترل این نامظمی فقط برای پس ­رفتگی­ های پلان (و نه بازشوها) لازم است. برای بازشو ها، کنترل دیگری به نام کنترل نامنظمی ­دیافراگم وجود دارد که در بخش­ های بعدی­ مقاله به آن خواهیم ­پرداخت.

 

پلان یک ساختمان با بازشو و پس‌ رفتگی

شکل 4 (پلان یک ساختمان با وجود بازشو و پس‌ رفتگی)

 

نکات نامنظمی در پلان ساختمان آیا وجود بالکن باعث ایجاد نامنظمی در پلان می‌شود؟

اگر بالکن موردنظر در اثر عقب‌ روی دیوارهای پیرامونی ساختمان و در داخل پلان سازه تعبیه ‌شده باشد و بخشی از آن روی ستون بنا شده باشد (شکل4-الف) می‌توان کف بالکن را جزئی از دیافراگم پلان و به‌ صورت یک سقف یکپارچه در نظر گرفت و بند نامنظمی هندسی آیین ‌نامه را برای آن چک کرد. اگر بالکن مورد نظر در خارج از دیوارهای پیرامونی سازه و به‌ صورت کنسولی (طره‌ای) اجرا شده باشد (شکل4-ب)، آن را جزئی از پلان سازه در نظر نگرفته و ضابطه‌ی نامنظمی هندسی را برای پلان فاقد بالکن کنترل می کنیم.

 

اثر بالکن در نامنظمی سازه

شکل 5

نکات نامنظمی در پلان ساختمان آیا ایجاد پخ در پلان سازه می ­تواند باعث نامنظمی هندسی شود ؟

در برخی موارد قطعه زمین ساختمان مستطیل شکل نباشد، پلان سازه به ‌تبع آن غیر مستطیلی یا اصطلاحاً قناص می‌شود و یا بنا به صلاح‌ دید مهندس معمار یا محاسب سازه، قسمتی از پلان به‌ صورت مورب (پَخ شده) اجرا خواهد شد (شکل6). در چنین شرایطی برای کنترل نامنظمی هندسی پلان، بایستی دقت نمود که در متن آیین ‌نامه 2800، پس‌ رفتگی را هم‌ زمان در دو جهت تعریف می‌کند و این یعنی باید در پلان، گوشه داخلی ایجاد شود. اگر علمی‌ تر به این موضوع بپردازیم همان ‌طور که قبلاً هم اشاره ‌شده، زمانی که در یک پلان پس ‌رفتگی داریم و این پس‌ رفتگی ایجاد نامنظمی کند، گوشه­ ی داخلی ایجاد شده ناشی از پس‌ رفتگی هنگام وقوع زلزله استعداد پارگی دارد. (شکل7) علت این امر این است که به علت پس‌ رفتگی همان‌ طور که در شکل الف مشاهده می ­شود ساختمان را می ­توان از گوشه داخلی ایجاد شده دو قسمت متصور شد که جرم و مرکز جرم متفاوتی دارند. هنگام وقوع زلزله به دلیل جرم متفاوت این دو قسمت، زمان تناوب آن‌ ها هم متفاوت خواهد بود و این یعنی ممکن است زمانی که یک قسمت در حرکت رفت باشد قسمت دیگر در حرکت برگشت خود باشد و این امر باعث گسیختگی گوشه مشترک آن ‌ها شود. اما در پلان‌ های پخ یا قناص، این مسئله وجود ندارد یعنی گوشه داخلی ایجاد نمی‌شود که تمرکز تنشی هنگام وقوع زلزله داشته باشیم. بنابراین با این توضیحات نتیجه می‌گیریم که قسمت قناص یا پخ ‌دار پلان شامل بررسی نامنظمی هندسی نشده و این قسمت از پلان منظم فرض می‌شود.

