درز انقطاع چیست و چگونه محاسبه می‌شود؟ فرمول، ضوابط و مثال(آپدیت 1405)

درز انقطاع یکی از الزامات مهم در طراحی معماری و سازه است که برای ایجاد فاصله ایمن میان ساختمان‌های مجاور اجرا می‌شود. تفاوت در جرم، سختی، ارتفاع و مشخصات دینامیکی ساختمان‌ها باعث می‌شود هر سازه هنگام زلزله حرکت متفاوتی داشته باشد. در صورت نبود فاصله مناسب، ساختمان‌ها ممکن است با یکدیگر برخورد کنند و پدیده کوبش لرزه‌ای رخ دهد. این برخورد می‌تواند موجب آسیب به دیوارها، نما، ستون‌ها و حتی پایداری کلی سازه شود. به همین دلیل، درز انقطاع باید طبق استاندارد ۲۸۰۰ از فونداسیون تا بام به‌صورت پیوسته اجرا شود. همچنین، جزئیات انعطاف‌پذیر در نما، بام و تأسیسات باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که مانع حرکت آزاد ساختمان‌ها نشوند. در این مقاله نحوه محاسبه درز انقطاع و نکات آیین‌نامه‌ای آن بیان شده و در خصوص نکات اجرایی و طراحی و بررسی نکاتی دیگر در هنگام طراحی بحث شده است.

⌛ آخرین به‌روزرسانی : 31 شهریور 1405

📕 تغییرات به روز رسانی:  آپدیت بر اساس ویرایش پنجم استاندارد 2800

1. اثر تنه زدن (pounding)

منظور از تنه زدن، برخورد دو ساختمان مجاور در اثر زلزله به علت عدم رعایت فاصله کافی بین آن‌هاست که می‌تواند در رفتار دینامیکی آن‌ها تأثیرگذار بوده و نیروی مضاعفی به آن‌ها تحمیل کند. درصورت برخورد دو ساختمان به یکدیگر، احتمال گسیختگی برشی و خمشی اعضای آن (به خصوص ستون) وجود دارد. در زلزله‌های گذشته مانند زلزله مکزیکوسیتی، خرابی‌های جدی به علت تنه زدن ساختمان به ساختمان مجاور مشاهده شده است که نمونه‌ای از آن را در شکل زیر می‌بینیم. این زلزله دارای بزرگای سطحی 8.1 بوده و حدود 10000 کشته و بیش از 50000 مجروح بر جای گذاشت. برای جلوگیری از اثر تنه زدن، می‌توان از درز انقطاع استفاده کرد.

شکل 1- اثر تنه زدن

2. درز انقطاع (Separation joint) چیست؟

با توجه به مشخصات جرم و سختی متفاوت در ساختمان‌های گوناگون، در هنگام زلزله سازه‌ها رفتارهای متفاوتی دارند و ممکن است در مودهای ارتعاشی مختلف، ساختمان‌های مجاور هم به یکدیگر نزدیک شده و به هم برخورد کنند. بنابراین نیاز به در نظرگیری یک فاصله ایمن به منظور جلوگیری از برخورد ساختمان‌های مجاور وجود دارد. این فاصله درز انقطاع نامیده می‌شود. درز انقطاع برای جلوگیری از کوبش یا برخورد ساختمان‌های مجاور و بلوک‌های مختلف یک ساختمان در زمان زلزله ایجاد می‌شود.

هنگام زلزله، هر ساختمان با توجه به ارتفاع، جرم، سختی، سیستم باربر جانبی و دوره تناوب طبیعی خود، به شکل و مقدار متفاوتی نوسان می‌کند؛ بنابراین دو سازه کنار هم لزوماً هم‌جهت یا هم‌اندازه حرکت نمی‌کنند و ممکن است در یک لحظه به سمت یکدیگر جابه‌جا شوند. اگر فاصله میان آن‌ها کافی نباشد، اجزایی مانند سقف، تیر، ستون، دیوار و نما به هم ضربه می‌زنند که می‌تواند به ترک‌خوردگی، خردشدگی بتن، آسیب شدید ستون‌ها، تخریب دیوارهای غیرسازه‌ای و نما و حتی خرابی موضعی سازه منجر شود؛ به‌ویژه زمانی که تراز طبقات دو ساختمان با هم برابر نیست. درز انقطاع در واقع یک فاصله خالی و پیوسته میان دو سازه یا دو بلوک مستقل است که فضای لازم برای جابه‌جایی نسبی آن‌ها در زلزله را فراهم می‌کند تا بدون برخورد، آزادانه حرکت کنند.

طبق استاندارد 2800 ایران، برای تمامی ساختمان‌ها باید درز انقطاع محاسبه و اعمال شود. درز انقطاع را می‌توان با مصالح کم مقاومت نیز پر کرد به طوری که پس از زلزله به سادگی قابل جایگزین کردن و بهسازی باشد. در شکل زیر دو ساختمان با حرکت هم فاز و غیر هم فاز را مشاهده می‌کنیم. واضح است که در بهترین حالت اگر ارتفاع ساختمان‌ها یکسان باشد و سقف هر دو ساختمان در یک تراز قرار بگیرد، به دلیل مشخصات مکانیکی مختلف سازه‌ها، امکان حرکت غیر هم فاز (مودهای ارتعاشی مختلف) و برخورد دو ساختمان به یکدیگر وجود دارد.

نکته: درز انقطاع باید از روی فونداسیون (تراز پی یا پایین‌ترین بخش سازه) شروع شود و به‌صورت قائم، پیوسته و بدون مانع تا بالاترین تراز ساختمان، یعنی بام و جان‌پناه، ادامه پیدا کند. هدف این است که دو ساختمان مستقل در هیچ ارتفاعی، از پی و دیوارهای زیرزمین گرفته تا سقف‌ها، نما، قرنیز و جان‌پناه، هنگام زلزله با یکدیگر تماس پیدا نکنند. البته در اجرا، محل دقیق شروع درز به وضعیت فونداسیون و تراز پایه بستگی دارد. اگر دو ساختمان از نظر سازه‌ای کاملاً مستقل باشند، پی‌ها، شناژها، دیوارهای حائل، سقف‌ها و اجزای معماری مجاور درز نباید به هم متصل یا در هم قفل شوند.

نکته: درز انقطاع به‌هیچ‌وجه صرفاً یک موضوع معماری نیست، بلکه یک مسئله کاملاً سازه‌ای و محاسباتی است که باید مستقیماً در روند تحلیل و طراحی سازه لحاظ شود. اگرچه جانمایی، پوشش نما و جزئیات آب‌بندی درز در پلان‌های معماری ترسیم می‌شود، اما تعیین دقیق عرض آن منوط به استخراج نتایج تحلیل سازه (مانند تغییرمکان‌های غیرخطی جانبی یا دریفت طبقات در نرم‌افزارهایی مثل (ETABS) و کنترل آن بر اساس ضوابط آیین‌نامه‌های لرزه‌ای (مانند استاندارد ۲۸۰۰) است.

شکل 2- حرکت دو ساختمان مجاور هم

البته باید به این مسئله توجه شود که هر فاصله‌ای میان دو ساختمان لزوماً درز انقطاع محسوب نمی‌شود؛ چرا که در مهندسی سازه، درز انقطاع ساختمان یک فاصله کاملاً هدفمند و مهندسی‌شده برای جلوگیری از برخورد لرزه‌ای (کوبش یا  (Pounding است، در حالی که سایر فاصله‌ها ممکن است برای انبساط حرارتی، نشست نامتقارن، تأمین نور و تهویه معماری (پاسیو و حیاط‌خلوت) یا حریم‌های شهرسازی ایجاد شده باشند. برای آن‌که یک فاصله درز انقطاع باشد، باید عرض آن بر اساس تغییرمکان‌های جانبی زلزله (مطابق آیین‌نامه‌هایی مانند استاندارد ۲۸۰۰) محاسبه شده باشد.

❓آیا ساختمان یک طبقه هم به درز انقطاع نیاز دارد؟

بله، ساختمان یک‌طبقه نیز دقیقاً مانند ساختمان‌های چندطبقه به درز انقطاع نیاز دارد. فلسفه وجودی درز انقطاع نه محدود به ارتفاع، بلکه مبتنی بر اصل «عدم تداخل حرکات لرزه‌ای» بین دو سازه مستقل است؛ در زمان وقوع زلزله، ساختمان یک‌طبقه علی‌رغم ارتفاع کم، دچار تغییرمکان جانبی می‌شود و اگر ساختمان مجاور (به‌ویژه اگر بلندتر باشد) با دوره تناوب و فاز حرکتی متفاوتی نوسان کند، احتمال بروز پدیده کوبش (Pounding) به‌شدت بالا می‌رود. حتی در سازه‌های کوتاه، برخورد بدنه ساختمان بلند به ساختمان یک‌طبقه یا بالعکس، می‌تواند باعث آسیب‌های سازه‌ای شدید به ستون‌ها و دیوارهای پیرامونی، شکست ترد مصالح و حتی خرابی‌های موضعی شود که با اصول مهندسی زلزله و ضوابط استاندارد ۲۸۰۰ در تضاد است. در واقع، قانون کلی این است که هر ساختمان مستقل باید بدون برخورد با همسایه بتواند تغییرمکان لرزه‌ای خود را طی کند و چون ساختمان یک‌طبقه نیز یک سازه مستقل است، باید سهم قانونی خود از درز انقطاع را نسبت به ملک مجاور رعایت کند تا از هرگونه برخورد احتمالی که می‌تواند ایمنی هر دو سازه را به مخاطره بیندازد، پیشگیری شود؛ در تصویر زیر درز انقطاع ساختمان 1 طبقه آورده شده است.

شکل 3- درز انقطاع ساختمان یک طبقه

نکته: هنگامی که یک ساختمان کوتاه در مجاورت یک ساختمان بلند قرار می‌گیرد، بحرانی‌ترین و مهم‌ترین تراز برای کنترل پدیده برخورد و کوبش لرزه‌ای، «تراز بام ساختمان کوتاه» (یا بالاترین تراز مشترک دو ساختمان) است. دلیل این اهمیت مضاعف آن است که در این تراز، بیشترین میزان جابه‌جایی جانبی ساختمان کوتاه رخ می‌دهد، در حالی که در همین ارتفاع، ساختمان بلند هنوز ادامه دارد و ممکن است دیافراگم صلب بام ساختمان کوتاه دقیقاً به میانه ارتفاع ستون‌های ساختمان بلند اصابت کند.

این حالت یکی از خطرناک‌ترین سناریوهای آسیب لرزه‌ای را رقم می‌زند، زیرا دال صلب بام ساختمان کوتاه مانند یک چکش لرزه‌ای عمل کرده و با ضربه زدن به وسط ستون‌های ساختمان مجاور، پدیده «ستون کوتاه ناخواسته» و برش فوق‌العاده بالایی در ستون‌های سازه بلندتر ایجاد می‌کند که می‌تواند باعث شکست ترد برشی و حتی فروریزش طبقه شود؛ بنابراین طراحان سازه کنترل تغییرمکان نسبی و اطمینان از عدم برخورد در تراز سقف سازه کوتاه‌تر را به‌عنوان حساس‌ترین گلوگاه طراحی در نظر می‌گیرند.

