فصل دوم ـ محاسبات ساختمانها دربرابر نيروي زلزله
2 ـ 1 كليات
2 ـ 1 ـ 1 كليه ساختمانهاي موضوع اين آيين نامه، بجز آن دسته از ساختمانهاي با مصالح بنائي كه مقررات مندرج درفصل سوم درآنها رعايت شده باشد، بايد بر طبق ضوابط مندرج دراين فصل محاسبه گردند.
2ـ 1 ـ 2 محاسبه ساختمان دربرابر نيروهاي زلزله وباد به تفكيك انجام مي شود ودرهرعضو سازه اثر هريك از اين دو نيرو كه بيشتر باشد ملاك عمل قراي مي گيرد.درهرحال لازم است ضوابط ويژة زلزله همچون شكل پذيري رعايت گردند.
2 ـ 1 ـ 3 فقط مؤلفه هاي افقي نيروي زلزله براي محاسبه ساختمان درنظر گرفته مي شود واثر مؤلفه قائم نيروي زلزله بجز درمواريديكه دربند 2 ـ 4 ـ 15 ذكر شده منظور نمي گردد.
2 ـ 1 ـ 4 ساختمان بايد دردوامتداد عمود برهم دربرابر نيروهاي جانبي محاسبه شود.بطوركلي محاسبه درهريك از اين دو امتداد جزدرمواردزير به طور مجزا وبدون درنظر گرفتن نيروي زلزله درامتداد ديگر انجام مي شود.
الف ـ ساختمانهاي نامنظم درپلان
ب ـ كلية ستون هايي كه درمحل تقاطع دوقاب مهار بندي شده،درسيستم مهاربندي شده،ويادوقاب مقاوم برابر جانبي، درسيستمهاي لوله اي قراردارند. درمورد ساختمانهاي نا منظم درپلان، با هر ارتفاعي، اعم از اينكه تحليل استاتيكي ويا ديناميكي انجام شود بايدامتداد اعمال نيروي زلزله با زاويه مناسبي كه حتي المقدور بيشترين اثر را ايجاد كند انتخاب شود.بدين منظور مي توان اثر زلزله در هر يك از دو امتداد متعامد را با 30 درصد اثر زلزله درامتداد ديگر جمع كرد.درطراحي اجزاء بحراني ترين حالت ممكن است از نظر علائم نيروهاي داخلي حاصل از زلز له دراين جمع آثار بايد ملحوظ گردند. تبصره : چنانچه بار محوري ناشي از اثر زلزله در ستون درهريك از دو امتداد مورد نظر كمتر از 20 درصد بار محوري مجاز ستون باشد بكارگيري تركيب فوق درآن ستون ضرورتي ندارد.
2 ـ 1 ـ 5 نيروي زلزله در هر يك از امتدادهاي ساختمان بايد درهردو جهت اين امتداد يعني به صورت رفت وبرگشت درنظر گرفته شود.
2ـ 1 ـ 6 نيروي جانبي بايد توسط عناصر مقاوم از قبيل ديوارهاي برشي بادبندي ها، قابهاي با اتصالات مقاوم خمشي ويا تركيبي از آنها تحمل گردند.
2ـ 1 ـ 7 درساختمانهاي با بيش از 15 طبقه ويا بلندتر از 50 متر، استفاده از سيستم قاب خمشي يا سيستم دوگانه مندرج در بند 1 ـ 7، اجباري است ودراين ساختمانها نبايد براي مقابله با تمام نيروهاي جانبي منحصراُ به ديوارهاي برشي ويا قابهاي مهار بندي شده اكتفا نمود.
2 ـ 2 بار زنده بارزنده اي كه درمحاسبه نيروهاي جانبي زلزله در نظر گرفته مي شود عبارت است از درصدي از مقدار بارزنده كه طبق آيين نامه هاي ساختماني در محاسبات بار قائم منظور شده وبه شرح جدول شماره (1) تعيين مي گردد:
جدول شماره (1) درصدميزان بارزنده كه درمحاسبه نيروي جانبي زلزله درنظر گرفته مي شود.
محل بارزنده |
درصد ميزان بارزنده |
بامهاي شيب دارباشيب 20% وبيشتر |
- |
بامهاي مسطح يا باشيب كمتر از 20% |
20 |
ساختمانهاي مسكوني، اداري، هتل ها وپاركينگ ها |
20 |
بيمارستانها، مدارس، فروشگاهها وساختمانهاي محل اجتماع ياازدحام |
40 |
انبارهاوكتابخانه ها |
60 |
مخازن آب ويا ساير مايعات |
100 |
***درصورتيكه احتمال ماندگار شدن برف برروي آنها كم باشد ودرغيراينصورت مطابق بامهاي مسطح درنظر گرفته مي شود.
3 ـ 2 روش هاي تحليل ساختمانها دربرابر زلزله درآيين نامه دوروش تحليل به شرح زير مشخص شده است .
الف ـ روش تحليل استاتيكي معادل
ب ـ روش تحليل ديناميكي ضوابط كاربرد هر يك از اين روشها بر طبق مندرجات بندهاي 2 ـ 3 ـ 1 و2 ـ 3 ـ 2 مي باشد.
2 ـ 3 ـ 1 روش تحليل استاتيكي اين روش در مورد ساختمانهاي زير مي تواند مورد استفاده قرار گيرد:
الف ـ ساختمانهاي منظم با ارتفاع كمتر از 50 متر از تراز پايه
ب ـ ساختمانهاي نامنظم 5 طبقه وكمتر ويا با ارتفاع كمتر از 18 متر از تراز پايه . پ ـ ساختمانهايي كه درآن سختي جانبي قسمت فوقاني بطور قابل ملاحظه اي كمتر از سختي جانبي قسمت تحتاني است به شرط آنكه :
1 ـ هر يك از دو قسمت سازه به تنهايي منظم محسوب گردند.
2 ـ سختي متوسط طبقات قسمت تحتاني حداقل ده برابر سختي متوسط طبقات فوقاني باشد.
3 ـ زمان تناوب اصلي نوسان كل سازه بيشتر از 1/1 برابر زمان تناوب اصلي قسمت فوقاني ، با فرض اينكه، اين قسمت جدا در نظر گرفته شده، وپاي آن گيردار فرض شود، نباشد.
2 ـ 3 ـ 2 روش تحليل ديناميكي روش تحليل ديناميكي را مي توان در كليه ساختمانها بكار برد. در مورد ساختمان هاي منظم و نامنظم كه مشمول بند2 ـ 3 ـ 1 نمي باشند ، بكارگيري اين روش الزامي است.
2 ـ 3 ـ 2 براي ساختمانهايي كه محاسبه نيروهاي ناشي از زلزله آنها بايد بر اساس مقررات بند 2 ـ 3 ـ 2 طبق روش تحليل ديناميكي انجام شود ودرصورت وجود هر يك از شرايط زير، مطالعات ويژه خطر زلزله با توجه به شرايط ساختگاهي (براساس يند 2 ـ 5 ـ 1 ـ ب) براي تعيين ضريب بازتاب ساختمان (ضريب B مندرج در بند 2 ـ 4 ـ 3 ) الزامي است.
الف ـ براي ساختمانهاي با «اهميت زياد» كه برروي زمين نوع (IV) (جدول 2 دربند 2 ـ 4 ـ 4) واقع شده اند.
ب ـ براي كليه ساختمانهاي بلندتر از 50 متر كه بر روي زمين نوع (IV) واقع شده اند.
پ ـ براي كليه ساختمانهاي بلندتر از 50 متر كه برروي زمين نوع (II ـ ب) يا (III ـ ب) با ضخامت لايه خاك بيش از 60 متر واقع شده اند.
4 ـ 2 روش تحليل استاتيكي معادل دراين روش نيروي جانبي زلزله بر مبناي زمان تناوب اصلي نوسان ساختمان وبا استفاده از طيف بازتاب طرح تعيين مي گردد.