 

تاثیر پخی در ساختمان بر نامنظمی

شکل 6 (پلان ساختمان که دارای پخ می‌باشد)

 

گسیختگی در ساختمان های نامنظم

شکل7 (گسیختگی ساختمان نامنظم در پلان در گوشه داخلی پلان)

 

راهکاری که می‌توان برای ساختمان‌ هایی که دارای پس ‌رفتگی بزرگ هستند و نامنظم هندسی  تلقی می‌شوند، ارائه داد تا منظم شمرده شوند، ایجاد درز انقطاع در محل گوشه داخلی پس‌ رفتگی است، بطوری که سازه‌ ی اولیه به سازه‌ منظم کوچک ‌تر تبدیل شود (شکل8). روش دیگر برای رفع نامنظمی در این پلان‌ ها، تعبیه تمهیداتی در گوشه‌ ی داخلی پس‌ رفتگی است که از تمرکز تنش جلوگیری شود. برای این کار می‌توان دو وجه سازه در گوشه‌ی مذکور را با استفاده از تیرهای رابط به یکدیگر بدوزیم فلسفه‌ی این کار مانند گُرده (ماهیچه) ی ایجاد شده در محل اتصال جان به بال در مقاطع فولادی I شکل یا ناودانی نورد شده است که تمرکز تنش در گوشه ‌ها را کاهش می‌دهد (شکل9).

 

درز انقطاع و اثر آن در نامنظمی سازه

شکل 8 (ایجاد درز انقطاع برای جدایی ساختمان نامنظم L شکل و جلوگیری از تمرکز تنش موضعی)

 

پخی در گوشه

شکل 9 ( ایجاد پخ در گوشه پس‌رفتگی برای کاهش تمرکز تنش)

 

رده‌ بندی آثار تخریبی برخی از اشکال هندسی نامنظم در پلان:

 

انواع نامنظمی در پلان

شکل 10

ب – نامنظمی پیچشی

برای تشخیص نامنظمی پیچشی در پلان ساختمان نیاز به تحلیل و طراحی سازه و استفاده از نتایج مربوط به تغییر مکان‌ های دیافراگم سازه داریم. در واقع تشخیص این نوع نامنظمی یک نوع کنترل بعد از طراحی نهایی سازه می ‌باشد؛ لذا قبل از تحلیل و طراحی سازه فرض ما بر منظم بودن پیچشی سازه می‌باشد.

نحوه ی کنترل نامنظمی پیچشی در ایتبس:

چنانچه پس از تحلیل و طراحی سازه  از نتایج خروجی ایتبس، حداکثر تغییر مکان نسبی سقف هر طبقه را  (max ∆) برای هر دو جهت قرائت و با میانگین تغییر مکان نسبی   در دو انتهای ساختمان برای هر دو جهت مقایسه کنیم و متوجه شویم که max> 1.2 ∆ave∆ است؛ در این صورت پلان ما دچار نامنظمی پیچشی زیاد و اگر  max> 1.4∆ave یعنی پلان ما دچار نامنظمی پیچشی شدید می‌باشد. دقت شود که اگر شروط فوق حداقل در یک‌ جهت هم باشد، پلان نامنظم پیچشی شمرده می شود.

 

نامنظمی پیچشی در پلان

شکل 11 ( نامنظمی پیچشی پلان)

 

بنابراین اگر پلان طبقه با بررسی بند نامنظمی پیچشی، نامنظم زیاد یا شدید پیچشی باشد، آیین ‌نامه ضوابطی سخت­ گیرانه ای را برای این‌گونه پلان‌ ها در نظر گرفته است که بیشتر جنبه جریمه دارند. برای تشریح این جریمه­ ها لازم است با تعدادی از ضرایب و تعاریف که در ادامه بیان­ می­شود، آشنا شویم.

 

ضریب بزرگنمایی پیچشی Aj  :

ضریب بزرگنمایی پیچشی (Aj)، جریمه آیین‌ نامه 2800 برای پلان‌ های نامنظم پیچشی است. این مقدار در برون مرکزی اتفاقی پلان ضرب می­ شود و این باعث افزایش لنگر پیچشی طبقه می­ شود. در ادامه مفهوم برون مرکزی اتفاقی آورده شده است. توجه­ شود که جا به‌ جایی ‌هایی که برای محاسبه این فرمول استفاده می‌شود جا به ‌جایی ‌های مطلق طبقه ­است نه جا به‌ جایی نسبی آن ­ها.