3. درز انقطاع در فونداسیون

درز انقطاع در فونداسیون، به‌خصوص در زیرزمین‌ها و طبقات مدفون، هم الزامی است و هم ملاحظات خاص خود را دارد. دلیل اصلی اجرای آن در این تراز، جداسازی سازه اصلی از خاک اطراف، جلوگیری از انتقال رطوبت و عایق‌بندی حرارتی است. همچنین، در صورتی که دو ساختمان دارای سیستم‌های فونداسیونی متفاوت (مثلاً یکی پی سطحی و دیگری پی عمیق) یا سطوح نشست مورد انتظار متفاوتی باشند، درز انقطاع از انتقال تنش‌های ناشی از این تفاوت‌ها به یکدیگر جلوگیری می‌کند. با این حال، در تراز فونداسیون، به دلیل محصوریت بالای خاک و عدم امکان جابه‌جایی جانبی آزاد مانند طبقات بالایی، الزامات اجرایی درز انقطاع کمی متفاوت است.

معمولاً نیاز به عرض درز به اندازه طبقات بالایی وجود ندارد و تمرکز بیشتر بر روی آب‌بندی کامل و جلوگیری از نفوذ آب و رطوبت به داخل زیرزمین است. در برخی موارد، اگرچه جداسازی کامل در تراز فونداسیون ممکن است به اندازه طبقات بالا حیاتی نباشد، اما برای حفظ یکپارچگی درز از پی تا بام و همچنین برای جلوگیری از انتقال ارتعاشات و تنش‌های احتمالی، اجرای یک درز انقطاع با عرض کمتر (که توسط سیستم‌های درزپوش مخصوص فونداسیون پوشش داده می‌شود) توصیه می‌گردد. مهم است که درز در این تراز نیز به‌صورت پیوسته و بدون اتصال سخت بین دو سازه اجرا شود تا از انتقال نیروهای مخرب در هنگام زلزله یا نشست‌های متفاوت جلوگیری کند.

شکل 4- درز انقطاع در فونداسیون

❓تفاوت اجرای درز در پی نواری، پی گسترده و فونداسیون منفرد چیست؟

در فونداسیون‌های منفرد، درز با جداسازی فیزیکی کامل پدهای بتنی و قطع کامل شناژهای رابط با پرکننده تراکم‌پذیر اجرا می‌شود تا از انتقال نشست و لنگر جلوگیری شود. در پی‌های نواری، درز به‌صورت قطع سراسری بتن و آرماتورهای طولی در مقطع نوار پیاده‌سازی شده و گاهی برای انتقال برش بدون ایجاد قفل‌شدگی محوری از میلگردهای داول غلاف‌دار استفاده می‌گردد. در مقابل، در پی‌های گسترده (رادیه) چالش اصلی علاوه بر قطع کامل ضخامت بتن، مهار فشار آب زیرزمینی و نشست نامتقارن است؛ به همین دلیل استفاده از واتراستاپ‌های حفره‌دار انعطاف‌پذیر و تحلیل دقیق اندرکنش خاک و پی در دو طرف درز توصیه می‌شود. البته موارد اشاره شده امروزه در پروژه‌های اجرا شده در ایران مشاهده نمی‌شوند!

شکل 5- درز انقطاع در انواع فونداسیون

نکته: اتصال کلاف‌ها، شناژها یا دیوارهای زیرزمین عملکرد درز انقطاع را دچار مختل می‌کنند؛ زیرا فلسفه این درز، نوسان مستقل دو ساختمان در زلزله است و اتصال آن‌ها مانند پلی صلب عمل کرده و باعث برخورد، پدیده کوبش، تمرکز تنش‌های مخرب و شکست ترد بتن در نقاط اتصال می‌شود. در نتیجه، درز انقطاع کارایی خود را از دست داده و سازه به جای دو واحد مستقل، به یک مجموعه پیوسته و نامنظم تبدیل می‌شود که آسیب‌پذیری شدیدی در برابر زلزله خواهد داشت.

❓در ساختمان دارای زیرزمین مشترک، چگونه باید مسئله جداسازی در طبقات روی زمین بررسی شود؟

در ساختمان‌های با زیرزمین مشترک، زیرزمین به‌دلیل محصوریت خاک و دیوارهای حائل، تغییرمکان جانبی ناچیزی دارد؛ بنابراین تراز پایه در سقف زیرزمین در نظر گرفته می‌شود و درز انقطاع باید دقیقاً از روی همین سقف تا بام با رعایت فاصله استاندارد آیین‌نامه اجرا گردد تا برج‌های بالایی آزادانه و بدون کوبش نوسان کنند. در این میان، دال سقف زیرزمین نقشی حیاتی دارد، زیرا به‌عنوان یک دیافراگم انتقال‌دهنده باید برش‌های جانبی هر دو سازه و تنش‌های کششی و فشاری شدید ناشی از اختلاف ارتعاش آن‌ها را به فونداسیون منتقل کند، پس باید با تحلیل سه‌بعدی دقیق برای این نیروهای درون‌صفحه‌ای عملیات تقویت و آرماتورگذاری انجام شود.

شکل 6- درز انقطاع برای یک ساختمان با زیرزمین مشترک و یکپارچه

4. تفاوت درز انبساط با درز انقطاع

درز انبساط برای کنترل تغییرشکل‌های ناشی از تغییرات دما، انقباض و جلوگیری از ترک‌خوردگی در ساختمان‌های طویل (بیش از ۵۰ متر) تعبیه می‌شود و عرض کمی دارد (حدود ۲ تا ۵ سانتی‌متر)، در حالی که درز انقطاع با هدف مقابله با حرکات شدید لرزه‌ای و جلوگیری از کوبش و برخورد دو سازه در هنگام زلزله طراحی شده و عرض آن بر اساس تغییرمکان‌های جانبی محاسبه می‌شود و با افزایش ارتفاع بیشتر می‌گردد؛ بنابراین درز انقطاع دو سازه را از نظر دینامیکی کاملاً مستقل می‌کند و به دلیل عرض بیشتر می‌تواند کارکرد درز انبساط را نیز پوشش دهد، اما درز انبساط هرگز جایگزین درز انقطاع لرزه‌ای نمی‌شود.

ضوابط درز انبساط و ضوابط درز انقطاع در آیین‌نامه‌ها یکی نیستند و از نظر ماهیت، منشأ پیدایش، هدف طراحی و نحوه محاسبه کاملاً با یکدیگر تفاوت دارند. درز انقطاع یک ضابطه کاملاً لرزه‌ای است که در استانداردهای لرزه‌ای نظیر استاندارد ۲۸۰۰ ایران تعریف می‌شود و هدف اصلی آن جلوگیری از برخورد ضربه‌ای دو ساختمان یا دو بلوک مجاور  هنگام حرکات شدید رفت‌وبرگشتی زلزله است. محاسبه عرض درز انقطاع بر اساس جابه‌جایی جانبی غیرخطی واقعی سازه در تراز هر طبقه و یا به صورت سرانگشتی بر اساس درصدی از ارتفاع ساختمان انجام می‌گیرد و عرض آن با افزایش ارتفاع سازه در طبقات بالاتر، عریض‌تر می‌شود و از تراز روی پی تا بالاترین نقطه سازه باید امتداد داشته باشد.

در مقابل، ضابطه درز انبساط یک الزام غیرلرزه‌ای و عملکردی است که در مباحث طراحی سازه‌های بتنی و فولادی نظیر مبحث نهم و دهم مقررات ملی بررسی می‌شود و هدف آن کنترل تنش‌ها و جلوگیری از ترک‌خوردگی‌های ناشی از تغییرات تدریجی دما، جمع‌شدگی یا افت بتن و خزش است. عرض درز انبساط وابسته به طول بلوک ساختمانی، ضریب انبساط حرارتی مصالح و دامنه نوسان دمایی سالیانه منطقه بوده و مقداری یکنواخت در تمام ارتفاع ساختمان دارد. بنابراین، اگرچه در عمل می‌توان با اعمال بزرگ‌ترین عرض محاسبه‌شده (که معمولاً عرض درز انقطاع در طبقات بالاست) یک درز مشترک با عملکرد دوگانه تعبیه کرد، اما این دو ضابطه از نظر مبانی تئوریک، فرمول‌های محاسبه و آیین‌نامه‌های مرجع کاملاً مستقل و متمایز از یکدیگر هستند.

شکل 7-درز انبساط و درز انقباض ساختمان

❓حداکثر طول ساختمان بدون درز انبساط یا درز جداسازی چگونه تعیین می‌شود؟

حداکثر طول ساختمان بدون درز انبساط معمولاً به دو روش تجویزی یا تحلیلی تعیین می‌شود؛ در روش تجویزی آیین‌نامه‌ها، بر اساس دامنه نوسان دمای سالیانه منطقه، طول مجاز برای سازه‌های بتنی معمولاً ۳۵ تا ۵۰ متر و برای سازه‌های فولادی ۶۰ تا ۹۰ متر در نظر گرفته می‌شود که در مناطق با اختلاف دمای شدید کاهش می‌یابد. در روش تحلیلی و دقیق‌تر، می‌توان طول ساختمان را بدون درز افزایش داد، مشروط بر اینکه بار حرارتی معادل و اثر جمع‌شدگی بتن در نرم‌افزار مدل‌سازی شده و نیروهای کششی و لنگرهای ثانویه ناشی از قیدهای صلب سازه (مانند دیوارهای برشی) با افزایش آرماتورها و تقویت مقاطع مهار شوند.

5. نمونه‌هایی از آسیب‌های وارد به ساختمان‌ها درصورت درنظر نگرفتن درز انقطاع

با توجه به این موضوع که نیروی ناشی از ضربه ساختمان‌ها به یکدیگر در حین زلزله مقداری زیاد بوده و برآورد دقیق آن مشکل می‌باشد (این نیرو با توجه به مفاهیم ضربه اجسام در دینامیک تعیین می‌شود)؛ خسارات ناشی از برخورد ساختمان‌های مجاور به یکدیگر زیاد بوده و می‌تواند باعث خرابی و آسیب‌های‌های مختلف در ساختمان‌ها شود که تعدادی از این خرابی‌ها در اشکال زیر نمایش داده شده است. بنابراین محاسبه و در نظرگیری صحیح این فاصله بین ساختمان‌های مجاور، اهمیت بالایی دارد.

❓چگونه می‌توان درز را در برابر نفوذ آب پوشاند، بدون آنکه حرکت جانبی ساختمان‌ها محدود شود؟

برای آب‌بندی درز انقطاع بدون محدود کردن حرکت جانبی دو ساختمان، از غشاها و نوارهای آب‌بند کاملاً الاستیک و انعطاف‌پذیر (مانند نوارهای EPDM، پی‌وی‌سی یا الاستومری مخصوص) به همراه چسب‌های پلی‌یورتان خنثی استفاده می‌شود؛ به این ترتیب که نوار ضدآب درون شکاف درز با یک قوس یا خمیدگی (به شکل حرف U یا V حالت لوپ و شکم‌دار) نصب و لبه‌های آن در دو طرف به سازه محکم چسبانده یا مهار مکانیکی می‌شود تا هنگام نوسان یا دور و نزدیک شدن دو ساختمان در زلزله و تغییرات دمایی، نوار بتواند به‌راحتی باز و بسته شده و کش بیاید بدون آنکه پاره شود یا مانعی در برابر جابه‌جایی آزاد سازه‌ها ایجاد کند و در نهایت روی این سیستم آب‌بندی لایه‌ای، فلاشینگ‌های فلزی لغزان یا درزپوش‌های انعطاف‌پذیر نما و بام قرار می‌گیرند تا ضمن محافظت از عایق در برابر تابش نور خورشید و آسیب‌های فیزیکی، آب باران را بدون نفوذ به داخل درز به بیرون هدایت کنند. برای درک بهتر تصویر زیر آورده شده است. دیتیل آب‌بندی درز انقطاع در تصویر زیر ارائه شده است:

شکل 8- آب‌بندی درز انقطاع

❓آیا دو ساختمان با تعداد طبقات یا سیستم سازه‌ای متفاوت، بیشتر در معرض ضربه به یکدیگر هستند؟

بله، دو ساختمان با تعداد طبقات یا سیستم‌های سازه‌ای متفاوت به مراتب بیشتر در معرض ضربه (Pounding) و آسیب‌های ناشی از آن هستند؛ زیرا تفاوت در ارتفاع، جرم و سختی سازه‌ها باعث می‌شود دوره تناوب و الگوی نوسان آن‌ها کاملاً ناهمگون شده و هنگام زلزله در فازهای مخالف یکدیگر حرکت کنند (یکی به سمت چپ و دیگری به سمت راست).