2 ـ 4 ـ 1 نيروي برشي پايه حداقل نيروي برشي پايه (يا برش پايه) درهر يك از امتدادهاي ساختمان با استفاده از رابطه (2 ـ 1) محاسبه مي گردد:
(2 ـ 1) V=CW
كه درآن : V: نيروي برشي (مجموع نيروهاي جانبي زلزله در امتداد مورد نظر) درترازپايه .
W: وزن كل ساختمان (شامل تمام بارمرده ووزن تأسيسات ثابت به اضافه درصدي از بار زنده كه دربند 2 ـ 2 مشخص شده است).
C: ضريب زلزله كه از رابطه (2 ـ 2) به دست مي آيد:
(2 ـ 2) (ص 735) كه درآن:
A: شتاب مبناي طرح (نسبت شتاب زلزله به شتاب ثقل g) B: ضريب بازتاب ساختمان كه با استفاده از طيف بازتاب طرح بدست مي ايد.
I: ضريب اهميت ساختمان R: ضريب رفتار ساختمان درمحاسبه ضريب زلزله،C، نسبت (ص 736) درهيچ حالتي نبايد كمتر از 9% منظور شود.
2 ـ 4 ـ 2 شتاب مبناي طرح (A) شتاب مبناي طرح در مناطق مختلف كشور به شرح زير تعيين مي شود:
منطقه
منطقه |
توصيف |
مقدارشتاب مبناي طرح |
1 |
پهنه با خطر نسبي خيلي زياد |
35/0 |
|
|
|
2 |
پهنه با خطر نسبي زياد |
30/0 |
3 |
پهنه با خطر نسبي متوسط |
25/0 |
4 |
پهنه با خطر نسبي كم |
20/0 |
مناطق چهارگانه فوق درپيوست شماره (1)مشخص شده اند.
2 ـ 4 ـ 3 ضريب بازتاب ساختمان (B) ضريب بازتاب ساختمان كه بيانگر نحوه پاسخ ساختمان به حركت زمين است، طبق رابطه زير ويا ازروي شكل (1) تعيين مي شود:
تبصره: براي زمينهاي گروه IV درمناطق باخطر نسبي كم ومتوسط، مقدار Bمحاسبه شده از رابطه (2 ـ 3 ) بايد 30% افزايش يابد ليكن مقدار محاسبه لازم نيست از 5/2 بيشتر باشد.
T: زمان تناوب اصلي نوسان ساختمان به ثانيه كه دربند 2 ـ 4 ـ 5 ذكر شده است.
To: عددي است كه بر حسب نوع زمين ، طبق بند (2 ـ 4 ـ 4)، به شرح زير تعيين مي شود:
نوع زمين |
TO |
I |
40/0 |
II |
5/0 |
III |
7/0 |
IV |
- / 1 |
2 ـ 4 ـ 4 طبقه بندي نوع زمين انواع زمين هاي مندرج 2 ـ 4 ـ 3 از نظر نوع سنگ وخاك به شرح جدول شماره (2) طبقه بندي مي گردد.
نوع زمين |
توصيف موادمتشكله |
حدودتقريبي |
(متر بر ثانيه) |
|
الف – سنگهاي آذرين (داراي بافت درشت وريزدانه)، سنگهاي رسوبي سخت وبسيار مقاوم وسنگهاي دگرگوني توده اي (گنايس ها- سنگهاي متبلورسيليكاته) طبقات كنگلومرايي |
|
I |
ب – خاكهاي سخت (شن وماسه متراكم، رس بسيارسخت) با ضخامت بيش از 30 متر |
|
|
|
|
|
|
بيشتر از750 |
|
|
|
|
|
بيشتراز750 |
|
الف – سنگهاي آذرين سست(مانند توف)، سنگهاي سست رسوبي سنگهاي دگرگوني متورق وبه طور كلي سنگهائي كه در اثر هواردگي (تجزيه وتخريب) سست شده اند. |
|
|
ب – خاكهاي سخت (شن وماسه متراكم،رس بسيار سخت) با ضخامتكمتراز 30 متر |
|
|
|
- |
II |
|
750≤ |
0? ، سرعت موج برشي مي باشد كه با رعايت اثر ضخامت لايه هادرفاصله 30 متري عمق زمين ميانگين گيري شده است .مثلاُ di و Vsi به ترتيب ضخامت لايه i وسرعت موج برشي درآن باشند، مي توان از رابطه اي مشابه زير (ص739) را محاسبه كرد:
كه درآن مقادير صورت ومخرج شامل جمع براي تمام لايه هاي تا فاصله 30 متر عمق از سطح زمين مىباشد .
ارقام ستون سوم به عنوان راهنما بوده ودرصورتيكه تشخيص نوع خاك با مشاهدات وشواهد توصيفي اين جدول توسط طراح امكان پذير نباشد لازم است بر اساس آزمايش هاي آزمايشگاهي ويا صحرائي، Vsiمستقيماُ اندازه گيري وياباتوجه به روابط تجربي معتبر از روي يكي از پارامترهاي فيزيكي ومكانيكي خاك تعيين، وملاك تعيين طبقه بندي نوع خاك با استفاده از مقادير مربوط دراين جدول قرار گيرد.
درصورت وجود ترديد درانطباق محل ساختمان با مشخصات زمين هاي مندرج درجدول شماره (2) بايد نوعي زمينيكه ضريب بازتاب بزرگتري بدست مي دهد انتخاب شود.
2 ـ 4 ـ 5 زمان تناوب اصلي نوسان (T) زمان تناوب اصلي نوسان بسته به مشخصات ساختمان با استفاده از روابط تجربي (2 ـ 4)، (2 ـ 5)و (2 ـ 6) تعيين مىگردد.
براي ساختمانهاي با سيستم قاب خمشي چنانچه ساير اجزاي ساختماني مانعي دربرابر حركت قابهاي ساختمان ايجاد ننمايند:
براي ساختمانهاي با قابهاي فولادي
2 ـ براي ساختمانهاي با قابهاي بتن آرمه (2 ـ 5) (ص 739) درصورتيكه دراين ساختمانها از جداگرهاي ميانقابي استفاده گردد بايد مقدار Tبدست آمده دراين بند به ميزان 20% كاهش يابد.
ب ـ درساير ساختمانها، با وجود يا عدم وجود جداگرهاي ميانقابي :
تبصره 1 ـ ارتفاع ساختمان، H برحسب متر، از ترازپايه درنظر گرفته مىشود ودرمحاسبة آن بيش از 25% وزن بام باشد منظور خواهدشد.
تبصره 2 ـ بجاي استفاده از روابط تجربي مي توان زمان تناوب اصلي نوسان ساختمان را با استفاده از روشهاي تحليلي بر مبناي مشخصات سازه وخصوصيات تغيير شكل عناصر مقاوم آن محاسبه نمودولي بهرحال زمان تناوب اصلي نبايد از 25/1برابر زمان تناوب بدست آمده از رابطه تجربي مربوطه بيشتر اختيار شود.
2 ـ 4 ـ 6 ضريب اهميت ساختمان(I)
ضريب اهميت ساختمان بر حسب طبقه بندي مندرج دربند 1 ـ 5 به شرح زير تعيين مي گردد:
طبقه بندي ساختمان |
ضريب اهميت |
گروه 1 |
2/1 |
گروه2 |
0/1 |
گروه3 |
8/0 |
2 ـ 4 ـ 7 ضريب رفتار ساختمان(R)
ضريب رفتار ساختمان كه عواملي از قبيل شكل پذيري سيستم سازه اي، درجه نامعيني سازه واضافه مقاومت موجود در سازه را دربر مي گيرد، براي سيستمهاي سازه اي مختلف در جدول شماره (3) داده شده است.اين ضرائم بر اساس طراحي به روش تنشهاي مجاز مي باشد.چنانچه در طراحي از روش طراحي حدي استفاده شود بايد نيروهاي محاسبه شده در اجزاء با استفاده از اين ضرائم ، وبا توجه به آيين نامه طراحي مربوطه افزايش يابد.دراين جدول، H* حداكثر ارتفاع مجاز ساختمان از تراز پايه، بر حسب متر، در مناطق با خطر نسبي زياد است.