ضریب بزرگنمایی پیچشی

 

نکات نامنظمی هپیچشی در پلان ساختمان منظور از تغییر مکان نسبی سقف چیست ؟

همان‌ طور که از اسم آن پیداست منظور تغییر مکان آن طبقه نسبت به طبقه پایینی خود می‌ باشد. یعنی به‌ عنوان‌ مثال تغییر مکان نسبی طبقه آخر برابر تغییر مکان مطلق بام منهای تغییر مکان مطلق طبقه پایین بام (∆ ) و یا تغییر مکان نسبی طبقه اول همان تغییر مکان مطلق طبقه اول (1∆) می‌باشد.( Uroof جابه‌جایی مطلق بام)

 

تغییر مکان‌ های نسبی طبقات

شکل 12 ( نمایش تغییر مکان‌ های نسبی طبقات)

 

نکات نامنظمی هپیچشی در پلان ساختمان برون مرکزی اتفاقی چیست؟

اگر در یک پلان ساختمان توزیع جرم یکنواخت نباشد مرکز جرم بر روی مرکز سطح منطبق نخواهد بود. حال اگر سیستم‌ های باربر پلان ( مهاربندها، دیوار برشی یا دیوارهای باربر) طوری در قاب ‌های ساختمان قرارگرفته باشند که مرکز سختی آن‌ ها با مرکز سطح پلان منطبق نباشد در این صورت ممکن است مرکز جرم و مرکز سختی بر روی همدیگر قرار نگیرند و این اختلاف یک لنگر پیچشی اضافی در پلان اعمال می‌کند. به این فاصله ( فاصله مرکز جرم و مرکز سختی) برون مرکزی اتفاقی می‌گویند. که البته آیین ‌نامه 2800 جهت اطمینان بیشتر، حداقل آن را 5 درصد بعد ساختمان در آن جهت می‌داند. علت این حداقل آیین‌ نامه‌ای این است که حتی اگر مرکز جرم و سختی منطبق باشند این احتمال وجود که در حین اجرای ساختمان یا حتی بعد از اجرای آن مشکلاتی ممکن است پیش آید که بین مرکز جرم و سختی ساختمان فاصله ایجاد شود مثل خراب شدن قسمت از ستون‌ های یک قاب خمشی (مرکز سختی جابه ‌جا می‌شود) یا جابه ‌جا شدن دیوارهای جداکننده جهت تغییر کاربری (مرکز جرم جابه‌ جا می‌شود) و اتفاقاتی از این قبیل که باعث می ‌شود آیین ‌نامه 2800 لنگر پیچشی اضافی (ناشی از برون مرکزی اتفاقی) را جهت اطمینان برای ساختمان در نظر بگیرد.

نامنظمی ‌های پیچشی تنها در مواردی که دیافراگم ‌های کف‌ ها صلب و یا نیمه صلب هستند( بند ب و پ 3-8-1 آیین‌نامه 2800) کاربرد پیدا می‌کند (در ساختمان ‌های رایج امروزی از سقف ‌های عرشه فولادی و تیرچه و بلوک و دال بتنی و… استفاده می‌شود که می‌توان آن‌ ها را جزو دیافراگم صلب در نظر گرفت).

در ادامه مثالی آورده شده که درک این بند آیین‌ نامه را راحت ‌تر خواهد کرد. در شکل زیر جابه ‌جایی مطلق سه‌ طبقه سازه تحت اثر نیرو های جانبی وارده بر طبقات محاسبه ‌شده و به شرح زیر می‌باشد. می‌خواهیم بررسی کنیم برای پلان و جا به ‌جا به‌جایی در جهت x پلان طبقات شرایط نامنظمی را دارند یا خیر؟ و در صورت نامنظمی جریمه آیین‌ نامه 2800 چگونه خواهد بود. دقت شود که این مثال صرفاً برای آموزش می‌باشد و فقط در یک ‌جهت بررسی می­شود. در صورتی‌ که در جهت y هم باید شرایط سنجیده شود و بعد در مورد نامنظمی پلان اظهار نظر کنیم. بنابراین در مثال تنها نامنظمی در جهت x بررسی می­شود.