شکل 9- نمونه‌هایی از آسیب در اثر رعایت نکردن فاصله مناسب بین دو ساختمان

نکته: پیش از خرید یا ساخت، باید بررسی شود که آیا ساختمان همسایه سهم درز انقطاع خود را رعایت کرده یا خیر (زیرا در صورت عدم رعایت، ساختمان جدید باید کل درز را در زمین خود تأمین کند که مساحت مفید را کاهش می‌دهد)، تراز سقف‌های دو سازه نسبت به یکدیگر کنترل شود تا از برخورد سقف به میانه ستون‌ها و شکست ستون کوتاه جلوگیری گردد، تفاوت سختی و سیستم لرزه‌ای دو ساختمان برای تخمین شدت نوسانات مدنظر باشد و در نهایت اسناد شهرداری، پایان‌کار و عدم مسدود بودن درز با مصالح صلب، نما یا تأسیسات کنترل شود تا از جرایم و احکام کمیسیون ماده ۱۰۰ جلوگیری به عمل آید.

❓در نما، بام و دیوارهای جانبی چه تمهیداتی برای حفظ عملکرد درز لازم است؟

تمهیدات کلیدی و اساسی برای حفظ عملکرد درز در نما، بام و دیوارهای جانبی به‌صورت زیر می‌باشد:

۱. عدم اتصال صلب: قطع کامل بتن، ملات، سنگ، آجر، گچ و رابیتس در محل درز تا دو بلوک به هم قفل نشوند.
۲. استقلال نما: اجرای زیرسازی و پوشش نمای جداگانه برای هر بلوک و استفاده از درزپوش‌های آلومینیومی لغزنده.
۴. تفکیک لایه‌های بام: قطع شیب‌بندی، کف‌سازی و جان‌پناه در بام و نصب فلاشینگ متحرک روی درز.
۵. عایق رطوبتی انعطاف‌پذیر بام: اجرای نوار آب‌بند با لوپ حرکتی جهت جلوگیری از پارگی عایق.
۶. استقلال دیوارهای جانبی: اجرای وادارها و تیغه‌های مستقل در هر طرف با اتصالات لغزنده برای مهار خارج از صفحه.
۷. آتش‌بند و تأسیسات منعطف: پرکردن داخل درز با پشم‌سنگ ضدحریق و استفاده از اتصالات انعطاف‌پذیر برای لوله‌ها.

نکته: تعداد طبقات به تنهایی ملاک دقیقی برای تعیین درز انقطاع بین دو ساختمان نیست؛ چرا که فاصله درز انقطاع بین دو ساختمان باید بر اساس ارتفاع واقعی ساختمان به متر و میزان تغییرمکان جانبی آن در زلزله محاسبه شود. عواملی نظیر نوع سیستم سازه‌ای، سختی اسکلت، ابعاد ستون‌ها و حتی نامنظمی‌های ساختمان به شدت بر جابه‌جایی نهایی تأثیر می‌گذارند و ممکن است دو ساختمان با تعداد طبقات یکسان، نیاز به درزهای متفاوتی داشته باشند. بنابراین مهندس محاسب باید با تحلیل دقیق رفتار سازه در زمان زلزله، فاصله ایمن را تعیین کند تا از برخورد احتمالی ساختمان‌ها جلوگیری شود.

نکته: اختلاف سن، ارتفاع یا سختی دو ساختمان مجاور باعث نوسان ناهم‌گام و افزایش خطر کوبش لرزه‌ای می‌شود؛ به‌ویژه زمانی که تراز سقف‌ها یکی نیست و احتمال برخورد دال به میانه ستون‌ها وجود دارد. در صورت نبود اطلاعات سازه مجاور، طراح موظف است فاصله ساختمان جدید تا مرز زمین را مستقل از دیگری، برابر با جابه‌جایی جانبی غیرخطی طرح یا حداقل مجاز آیین‌نامه‌ای (“0/005H” ) در نظر بگیرد. در ترازهای مشترک، تأمین دقیق فاصله برای جلوگیری از آسیب ستون‌ها حیاتی است، اما در طبقات بالاتر از سقف ساختمان همسایه، عرض درز صرفاً بر اساس تغییرمکان‌های خود ساختمان جدید نسبت به مرز ملک تعیین می‌شود.

شکل 10- تخریب کامل ساختمان جدید در اثر برخورد با ساختمان قدیمی‌

برخورد ساختمان‌های مجاور با یکدیگر می‌تواند در اثر موارد مختلفی باشد. در شکل 11- الف دو ساختمان با ارتفاع‌های متفاوت را مشاهده می‌کنیم که برخورد دو سازه به یکدیگر در طبقه آخر ساختمان کوتاه‌تر رخ می‌دهد و یک نیروی ضربه در محل برخورد اعمال می‌شود. در اثر این نیروی ضربه، قسمت فوقانی ساختمان بلند در اثر شتاب وارده از سمت ضربه ساختمان کوتاه‌تر، نیروی اینرسی مضاعفی تولید می‌کند و جابه‌جایی‌های سازه بلند افزایش می‌یابد.

در شکل 11- ب دو ساختمان با سختی متفاوت مشاهده می‌شود که لفظ سنگین به ساختمان سخت‌تر می‌تواند اطلاق شود. توجه شود که عباراتی همچون ساختمان «قوی» یا «ضعیف» صحیح نمی‌باشد؛ زیرا در تجربه‌ای از یک زلزله مشاهده شده است که ساختمان ساخته شده بر اساس آیین‌نامه به‌روزتر در اثر برخورد با ساختمان قدیمی دچار آسیب شده است ولی ساختمان قدیمی که سنگین‌تر و سخت‌تر بوده است دچار مشکل جزئی شده است. درواقع آیین‌نامه‌ها به مرور زمان به سمت تآمین شکل‌پذیری سازه حرکت کردند و ساختمان‌های جدید به نسبت سختی کم‌تری دارند.

در شکل 11- پ دو ساختمان با ارتفاع یکسان یا متفاوت مشاهده می‌شود که برخورد کف‌ها به یکدیگر یا به ستون‌ها موجب اعمال نیروی مضاعف ضربه به یکدیگر می‌شود. از بین دو حالت برخورد «کف به کف» و «کف به ستون»، حالت برخورد «کف به ستون» به مراتب خطرناک‌تر است و ممکن است در اثر نیروی وارده به ستون، ساختمان ریزش کند. عدم رعایت این موضوع مهم و درز انقطاع را می‌توان در ساختمان‌های احداث شده در سطوح شیبدار مشاهده کرد.

در شکل 11- ت دو ساختمان 1 و 2 که در کنار یکدیگر قرار دارند، به‌دلیل پیچش غیر هم فاز در یک مود ارتعاشی، به یکدیگر برخورد می‌کنند. نیروی زلزله به مرکز جرم و پاسخ سازه به مرکز سختی وارد می‌شود؛ لذا اگر فاصله این دو از هم بیشتر شود، پیچش سازه هم بیشتر خواهد شد.

در شکل 11- ث نمونه دیگری از برخورد دو سازه در اثر پیچش را مشاهده می‌کنیم که تفاوت آن خروج از مرکزیت زیاد محل اعمال نیروی زلزله در دو سازه می‌باشد. در این حالت ساختمان‌ها، مشابه یکدیگر در کنار هم قرار نگرفته‌اند که مسئله پیچش در این حالت به مراتب از حالت «ت» پررنگ‌تر است. این مورد را می‌توان در جداسازی یک ساختمان با پلان L یا T شکل به دو ساختمان با پلان مستطیلی مشاهده کرد. البته گاهی چنین زمین‌هایی در تقسیم‌بندی اراضی شهری نیز مشاهده می‌شود.

شکل 11- انواع مختلف برخورد دو ساختمان به یکدیگر

علاوه‌بر مواردی که ذکر شد، دو ساختمان می‌توانند در اثر نشست و روانگرایی نیز به یکدیگر برخورد کنند. البته مفهوم درز انقطاع زمانی مطرح می‌شود که برخورد در اثر زلزله محتمل باشد. جابه‌جایی‌ها در اثر نشست و روانگرایی بزرگتر از مقداری است که برای درز انقطاع در نظر گرفته می‌شود.

شکل 12- انواع دیگر برخوردهای دو ساختمان به یکدیگر

❓درصورت محدودیت ملکی، کدام ساختمان مسئول تأمین فاصله لازم است؟

هر ساختمان باید درز انقطاع موردنیاز را به‌طور مستقل و در داخل محدوده ملک خود تأمین کند. اگر ساختمان مجاور در گذشته درز را رعایت نکرده یا به مرز ملک چسبیده باشد، ساختمان جدید همچنان موظف است کل فاصله لازم را از مرز زمین خود عقب‌نشینی کند و نمی‌تواند از ملک همسایه استفاده کند یا به تخلف قبلی استناد کند. پیش از اجرا نیز باید مرز زمین و نقشه‌های مصوب با نقشه‌برداری دقیق کنترل شود؛ در صورت تخلف ساختمان در حال احداث مجاور، موضوع باید به‌صورت کتبی به شهرداری و سازمان نظام‌مهندسی گزارش شود.

6. محاسبه مقدار درز انقطاع

مبحث 6 مقررات ملی ساختمان، برای جلوگیری از خسارت و خرابی ناشی از تنه زدن دو ساختمان مجاور به یکدیگر، به در نظر گرفتن فاصله‌ای میان آن‌ها تأکید کرده است. این فاصله می‌تواند از زمین یا ساختمان مجاور باشد که در هرصورت باید رعایت شود. در نهایت برای محاسبه درز انقطاع به استاندارد 2800 ارجاع داده است. البته برای همه ساختمان‌ها نمی‌توان یک مقدار ثابت، مثلاً چند سانتی‌متر، به‌عنوان درز انقطاع در نظر گرفت؛ زیرا مقدار موردنیاز این درز به میزان جابه‌جایی نسبی احتمالی دو ساختمان در زلزله بستگی دارد.

برای نمونه، ساختمانی کوتاه و سخت ممکن است نسبت به یک ساختمان بلند و انعطاف‌پذیر تغییرمکان جانبی بسیار کمتری داشته باشد؛ بنابراین اگر این دو کنار هم قرار گیرند، فاصله لازم باید با توجه به حرکت لرزه‌ای هر دو ساختمان تعیین شود، نه با یک عدد تجربی ثابت. در عمل، طراح سازه باید تغییرمکان‌های طرح را از تحلیل سازه استخراج کرده و مقدار و میزان درز انقطاع را مطابق ضوابط آیین‌نامه‌ای کنترل کند؛ زیرا درزی که ظاهراً چند سانتی‌متر است، ممکن است برای یک ساختمان کم‌ارتفاع کافی باشد اما برای ساختمان بلند یا نامنظم، خطر کوبش را همچنان باقی بگذارد.