سيستم سازه |
سيستم مقاومت دربرابر نيروي جانبي |
R |
H* |
الف – سيستم ديوارهايباربر[1] |
1 – ديوارهاي برشي بتن آرمه معمولي |
5 |
70 |
2 - ديوارهاي برشي با مصالح بنائي مسلح |
4 |
30 |
ب – سيستم قاب ساختماني ساده [7] |
1 - ديوارهاي برشي بتن آرمه معمولي |
7 |
50 |
2 - ديوارهاي برشي با مصالح بنائي مسلح |
5 |
30 |
3 – مهاربندي برون محور فولادي [2] |
7 |
50 |
4 – مهاربندي هم محورفولادي [2] |
6 |
40 |
سيستم سازه |
سيستم مقاوم دربرابر نيروي جانبي |
R |
H* |
پ – سيستم قاب خمشي |
1- قاب خمشي بتني ويژه [3] |
10 |
180 |
2- قاب خمشي بتني متوسط [4] |
8 |
50 |
3- قاب خمشي بتني معمولي [5] |
5 |
[6]15 |
4- قاب خمشي فولادي ويژه [2] |
10 |
180 |
5- قاب خمشي فولادي معمولي [2] |
6 |
50 |
ت – سيستم دوگانه ياتركيبي |
1- قاب خمشي ويژه (فولادي يا بتني)+ ديوارهاي برشي بتن آرمه ويژه |
|
|
11 |
200 |
2- قاب خمشي بتني متوسط + ديوارهاي برشي بتن آرمه متوسط |
|
|
9 |
70 |
3- قاب خمشي فولادي معمولي + ديوارهاي برشي بتن آرمه معمولي |
|
|
07-May |
70 |
4- قاب خمشي فولادي ويژه + مهاربندي برون محور فولادي |
|
|
10 |
180 |
5- قاب خمشي فولادي معمولي + مهاربندي برون محور فولادي |
|
|
07-May |
60 |
6- قاب خمشي فولادي ويژه + مهاربندي برون محور فولادي |
|
|
9 |
150 |
7- قاب خمشي فولادي معمولي + مهاربندي برون محور فولادي |
|
|
06-May |
50 |
يادداشتها
[1] درصورت استفاده از مهاربند فولادي وپانل هاي اسكلتي باربر قائم (به جاي ديوار باربر) عدد Rو H* به ترتيب برابر 5و30 اختيار شود.
[2] براي تعريف وضوابط مربوط به ساختمانهاي فولادي به پيوست شماره (2) مراجعه شود.
[3] قاب خمشي بتني ويژه همان قاب بتني با شكل پذيري زياد درآيين نامه بتن ايران است .
[4] قاب خمشي بتني متوسط همان قاب بتني با شكل پذيري متوسط درآيين نامه بتن ايران است .ليكن بايد فاصله تنگ ها درناحيه 1Oستونهاي اين قاب حداكثر 15 سانتي متر باشد.
[5] قاب خمشي بتني معمولي همان قاب بتني با شكل پذيري كم درآيين نامه بتن ايران است.
[6] استفاده از اين سيستم براي ساختمانهاي «با اهميت زياد» مجاز نمي باشد.
[7] قابهاي داراي اتصالات خرجيني با رعايت ضوابط فني اين اتصالات همانند قاب ساختماني ساده محسوب مي شوند.
تبصره 1 ـ درسيستمهاي دوگانه (نوع[ت]جدول 3) براي ساختمانهاي تا 8 طبقه ويا كوتاهتر از 30 متر مي توان به جاي توزيع بار به نسبت صلبيت عناصر باربر جانبي، صد درصد نيروي جانبي زلزله را به ديوارهاي برشي ويا مهاربنديها اعمال نمود واز مقايسه صلبيت عناصر مقابل مطابق بند 1 ـ 7 ـ 4 صرف نظر نمودمشروط برآنكه قابها ظرفيت تحمل حداقل 30% نيروي جانبي را داشته باشند.
تبصره 2 ـ استفاده از دال تخت ياقارچي وستون به عنوان سيستم قاب خمشي، رديف پ جدول 3، منحصراَ درساختمانهاي 3 طبقه يا كوتاهتر از 10 متر مجاز مي باشد در صورت تجاوز ازاين حد تنها درصورتي استفاده از اين سيستم سازه اي مجاز است كه مقابله بانيروي جانبي زلزله توسط ديوارهاي برشي يا مهاربنديها تأمين گردد.
تبصره 3 ـ ساختن ساختمان با ارتفاع هاي بيش از حدود H* داده شده درجدول 3 درمناطق با خطر نسبي زياد مجاز نيست .چنانچه براي سازه هاي خاص كه عمتدتاَ غير مسكوني وغير اداري باشند مانند برجهاي مخابراتي، يادمانها وغيره، ارتفاع هاي بيش از مقادير فوق مد نظر باشد صرفا با تأييد كميته دائمي اين آيين نامه از نظر روش محاسبه و طراحي مجاز خواهدبود.بهرحال سيستمهاي مورد استفاده نبايد از ميان سيستم هائي از جدول 3 كه به عنوان «ويژه» را ندارند انتخاب شوند.
تبصره 4 ـ درمناطق با خطر نسبي زياد براي «بناهاي ضروري» فقط بايد از سيستمهائي كه عنوان «ويژه» دارند استفاده شود.
2 ـ 4 ـ 8 تركيب سيستمهاي سازه اي توصيه مي شود حدالمقدور از تركيب سيستم هاي سازه اي متفاوت در يك مجموعه سازه خودداري گردد.درصورت ضرورت ضوابط زير بايد رعايت گردند: الف ـ تركيب سيستمها درارتفاع دراين حالت مقدار R انتخاب شده براي سيستم قسمت تحتاني سازه نبايد از قسمت فوقاني آن بيشتر باشد.محاسبه نيروي زلزله مؤثر بر كل سازه مي تواند به يكي از دو روش زير انجام شود.
1 ـ مقدار نيروي زلزله براي مجموعه سازه با منظور نمودن كمترين مقدار R (مربوط به سيستمهاي سازه اي بكاررفته درارتفاع) براي كل سازه محاسبه گردد.مقدار زمان تناوب اصلي مجموعه سازه از روشهاي تحليلي ويا مقدار محاسبه شده از فرمولهاي تجربي بند 2ـ 4 ـ 5، هركدام بيشتر باشد اختيار مي گردد.زمان اصلي محاسبه شده از روش تحليلي مي بايست شرايط تبصره 2 بند 2 ـ 4 ـ 5 رادربر داشته باشد.لازم است از فرمول تجربي محاسبه زمان تناوب اصلي مربوط به آن سيستم سازه اي بكار رفته درمجموعه ساختمان كه كوچكترين زمان تناوب است T را مي دهد ، استفاده گردد.
2ـ براي سازه هاي مشمول شرايط بند (2 ـ 3 ـ 1 ـ پ) ، روش دومرحله اي زير مي تواند بكار گرفته شود:
ـ سازه انعطاف پذير قسمت فوقاني بطور مجزا وبا تكيه گاههاي صلب درنظر گرفته شده ونيروي جانبي آن با منظور كردن ضريب رفتار مربوط به اين قسمت محاسبه مي گردد.
ـ سازه صلب قسمت تحتاني بطور مجزا درنظر گرفته شده ونيروي جانبي آن با منظور كردن مقدار ضريب رفتار مربوط به اين سازه محاسبه مي گردد.براين نيروها، نيروهاي عكس العمل ناشي از تحليل قسمت فوقاني كه درنسبت ضريب رفتار قسمت فوقاني به ضريب رفتار قسمت تحتاني ضرب شده اند، افزوده مي شوند.
