10-2-10 الزامات حالت‌های حدی بهره برداری

پیش خیز معمولاً در تیرها و خرپاهای افقی با دهانه بزرگ به منظور دستیابی به یک تراز مسطح نسبی، تحت اثر بارهای دائمی در نظر گرفته می‌شود. چنانچه برای حفظ شرایط ظاهری و موقعیت هندسی بعضی از اعضای خمشی ضمن رعایت محدودیتهای مربوط به تغییر شکل‌های قائم و جانبی، پیش خیز معینی لازم باشد، تا اعضا پس از بارگذاری به شکل مقرری در آیند، باید اندازه، جهت و موقعیت پیش خیز در مدارک فنی و در نقشه‌های اجرائی به روشنی مشخص شود.

طراح باید براساس مشخصات فنی عمومی از روش‌های اجرای پیش خیز و محدودیت‌های آن آگاهی داشته یا در نقشه‌های اجرائی و مشخصات فنی خصوصی، روش مناسب اجرای آن را مشخص نماید.

در تیرهایی که کفها و سقف‌های ساختمانی را تحمل می‌کنند، باید تغییر شکل‌های قائم کنترل شوند. تغییر شکل‌های قائم اعضای سازه‌ای تحت اثر ترکیبات مختلف بارگذاری نظیر حالت‌های حدی بهره برداری، باید به اندازه‌ای باشند که قابلیت بهره برداری مناسب سازه حفظ شود. این تغییر شکل‌ها عموماً از دو عامل زیر ناشی می‌شوند:

کلیه تیرهای فولادی و تیرهای مختلطی که در آن‌ها هنگام بتن ریزی دال از پایه‌های موقت استفاده شده باشد، باید طوری محاسبه و طراحی شوند که تغییر شکل حداکثر ناشی از مجموع بار مرده و زنده از $\frac{1}{240}$ طول دهانه و تغییر شکل حداکثر ناشی از بار زنده به تنهایی از $\frac{1}{360}$ طول دهانه بیشتر نشود. طراح باید همواره حفظ انسجام اجزای غیر سازه‌ای را مدنظر داشته باشد.

در تیرهای مختلط که در هنگام بتن ریزی دال از پایه‌های موقت استفاده نشده باشد، کنترل تغییر شکل‌های قائم این نوع تیرها باید شامل مراحل زیر باشد:

۱- تغییرشکل قائم ناشی از وزن تیر فولادی، دال بتنی و بارهای حین ساخت، براساس مقطع فولادی تنها محاسبه می‌شود.

۲- تغییرشکل قائم ناشی از بارهای مرده‌ای که بعد از گرفتن دال بتنی وارد می‌شوند، نظیر وزن کف سازی تیغه‌ها و موارد مشابه بر اساس مقطع مختلط محاسبه می‌شود.

۳- تغییرشکل قائم ناشی از بارهای زنده براساس مقطع مختلط محاسبه می‌شود.

۴- تغییر شکل محاسبه شده در مرحله ۱ نباید از $\frac{1}{360}$ طول دهانه بیشتر باشد.

۵- مجموع تغییر شکل‌های محاسبه شده در مراحل ۱، ۲ و ۳ نباید از $\frac{1}{240}$ طول دهانه بیشتر باشد.

۶- تغییر شکل محاسبه شده در مرحله ۳ نباید از $\frac{1}{360}$ طول دهانه بیشتر باشد.

تبصره ۱: در محاسبه و کنترل تغییرشکل قائم، در صورت لزوم تغییر شکل‌های اضافی ناشی از خزش و جمع شدگی بتن نیز باید در نظر گرفته شود.

تبصره ۲: در تیرهای طره‌ای، مقدار حداکثر تغییر شکل‌های قائم مجاز برحسب طول دهانه، می‌تواند به دو برابر افزایش داده شود.

تغییر مکان‌های جانبی در حالت‌های حدی بهره برداری باید تحت اثر ترکیبات بارگذاری نظیر حالت‌های حدی بهره برداری که در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان مشخص شده است، محاسبه شوند.

در مورد اعضای فولادی و مختلط نگه دارنده نماهای در معرض نیروی باد، تغییر مکان‌های جانبی باید به نحوی محدود شوند که از ترک خوردگی نازک کاری‌ها با شکست شیشه‌ها (بسته به جزئیات به کار رفته در ساخت آنها)، جلوگیری به عمل آید. در هر حال تغییر مکان‌های جانبی اعضای فولادی و مختلط نگه دارنده نما تحت اثر نیروی باد نباید از $\frac{1}{300}$ طول دهانه (حدفاصل بین تکیه گاه‌های نما) بیشتر باشد.