نکته: گاهی اوقات مقدار محاسباتی حاصل شده برای اندازه درز انقطاع از فاصله موجود (فاصله فیزیکی و واقعی اسکلت ساختمان تا مرز ثبتی زمین یا تا بدنه ساختمان همسایه) بیشتر می‌شود، در اینصورت وقتی تغییرمکان محاسباتی سازه از درز موجود بیشتر باشد، می‌توان با افزایش سختی جانبی از طریق تقویت یا افزودن دیوار برشی و مهاربند، دریفت طبقات را مستقیماً کاهش داد. همچنین اصلاح چیدمان المان‌های باربر برای حذف پیچش در پلان، استفاده از میراگرهای مستهلک‌کننده انرژی لرزه‌ای، بازنگری در طراحی معماری با عقب‌نشینی جزئی پوسته در طبقات بالایی و در نهایت استفاده از تحلیل دقیق دینامیکی غیرخطی به‌جای روابط تقریبی آیین‌نامه‌ای، مهم‌ترین راهکارهای مهار جابه‌جایی و تطبیق سازه با فاصله موجود هستند.

برای به‌دست آوردن درز انقطاع از فرمول محاسبه درز انقطاع که در استاندارد 2800 ویرایش 5 ارائه شده است، استفاده می‌شود. حداقل درز انقطاع در ساختمان یک ضابطه سرانگشتی و هندسی در آیین‌نامه (مانند رابطه ساده‌شده  0.005H از مرز زمین) است که برای ساختمان‌های معمولی یا شرایط نبود اطلاعات سازه مجاور وضع شده است؛ در مقابل، درز انقطاع تحلیلی مقدار دقیق و مهندسی‌شده‌ای است که مستقیماً از جابه‌جایی جانبی غیرخطی طبقات تحت زلزله و با روابط ترکیبی (مانند جذر مجموع مربعات) به دست می‌آید. به همین دلیل، فرمول ساده صرفاً مقدار پایه و حداقلی و محافظه‌کارانه است، اما در ساختمان‌های بلندتر از 5 طبقه، دارای اهمیت بالا یا نامنظم، همواره باید درز محاسباتی و تحلیلی مبنا قرار گیرد تا خطر کوبش لرزه‌ای به‌طور واقعی مهار شود. مطابق استاندارد 2800، محاسبه درز انقطاع ساختمان در یکی از سه دسته زیر قرار خواهد گرفت.

❓چرا درز انقطاع ساختمان 4 طبقه با درز انقطاع ساختمان 5 طبقه الزاماً برابر نیست؟

درز انقطاع یک ساختمان ۴ طبقه با ۵ طبقه الزاماً برابر نیست، چون مقدار درز انقطاع تابع مستقیم میزان «تغییر مکان جانبی» و «ارتفاع کل سازه» است. بر اساس استاندارد 2800 ویرایش جدید، برای ساختمان‌های تا 5 طبقه در حالت ساده حداقل درز انقطاع برابر با پنج هزارم ارتفاع (“0/005H”) از تراز پایه در نظر گرفته می‌شود؛ از آنجا که ارتفاع یک ساختمان ۵ طبقه معمولاً بیشتر از ۴ طبقه است، همین فرمول ساده نیز عدد بزرگ‌تری برای ساختمان ۵ طبقه تولید می‌کند.

علاوه بر این، در محاسبات دقیق‌تر مهندسی، فاصله لازم بر اساس تغییرمکان‌های غیرخطی ناشی از زلزله تعیین می‌شود؛ رفتار لرزه‌ای، وزن طبقات، صلبیت سیستم باربر جانبی (مثل قاب خمشی یا دیوار برشی) و دوره تناوب نوسان در یک ساختمان ۵ طبقه با ۴ طبقه متفاوت است و معمولاً ساختمان بلندتر جابه‌جایی جانبی بیشتری را در ترازهای بالایی تجربه می‌کند. حتی اگر سیستم سازه‌ای هر دو یکسان باشد، اضافه شدن یک طبقه به معنای افزایش جرم، تغییر نحوه توزیع نیروهای زلزله در ارتفاع و افزایش تغییرمکان نسبی طبقات است، بنابراین درز انقطاع مورد نیاز ساختمان ۵ طبقه هم از نظر حداقل آیین‌نامه‌ای و هم از نظر محاسبات دقیق تغییرمکان، تفاوت دارد و عموماً بیشتر خواهد بود. قوانین مرتبط به درز انقطاع که در استاندارد 2800 ویرایش 5 ارائه شده است، به شرح زیر می‌باشد:

نکته: درز انقطاع باید از تراز پایه شروع شده تا بام به‌صورت پیوسته ادامه داشته باشد، اما عرض آن لزوماً در تمام طبقات یکسان نیست. از آنجا که جابه‌جایی جانبی با افزایش ارتفاع بیشتر می‌شود(چه در رابطه سرانگشتی  0/005H و چه در تحلیل دقیق غیرخطی) عرض موردنیاز در طبقات بالاتر افزایش می‌یابد؛ با این حال در کارگاه‌های ساختمانی معمولاً برای سهولت قالب‌بندی و جلوگیری از خطای اجرایی، بیشترین عرض محاسبه‌شده در بام را برای کل ارتفاع پیاده می‌کنند که روشی محافظه‌کارانه و ایمن است.

❓آیا تغییر مکان حاصل از تحلیل الاستیک مستقیماً برای تعیین درز انقطاع استفاده می‌شود یا باید برخی اصلاحات آیین‌نامه‌ای اعمال شود؟

خیر، تغییرمکان حاصل از تحلیل الاستیک (خطی) به‌هیچ‌عنوان نمی‌تواند مستقیماً برای تعیین درز انقطاع به کار رود و حتماً باید اصلاحات آیین‌نامه‌ای روی آن اعمال شود. در تحلیل‌های خطی متداول (مانند آنچه در نرم‌افزارهای ETABS یا SAP2000 به دست می‌آید)، سختی و رفتار مصالح به‌صورت کاملاً الاستیک و تحت بارهای لرزه‌ای کاهش‌یافته با ضریب رفتار مدل‌سازی می‌شود؛ اما سازه در هنگام زلزله‌های شدید وارد حوزه غیرخطی و رفتار خمیری شده و تغییرشکل‌های ماندگار و بسیار بزرگ‌تری را نسبت به تغییرمکان‌های الاستیک محاسباتی تجربه می‌کند.

به همین دلیل، آیین‌نامه‌های طراحی لرزه‌ای از جمله استاندارد ۲۸۰۰ ایران، طراح را موظف می‌کنند تا ابتدا جابه‌جایی خطی خالص را به «تغییرمکان جانبی غیرارتجاعی طرح» تبدیل کند. برای این منظور، جابه‌جایی الاستیک در ضریب بزرگ‌نمایی جابه‌جایی C_d ضرب شده و بر ضریب اهمیت سازه (I) تقسیم می‌شود تا رابطه(3-20) که در بند آیین‌نامه 2800 فوق آمده است، جابه‌جایی واقعی و غیرخطی طبقات را تقریب بزند؛ بنابراین عرض لازم برای درز انقطاع باید دقیقاً بر مبنای این تغییرمکان‌های غیرالاستیک تشدید یافته و با در نظر گرفتن اثرات مرتبه دوم و دوران‌های ناشی از پیچش محاسبه گردد تا از کوبش لرزه‌ای دو سازه در رفتار واقعی غیرخطی آن‌ها جلوگیری شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر درمورد پارامتر ضریب بزرگنمایی تغییر مکان C_d  مقاله« بررسی مفهومی ضریب بزرگنمایی تغییرمکان (C_d) به همراه اعمال آن در ایتبس» بررسی شود.

1.6. ساختمان‌های پنج طبقه و کمتر

مطابق استاندارد 2800ویرایش 5 ، برای ساختمان‌های پنج طبقه و کمتر، فاصله هر طبقه از زمین یا ساختمان مجاور باید حداقل 0.005 ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه باشد. برای درک بهتر حالات مختلف، به اشکال زیر توجه کنید.

حالت (الف): دو ساختمان پنج طبقه یا کمتر را نشان می‌دهد که درز انقطاع هر یک، از پنج هزارم ارتفاع آن از تراز پایه محاسبه می‌شود و فاصله بین دو ساختمان، مجموع درز انقطاع هر یک از آن‌هاست.

حالت (ب): ساختمان با پلان ناهمسان در طبقات را نشان می‌دهد. مشاهده می‌شود که در محاسبه درز انقطاع ساختمان، ارتفاع بخشی از سازه که در مجاور زمین یا ساختمان مجاور است، مد نظر است.

حالت (پ): ساختمان با ارتفاع متفاوت در دو بخش از سازه را نشان می‌دهد. در این حالت نیز درز انقطاع دو طرف ساختمان به دلیل ارتفاع متفاوت، جداگانه در نظر گرفته می‌شود.

شکل 13- انواع حالات مختلف در محاسبه درز انقطاع (ساختمان پنج طبقه و کمتر)

نکته: مبنای اصلی و مهندسی در تعیین درز انقطاع، تغییرمکان جانبی واقعی سازه در هنگام زلزله است تا از برخورد ساختمان‌های مجاور جلوگیری شود؛ فرمول برحسب ارتفاع (0/005H) صرفاً یک ضابطه حداقلی و تقریبیِ آیین‌نامه‌ای برای ساده‌سازی کنترل در ساختمان‌های معمول است.

مثال 1: هتل 8 طبقه‌ای را در نظر بگیرید. ارتفاع طبقات هتل در شکل زیر مشخص شده است. برای درز انقطاع این ساختمان براساس استاندارد 2800 ویرایش 4 چه پیشنهادید دارید؟آیا روش بکار رفته مطابق ویرایش جدید استاندارد 2800 قابل قبول است؟

حل: کاربری این ساختمان هتل می‌باشد که در گروه ساختمان با اهمیت متوسط قرار می‌گیرد. این ساختمان دارای 8 طبقه می‌باشد؛ پس می‌توان درز انقطاع را از روش پنج هزارم ارتفاع ساختمان براساس استاندارد 2800 ویرایش 4 از تراز پایه بدست آورد اما با استناد به استاندارد 2800 ویرایش 5 این سازه با فرمول 0/005H قابل حل نیست؛ زیرا در ویرایش 5 استاندارد 2800 از این فرمول فقط برای سازه‌های 5 طبقه و کمتر می‌توان استفاده کرد. اما اگر درز انقطاع همه طبقات را با ارتفاع کل ساختمان محاسبه کنیم، از فضای مفید ساختمان در طبقات پایین‌تر بطور مناسب استفاده نمی‌شود. لذا به عنوان یک پیشنهاد، محاسبه درز انقطاع را به سه بخش مجزا تقسیم می‌کنیم.