 

L1x = 2.54 cm      ;      ∆L2x =2.9 cm     ;  ∆L3x = 3 cm∆

R1x = 1.09 cm      ;     ∆R2x = 1.98 cm        ;  ∆R3x = 1.99 cm∆

 

 

جابه جایی مطلق طبقات

شکل 13 ( نمایش جابه‌ جایی مطلق طبقات در انتهای پلان)

 

 

جابه جایی نسبی طبقات

از نتایج جدول فوق پیداست که طبقات اول و دوم مشمول جریمه‌ی ضریب بزرگنمایی پیچشی می‌شوند. مقدار این ضریب برابر است با:

 

محاسبه ضریببزرگنمایی پیچشی aj

 

 

بنابراین برون مرکزی اتفاقی در طبقه اول باید 36 درصد و در طبقه دوم 0.4 درصد افزایش پیدا کند. یعنی باید در طبقه اول علاوه بر 5 درصد برون مرکزی اتفاقی 36 درصد دیگر به آن اضافه شود یا برون مرکزی اتفاقی را در 1.36 ضرب کنیم. در طبقه دوم نیز برون مرکزی اتفاقی را در 1.004 ضرب می­کنیم.

 

پ – نامنظمی دیافراگم

در استاندارد های لرزه‌ ای به سقف ‌های سازه به‌ عنوان دیافراگم در نظر گرفته‌ شده و به سه دسته‌ی صلب، نیمه صلب و انعطاف‌ پذیر تقسیم می‌شود. در مواردی که تغییر ناگهانی در مساحت دیافراگم (مثلاً برای ایجاد نورگیر های بزرگ در سقف مراکز تجاری مثل شکل 14) داشته باشیم به این معنا که مجموع سطح بازشوها به میزان 50 درصد بیشتر از سطح کل دیافراگم باشد و یا تغییر ناگهانی در سختی دیافراگم (شکل 15) داشته باشیم به این معنا که سختی آن به میزان 50 درصد بیشتر از سختی طبقات مجاور باشد، پلان طبقه شامل این نوع نامنظمی خواهد شد؟ در واقع چنانچه یک دیافراگم از دو قسمت دیافراگم سخت و انعطاف‌ پذیر تشکیل‌ شده یا به هم وصل شده باشند و اختلاف سختی آن ‌ها بیش از 50 درصد باشد مشمول این نوع نامنظمی می ‌باشد.

 

سازه نامنظم به علت وجود بازشو در سقف

شکل14  (وجود نورگیرهای بزرگ در مراکز تجاری که می‌تواند نامنظمی در دیافراگم را به همراه داشته باشد)

 

نامنظمی در دیافراگم

شکل 15 (نامنظمی در دیافراگم به علت تغییر ناگهانی سختی)

 

بازشو در دیافراگم

در غالب پلان ‌های ساختمان، مهندسین معمار مجبور به در نظر گرفتن بازشو در دیافراگم برای آسانسور، راه‌ پله، نورگیرها و داکت های تأسیساتی می‌باشد. این بازشوها در پلان ساختمان‌ های مسکونی معمولاً درصد کمی از مساحت پلان را به خود اختصاص می‌دهند ولی در برخی موارد خاص مانند مراکز تجاری و تفریحی، برای تأمین نور طبیعی و زیبایی بصری، نورگیرهای بزرگی در سازه تعبیه می‌شود. در صورتی مجموع مساحت این بازشو های پلان بیش از 50 درصد مساحت پلان را به خود اختصاص دهند، شامل نامنظمی در دیافراگم می‌شوند(شکل16). در شکل زیر اگر مساحت بازشو پلان A باشد در این صورت:

 

نامنظمی در پلان به علت وجود نورگیر

شکل 16 ( وجود نورگیر در پلان به‌ عنوان بازشو)

 

در شکل17 به این نکته دقت شود در قسمت پایین دیافراگم همان‌ طور که مشخص‌ شده تیر اجرا شده بنابراین نورگیر جزو بازشو محسوب می‌شود (به دلیل اجرای تیر، بازشو جزو پلان محسوب می‌شوند) و باید از این بند نامنظمی پلان چک شود. اگر تیر اجرا نشده بود باید از ضوابط بند نامنظمی هندسی آیین‌ نامه 2800 در مورد نامنظمی آن تصمیم گرفت. زیرا در این صورت پس‌ رفتگی پلان محسوب می‌شود.