ب ـ تركيب سيستمها درپلان
1ـ درصورتيكه از سيستم سازه اي ديوارهاي باربرفقط دريك امتداد استفاده شده باشد، مقدارR درامتداد ديگر نبايد از Rمورد استفاده براي امتداد با ديوارهاي باربر، زيادتر درنظر گرفته شود.
2 ـ درسالختمانهاي 15 طبقه وكمتر ويا كوتاهتر از 50 متر از هرگونه تركيب سيستمهاي سازه اي، بند 2 ـ 4 ـ 7، دردوامتداد متفاوت مي توان استفاده كرد. ولي درساير ساختمانها تنها مي توان از تركيب سيستم قاب خمشي ويژه وسيستم دوگانه استفاده نمود.
ج ـ سيستم سازه اي از تراز پايه تا روي پي درحالتي كه تراز پايه بالاتر از روي شالوده منظور شده باشد، سختي ومقاومت جانبي طبقات پائين تر از تراز پايه نبايد از سختي ومقاومت جانبي طبقه روي تراز پايه كمتر باشد.مثلاَ درصورت عدم تغيير پلان وهندسه سازه درزير وبالاي ترازپايه كليه جزئيات آرماتورگذاري تيرهاوستونهاي قاب خمشي، ديوارهاي برشي وهمچنين مهاربندي هاي سازه درطبقه روي تراز پايه بايد درطبقات پائين تر از تراز پايه نيز حداقل به همان نحوه اعمال شوند.
2 ـ 4 ـ 9 توزيع نيروي جانبي زلزله درارتفاع ساختمان نيروي برشي پايه V، كه طبق بند (2 ـ 4 ـ 1) حساب شده مطابق رابطه (2 ـ 7) درارتفاع ساختمان توزيع مي گردد.
(2 ـ 7)
كه درآن : Fi: نيروي جانبي درتراز طبقه
i. Wi: وزن طبقه i شامل وزن سقف وسربارآن طبق بند (2 ـ 2) ونصف وزن ديوارها وستونهايي كه دربالاوپائين سقف قرار گرفته اند.
hi : ارتفاع تر از i (ارتفاع سقف طبقه i) از ترازپايه.
n: تعداد طبقات ساختمان ازترازپايه به بالا.
ft: نيروي جانبي اضافي درتراز سقف طبقه n كه به وسيله رابطه (2 ـ 8) تعيين مي شود.
(2 ـ 8)
حداكثر نيروي ft برابر V 25/0 درنظر گرفته مي شود وچنانچه T برابر 7/0 ثانيه وكوچكترباشد مي توان ft رابرابر با صفر اختيار نمود.
تبصره: درصورتيكه ساختمان داراي خرپشته باوزن كمتر از 25 درصد وزن بام باشد نيروي ft درترازبام اعمال خواهد شدودرغيراينصورت نيروي ft درتراز سقف خرپشته اثر داده مي شود.
2ـ 4 ـ 10 توزيع افقي نيروي برشي درصورت صلب بودن كف طبقات، نيروي برشي درهر طبقه ساختمان بايد بين عناصر مختلف سيستم قائم مقاوم دربرابر نيروهاي جانبي به تناسب سختي اين عناصر توزيع گردد.درصورت عدم صلبيت كف طبقات، درتوزيع نيروي بين عناصر سيستم مقاوم بايد اثر تغيير شكل هاي ايجاد شده دركفها نيز منظور گردد.
2 ـ 4 ـ 11 لنگر پيچشي ناشي از نيروهاي جانبي كليه ساختمانها بايد دربرابر اثرات ناشي از لنگرپيچشي مذكور دراين بند محاسبه شوند.لنگرپيچشي درطبقه i ازرابطه (2 ـ 9) بدست مي آيد:
(2 ـ 9)
كه درآن :
eij : فاصله افقي مركز سختي طبقه i ومركز جرم تراز j
Fj: نيروي جانبي درترازj
eaj : برون مركزي اتفاقي تراز j كه براي به حساب آوردن احتمال تغييرات اتفاقي توزيع جرم، سختي طبقه ونيروي ناشي از مؤلفه پيچشي زلزله درنظر گرفته مي شود.اين برون مركزي بايد درهر دو جهت وحداقل برابر با 5 درصد بعد ساختمان درتراز j ام وامتداد عمود بر نيروي جانبي اختيار شود.
هريك از عناصر بايد براي آن لنگر پيچشي كه موجب بدترين حالت بارگذاري درآن عنصر مي شود محاسبه گرديده واز اثرات كاهنده لنگر پيچشي برروي اجزاء صرفنظر شود.
2 ـ 4 ـ 11 ـ 1 درساختمانهاي 5 طبقه يا كوتاهتر ويا باحداكثر ارتفاع 18 متر درصورتي كه فاصله افقي بين مركز جرم طبقات بالاتر نسبت به مركز سختي هر طبقه كمتر از 5% بعد ساختمان درآن طبقه درامتداد عمود بر نيروهاي جانبي باشد، محاسبه ساختمان دربرابر لنگرپيچشي الزامي نسبت .درغير اينصورت اين ساختمانها بايد براي پيچش نيز محاسبه گردند.ولي مي توان درمورد آنها از لنگر پيچشي اتفاقي صرفنظر نمود.درساختماهاي با «اهميت زياد» همواره بايد پيچش اتفاقي درنظر گرفته شود.
2ـ 4 ـ 12 محاسبه ساختمان دربرابر واژگوني كل ساختمان بايد ازنظر واژگوني پايدارباشد.لنگر واژگوني درتراز شالوده ناشي از نيروهاي جانبي زلزله برابر با مجموع حاصلضرب نيروي جانبي هر تراز درارتفاع آن تراز نسبت به تراز زير شالوده ساختمان است.ضريب اطمينان درمقابل واژگوني (نسبت لنگر مقاوم به لنگرواژگوني) بايد حداقل برابر 75/1 اختيار شود.درمحاسبه لنگر مقاوم، بار تعادل برابر بار قائمي است كه براي تعيين نيروهاي جانبي به كار رفته است.براين بارها بايدوزن شالوده وخاك روي آن افزوده گردد.درتراز زير شالوده اين لنگر نسبت به لبه بيروني شالوده محاسبه مي شود.
2 ـ 4 ـ 13 تغيير مكان نسبي طبقات. تغيير مكان نسبي هر طبقه ويابام دراثر زلزله نبايد از (ص 745) برابر ارتفاع آن طبقه تجاوز نمايد.
2 ـ 4 ـ 14 اثر P ـ ? دركليه سازه ها، تلاشها وتغيير ومكانهاي ثانوي ناشي ازاثر بارهاي محوري عناصر پايه درتغيير مكانهاي جانبي طبقات، كه به اثر P ـ ? معروف است، بايد درطراحي اين عناصر منظورگردد.
اثر P ـ ? رادرمواردي كه تغيير مكان نسبي طبقات كمتر از R/2% برابر ارتفاع طبقه است ويا لنگرهاي خمشي ثانويه كمتر از ده درصد لنگرهاي خمشي اوليه است، مي توان نديده گرفت (به پيوست 5 رجوع شود).
براي منظور كردن اثر P ـ ? درطراحي عناصر سازه مي توان از روشهاي تقريبي عنوان شده درآيين نامه هاي طراحي استفاده كرد ويا از روشهاي تحليلي دقيق تر كه درآنها اين اثر همراه با ساير عوامل درتحليل كلي سازه منظور مي شوند، استفاده نمود.