شکل 14- شکل مثال 1

شکل 15- نمای درز انقطاع مثال 1

مثال 2: ساختمان با پلان ناهمسان در ارتفاع را در نظر بگیرید. کاربری قسمت میانی، تجاری و کاربری قسمت‌های کناری پارکینگ طبقاتی است. برای درز انقطاع این ساختمان چه پیشنهادی دارید؟

حل: ساختمان‌ها با کاربری تجاری و پارکینگ در گروه ساختمان‌های با اهمیت متوسط قرار می‌گیرند. همچنین آنچه در محاسبه درز انقطاع این ساختمان مهم است، بخش‌های کناری آن است؛ لذا 12 طبقه بودن بخش میانی در محاسبه درز انقطاع با پنج هزارم ارتفاع، مشکلی ایجاد نمی‌کند.

شکل 16- شکل مثال 2

شکل 17- نمای درز انقطاع مثال 2

مثال 3: ساختمانی با کاربری مسکونی را مطابق شکل زیر در نظر بگیرید. برای درز انقطاع آن چه پیشنهادی دارید؟

حل: ساختمان‌ها با کاربری مسکونی در گروه ساختمان‌های با اهمیت متوسط قرار می‌گیرند. باتوجه به ارتفاع ناهمسان دو بخش از سازه، مقدار درز انقطاع آن‌ در دو سمت مختلف را جداگانه محاسبه خواهیم کرد.

شکل 18- شکل مثال 3

شکل 19- نمای درز انقطاع مثال 3

2.6. ساختمان‌های بیش از پنج طبقه و یا ساختمان‌های با اهمیت «زیاد» و «خیلی زیاد»

در ساختمان‌های با اهمیت خیلی زیاد و زیاد با هر تعداد طبقه و یا در ساختمان‌های بیشتر از پنج طبقه (حداکثر 18 متر)، عرض درز انقطاع بین دو ساختمان مجاور باید با استفاده از تغییرمکان جانبی غیرخطی طرح با در نظر گرفتن اثر پی- دلتا تعیین شود. در این حالت ممکن است مشخصات سازه مجاور معلوم باشد یا نباشد. برای هرکدام از آن‌ها استاندارد 2800 روش محاسبه را ارائه داده است.
ساختمان‌ها بر اساس اهمیت به چهار دسته تقسیم‌بندی می‌شوند. این تقسیم‌بندی براساس نوع کاربری و میزان آسیب‌رسانی ناشی از خرابی‌ آن‌ها می‌باشد. در جدول زیر برای کاربری‌های مختلف، اهمیت ساختمان مشخص شده است.

جدول 1- گروه‌بندی ساختمان‌ها بر حسب اهمیت

1.2.6. معلوم بودن مشخصات ساختمان مجاور

با فرض معلوم بودن تغییر مکان غیرخطی(DM) برای هر دو ساختمان، از جذر مجموع مربعات تغییرمکان‌های طبقات برای محاسبه فاصله درز انقطاع استفاده می‌کنیم. دلیل استفاده از جذر مجموع مربعات به جای جمع جبری جابه‌جایی‌ها این است که حداکثر تغییرمکان مطلق در هنگام زلزله در دو ساختمان، به طور همزمان اتفاق نمی‌افتد، بنابراین از جمع جبری تغییرمکان‌های مطلق استفاده نمی‌شود.

شکل 20- استفاده از جذر مجموع مربعات برای محاسبه درز انقطاع

مثال 4: در کنار یک ساختمان مسکونی 9 طبقه، ساختمان مسکونی 9 طبقه‌ دیگری را می‌خواهیم احداث کنیم. طراحی ساختمان انجام شده است و تغییرمکان‌های طبقات آن با تحلیل غیرخطی بصورت زیر بدست آمده است. اگر تغییر مکان‌های ساختمان مجاور نیز در دسترس باشد، با استفاده از جداول زیر، مقدار پیشنهادی خود برای فاصله بین دو ساختمان در آخرین طبقه را ارائه کنید.

جدول 2- مشخصات ساختمان 9 طبقه موجود

جدول 3- مشخصات ساختمان 9 طبقه جدید

حل: باتوجه به اینکه مقادیر تغییرمکان‌های جانبی غیرخطی دو ساختمان موجود است، از روش جذر مجموع مربعات تغییرمکان‌های غیرخطی آن استفاده می‌کنیم. همچنین تعداد طبقات ساختمان از 5 طبقه بیشتر بوده و نمی‌توان از روش پنج هزارم ارتفاع استفاده کرد.

توجه شود که ساختمان‌ها مسکونی هستند از این‌رو ضریب اهمیت برابر 1 می‌باشد و در محاسبات تأثیری ندارد. همانطورکه مشاهده می‌شود، دو سازه در طبقه آخر باید از هم 45 سانتی‌متر فاصله داشته باشند. واضح است که اگر در طبقات پایین‌تر هم این فاصله در نظر گرفته شود، فضای زیادی از زیربنای ساختمان به درز انقطاع اختصاص داده می‌شود. لذا مشابه با مثال‌های قبل، می‌توان طبقات را تیپ‌بندی کرد.

توجه شود که فاصله بدست آمده از ساختمان مجاور می‌باشد نه مرز زمین مجاور.

نکته: اگر زمین مجاور معبر عمومی باشد، رعایت فاصله درز انقطاع بی معنی است.

نکته: اگر از تحلیل‌های غیرخطی نظیر تحلیل پوش‌آور و تحلیل تاریخچه زمانی استفاده شود، نرم افزار مقدار تغییرمکان جانبی غیرخطی را گزارش خواهد داد. اما در صورتیکه از تحلیل‌های خطی نظیر استاتیکی معادل و تحلیل طیفی استفاده شود، نرم افزار مستقیما قادر به محاسبه تغییرمکان جانبی غیرخطی نیست و باید تغییرمکان جانبی خطی را در ضریب بزرگنمایی تغییرمکان Cd ضرب کرد تا تغییرمکان جانبی غیرخطی بدست آید.

2.2.6. معلوم نبودن مشخصات ساختمان مجاور

درقسمت قبلی با در اختیار داشتن تغییرمکان جانبی ساختمان مجاور، فاصله بین ساختمان موجود و جدید را بدست آورده‌ایم. اما معمولاً شرایط به‌گونه‌ای است که به هنگام طراحی، اطلاعاتی از تغییرمکان‌های ساختمان مجاور نداریم. درواقع یا باید دفترچه محاسبات ساختمان مجاور را در اختیار داشته باشیم و یا با استفاده از نقشه‌های آن، سازه را مدلسازی کرده و تغییرمکان آن‌را بدست آوریم. باتوجه به دشواری این کار، استاندارد 2800 ویرایش پنجم در تبصره دوم بند 3-12-7 پیشنهاد دیگری را برای حالتی‌که اطلاعاتی از ساختمان مجاور نداریم، ارائه می‌کند. در این حالت درز انقطاع مطابق بند زیر محاسبه می‌شود:

معمولاً برای ساختمان‌های طرح از ابتدا، از تحلیل‌های خطی مانند استاتیکی معادل یا طیفی استفاده می‌شود. تغییرمکان‌های خطی بدست آمده از این تحلیل‌ها را با ضرب در ضریب بزرگنمایی Cd به تعییرمکان جانبی غیرخطی تبدیل می‌کنیم.

مثال 5: می‌خواهیم یک ساختمان 10 طبقه‌ای را که 3 طبقه اول آن موزه و طبقات بالاتر آن کتابخانه ملی است، در مجاور معبر عمومی و ساختمان 9 طبقه احداث کنیم. سیستم باربر جانبی این ساختمان قاب خمشی متوسط بوده و تغییرشکل‌ جانبی سازه تحت اثر زلزله EXALL در نرم‌افزار ETABS به‌صورت زیر ارائه شده است. مشخصات ساختمان مجاور در دسترس نیست. فاصله همه طبقات ساختمان از مرز زمین مجاور را بدست آورید و پیشنهادی برای درز انقطاع ارائه کنید.

حل: ساختمان دارای تعداد طبقات بیشتر از 5 طبقه بوده و نمی‌توان از روش پنج هزارم ارتفاع استفاده کرد. مطابق استاندارد 2800 ویرایش 5، برای سیستم قاب خمشی متوسط ضریب بزرگنمایی برابر 4.5 می‌باشد.

جدول 4- مشخصات ساختمان 10 طبقه جدید

نکته: حواسمان باشد اعدادی که بدست آوردیم، نباید از 0.005 ارتفاع طبقه تا تراز پایه کمتر باشد.

نکته: درسازه‌های بلند مقرون به صرفه این است که در طبقات پایین درز انقطاع کمتر باشد و در طبقات بالاتر بیشتر شود. باید توجه داشت که کاهش مقطع ستون‌ها می‌تواند تنها از یک وجه انجام شود و کاهش مقطع ستون متقارن نیست؛ لذا در ستون‌های بتنی اگر یکی از وجوه ستون بیش از 7.5 سانتی‌متر کاهش داشته باشد، در خم میلگردهای طولی ستون از یک طبقه به طبقه دیگر مشکل ایجاد می‌شود. پس توصیه می‌شود اختلاف تیپ درز انقطاع‌ها باهم 5 سانتی‌متر (کمتر یا مساوی 7.5 سانتی‌متر) تفاوت داشته باشند. درغیر این صورت، استفاده از دیتیل زیر پیشنهاد می‌شود.

شکل 21- دیتیل خاص ستون در اختلاف درز انقطاع بیش از 7.5 سانتی‌متر از طبقه‌ای به طبقه دیگر

توجه: در ساختمان‌های 5 طبقه و کمتر می‌توان به‌جای استفاده از روش پنج هزارم ارتفاع تا تراز پایه، از روش تغییرمکان غیرخطی نیز استفاده کرد.

مثال 6: قرار است بیمارستانی 3 طبقه در کنار کتابخانه‌ای 3 طبقه احداث شود. پیشنهاد خود را برای درز انقطاع طبقه آخر در حالات زیر ارائه کنید و در نظر داشته باشید که سیستم باربر جانبی بیمارستان قاب خمشی ویژه بتنی + دیوار برشی ویژه می‌باشد.

الف) اطلاعات ساختمان مجاور (کتابخانه) در دسترس نباشد و اطلاعات بیمارستان بصورت زیر باشد.

جدول 5- اطلاعات بیمارستان

ب) اطلاعات ساختمان مجاور (کتابخانه) در دسترس بوده و اطلاعات آن بصورت زیر باشد.

جدول 6- اطلاعات ساختمان مجاور (کتابخانه)

قبل از حل قسمت (الف) و (ب) باید توجه داشت که بیمارستان در گروه «ساختمان‌های با اهمیت خیلی زیاد» قرار دارد و باتوجه به سیستم سازه‌ای، ضریب بزرگنمایی Cd برابر 5.5 می‌باشد.

حل (الف): حداقل فاصله طبقه اخر ساختمان از زمین مجاور را برابر 70% مقدار تغییر مکان جانبی غیرخطی طرح در نظر می‌گیریم.

فاصله از مرز زمین مجاور طبقه آخر=(0.7×5.5×c)/1.4 =2.75 c

حل (ب): باتوجه به اینکه تغییرمکان خطی را در اختیار داریم، برای تبدیل به تغییرمکان غیرخطی، آن‌را در ضریب بزرگنمایی ضرب می‌کنیم.

❓نظر آیین‌نامه آمریکا برای محاسبه مقدار درز انقطاع چیست؟

محاسبه درز انقطاع در استاندارد 2800 ویرایش 5 برای ساختمان‌های بیش از 5 طبقه و یا با اهمیت زیاد و خیلی زیاد تقریباً مشابه روند محاسبه درز انقطاع توسط آیین‌نامه آمریکا می‌باشد. آیین‌نامه ASCE7-22 مطابق بند زیر، برای محاسبه فاصله دو ساختمان از جذر مجموع مربعات جابه‌جایی‌های غیرخطی دو ساختمان استفاده می‌کند. از طرفی در نظر گرفتن پیچش و تغییرشکل دیافراگم‌ها را درصورت لزوم تأکید می‌کند.