 

نامنظمی هندسی در اثر بازشو در دیافراگم

شکل 17 ( بازشو در دیافراگم)

 

محاسبه سختی دیافراگم برای کنترل نامنظمی دیافراگم

برای اینکه بدانیم پلان یک طبقه شامل نامنظمی دیافراگم می‌باشد، باید سختی دیافراگم سازه را داشته باشیم. محاسبه سختی دیافراگم در سازه باید از طریق نرم ‌افزار انجام گیرد که نرم‌ افزار ایتبس این کار را می‌کند. برای این کار می‌توان سازه را با دیافراگم مدل کرد و در طبقه ‌ای که می‌خواهیم سختی دیافراگم را محاسبه کنیم نیروی فرضی مثل 100 تن را وارد کنیم و بعد از تحلیل سازه توسط نرم ‌افزار میزان جا به‌ جایی ماکزیمم مرکز جرم در راستای نیرو را محاسبه کنیم و بر نیروی 100 تن تقسیم کنیم تا سختی دیافراگم محاسبه شود.

برای درک بهتر سختی یک دیافراگم در مقابل نیروهای جانبی فرض کنید مطابق شکل زیر یک تیر ورق می‌باشد که روی تکیه‌گاه‌ های خود که همان اجزا باربر قائم جانبی ( قاب‌ های خمشی، مهاربندها و دیوارهای برشی) می‌ باشد، قرار دارد. جان تیر ورق همان صفحه افقی دیافراگم می ‌باشد و بال‌ های آن اجزای لبه دیافراگم می‌باشد. با توجه به اینکه که نسبت عرض دیافراگم به دهانه آن زیاد می‌باشد، می‌توان تیر ورق را به ‌عنوان تیر عمیق در نظر گرفت. بنابراین برای محاسبه سختی دیافراگم با این شبیه‌ سازی می‌توان از علم تحلیل سازه برای محاسبه سختی آن استفاده کرد. در اینجا برای اینکه از بحث اصلی دور نشویم خلاصه محاسبات سختی دیافراگم را آورده ­ایم. برای محاسبه تغییر شکل دیافراگم باید دو تغییر شکل خمشی و برشی در نظر گرفته شود که علت استفاده از تغییر شکل برشی عمیق بودن دیافراگم می‌باشد.

 

محاسبه سختی دیافراگم

 

 

 

نامنظمی در دیافراگم

شکل18 ( مدلسازی دیافراگم به یک تیرورق)

 

 

تغییر شکل دیافراگم 

شکل19 ( تغییر شکل دیافراگم  مدل شده تحت اثر نیروهای جانبی )

 

 

مقطع دیافراگم

شکل20 (مقطع دیافراگم)

 

از آنجاکه جان تیر ورق سهم بزرگی در کنترل تغییر شکل خمشی تیر ورق دارد؛ لذا اگر بازشوی بزرگی در دیافراگم (جان تیر ورق) وجود داشته باشد، این مسئله باعث افت سختی جان تیر ورق (به علت کم شدن ممان اینرسی مقطع) و درنتیجه افزایش تغییر شکل آن می‌شود که همین امر منجر به تأکید آیین‌ نامه 2800 روی این مسئله شده و آن را بی‌ نظمی در دیافراگم تلقی می‌کند.

در شکل زیر  سقفی را مشاهده می‌کنیم که در یک قسمت سقف صلب می‌باشد (مثل سقف دال بتنی) و در قسمت دیگر سقف به ‌عنوان سقف انعطاف‌پذیر(مثل سقف‌ های شیروانی) عمل می‌کند. اگر در این سقف سختی کف صلب بیشتر از دو برابر سختی کف انعطاف ‌پذیر شود، شامل نامنظمی در دیافراگم می‌شود. ذکر این نکته ضروری است که در ساختمان‌ های رایج شهری به‌ ندرت به این مورد از نامنظمی برخورد می‌کنیم؛ زیرا این نوع نامنظمی نیاز به یک پلان خاص برای یک کاربری خاص دارد که به ‌عنوان‌ مثال اگر همین پلان شکل زیر در قسمت کف انعطاف ‌پذیر از شیشه روی مهاربند های افقی به‌ عنوان کف طبقه آخر یک ساختمان خاص استفاده کرده باشند شامل این نوع نامنظمی خواهد بود.