درصورت محاسبه اثر P ـ ? با روش تحليلي فوق الذكروياروش ارائه شده درپيوست (5) ، تغيير مكان هاي جانبي واقعي طبقات وهمچنين بارهاي احتمالي طبقات درهنگام وقوع زلزله بايد منظور گردند.به منظور تخمين تغيير مكانهاي جانبي واقعي طبقات دراين آيين نامه ضروري است تغيير مكانهاي بدست آمده از آناليز سازه تحت برش پايه مطابق رابطه (2 ـ 1) با ضريب R4/0 تشديد شوند .
2ـ 4 ـ 15 مؤلفه قائم نيروي زلزله براي بالكنها وپيش آمدگي هائي كه به صورت طره ساخته مي شوند مؤلفه قائم نيروي زلزله نيز بايد درنظر گرفته شود.مؤلفه قائم نيروي زلزله براي اين اجزابااستفاده از رابطه (10 ـ 2) تعيين مي شود.
(10 ـ 2)
كه درآن:
AوI: مقادير مربوط مندرج دربندهاي (2 ـ 4 ـ 2) و(2 ـ 4 ـ 6) هستند كه براي محاسبه نيروي برشي پايه منظور شده اند.
Wp : بار مرده به اضافه كل سربار آن
Rv : ضريب رفتار كه براي طره با تيرهاي فولادي برابر 4/2 وبراي عناصر بتن مسلح برابر 00/2 اختيار مي شود.
نيروي قائم فوق (Fv) بايد درهردوجهت روبه بالا وپائين وبه صورت خالص وبدون منظور نمودن اثر كاهنده بارهاي قائم محاسبه شود.
2 ـ 5 روشهاي تحليل ديناميكي تحليل ديناميكي دراين آيين نامه به دوروش تحليل طيفي (بند 2 ـ 5 ـ 2) ويا روش تحليل تاريخچه زماني (بند 2 ـ 5 ـ 3) انجام مي گردد.تحليل ديناميكي بايد با توجه به حركت زمين كه با يكي از روشهاي داده شده دربند (2 ـ 5 ـ 1) مشخص مي شود وبا استفاده از اصول مكانيك سازه هاانجام گردد.شايان ذكر است كه روش تحليل طيفي براي طراحي ساختمانهائي كه مشمول اين آيين نامه هستند كافي تلقي مي شود.درصورت استفاده از روش تحليل ديناميكي تاريخچه زماني، استفاده از روش تحليلي طيفي با طيف طرح مندرج دربند 2 ـ 5 ـ 1 وهمچنين براي مقايسه وتفسير براساس بند 2 ـ 5 ـ 3 الزامي است. درمورد سازه هاي نامنظم درپلان كه مشمول تحليل ديناميكي مي باشند بايد از روش تحليل سه بعدي ديناميكي استفاده شود.
2ـ 5 ـ 1 حركت زمين اثرات حركت زمين ممكن است به يكي از صورت هاي «طيف بازتاب شتاب» ويا «تاريخچه زماني تغييرات شتاب» مشخص شود.حركت زمين براي مبناي طراحي دراين آيين نامه به حركت زلزله اي اطلاق مي شود كه احتمال وقوع آن طي مدت 50 سال، عمر مفيد ساختمان، كمتر از ده درصد باشد.اين زلزله، «زلزله طرح» وطيف بازتاب شتاب آن «طيف طرح» ناميده مي شود. مشخصات زلزله طرح به يكي از سه روش زير تعريف مي شود:
الف ـ طيف طرح استاندارد اين طيف از حاصلضرب مقادير ضريب بازتاب ساختمان، B، درپارامترهاي شتاب مبنا ، A، ضريب اهميت ساختمان، I، وعكس ضريب رفتار، (ص 746)، مطابق آنچه دربند 2 ـ 4 مشخص شده است بدست مي آيد. طيف طرح استاندارد با فرض نسبت ميرائي 5 درصد تعيين شده است.
ب ـ طيف طرح ويژه ساختگاه اين طيف با توجه به ويژگي هاي زمين شناسي، تكتونيكي، لرزه شناسي، ميزان ريسك ومشخصات خاك درلايه هاي مختلف درساختگاه وبا درنظر گرفتن نسبت ميرائي 5% تعيين مي شود.درصورتي كه نوع ساختمان وسطح زلزله مورد نظر، منظور نمودن نسبت ميرائي متفاوتي را ايجاب نمايد، مي توان آن را مبناي تهيه طيف قرار داد.مقادير محاسبه شده طيفي بايد درضريب اهميت ساختمان، I، وعكس ضريب رفتار ساختمان، (ص 747)، ضرب گردد.مقادير طيف حاصل قبل از اعمال ضريب هاي (ص 747) و I نبايد از ? مقادير نظير طيف طرح استاندارد كمتر باشد.
پ ـ تاريخچه زماني تغييرات شتاب (شتابنگاشت) شتابنگاشت بايد تا حد امكان نمايانگر حركت واقعي زمين درمحل احداث بنا دراثر زلزله باشد.بدين منظور بايد حداقل سه شتابنگاشت با ويژگي هاي زير درتحليل مورد استفاده قرار گيرد.
1 ـ در صورتي كه شتابنگاشتها مربوط به زلزله هاي واقعي اتفاق افتاده درمناطق ديگر باشند بايد حتي المقدور سعي شود ويژگي هاي زمين شناسي، تكتونيكي، لرزه شناسي وبه خصوص مشخصات لايه هاي خاك درمحل شتابنگار بامحل ساختمان مورد نظر مشابهت داشته باشند.
2ـ مدت زمان حركت شديد درشتابنگاشتها بايد زماني حداقل برابر 10 ثانيه ويا 3برابر زمان تناوب اصلي سازه موردنظر، هر كدام كه بيشتر است، باشد.
3ـ شتابنگاشتهاي انتخاب شده بايد به مقياس درآيند .به مقياس درآوردن بايد به گونه اي باشد كه طيف بدست آمده از هريك ازشتابنگاشتها با نسبت ميرائي 5 درصد درمحدوده زمان تناوبي (ص 747) الي (ص 747) ثانيه با طيفي كه مطابق ضوابط قسمت (2 ـ 5 ـ 1 ـ الف يا ب) بدست مي ايد تقريباَ مطابقت نمايد .m شامل شماره كليه مدهائي است كه به ميزان حداقل 10درصد درجرم مؤثر سازه مشاركت دارند. دربه مقياس درآوردن شتابنگاشتها بايد اثر شتاب مبنا، A ، ضريب اهميت ساختمان ،I ، وعكس ضريب رفتار (ص 747)، (درصورتيكه سازه با روش الاستيك خطي آناليز مي شود) منظور شوند. به مقياس درآوردن شتابنگاشتها درصورت غير خطي بودن روش تحليل بايد با استفاده از روشهاي تحقيقاتي قابل قبول انجام گيرد.
2 ـ 5 ـ 2 روش تحليل ديناميكي طيفي (بااستفاده از آناليز مدها) دراين روش، تحليل ديناميكي با فرض رفتار الاستيك خطي سازه وبااستفاده از حداكثر بازتاب كليه مدهاي نوساني سازه كه دربازتاب كل سازه اثر قابل توجه اي دارند (مطابق بند 2 ـ 5 ـ 2 ـ 1) انجام مي گيرد.حداكثر بازتاب درهر مد با توجه به زمان تناوب آن مد از طيف طرح (بند 2 ـ 5 ـ 1 ـ الف يا ب) بدست مي آيد .سپس بازتاب كلي سازه از تركيب آماري بازتابهاي حداكثر هر مد تخمين زده مي شود. نحوه انجام محاسبات عددي تحليل ديناميكي طيفي درپيوست (3) ارائه شده است.
2 ـ 5 ـ 2 ـ 1 تعداد مدهاي نوسان درهر يك از دو امتداد متعامد ساختمان بايد حداقل سه مد اول نوسان، يا تمام مدهاي نوسان با زمان تناوب بيشتر از 4/0 ثانيه ويا تمام مدهاي نوسان كه مجموع جرم هاي مؤثر ساختمان درآ«ها (بنا بر تعريف پيوست 3) حداقل برابر با 90 درصد جرم كل سازه باشد، هر كدام كه تعدادشان بيشتر است، درنظر گرفته شود.