آیین‌نامه ASCE7-22 درصورتی‌که سازه در مجاورت معبر عمومی نباشد و با یک مرزی مانند مرز ساختمان مجاور همجوار باشد، حداقل فاصله از آن مرز را برابر تغییرمکان غیرخطی سازه در نظر می‌گیرد. از طرفی در مواردی که سازه دارای دیافراگم صلب به همراه دیوار برشی می‌باشد و مقدار تغییرشکل جانبی آن قابل تخمین زدن نیست، مطابق FEMA-2009 مقدار جداسازی ساختمان از ساختمان مجاور را بصورت زیر پیشنهاد می‌کند:

مقدار جداسازی از ساختمان مجاور = 25 میلی‌متر + 13 میلی‌متر به ازای هر 3 متر بالای 6 متر ارتفاع

توجه: آیین‌نامه‌ FEMA273-1997 درز انقطاع را برای جلوگیری از تنه زدن مقداری بیش از 4 درصد ارتفاع از تراز پایه لحاظ می‌کند که استاندارد 2800 ویرایش 5 برای ساختمان‌های 5 طبقه و کمتر رویکردی تقریباً مشابه دارد.

7. درز انقطاع در نرم‌افزار

در حالت کلی برای در نظر گرفتن برخورد دو ساختمان به یکدیگر دو رویکرد متفاوت وجود دارد. در رویکرد اول که مطلوب مهندسان نیز می‌باشد، از برخورد دو سازه به یکدیگر با در نظر گرفتن فاصله مناسب بین آن‌ها جلوگیری می‌شود. نحوه محاسبه این فاصله در قسمت قبلی توضیح داده شد و در این قسمت مراحل و نکات آن در نرم‌افزار ETABS توضیح داده خواهد شد.

در رویکرد دوم که بیشتر جنبه تحقیقاتی و مقاوم‌سازی دارد، دو سازه با فاصله کم در کنار یکدیگر در نرم‌افزار sap مدل‌سازی می‌شوند و اثر تنه زدن دو ساختمان به یکدیگر مورد بررسی قرار می‌گیرد. در ادامه توضیح مختصری در این مورد نیز داده خواهد شد.

1.7. محاسبه مقدار درز انقطاع با استفاده از نرم‌افزار Etabs

علاوه‌بر استاندارد 2800 ویرایش 5، به آیین‌نامه ASCE7-22 هم مراجعه می‌کنیم. مطابق آیین‌نامه ASCE7-22 که در قسمت قبلی بررسی شد، در استخراج تغییرشکل‌ها، پیچش سازه باید لحاظ شود. پس از case هایی در کنترل تغییرشکل‌ها استفاده می‌کنیم که در آن‌ها پیچش تصادفی و خروج از مرکزیت لحاظ شده باشد. در تحلیل استاتیکی معادل EXALL و EYALL و در تحلیل دینامیکی طیفی SPEX و SPEY به عنوان caseهایی خواهند بود که در بررسی تغییرشکل طبقه لحاظ خواهند شد.

در مواردی که از تحلیل دینامیکی طیفی استفاده کرده‌ایم، می‌توان پاسخ‌های مربوط به جابه‌جایی نقاط را از تحلیل دینامیکی طیفی و ترکیب مودها استخراج کرد که بند آیین‌نامه‌ای آن را در زیر مشاهده می‌کنیم. اما باید توجه داشت که تخفیف مربوط به تحلیل دینامیکی طیفی در همپایه‌سازی و تعیین جابه‌جایی در آیین‌نامه جدید آمریکا و استاندارد 2800 ویرایش 5 حذف شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر درمورد زمان تناوب سازه و تحلیل دینامیکی طیفی به مقاله کنترل زمان تناوب سازه در ایتبس مراجعه شود.

همانطورکه اشاره شد، تخفیف مربوط به آنالیز دینامیکی طیفی جهت کنترل دریفت و تغییرمکان از ورژن 16 و 22 آیین‌نامه بارگذاری آمریکا حذف شده است که در ادامه مشاهده می‌کنیم.

❓اما در نرم‌افزار ETABS چه نکاتی را بایستی کنترل کنیم؟

در طراحی بایستی بتوانیم ارتباط خوبی بین نکات آیین‌نامه‌ای و نرم‌افزار برقرار کنیم تا با کمترین خطا در کمترین زمان به نتایج مناسبی برسیم. پس قدم‌های زیر را طی می‌کنیم:

قدم اول: ملاحظات معماری و طراحی سازه

در ابتدا (قبل از شروع طراحی) بایستی دید مناسبی نسبت به وجوه کناری ساختمان و در جایی که درز انقطاع اهمیت دارد، پیدا کنیم. لذا نکات زیر را همزمان در نظر می‌گیریم و در طراحی لحاظ می‌کنیم و درصورت نیاز با مهندس معمار مشورت می‌کنیم.

ابعادی که مهندس معمار برای ستون‌های کناری سازه ارائه کرده است، فقط از سمت داخل ساختمان می‌توانند ابعاد بیشتری را به خود اختصاص دهند و در قسمت بیرونی ساختمان، محدودیت وجود دارد.

در قسمت داخلی ساختمان ممکن است با محدودیت ابعادی نظیر ابعاد حداقل پارکینگ مواجه باشیم.

پس نتیجه می‌گیریم درصورتی‌که ابعاد بیشتری نسبت به آنچه که معمار در نظر گرفته باشد، نیاز باشد، بایستی توجه داشت که ستون‌های کناری به درز انقطاع و ملک مجاور تجاوز نکند.

قدم دوم: تعیین مقدار اولیه درز انقطاع

در ابتدای طراحی مقادیر تغییرمکان‌های طبقات را در اختیار نداریم. در نتیجه اگر ساختمانی با بیش از 5 طبقه و یا ساختمان با اهمیت زیاد و خیلی زیاد مدنظر باشد، نمی‌توانیم مقدار درز انقطاع را در ابتدا مشخص کنیم. زیرا استاندارد 2800 برای این نوع ساختمان‌ها، درز انقطاع را به تغییرمکان‌های جانبی سازه مرتبط کرده است. در این حالت دو روش داریم:

روش 1: به عنوان مقدار اولیه، درز انقطاع را در طبقات با استفاده از روش پنج هزارم ارتفاع از تراز پایه محاسبه کنیم و در انتهای طراحی در کنترل دریفت، دریفت طبقات را علاوه بر محدودیت آیین‌نامه‌ای، به عدد دیگری که در آن درز انقطاع رعایت می‌شود، محدود کنیم.

مثال: فرض کنید از دریفت طبقات سازه‌ای جواب گرفته‌ایم. حال جابه‌جایی طبقات را بررسی می‌کنیم. اگر از مقداری که برای درز انقطاع لحاظ کرده‌ایم کمتر یا مساوی باشد، درز انقطاع رعایت شده است. درغیر اینصورت با افزایش سختی سازه، دریفت‌ها و جابه‌جایی‌ها را دوباره کاهش می‌دهیم تا کمتر از درز انقطاع شود.

روش 2: در این روش ابتدا درز انقطاع طبقات را کمی دست بالاتر در نظر می‌گیریم و آن‌را با استفاده از تغییرمکان حداکثر مجاز ساختمان بدست می‌آوریم. در این حالت مطمئن هستیم که قطعاً درز انقطاع رعایت خواهد شد، زیرا جابه‌جایی و دریفت طبقات بایستی کمتر از مقدار مجاز باشند. پس ابتدا با استفاده از مقادیر مجاز آیین‌نامه مطابق زیر، مقدار درز انقطاع را مشخص می‌کنیم.

توجه: توجه شود که مقادیر مجاز فوق، بیشینه تغییر مکان نسبی طبقات هستند. اما در تعیین درز انقطاع، باید با تجمیع ماکزیمم تغییر مکان‌های نسبی طبقه با طبقات پایین‌تر، مقدار تغییر مکان مطلق به‌دست آید و به‌عنوان درز انقطاع لحاظ شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر درمورد دریفت طبقات به مقاله «کنترل دریفت در ایتبس؛ گام به گام بررسی دریفت سازه بتنی و فولادی» مراجعه شود.

توجه: در حالت کلی «روش اول» توصیه می‌شود.

قدم سوم: مشخص کردن زلزله‌های کنترلی درز انقطاع

در این قسمت باتوجه به جایگیری ساختمان و ساختمان‌های مجاور و همچنین نوع تحلیل، زلزله‌های کنترلی درز انقطاع را انتخاب خواهیم کرد.

جدول 7 – تعیین زلزله کنترلی

توجه: در جدول فوق، حیاط و گذر فضای باز تلقی شود.

قدم چهارم: برداشت اطلاعات از نرم‌افزار

برداشت اطلاعات از نرم‌افزار به منظمی یا نامنظمی پیچشی سازه بستگی دارد. مطابق استاندارد 2800، جهت محاسبه تغییرمکان‌های سازه برای سازه‌های نامنظم پیچشی (زیاد یا شدید)، تغییرمکان‌های جانبی لبه‌های کناری ساختمان بررسی می‌شود ولی در سازه‌های منظم، تغییرمکان‌های جانبی مراکز جرم سازه می‌تواند در نظر گرفته شود.

توجه: در محاسبه جابه‌جایی طبقات بر اساس تحلیل طیفی توجه داشته باشیم که اگر بخواهیم همپایه‌سازی را لحاظ کنیم، همپایه‌سازی را بر اساس EXDRIFT و EYDRIFT که براساس دوره تناوب تحلیلی محاسبه می‌شوند، در نظر می‌گیریم. اما همانطورکه اشاره شد، تخفیف با استفاده از همپایه‌سازی در آیین‌نامه آمریکا حذف شده است و در جهت اطمینان توصیه نمی‌شود.

شکل 22- مسیر استخراج نتایج نرم‌افزار

قدم پنجم: محاسبه مقدار درز انقطاع

تا بدین جا تغییرمکان جانبی خطی طرح را از نرم‌افزار بدست آورده‌ایم. در انتها باتوجه به اینکه مشخصات ساختمان مجاور را در اختیار داریم یا نه، مطابق مثال‌های حل شده در قسمت‌های قبل، تغییرمکان غیرخطی طرح طبقات و در نهایت مقدار درز انقطاع را محاسبه می‌کنیم.

2.7. اثر تنه زدن در نرم‌افزار Sap

زمانی‌که درز انقطاع مناسب برای ساختمان‌ها لحاظ نشود، احتمال برخورد این ساختمان‌ها به یکدیگر به هنگام زلزله وجود دارد. اثر این برخورد یا تنه زدن را می‌توان در نرم‌افزار sap مدل کرد و کفایت یا عدم کفایت مقاطع برای تحمل این نیروی ضربه را بررسی کرد. در این حالت مدل‌سازی سازه‌ها با در نظرگیری یک المان GAP بین دو سازه انجام می‌شود. در نهایت به وسیله انجام تحلیل خطی یا غیرخطی، به صوت استاتیکی یا دینامیکی، نیروهای ایجاد شده در اثر ضربه در المان‌های مختلف سازه‌ای بررسی می‌شود.