همچنین رعایت سایر محدودیتهای قید شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان برای کنترل تغییر مکان‌های جانبی کلی و نسبی طبقات در برابر بارهای باد و زلزله الزامی است.

کف‌ها و تیرهایی که سطوح خالی از تیغه بندی‌های ممتد تا سقف (یا خالی از عناصر دیگری که خاصیت میرا کنندگی ارتعاش را دارند) را تحمل می‌کنند، باید با توجه خاص به لرزش و ارتعاش حاصل از بارهای جنبشی (نظیر بارهای ناشی از حرکت افراد، کارکرد ماشین آلات، حرکت و توقف آسانسورها و نظایر آنها) طراحی شوند. بدین منظور فرکانس نوسانی کفها (تیرچه‌ها، دال‌ها و تیرها) باید به اندازه‌ای باشد که حداقل حساسیت افراد در برابر ارتعاش قائم را ارضا نماید.

حداقل فرکانس نوسانی (دوره‌ای) کف‌ها برای کاربری‌های مختلف نباید از مقادیر مشخص شده در جدول ۱۰-۲-۱۰-۱ کمتر باشد.

برای محاسبه فرکانس نوسانی ( f )، می‌توان از رابطه (۱۰-۲-۱۰-۱) استفاده نمود:

$f=0.18\sqrt{\frac{g}{\Delta _{is}}}$

تبصره ۱: در صورتی که به مطالعات جامع‌تر برای ارتعاش کفها نیاز باشد، می‌توان از مدل سازی دینامیکی یا مراجع معتبر دیگر به جای رابطه ۱۰-۲-۱۰-۱ و جدول ۱۰-۲-۱۰-۱ استفاده نمود.

تبصره ۲: در محاسبات دقیق‌تر، شتاب لرزش کف را می‌توان به روش‌های دینامیکی تعیین و آن را با شتابهای معیار آسایش انسان بر مبنای کاربری کف که در استاندارد ISO 10137 معرفی شده‌اند، مقایسه نمود.

به منظور آسایش ساکنین، آثار ناشی از حرکت باد باید به نحو مؤثری در محاسبه و طراحی سازه‌های بلند و پوشش‌های شما موردتوجه قرار گیرد. برای این منظور رعایت ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان الزامی است.

برای تأمین شرایط بهره برداری مناسب، در محاسبه و طراحی سازه باید آثار تغییرات دما به نحو مناسبی موردتوجه قرار گیرد. خرابی پوشش‌های نمای ساختمان می‌تواند عامل نفوذ آب شده و منجر به زنگ زدگی شود. در محاسبات تغییر شکل‌های دمایی، ضریب انبساط و انقباض حرارتی فولاد برابر $12\times 10^{-6}$ به ازای هر درجه سلسیوس در نظر گرفته می‌شود. خزش و جمع شدگی در اجزای بتنی و تسلیم موضعی در اجزای فولادی، در عناصر سازه‌ای می‌تواند آثاری مشابه وقوع ترک خوردگی و باز شدن درزها داشته باشد. با جانمایی مناسب درزهای حرکتی و طراحی مناسب برای هر درز، می‌توان شرایط مناسب بهره برداری را فراهم کرد.

در مواردی که لغزش اتصالات پیچی باعث تغییر شکل‌هایی می‌شود که شرایط بهره برداری مناسب را به مخاطره می‌اندازد، طراحی اتصال باید به صورت لغزش بحرانی مطابق الزامات بند ۱۰-۲-۹-۳-۵ صورت گیرد.

خوردگی به عنوان یک حالت حدی بهره برداری به شمار می‌آید و می‌تواند موجب ایجاد لکه‌های زنگاب و ترک خوردن نازک کاری‌ها در اثر افزایش حجم فولاد زنگ زده شود.

در طراحی باید به جلوگیری از خوردگی و عوامل مسبب آن خصوصاً رطوبت و تروخشک شدن متوالی توجه ویژه معطوف گردد. جزئیات اعضا و اتصالات باید به نحوی طراحی شوند که امکان جمع شدن آب در تماس با سازه فولادی وجود نداشته باشد. در محل‌های مستعد جمع شدن آب، تعبیه شیبهای مناسب و سوراخ‌های تخلیه آب ضروری است. همچنین اجرای پوشش‌های مقاوم در برابر خوردگی در محل‌های مستعد خوردگی مطابق الزامات فصل ۱۰-۴ الزامی است.