2 ـ 5 ـ 2 ـ 2 تركيب اثرات مدها حداكثر بازتاب ديناميكي سازه از قبيل نيروهاي داخلي اعضا، تغيير مكانها، نيروهاي طبقات، برش هاي طبقات وعكس العمل پايه درهرمد رابايد باروشهاي آماري شناخته شده، مانند روش جذر مجموع مربعات (SRSS) وياروش تركيب مربعي كامل (CQC) تعيين نمود.تركيب اثرات حداكثر مدها درساختمانهاي نامنظم درپلان ويا درموارديكه زمان هاي تناوب دو يا چند مد سازه با يكديگر نزديك باشند بايد صرفاَ با روشهائي كه اندركنش مدهاي ارتعاشي رادرنظر مي گيرد، مانند روش تركيب مربعي كامل (CQC)، انجام شود.(ر.ك.پيوست 3)
2 ـ 5 ـ 2 ـ 3 اصلاح مقادير بازتاب درموارديكه برش پايه بدست آمده براي كل سازه از روش تحليل ديناميكي طيفي با برش پايه استاتيكي معادل بدست آمده از رابطه (2 ـ 1) متفاوت باشد، مقادير بازتاب ها بايد زير اصلاح شوند:
1ـ درصورتيكه برش پايه به دست آمده از تحليل دينا ميكي طيفي از برش پايه استاتيكي معادل باشد: الف ـ درسازه هاي نا منظم ،مقادير باز تابهابايد درنسبت برش پايه استاتيكي معادل به برش پايه به دست آمده از تحليل ديناميكي طيفي ضرب شوند.
ب ـ در سازه هاي منظم ،مقادير بازتاب ها بايد در80درصدنسبت برش پايه استاتيكي معادل به برش پايه به دست آمده از تحليل ديناميكي طيفي ضرب شود.به شرطي كه مقدارحاصل ازمقداربرش پايه بدست آمدهازتحليل ديناميكي طيفي كمتر نشود.
2ـ درصورتيكه برش پايه بدست آمده ازتحليل ديناميكي طيفي بيشتر ازبرش پايه استاتيكي معادل باشد،مقداربرش پايه تحليل ديناميكي طيفي وكليه باز تاب هاي سازه واعضاي آن را به نسبت برش پايه استاتيكي معادل به برش پايه تحليل ديناميكي طيفي مي توان كاهش داد.
2 ـ 5 ـ 2 ـ 4 اثرات پيچش درآناليز ديناميكي طيفي بايد اثرات پيچش، شامل پيچش اتفاقي، رانيز مشابه ضوابط بند (2 ـ 4 ـ 11) منظور نمود. درصورتيكه از مدلهاي سه بعدي براي آناليز سازه استفاده شود، اثرات پيچشي اتفاقي را مي توان با جابجا كردن مركز جرم طبقه به اندازه برون مركزي اتفاقي منظور نمود.
2 ـ 5 ـ 3 روش تحليل ديناميكي تاريخچه زماني تحليل ديناميكي تاريخچه زماني روشي تحليلي است براي تعيين بازتاب ها در هر مقطع زمانيدرمدت وقوع زلزله دريك سازه وقتي كه سازه درتراز پايه تحت تأثير شتابهاي ناشيب از حركت زمين (شتابنگاشت) هنگام زلزله قرارمي گيرد.دراين روش بازتاب هاي ديناميكي سازه كه تابعي از زمان است بوسيله انتگرال گيري عددي معادله حركت سازه محاسبه مي گردد.
از اين روش مي توان براي تحليل خطي الاستيك ويا تحليل غير خطي سازه ها استفاده نمود.
مقايسه بين نتايج تحليل الاستيك سازه با استفاده از طيف طرح استاندارد ويا طيف طرح ويژه ساختگاه باآنچه از تحليل تاريخچه زماني خطي بدست مي آيد الزامي بوده ودلائل اختلاف احتمالي بين آنها بايد طي يك گزارش فني جامع توجيه گردد.درهرحال مقادير بازتاب ها بايد از محدوديتهاي مشابه بند 2 ـ 5 ـ 2 ـ 3 پيروي نمايند.
نسبت ميرائي درمحاسبات الاستيك خطي مي تواند برابر 5 درصد ودر محاسبات غير خطي با توجه به توصيه هاي تخصصي وميزان غير خطي بودن رفتار اجزاي سازه منظور شود.
2 ـ 6 نيروي جانبي زلزله وارد بر اجزاي ساختمان وقطعات الحاقي اجزاء ساختمان وقطعات الحاقي به ساختمان بايد درمقابل نيروي جانبي كه از رابطه (2 ـ 11) بدست مي آيد محاسبه شوند:
(2 ـ 11)
كه درآن
AوIبه ترتيب مقادير مندرج دربندهاي 2 ـ 4 ـ 2 و2 ـ 4 ـ 6 هستند كه براي محاسبه كل ساختمان بكار برده شده اند.
Wp وزن جز ساختمان يا قطعه الحاقي مورد نظر است.در مخازن وقفسه بندي انبارها و كتابخانه ها
Wp علاوه بر بار مرده شامل وزن محتويات آنها درحالت كاملاَ پر مي باشد.
BP ضريبي است كه مقدار آن در جدول شماره (4) داده شده است.
جدول شماره (4): ضريب BP
اجزاء ساختمان يا قطعات الحاقي |
جهت نيروي افقي |
BP |
ديوارهاي خارجي وداخلي ساختمان وتيغه هاي جداكننده |
|
|
درامتدادعمودبر سطح ديوار |
7/0 |
جان پناهاوديوارهاي طره اي |
درامتدادعمودبر سطح ديوار |
00/2 |
اجزاء تزئيني وداخلي ويا قسمتهاي الحاقي به ساختمان |
|
|
درهر امتداد |
00/2 |
مخازن، برجها، دودكشها، وسائل وماشين آلات درصورتيكه متصل به ساختمان ويا جزئي ازآن باشند وسقفهاي كاذب |
|
|
|
|
درهر امتداد |
00/1 |
|
|
اتصالات عناصر سازه اي پيش ساخته |
درهر امتداد |
00/1 |
تبصره 1 ـ براي قطعات الحاقي كه با مصالح بنائب وملات ماسه سيمان ساخته شوند مي توان مقاومت كششي مصالح وملات را حداكثر تا 15 درصد مقاومت فشاري آنها، مندرج در استاندارد شماره 519 ايران، درمحاسبات منظور نمود.
2 ـ 7 ديافراگم ها ونيروهاي وارد بر آنها ديافراگم ها كه معمولاَ كف هاي سازه اي تحمل كننده بارهاي ثقلي درساختمان ها هستند، درهنگام زلزله وظيفه انتقال نيروهاي ايجاد شده دركف هارا به عناصر قائم باربر جانبي به عهده دارند.اين عناصر بايد دربرابر تغيير شكل هاي افقي كه درميان صفحه آنها ايجاد مي شود، مقاومت وسختي كافي را دارا باشند. نيروي افقي ايجاد شده درديافراگم ها دربند 2 ـ 7 ـ 2 ارائه شده است. ديافراگم ها، ممكن است صلب ويا انعطاف پذير باشند.تحليل كلي سازه دربرابر نيروهاي جانبي وتوزيع نيروي برشي بين عناصر سيستم مقاوم دربرابر نيروهاي جانبي بايد با توجه به اين موضوع انجام گردد.درصورتيكه براي هرجهت افقي، تحت نيروهاي وارد به ديافراگم هر طبقه كه از بند 2 ـ 4 ـ 9 بدست آمده حداكثر تغيير شكل افقي ديافراگم نسبت به نقاط ديگر آن از نصف تغيير مكان نسبي طبقه كمتر باشد ديافراگم صلب ودرغير اينصورت انعطاف پذير محسوب مي گردد. درهر حالت تغيير شكل افقي ديافراگم نبايد از تغيير مكان جانبي مجاز اجزاي قائم باربري كه به آن متصل هستند بيشتر باشد. در پيوست شماره 6 درصورتيكه براي هرجهت افقي، تحت نيروهاي وارد به ديافراگم هر طبقه كه از بند 2 ـ 4 ـ 9 بدست آمده حداكثر تغيير شكل افقي ديافراگم نسبت به نقاط ديگر آن از نصف تغيير مكان نسبي طبقه كمتر باشد ديافراگم صلب ودرغير اينصورت انعطاف پذير محسوب مي گردد. درهر حالت تغيير شكل افقي ديافراگم نبايد از تغيير مكان جانبي مجاز اجزاي قائم باربري كه به آن متصل هستند بيشتر باشد. در پيوست شماره 6، تعريف، عملكرد،انواع ديافراگم ها و روش محاسبه تغيير مكان انها امده است.