شکل 23- تعریف المان GAP در نرم‌ا‌فزار SAP

شکل 24- ترسیم المان GAP بین دو ساختمان

8. نحوه کنترل و اجرای درز انقطاع

در ساختمان بتنی و فولادی اگر قرار است نمای جانبی ساختمان اندود ماسه سیمان و پلاستر سیمان سفید شود، لازم است این ضخامت محاسبه شده تا در محل درز انقطاع قرار نگیرد. کنترل اصلی درز انقطاع به هنگام اجرای فونداسیون می‌باشد. کنترل‌های بعدی در بتن‌ریزی سقف‌ها خواهد بود که اگر کنترل اصلی (کنترل به هنگام اجرای فونداسیون) به درستی صورت نگیرد، کنترل‌های بعدی نیز با مشکل مواجه خواهد شد. کنترل درز انقطاع مطابق اصول اجرایی رایج در ساختمان بتنی و فولادی اندکی با یکدیگر تفاوت دارد که در ادامه به بررسی هریک خواهیم پرداخت.

نکته: کنترل درز انقطاع بایستی قبل از بتن‌ریزی انجام شود.

نکته: ناظر مربوطه باید دقت داشته باشد که با کم‌ شدن فاصله ستون‌ها در اثر رعایت درز انقطاع، ابعاد پارکینگ استانداردها را نقض نکند و در چنین مواردی باید گزارش تهیه شود.

1.8. کنترل درز انقطاع در ساختمان بتنی

در ساختمان‌های بتنی، کنترل اصلی در زمان آرماتوربندی و قرار دادن ریشه‌های ستون در داخل فونداسیون و قبل از بتن‌ریزی آن انجام خواهد شد.کنترل درز انقطاع در ساختمان بتنی باید از پشت تنگ‌ها تا مرز زمین مجاور لحاظ شود. در این حالت، فاصله‌ای که از پشت تنگ ستون تا مرز زمین مجاور باید لحاظ شود، بصورت زیر محاسبه می‌شود.

مجاور زمین مرز تا تنگ پشت از فاصله=C+t+D

C: کاور بتن
t: ضخامت اندود نمای جانبی
D: عرض درز انقطاع

شکل 25- کنترل ابعادی درز انقطاع در ساختمان بتنی

توجه 1: درصورتی‌که دیوار برشی بتنی در وجوه کناری ساختمان موجود باشد، کنترل بصورت مشابه انجام خواهد شد.

توجه 2: اندود نمای جانبی ساختمان معمولاً زمانی بکار می‌رود که در زمان احداث ساختمان، ملک مجاور خالی باشد؛ لذا زمانی‌که در ملک مجاور ساختمانی موجود باشد، 0t= خواهد بود.

2.8. کنترل درز انقطاع در ساختمان فولادی

در ساختمان فولادی، کنترل اصلی در زمان اجرای آرماتورگذاری فونداسیون و نصب صفحه ستون‌ها می‌باشد. در نصب صفحه ستون‌ها باید دقت زیادی داشت و اگر جابه‌جایی در حد 1 یا 2 سانتی‌متر باشد، می‌توان آن‌را به هنگام نصب ستون جبران کرد. کنترل درز انقطاع در ساختمان فولادی باید از وجه بیرونی ستون فولادی تا مرز زمین مجاور لحاظ شود. در این حالت، فاصله‌ای که وجه بیرونی ستون تا مرز زمین مجاور باید لحاظ شود، بصورت زیر محاسبه می‌شود.

مجاور زمین مرز تا ستون بیرونی وجه از فاصله=t+D
t: ضخامت اندود نمای جانبی
D: عرض درز انقطاع

شکل 26- کنترل ابعادی درز انقطاع در ساختمان فولادی

توجه: درصورتی‌که در ساختمان فولادی از دیوار برشی برای سیستم باربر جانبی استفاده شود، نکات مربوط به قسمت بتنی درمورد درز انقطاع باید رعایت شود.

9. کاربردهای مختلف درز انقطاع در ساختمان‌ها

در قسمت‌های قبل به بررسی علت استفاده از درز انقطاع، نحوه محاسبات و کنترل آن در ساختمان پرداختیم. درز انقطاع گاهی کاربردهای دیگری نیز دارد که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.
گاهی در ساختمان‌ها با پلان‌های پیچیده سر و کار داریم. پلان‌هایی که در شکل زیر مشاهده می‌کنیم نمونه‌ای از آن‌ها هستند. اگر ساختمانی با چنین پلانی ساخته شود، طراحی آن بدون در نظر گرفتن برخی تکنیک‌ها بسیار دشوار است. زیرا مسئله پیچش سازه را تحت تأثیر قرار خواهد داد.

شکل 27- نمونه‌ای از پلان‌های پیچیده

برای اینکه از شرایط سخت و پیچیده طراحی چنین پلان‌هایی فرار کنیم، ساختمان را به چند بخش منظم تقسیم می‌کنیم. با تقسیم ساختمان به چند بخش منظم توسط «درز انقطاع»، مسئله پیچش و پیچیدگی‌های طراحی کنترل می‌شود. در شکل زیر نمونه‌ای از اجرای درز انقطاع و تبدیل پلان‌های L و T شکل به پلان‌های منظم مستطیلی را مشاهده می کنیم.

شکل 28- کاربرد در انقطاع در منظم کردن پلان‌های پیچیده

همچنین در سازه‌های بنایی مطابق استاندارد 2800، در نظر گرفتن درز انقطاع در موارد زیر الزامی است. تأکید آیین‌نامه برای این سازه‌ها بیشتر از جهت عملکرد آن در برابر زلزله می‌باشد. همچنین تعبیه درز انقطاع برای جلوگیری از تنه زدن دو ساختمان مجاور نیز ضروری است. باتوجه به محدودیت طبقات سازه‌های بنایی، عرض درز انقطاع از روش اول و در حدود 5 سانتی‌متر محاسبه می‌شود.

10. درز انقطاع در ساختمان‌های بنایی

در ساختمان‌های بنایی، حساسیت تعیین درز انقطاع به مراتب بالاتر از سازه‌های بتنی و فولادی است؛ زیرا مصالح بنایی برعکس سازه‌های اسکلت‌دار، شکل‌پذیری بسیار ناچیزی دارند و رفتاری ترد و شکننده از خود نشان می‌دهند؛ این یعنی برخلاف سازه‌های منعطف که ممکن است پس از برخورد لرزه‌ای (کوبش) دچار تغییر شکل یا تسلیم شوند، هرگونه برخورد در ساختمان بنایی به معنای خرد شدن مصالح، گسیختگی فوری اتصالات و فروپاشی موضعی یا کلی دیوارهاست.

یکی از اصلی‌ترین ویژگی‌های حساس‌کننده در این سازه‌ها، وزن زیاد آن‌ها نسبت به مقاومتشان است که باعث ایجاد نیروهای اینرسی عظیم هنگام زلزله می‌شود و در صورت بروز برخورد، این نیروهای ضربه‌ای به شدت به دیوارهای باربر منتقل شده و چون این دیوارها ظرفیت جذب انرژی ندارند، به سرعت دچار ترک‌های مورب و ریزش می‌شوند. همچنین در ساختمان‌های بنایی، اتصالات میان سقف‌ها و دیوارها غالباً نقاط ضعف سازه محسوب می‌شوند و هرگونه نوسان ناشی از ضربه همسایه، می‌تواند منجر به دررفتن سقف از روی دیوار یا خروج دیوارهای خارج از صفحه از پایداری شود؛ بنابراین، حساسیت در این سازه‌ها به این دلیل است که هیچ حاشیه امنی برای تغییر شکل وجود ندارد و نبود درز انقطاع کافی، ریسک تخریب ترد و ناگهانی را که از ویژگی‌های بارز مصالح بنایی است، به شدت افزایش می‌دهد.

در ساختمان‌های بنایی بحث نامنظمی پلان به‌صورتی‌که در سایر سازه‌ها مطرح است، مورد بحث نیست؛ زیرا این سازه‌ها برای عملکرد مناسب دارای محدودیت زیادی هستند. یکی از این محدودیت‌ها «نامتقارن» بودن پلان است که در اینصورت نیاز هست تا برای آن سازه درز انقطاع تعبیه شود.

در ساختمان‌های بنایی نیز مانند سایر ساختمان‌ها لازم است فاصله‌ای را به عنوان درز انقطاع جهت جلوگیری از تنه زدن به ساختمان مجاور تعبیه کنیم. در این حالت به‌دلیل اینکه در تعداد طبقات محدود به 2 طبقه بدون زیرزمین هستیم، از رابطه پنج هزارم ارتفاع ساختمان برای تعیین مقدار درز انقطاع استفاده می‌کنیم.

زمانی که فاصله دو سقف در یک طبقه از 60 سانتی‌متر بیشتر شود، باتوجه به رفتار متفاوت دو قسمت ساختمان، نیاز است در محل اختلاف ارتفاع درز انقطاع قرار داده شود و دو قسمت ساختمان در این محل جدا شوند. البته در روش دیگری آیین‌نامه اجازه می‌دهد دیوارهای حد فاصل دو قسمتی که اختلاف تراز دارند، با کلاف‌بندی اضافی مناسب تقویت شوند.

اگر نسبت طول به عرض ساختمان بنایی بیش از یک مقدار خاصی باشد، پلان آن مستطیلی شده و آیین‌نامه برای عملکرد مناسب این ساختمان‌ها، آن‌ها را به دو یا چند قسمت با استفاده از درز انقطاع تقسیم می‌کند.
درصورتی‌که پیش‌آمدگی ساختمان بیش از حد معینی باشد، ساختمان را از حالت متقارن بودن خارج کرده و عملکرد آن بدون تعبیه درز انقطاع نامناسب خواهد بود.

شکل 29- درز انقطاع در سازه‌های بنایی

11. نکات اجرایی و حقوقی در حوزه درز انقطاع

طراحان معماری و سازه باید دقت لازم را نسبت به درج درز انقطاع در نقشه‌های مصوب داشته باشند، چون در غیر این صورت و حتی با وجود تایید مراجع قانونی (نظام مهندسی و شهرداری)، مسئولیت هرگونه عواقب ناشی از عدم طراحی صحیح بر عهده مهندس طراح سازه می‌باشد. همچنین مهندس ناظر نیز موظف به اجرای دقیق درز انقطاع مطابق با نقشه‌های طراحی می‌باشد و در صورتی‌که جزئیات لازم وجود نداشته و همکاری از طرف تیم اجرای ساختمان صورت نگیرد، لازم است گزارش تهیه کرده و به مراجع ذیصلاح تحویل دهد.

ناظر ساختمان بایستی با مراجعه به نقشه‌های معماری، مقدار درز انقطاع را استخراج کند. ناظر باید توجه داشته باشد که نیازی به بررسی رعایت یا عدم رعایت درز انقطاع توسط ساختمان مجاور (چه نوساز و چه قدیمی) نیست. آنچه برای ناظر مهم است رعایت درز انقطاع و اجرای آن مطابق نقشه‌های سازه‌ای است که نظارتش را بر عهده دارد. بنابراین مراحل رعایت و کنترل درز انقطاع به شرح زیر می‌باشد:

شکل 30- نحوه نمایش درز انقطاع در نقشه‌ها

در انتهای کار برای این که درزها باز نمانند، بر روی زیبایی فضای شهری تأثیر منفی نداشته باشد و همچنین خطری برای انسان‌ها و جانوران نداشته باشند؛ نیاز است تا با مصالح مناسب فاصله درز انقطاع پر شود. این موضوع در استاندارد 2800 ویرایش 5 و مبحث 6 مقررات ملی ساختمان بیان شده است و مطابق این دو آیین‌نامه، می‌توان درز انقطاع را توسط مصالح انعطاف‌پذیر پر کرد.