 

دیافراگم صلب و انعطاف پذیر

شکل 21 (پلان ساختمان شامل دو قسمت صلب و انعطاف‌پذیر)

 

ت – نامنظمی خارج از صفحه

اگر در یک پلان در سیستم باربر جانبی، انقطاعی در مسیر انتقال نیروی جانبی (مانند تغییر صفحه‌ی باربری) حداقل در یکی از اجزای باربر جانبی در طبقات، وجود داشته باشد، در این صورت پلان شامل نامنظمی خارج از صفحه خواهد شد.

 

نامنظمی خارج از صفحه

شکل 22 ( نامنظمی خارج از صفحه به دلیل انقطاع در مسیر دیوار برشی)

 

به بیان ساده ‌تر اگر در یک ساختمان مهاربندی‌ شده یا دیوار برشی در یک دهانه از قاب ساختمان به دلایل معماری (مثلاً تغییر کاربری طبقات مختلف ساختمان) در طبقات، امتداد پیدا نکند و مهاربند یا دیوار برشی به قابی به ‌موازات قاب قبلی انتقال داده ‌شده باشد(شکل23)، در این صورت در مسیر انتقال بار اختلال ایجاد می‌شود و بعضی از اجزا سازه باید نیروهایی را تحمل کنند که برای آن‌ ها طراحی نشده ‌اند. به‌ عنوان‌ مثال همان ‌طور که در شکل مشاهده می‌شود در قاب دهانه انتهایی ساختمان دیوار برشی طبقه پایین در راستای دیوار برشی طبقه بالا نیست و انقطاع ایجاد شده است.

 

نامنظمی خارج از صفحه

شکل 23 ( نامنظمی خارج از صفحه به دلیل انقطاع در مسیر مهاربند یا دیوار برشی)

 

لازم است به این نکته اشاره شود که اگر در یک دهانه از یک قاب مهاربندی‌ شده یا دیوار برشی در یک طبقه به دهانه مجاور در همان قاب (به دلایلی مثل تعبیه بازشو در آن طبقه) انتقال ‌یافته باشد، این مورد جزو نامنظمی خارج از صفحه محسوب نمی‌شود بلکه این نامنظمی شامل قسمت پ بند 1-7-2 آیین ‌نامه 2800، نامنظمی قطع سیستم بابر جانبی، می ‌شود؛ زیرا سیستم باربر جانبی در مسیر نیروی زلزله در همان قاب اولیه‌ی خود بوده و فقط به دهانه‌ی دیگری منتقل ‌شده است. این در حالی است که در نامنظمی خارج از صفحه، سیستم باربر جانبی در دو قاب مستقل از هم قرار دارند. (شکل 24).

 

 نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی و نامنظمی خارج از صفحه

شکل 24 (شکل بالا:  نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی – شکل پایین: نامنظمی خارج از صفحه)

 

ث – نامنظمی سیستم‌ های غیر موازی

اگر اعضای باربر جانبیِ قائم (دیوار برشی، مهاربند و تیر و ستون‌ها در قاب‌ های خمشی) به ‌موازات محورهای اصلی ساختمان (محورهایی که پلان ساختمان بر اساس آن ‌ها ترسیم می‌شود و اعضای اصلی سازه‌ای مثل تیر و ستون در راستای آن‌ ها قرار می‌گیرند) نباشند، پلان جزو این نوع نامنظمی شمرده می‌شود. به‌ عنوان‌ مثال در شکل 25 مهاربند ضلع غربی در راستای محورهای اصلی ساختمان (X , Y ) نیست، بنابراین این پلان نامنظم شمرده می‌شود.

 

نامنظمی سیستم‌ های غیر موازی

شکل 25 (نامنظمی سیستم‌ های غیر موازی)

 

اینکه سیستم باربر جانبی قائم حداکثر تا چه زاویه ‌ای می‌تواند از راستای اصلی سازه منحرف شود،در آیین ‌نامه 2800 اشاره نشده است ولی در وحدت رویه نظام‌ مهندسی تهران برای زاویه بیشتر از 15 درجه (شکل26)، مشمول این نوع نامنظمی می‌شود.