2 ـ 7 ـ 1 مقاومت ديافراگم ديافراگم ها بايد براي تلاش هاي برشي و لنگرهاي خمشي ايجاد شده در ميان صفحه خود زير اثر بار جانبي طراحي شوند. كنترل مقاومت ديافراگم هاي بتن ارمه بر اساس ضوابط ايين نامه بتن ايران انجام مي گردد. در صورت استفاده از مصالح ديگر، كنترل مقاومت انها بايد بر اساس ضوابط ايين نامه هاي معتبر ديگر انجام شود.
2 ـ 7 ـ 2 نيروي افقي وارد به ديافراگم ها ديافراگم هاي كف ها و سقف بايد براي نيروي بدست امده از رابطه (2 ـ 12) محاسبه شوند:
در اين رابطه:
Fpi : نيروي جانبي وارد به ديافراگم درترازi W i: وزن ديافراگم واجزاي متصل به آن درترازi (شامل قسمتهائي از بارزنده مطابق ضوابط بند 2 ـ 2) Fj Ft Wj : نيروهاي وارده به طبقه ووزن طبقه مطابق تعاريف بند (2 ـ 4 ـ 9) دررابطه فوق حداقل Fpi برابر AI 35/0 بوده وحداكثر آن لازم نيست بيشتر از Wi AI 70/0 درنظر گرفته شود .درصورتيكه لازم باشد ديافراگم علاوه بر نيروهاي زلزله طبقه، نيروهاي جانبي اعضاي قائمي را كه درقسمت بالا وپائين ديافراگم بر روي يكديگر واقع نشده اند، به يكديگر منتقل نمايد، مقدار اين نيروها نيز بايد به نيروي بدست آمده ار رابطه (2 ـ 12) اضافه شود.براي توضيحات بيشتر به پيوست 6 مراجعه شود.
2 ـ 8 سازه هاي غير ساختماني براي مخازن آب، سيلوها، دودكش ها وساير سازه هاي مشابه غير ساختماني رعايت بندهاي 2 ـ 8 ـ 1 و 2 ـ 8 ـ 2 الزامي است .
2 ـ 8 ـ 1 نيروي جانبي زلزله مؤثر به اين گونه سازه ها درصورتي كه مشمول بند 2 ـ 8 ـ 2 نباشند با استفاده از يكي از روشهاي مندرج دربند (2 ـ 3) وبارعايت ضوابط زير تعيين مي گردد.
الف ـ زمان تناوب نوسان اين سازه ها بايد با استفاده از يكي از روشهاي تحليلي تعيين گردد.زمان تناوب اصلي نوسان پاندولهاي وارونه، برجها ودودكش ها را مي توان با استفاده از روابط مندرج درپيوست شماره (4) بدست آورد.
ب ـ چنانچه زمان تناوب اصلي نوسان اين نوع سازه ها از 5/0 ثانيه تجاوز نمايد اعمال روش تحليل ديناميكي الزامي است.
پ ـ ضريب رفتار R براي اين سازه ها طبق جدول شماره (5) تعيين مي گردد.مقدار (ص 751) درهر حال نبايد كمتر از 5/0 درنظر گرفته شود.
ت ـ سازه هائي كه زمان تناوب اصلي نوسان آنها كمتر از 6% ثانيه است صلب تلقي شده ومقدار (ص 752) براي آنها 5/0 درنظر گرفته مي شود.
ث ـ توزيع نيروي جانبي درارتفاع اين سازه هابرحسب مورد بااستفاده از روش مندرج دربند 2 ـ 4 ـ 9 ويا 2 ـ 5 بعمل مي آيد.
ج ـ محدوديت تغيير مكان جانبي موضوع بند 2 ـ 4 ـ 13 درمورد اين سازه ها اعمال نمي شود مگر آنكه خرابي سازه ويا عوامل غير سازه اي آن تلفات جاني به همراه داشته ويا محدوديت هاي خاصي از نظر بهره برداري مورد نظر باشد.
2 ـ 8 ـ 2 براي تعيين نيروي جانبي زلزله مؤثر بر مخازن زميني وزير زميني به ضوابط ومعيارهاي نشريه شماره 123 سازمان برنامه وبودجه مراجعه شود.
رديف |
نوع سازه |
R |
1 |
سازه هائي كه ر فتارشان مشابه پاندول وارونه است.مخازن هوايي كه بر روي پايه هاي بادبند شده يا نشده قراردارند. |
3 |
2 |
سيلوها، دودكشها، برجهاي خنك كن وبطوركلي سازه هائي كه داراي جرم گسترده بوده ورفتارشان مشابه ستون طره است. |
5 |
3 |
قيفها وكندوهاي متكي برروي پايه هاي بادبند شده يا نشده |
4 |
4 |
برجها ودكلهاي مشبك (آزاد يا مهارشده) |
4 |
5 |
علائم، تابلوها، تأسيسات خاص تفريحي وبازي وبرجهاي يادبود |
5 |
6 |
ساير سازه ها |
03-May |
2 ـ 9 افزايش بار طراحي ستونها اگر چه استفاده از نوع سيستم هاي باربر جانبي مذكور دراين بند اصلاَ توصيه نمي شود، ليكن در مواردي كه يك عضو باربر جانبي تا روي شالوده ادامه پيدا نمي كند، مانند ديوارهاي برشي، ستون هايي كه اين عضو را تحمل مي كنند بايد مقاومتي حداقل برابر با بارهاي بدست آمده از تركيبات زير، علاوه بر ساير تركيبات بارراداشته باشند.
درهر حال كل نيروي محوري اين ستون ها لازم نيست از مجموع ظرفيت نهائي ساير اعضايي كه به اين ستون ها نيرو وارد مي كند، بيشتر باشد. مقاومت عنوان شده دربالا براي ستون، مقاومت نهائي آن است .درستون هائي كه طراحي آنها براساس تنش هاي مجاز صورت گرفته است، اين مقاومت 7/1 برابر مقاومت مجاز ستون درنظر گرفته مي شود.
2 ـ 10 افزايش بار طراحي اجزاي سازه اي كه جزئي از سيستم باربر جانبي نيستند براي ساختمانهاي بلندتراز 5 طبقه تمام اجزاي سازه اي كه درسيستم مقاوم در برابر نيروهاي جانبي شركت نداشته ليكن از طريق ديافراگم هاي كف ها با سيستم باربر جانبي مرتبط هستند، بايد براي اثرهاي هم زمان بارهاي قائم وقتي كه عضو داراي تغيير مكان جانبي مساوي با تغيير مكان نسبي طبقه ضربدر R4/0 مي باشد كنترل شود.دراين محاسبه لازم نيست كه مطابق پاراگراف آخر بند 2 ـ 4 ـ 1 حداقل مقدار درهنگام برآورد نيروي برش پايه رعايت گردد.