مصالح انعطاف‌پذیر شامل ماسه بادی، پلاستوفوم و سایر موارد دیگر می‌باشد. در هیچ صورتی این فاصله نباید توسط مصالح بنایی و بتن پر شود. در چنین مواردی ناظر نباید به مالک اجازه این کار را دهد و لازم است در گزارشات خود قید نماید. همچنین استفاده از یونولیت برای بستن درز انقطاع پیشنهاد نمی‌شود؛ زیرا یونولیت با تابش آفتاب و بارش باران جمع شده و از محل تعیین شده برای آن خارج می‌شود. در بعضی از موارد برای پوشاندن درز انقطاع از ورق‌های گالوانیزه یا توری مرغی استفاده می‌شود؛ به این صورت که ورق یا توری مرغی بر روی درز انقطاع گذاشته می‌شود و به دو طرف نما پیچ می‌شود تا از افتادن آن جلوگیری شود.

شکل 31- پر کردن درز انقطاع در فونداسیون با یونولیت

نکته: درز انقطاع به هیچ عنوان نباید با ملات، بتن یا مصالح صلب پر شود؛ زیرا این مصالح در زمان زلزله مانع حرکت مستقل دو ساختمان می‌شوند و عملاً درز را از بین می‌برند. در نتیجه، هنگام تغییرمکان جانبی، فشار زیادی به دیوارها، ستون‌ها، نما و اجزای اتصال وارد می‌شود و احتمال ترک‌خوردگی، خردشدگی یا پدیده کوبش افزایش می‌یابد. درز باید به‌صورت فاصله آزاد لرزه‌ای حفظ شود. تنها می‌توان برای جلوگیری از نفوذ آب، گردوغبار، حشرات یا آتش، از پوشش‌ها و مصالح انعطاف‌پذیر و تراکم‌پذیر مانند درزپوش‌های الاستومری، فوم‌های مخصوص، مصالح آب‌بند انعطاف‌پذیر و جزئیات تأییدشده ضدحریق استفاده کرد. این پوشش‌ها باید امکان حرکت نسبی دو ساختمان را حفظ کنند و نباید به‌صورت سخت، دو سازه را به هم قفل کنند.

12. مسئولیت رعایت جزئیات فنی درز انقطاع

در بیشتر پروژه‌ها، دو حالت متفاوت وجود دارد. پروژه‌هایی که دارای یک مهندس ناظر است و پروژه‌هایی که چهار مهندس ناظر دارد. در پروژه‌های تک ناظر، مسئولیت رعایت جزئیات فنی مربوط به محاسبه درز انقطاع با مهندس عمران و یا معماری می‌باشد. در پروژه‌های چهار ناظره، با توجه به کنترل‌های مشترکی که در بخش سازه و معماری ساختمان در مراحل آکس‌بندی، اجرای اسکلت و سفت‌کاری ساختمان وجود دارد، لازم است هر دو ناظر نسبت به بررسی و مطابقت درز انقطاع با نقشه‌های مصوب و پیگیری‌های مربوطه اقدام نمایند.

بنابراین هر دو مهندس ناظر رشته‌های معماری و عمران در ارتباط با عدم رعایت درز انقطاع ساختمان مسئولیت دارند و تعیین میزان قصور آن‌ها با کارشناسی پروژه و بررسی اسناد و مدارک و گزارش‌های ارائه شده، انجام می‌شود. پس مهندس ناظر موظف است عدم رعایت درز انقطاع را طی گزارش مرحله‌ای و به موقع به مرجع صدور پروانه اعلام نماید. لازم به ذکر است که در پروژه‌هایی که ناظر نقشه‌بردار حضور داشته باشد، کنترل اجرای صحیح باید توسط وی صورت گیرد.

13. پاسخ به سوالات متداول

❓در مواردی که دیوار ملک مجاور دارای برآمدگی و فرورفتگی است، کنترل اجرای صحیح درز انقطاع به چه صورت انجام می‌شود؟

باید توجه داشته باشیم که ملاک محاسبه، اجرا و کنترل درز انقطاع، پشت تا پشت ستون‌ها و همچنین ملک مجاور است. پس می‌توان با اندازه‌گیری پشت تا پشت تنگ یا ستون، از اجرای صحیح درز انقطاع اطمینان حاصل کرد.

شکل 32- کنترل درز انقطاع در مواجهه به سطح ناصاف دیوار ملک مجاور

❓آیا ادامه درز انقطاع تا انتهای فونداسیون ضروری است؟

برای این موضوع در حالت کلی دو دیدگاه وجود دارد:

دیدگاه 1: به دلیل این که فاصله درز انقطاع مربوط به ضربه در اثر مشخصات متفاوت دو سازه است و طبیعتا فونداسیون‌های دو ساختمان نقشی در این ضربه نخواهند داشت، پس نیازی به ادامه درز انقطاع در فونداسیون نیست.

دیدگاه 2: اگر درز انقطاع در فونداسیون ادامه نداشته باشد و فونداسیون آن با فونداسیون ساختمان مجاور در تماس باشند، در اثر نشست تحکیمی ساختمان جدید، ممکن است بر سازه مجاور تأثیر منفی گذاشته و در نازک‌کاری ترک‌هایی بوجود آید. این موضوع بخصوص زمانی پر رنگ می‌شود که ساختمان مجاور قدیمی بوده و فونداسیون آن سنگی است. در نتیجه بتن فونداسیون سازه جدید با فونداسیون سنگی سازه قدیمی دارای قفل و بست شده و تا حدودی یکپارچه می‌شود. این درز که را که در فونداسیون‌های دو ساختمان مجاور رعایت می‌شود، «درز نشست» می‌نامیم.

نتیجه: اگر مهندس تشخیص دهد که عدم رعایت درز انقطاع در فونداسیون (درز نشست) موجب آسیب به ساختمان مجاور می‌شود، بایستی درز انقطاع را تا انتهای فونداسیون ادامه دهد. در غیر اینصورت با استناد به دیدگاه 1، می‌تواند این کار را انجام ندهد.

❓آیا درز انقطاع جزو زیربنای خالص ساختمان محسوب می‌شود؟

براساس قانون شورای مسکن و شهرسازی، درز انقطاع جز زیربنای ناخالص واحد مسکونی یا تجاری یا هر کاربری دیگر که در مجاورت آن قرار گرفته است، محاسبه می‌گردد.

❓آیا پس از اجرای درز انقطاع، نیاز به مراقبت و نگهداری از آن می‌باشد؟

بله، مطابق مبحث 22 مقررات ملی ساختمان، در سازه‌های بتنی و فولادی، وضعیت درزهای انقطاع باید به طور مستمر مورد بازرسی و بررسی قرار گیرد. این بازرسی بدین منظور انجام می‌شود که به هنگام زلزله در اثر جابه‌جایی ساختمان‌ها، ضربه‌ای به یکدیگر وارد نشود.

برای محاسبه درز انقطاع یک ساختمان 10 طبقه که دو طبقه آن زیرزمین است و تراز پایه آن مطابق شرایط استاندارد 2800 در سطح زمین و بالای طبقات زیرزمین در نظر گرفته شده است،

❓آیا مجاز به استفاده از روش پنج هزارم ارتفاع از تراز پایه هستیم؟

باتوجه به اینکه درز انقطاع زمانی اهمیت پیدا می‌کند که در ساختمان حرکت و احتمال برخورد با ساختمان مجاور وجود داشته باشد، پس تعداد طبقات بالای تراز پایه برای انتخاب روش محاسبه درز انقطاع ملاک خواهد بود. پس در این سازه که بیش از  5 طبقه آن بالای تراز پایه می‌باشد، نمی‌توان از فرمول005/0 ارتفاع ساختمان جهت محاسبه درز انقطاع استفاده کرد.

14. اشکالات اجرایی

مشابه همه قسمت‌های یک ساختمان، گاهی در اجرای درز انقطاع نیز اشکالاتی دیده می‌شود. با شناخت دقیق از این اشکالات اجرایی می‌توان از تکرار آن در پروژه‌های جدید جلوگیری کرد. برخی از این موارد در آیین نامه استاندارد 2800 ویرایش 5 نیز آورده شده است.

شکل 33-برخی از اشکالات اجرایی درز انقطاع

پرسش و پاسخ

نتیجه گیری

درز انقطاع فاصله‌ای حیاتی میان ساختمان‌های مجاور است که برای جلوگیری از برخورد لرزه‌ای و حفظ جان ساکنان اجرا می‌شود. نحوه محاسبه این درز بر اساس تعداد طبقات (کمتر یا بیشتر از ۸ طبقه) و درجه اهمیت سازه در آیین‌نامه‌ها متفاوت است. طراحان و ناظران سازه و معماری به همراه ناظر نقشه‌بردار، مسئولیت درج دقیق در نقشه‌ها و کنترل اجرای صحیح آن را بر عهده دارند. این فاصله باید همواره آزاد بماند یا تنها با مصالح کم‌مقاومت و شکل‌پذیر پوشانده شود تا حرکت لرزه‌ای سازه محدود نگردد. مسدود کردن درز انقطاع با مصالح بنایی، لوله‌های صلب یا نمای پیوسته، خطر خسارات سنگین سازه‌ای و تبعات قانونی در شهرداری را در پی دارد. تفکیک دقیق درز انقطاع از انبساط حرارتی و کاربرد اتصالات و نوارهای آب‌بند منعطف، دوام و ایمنی ساختمان را تضمین می‌کند. رعایت کامل این اصول مهندسی موجب رفتار لرزه‌ای پایدار سازه و مصون ماندن پوسته خارجی آن در برابر حوادث و عوامل جوی می‌شود.

منابع

1. مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1398
2. آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله، استاندارد 2800، ویرایش پنجم، چاپ 1405
3. آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله، استاندارد 2800، ویرایش چهارم، چاپ 1393
4. مبحث 22 مقررات ملی ساختمان ویرایش 1392
5. مبحث هشت مقررات ملی ساختمان ویرایش 1392
6. اثر برخورد سازه‌های مجاور بر نیازهای لرزه‌ای سازه‌های با جداگر لرزه‌ای در اثر زلزله، قدرتی امیری، برارنیا، عابدپور و نمیرانیان، شماره 24 مجله مدل‌سازی در مهندسی بهار 1390
7. بررسی آیین‌نامه‌ای ممانعت از ضربه بین ساختمان‌های چند طبقه مجاور، شاه محمدی، 1395
8. جزوه دکتر مسعود حسین‌زاده اصل، ویرایش 1400-1
9. Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures,ASCE7-22
10. Building Pounding Damage Observed in the 2011, G.L. Cole,R.P. Dhakal and N.Chouw,2012
11. Pounding Effect in Building, Pradeep Karanth, Ravindranatha, Shivananda S.M and Suresh H.L,2007
12. ANALYSIS OF SEISMIC POUNDING EFFECT BETWEEN NEIGHBORING BUILDINGS HAVING DIFFERENT STRUCTURAL SYSTEMS, Pradeep Karanth, 2020

• مطلبی میخواهید که نیست ؟ از ما بپرسید تا برایتان محتوا رایگان تولید کنیم!

• ارسال سوال برای تولید محتوا