 

منظمی یا نامنظمی پلان زاویه دار

شکل 26 (زاویه کمتر از 15 درجه عنصر مقاوم جانبی با محور اصلی و منظم بودن در پلان)

 

توجه شود که وجود این نوع نامنظمی در توزیع نیروهای ناشی از زلزله بین عناصر مقاوم جانبی و شکل مود های ساختمان اثرات قابل‌ توجهی دارد، بنابراین توصیه می‌گردد در صورت ایجاد این نوع نامنظمی در ساختمان با هر تعداد طبقه، از تحلیل دینامیکی استفاده شود.

محدودیت‌ های آیین‌ نامه‌ای برای منظم بودن یا نبودن پلان سازه

درصورتی‌که نتوانیم با تغییرات در پلان ساختمان قبل از اجرا یا اعضای اسکلت ساختمان نامنظمی ‌های موجود در آیین‌ نامه 2800 را بر طرف کنیم، آیین ‌نامه جریمه و محدودیت ‌هایی را برای سازه در نظر می‌گیرد که ملزم به رعایت آن‌ها هستیم.

  • طبق بند 1-7-3 آیین ‌نامه 2800 احداث ساختمان ‌های با نامنظمی از نوع شدید پیچشی در مناطق با خطر نسبی متوسط و بالاتر، تنها بر روی زمین‌های نوع I و II وIII مجاز است.
  • طبق بند 3-1-4 آیین ‌نامه 2800، در ساختمان‌ های نامنظم پیچشی باید قاعد 100-30 برای همه اعضا رعایت شود.
  • محدودیت استفاده از روش تحلیل سازه: طبق بند 3-2-1 آیین ‌نامه 2800 ساختمان ‌ها را می‌توان به روش ‌های مختلف تحلیل کرد. اگر تحلیل و طراحی سازه ما به روش استاتیکی معادل ( روش عرف طراحی اکثر ساختمان ‌ها ) باشد و پس از تحلیل و طراحی متوجه شویم که سازه نامنظم زیاد یا شدید پیچشی است باید سازه را به روش تحلیل دینامیکی یک ‌بار دیگر تحلیل و طراحی کنیم.
  • طبق جدول 3-4 آیین ‌نامه 2800 چنانچه ساختمانی دارای نامنظم پیچشی شدید در پلان نباشد، ارتفاع مجاز در سیستم قاب ساختمانی با دیوار برشی بتن ‌آرمه ویژه، با مهاربند‌ های واگرای ویژه یا با مهاربند همگرای ویژه، می‌تواند از 50 به 75 متر افزایش داشته باشد.
  • اگر پس از تحلیل و طراحی متوجه شدیم ساختمان از نظر پیچشی نامنظم می‌ باشد آیین ‌نامه 2800 بندی را به‌ عنوان جریمه (یکی از همان جرائمی که در مقدمه بحث به آن اشاره شد) در نظر گرفته (بند 3-3-7-3) که به این صورت است که باید مقدار برون مرکزی اتفاقی در تراز آن طبقه، در ضریب محاسبه برون مرکزیت اتفاقی  ضرب شود و این یعنی باید لنگر پیچشی بیشتری را برای تراز آن طبقه لحاظ کنیم.
  • طبق بند 3-8-7 در سازه‌ هایی که نامنظم در پلان به لحاظ هندسی و یا دیافراگم و یا خارج از صفحه هستند، نیروی طراحی اتصالات دیافراگم به اجزای قائم اجزای جمع کننده، باید 25 درصد افزایش یابد.
  • طبق بند 3-4-1-4 آیین ‌نامه 2800، در ساختمان‌ هایی که نامنظم شدید پیچشی هستند، در همپایه سازی برش پایه استاتیکی به دینامیکی مقدار بازتاب ‌ها باید با 100 درصد شوند و در ساختمان ‌هایی که نامنظم زیاد پیچشی هستند، مقدار بازتاب ‌ها باید با 90 درصد برش پایه استاتیکی به دینامیکی هم‌ پایه شوند.
  • طبق بند 3-5-4 آیین ‌نامه 2800، در ساختمان‌ های نامنظم پیچشی، کنترل دریفت با توجه به اختلاف تغییر مکان ‌های جانبی کف ‌بالا و پایین طبقه، در امتداد محورهای کناری قرار می‌گیرند. ( نه در مرکز جرم). یعنی باید تغییر مکان‌ های مطلق کف‌ ها را در گوشه پلان ( نه مرکز جرم پلان) محاسبه کرده و سپس تغییر مکان نسبی طبقه مورد نظر و از آنجا دریفت طبقه را محاسبه کنیم.
  • طبق بند 3-9 آیین‌ نامه 2800 چنانچه سازه ‌ای مشمول نامنظمی پلان از نوع خارج از صفحه شود، و دیوار یا ستون تا روی شالوده ادامه پیدا نمی‌کند، ستون، تیرها، خرپا یا کف ‌هایی که این اعضا (دیوار، ستون و…) را تحمل می‌کنند، باید برای بارهای محوری اعضا ادامه نیافته تحت اثر نیروی زلزله تشدید یافته EΩo  طراحی شوند. اتصالات اعضای ادامه نیافته به سازه نگه ‌دارنده باید قادر به تحمل بارهایی که این اعضا باید منتقل کنند، باشند.