اثر P ـ ? نيز دراين محاسبات بايد منظور گردد.
درصورتي كه درطراحي اين اجزا از روش تنش هاي مجاز استفاده شده باشد، ظرفيت باربري نهائي آنها را مي توان 7/1 برابر ظرفيت باربري مجاز آنها درنظر گرفت.
2 ـ 11 قطعات نما وساير قطعات غير سازه اي متصل به ساختمان 2 ـ 11 ـ 1 درساختمانهاي با اهميت زياد وساختمانهاي بلندتر از هشت طبقه درصورتي كه ديوارهاي جداكننده داخلي ويا ديوارهاي نما جزء سيستم سازه اي باربر جانبي نباشند بايد به طريقي به سازه متصل شوند كه محدوديتي درحركت سازه در امتداد صفحه ديوار ايجاد ننمايند.
اتصالات ديوار به سازه بايد توانايي انتقال نيروي زلزله ايجاد شده دراثر جرم ديوار را به سازه دارا باشند .اين قبيل ديوارها بهتر است از جنس سبك وانعطاف پذير انتخاب شوند.
2ـ 11 ـ 2 درمورد ساختمانهاي با اهميت زياد ويا ساختمانهاي بلندتر از 8 طبقه ويا ساختمانهاي پيش ساخته ويا بانماي شيشه اي بايد اين قطعات براي مقاومت دربرابر نيروي زلزله مطابق بند (2 ـ 6) طراحي گرديده وعلاوه برآن قادر باشند تغيير مكانهاي ايجاد شده درطبقات سازه دراثر نيروهاي جانبي ويا تغييرات دما رابدون ايجاد محدوديتي درحركت سازه تحمل نمايند.
اين قطعات بايد برروي اجزاء سازه اي متكي بوده ويا بااتصالات مكانيكي مطابق ضوابط زير به اين اجزا متصل گردند:
الف ـ اتصالات قطعات نظير شيشه وقطعات پيش ساخته به سازه ويا درزبين قطعات بايد به گونه اي باشند كه بتوانند دوبرابر تغيير مكان نسبي طبقات مجاور قطعات دراثر باد، حاصلضرب R4/0 درتغيير مكان نسبي طبقات مجاور قطعات در اثر زلزله، ويا 5/1 سانتيمتر، هر كدام را كه بزرگتر است، تأمين نمايند.
ب ـ اتصالات بايد به گونه اي باشند كه حركت نسبي دو طبقه مجاور در امتداد صفحه قطعات رااز طريق اتصالات لغزشي با استفاده از پيچ وسوراخهاي بادامي شكل، ويا اتصالاتي كه حركت نسبي طبقات را از طريق خم شدن قطعات فولادي، و يا هرگونه اتصال مشابه ديگري كه لغزش ويا انعطاف پذيري مشابه فوق را بوجود بياورد تأمين كنند.
پ ـ اتصالات بايد داراي شكل پذيري وظرفيت چرخشي كافي بوده تااز شكست غير شكل پذيرمهارها درمجاورت جوش ها جلوگيري شود.
ت ـ بدنه اتصال به سازه بايد يراي 33/1 برابر نيروي زلزله مطابق بند (2 ـ 6) طراحي شود.
ث ـ تمام ادوات اتصال مانند پيچ ها، جوش ها وريشه هاي متصل كننده بدنه (عناصر) اتصال به سازه ويا قطعه غير سازه اي بايد براي 4 برابر نيروي زلزله مطابق بند (2 ـ 6) طراحي شوند.
ج ـ ريشه ها ومهارهائي كه داخل بتن قرار مي گيرند ترجيحاَ به ميلگردهاي داخل بتن متصل شده ويا دورآنها قلاب گرديده ويا به نحوي دربتن مهار گردند كه قادر باشند نيروهاي وارده را به ميلگردهاي داخل بتن منتقل نمايند.
2 ـ 11 ـ 3 براي ساختمانهاي غير از موارد ذكر شده دردوبند 2 ـ 11 ـ 1 و2 ـ 11 ـ 2 با هر تعداد طبقه رعايت ضوابط ديوارهاي غير سازه اي ونماسازي حداقل مطابق بندهاي 7 و12 فصل سوم آيين نامه الزامي است.
2 ـ 12 كنترل سازه تحت بارزلزله سطح بهره برداري درساختمانهاي با اهميت زياد ويا بلندتر از 50 متر يا بيش از 15 طبقه، سازه بايد دربرابر اثر زلزله خفيف يا متوسطي كه درطول مدت 50 سال ، عمر مفيد سازه احتمال وقوع آنها بيشتر از 5/99درصد است قابليت استفاده خود را حفظ نمايد. زلزله فوق «زلزله سطح بهره برداري» ناميده مي شودوحركت زمين دراين زلزله مطابق بندهاي 2 ـ 5 ـ 1 ـ ب و2 ـ 5 ـ 1 پ، همراه با منظور نمودن عدد ؟ بجاي ؟ تعريف مي گردد.
نيروي برش پايه درزلزله سطح بهره برداري مطابق با رابطه (2 ـ 13) محاسبه مي گردد:
(2 ـ 13) ؟ كه درآن:
Vser: نيروي برشي زلزله سطح بهره برداري براي كل سازه درتراز پايه A،B،I،W مطابق تعاريف بند (2 ـ 4 ـ 1) مي باشند.
دراين زلزله تنش هاي ايجاد شده دراعضاء وتغيير مكان جانبي طبقات از حدودي كه درزير تعيين شده اند نبايد تجاوز كند:
الف ـ درسازه هاي فولادي تنش ايجادشده دراعضاء زير بر اثر بارهاي سطح بهره برداري، بدون ضريب بار، از حد جاري شدن تجاوز نكند. همچنين كنترل اتصالات اجزاي فولادي نيازي به منظور نمودن 25/1 برابر مقاومت اجزاي فولادي (بند 7 ـ 1 ـ پ درپيوست 2) نمي باشد.
ب ـ درسازه هاي بتن آرمه اثرهاي ناشي از تركيب بارهاي مختلف درشرايط بهره برداري، بدون ضريب بار، از مقاومت نهايي عضو تجاوز نكند.
پ ـ تغيير مكان نسبي طبقات ويا كل ساختمان به ترتيب از 005/0 ارتفاع طبقه ويا ارتفاع كل ساختمان تجاوز نكند.
تبصره 1: درهر طبقه تنش در10 درصد ستونها و15 درصد تيرهاي قابهاي خمشي مي تواند تا 25 درصد بيشتر از تنش حد جاري شدن افزايش يابد.
تبصره 2: درصورتيكه نوع ونحوه بكارگيري مصالح وسيستم اتصال قطعات غير سازه اي به گونه اي باشد كه اين قطعات بتوانند دربرابر تغيير مكانهاي جانبي بيشتر وبدون خسارات عمده برجا بمانند، تغيير مكان نسبي طبقه يا كل ساختمان به ترتيب تا 008/0 ارتفاع طبقه ويا ارتفاع كل ساختمان نيز مجاز است.
2ـ 13 تركيب نيروي زلزله با ساير نيروها ـ تنش هاي طراحي درصورتيكه محاسبه سازه به روش تنش هاي مجاز انجام شود ضوابط استاندارد شماره 519 ايران ملاك عمل است ودرصورتيكه محاسبه سازه ها به روش مقاومت نهائي ويا درحالات حدي انجام پذير تركيب نيروهاي زلزله باساير نيروها بايد با رعايت ضوابط آيين نامه بتن ايران براي سازه هاي بتن آرمه، ويابا رعايت آيين نامه مورد استفاده براي سازه هاي فولادي صورت گيرد. حدود مجاز تنش هاي تسليم وگسيختگي مصالح نيز با توجه به ضوابط آيين نامه صراحي مصالح مورد استفاده تعيين مي گردند.