 

آثار نامنظمی در پلان و تمهیدات آن

آنچه که در این مقاله به آن پرداخته شد، بررسی و کنترل انواع نامنظمی‌ های پلان ساختمان بود که برخی از آن ­ها قبل و برخی بعد از طراحی سازه کنترل شوند. هرکدام از نامنظمی ‌ها جرایم و محدودیت ‌هایی از جانب آیین ‌نامه به همراه دارد. بنابراین برای فرار از این جرایم آیین‌ نامه ­ای یا حداقل کردن آن باید به فکر راه چاره ای بود که در جدول زیر برای هرکدام از این نامنظمی ‌ها تمهیداتی ارائه‌ شده است.

 

آثار نامنظمی در پلان

 

منابع

آیین ‌نامه 2800 ویرایش چهارم

 

 

خرید لينک هاي دانلود

دانلود رایگان اعضای ویژه

دانلود رایگان این آموزش و ده ها آموزش تخصصی دیگر به ازای پرداخت فقط 29 هزار تومان (+ اطلاعات بیشتر)

خرید با اعتبار سایت به ازای پرداخت فقط 2 هزار تومان

دانلود و ذخیره فقط همین آموزش ( + عضو شوید و یا وارد شوید !)

دانلود سریع و بدون نیاز به عضویت به ازای پرداخت فقط 2 هزار تومان

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 14,661 نفر

تفاوت اصلی خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه ها نوآورانه و بروز بودن آن است ، ما تنها تازه ترین های آموزشی ، تخفیف ها و جشنواره ها و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیل تان ارسال می کنیم

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی متنفریم ، خاطر شما را نخواهیم آزرد!

تولید کنندگان آموزش
ارسال نظرات
نظرات کاربران
  1. هومن رشیدی

    سلام.دوستان چندتا شماره تلفن دارین که هیچکدوم پاسخگو نیست. چند تاش که میگه رمز رو وارد کنین، یکیشم که شماره خونه مردمه.لطفا پیگیری کنین

    پاسخ دهید

  2. مرضیه صبور

    سلام جناب مهندس
    چند تا شماره که نداریم!! یک شماره معتبر میدم خدمتتون که مربوط به واحد پشتیبانی و فروش هستش شما هر مشکلی داشتید با دوستان در ارتباط باشید البته فقط روز های کاری از ساعت ۸ الی ۱۳

    شماره تماس: ۰۵۶۳۲۴۳۴۴۴۰

    پاسخ دهید

فقط کافیست ایمیلتان را وارد کنید

در کمتر از 5 ثانیه اطلاعاتتان را وارد کنید و 3 ایبوک طراحی سازه بتنی در ایتبس را به همراه هدیه ویژه آن در ایمیلتان دریافت کنید
برایم ایمیل شود
نگران نباشید ایمیل های مزاحم نمی فرستیم
close-link

افزایش درآمد طراحی سازه
63 دقیقه ویدئو رایگان دکتر سالار منیعی

یاد بگیرید پیش از رسیدن به سال 99 چه مهارتهایی را بصورت تخصصی بیاموزید تا جزو 10% موفق طراحان سازه باشید.
همین الان دریافت می کنم.
با بستن این صفحه دیگر این پیشنهاد را هیچ وقت نخواهید دید.
close-link