کدکاو : فصل چهارم - ضوابط طراحی لرزه‌ای اجزای غیرسازه ای

1-4 کلیات

1-1-4 تعریف

اجزای غیرسازه ای در ساختمان‌ها به اجزایی اطلاق می‌شود که به سازه اصلی متکی‌اند ولی در تحمل بار جانبی زلزله به آن کمک نمی‌کنند. اجزای معماری مانند دیوارها، نماها و سقفهای کاذب و نیز تأسیسات مکانیکی و برقی همراه با نگهدارنده ها و ادوات اتصال آنها جزو این گروه محسوب می‌شوند.

2-1-4 محدوده کاربرد

ضوابط این فصل کلیه ساختمان‌های با اهمیت خیلی زیاد، زیاد و ساختمانهای با اهمیت متوسط با تعداد طبقات هشت و بیشتر، بجز موارد عنوان شده در زیر، را شامل می‌شود:

الف- اجزای غیر سازه‌ای با وزن بیشتر از ۲۵ درصد وزن مؤثر لرزه‌ای کل سازه (وزن اجزای غیرسازه ای و سازه نگهدارنده). این اجزاء در گروه سازه‌های غیرساختمانی قرار می‌گیرند و مشمول ضوابط فصل پنجم آیین نامه می‌گردند.

ب- اجزای مکانیکی و برقی با شرایط زیر:

– جزء در گروه اهمیت جزء 1.0= I_p موضوع بند (۴-۱-۳)، قرار داشته باشد

– اتصالات بين جزء و ملحقات آن انعطاف پذیر باشد.

– وزن جزء کمتر از ۱۰ کیلوگرم، و یا در مورد خطوط تأسیساتی، وزن آن کمتر از ۱۰ کیلوگرم بر متر باشد. اگر ارتفاع جزء در کف طبقه استقرار کمتر از 1.2 متر باشد وزن آن می‌تواند تا ۲۰۰ کیلوگرم افزایش داشته باشد.

تبصره: دیوارهای داخلی در ساختمان‌های با تعداد طبقات کمتر از هشت، مشمول ضوابط فصل هفتم آیین نامه می‌گردند.

3-1-4 ضریب اهمیت جزء

اجزای غیر سازه‌ای برحسب میزان آسیب رسانی ناشی از خرابی آنها به دو گروه تقسیم و در تعیین نیروی جانبی زلزله برای هر یک “ضريب اهميت جزء I_p” خاص در نظر گرفته می‌شود. این ضریب برای اجزاء زیر برابر با 1.4 و برای سایر اجزا برابر 1.0 می‌باشد:

الف – جزء در داخل و یا متکی به سازه با اهمیت خیلی زیاد بوده و حفظ آن برای خدمت رسانی بی وقفه سازه لازم باشد.

ب- محتوای جزء مواد خطرزا با امکان ایجاد مسمومیت زیاد و یا انفجار باشد.

پ- خدمت رسانی جزء برای تأمین عملکرد ایمنی جانی پس از زلزله لازم باشد، مانند سیستم اطفای حریق و پلکان فرار

2-4 نیروی زلزله

1-2-4 نیروی جانبی زلزله

نیروی جانبی مؤثر بر اجزای غیرسازه ای را می‌توان با استفاده از روش تحلیل استاتیکی معادل، طبق بند (۴-۲-۱-۱) و یا روش تحلیل طیفی طبق بند (۴-۲-۱-۲) محاسبه نمود. در محاسبه نیروی جانبی ضریب نامعینی ρ و ضریب اضافه مقاومت Ω₀ مربوط به سازه اصلی برابر با 1.0 منظور می‌شوند.

1-1-2-4 روش تحلیل استاتیکی معادل

در این روش نیروی جانبی زلزله طبق رابطه (۴-۱) محاسبه شده و بر مرکز جرم جزء اثر داده می‌شود. توزیع این نیرو بین بخش‌های مختلف جزء به نسبت جرم آنهاست.

(1-4)

$V_{pu}=\frac{0.4a_{p}A(1+S)W_{p}I_{p}}{R_{pu}}(1+2\frac{Z}{H})$

در این رابطه:

V_pu= نیروی جانبی زلزله در حد مقاومت. برای تعیین این نیرو در حد تنش‌های مجاز باید این مقدار به 1.4 تقسیم شود.A= شتاب پایه، طبق بند ۲-۲

1+S = ضریب شتاب طیفی طبق بند (۲-۳-۱)

a_p = ضریب بزرگنمایی جزء طبق جدول (4-1) یا (۴-۲)

I_p= ضريب اهميت جزء طبق بند (۴-۱-۳)

W_p = وزن جزء سازه‌ای همراه با محتویات آن در زمان بهره برداری

R_pu= ضریب رفتار جزء طبق جدول (4-1) یا (۴-۲).

Z= ارتفاع مرکز جرم جزء از تراز پایه. مقدار Z لازم نیست بیشتر از H در نظر گرفته شود.

H= ارتفاع متوسط بام ساختمان از تراز پایه

مقدار V_pu در هیچ حالت نباید کمتر از مقدار زیر در نظر گرفته شود.

(2-4)

$V_{pu}(min)=0.3A(1+S)I_{p}W_{p}$

همچنین مقدار V_pu لزومی ندارد بیشتر از مقدار زیر در نظر گرفته شود.

(3-4)

$V_{pu}(max)=1.6A(1+S)I_{p}W_{p}$

2-1-2-4 روش تحلیل طیفی

در این روش نیروی جانبی زلزله طبق رابطه (۴-۴) محاسبه شده و بین بخش‌های مختلف آن به نسبت وزن آنها توزیع می‌گردد.

(4-4)

$V_{pu}=\frac{a_{i}a_{p}W_{p}I_{p}}{R_{pu}}A_{j}$

در این رابطه :

a_i = شتاب در تراز “i ” حاصل از تحلیل طیفی سازه با فرض ضریب رفتار و ضریب اهمیت برابر با 1.0 برای سازه اصلی است. تراز i ترازی است که جزء غیرسازه ای در آن واقع است.

A_j = ضریب بزرگنمایی پیچشی، طبق بند (۳-۳-۷-۳)

در این روش حداقل و حداکثر مقدار V_pu مطابق بند (۴-۲-۱-۱) تعیین می‌شود.

2-2-4 مؤلفه قائم نیروی زلزله

مؤلفه قائم نیروی زلزله از رابطه (۴-۵) تعیین می‌شود. این مؤلفه باید همزمان با نیروی جانبی به جزء اثر داده شده و در ترکیب‌های بارگذاری‌های مختلف به کار برده شود.

(5-4)

$F_{pu}=0.2A(1+S)I_{p}W_{p}$

3-4 تغییر مکان جانبی

اجزای غیرسازه ای که در دو یا چند نقطه به سازه متکی هستند، باید قادر به پذیرش تغییر مکان‌های نسبی بین این نقاط باشند. تغییر مکان نسبی، D_p، بین دو نقطه A و B با استفاده از ضوابط زیر تعیین می‌شود:

الف – دونقطه بر روی یک سازه قرار دارند

(6-4)

$D_{p}=\delta _{xA}-\delta _{xB}$

در مواردی که از روش تحلیل طیفی برای تعیین اثر زلزله در سازه استفاده می‌شود، مقدار D_p باید برای هر مود محاسبه و نتایج به صورت آماری ترکیب گردند.

مقدار D_p لزومی ندارد بیشتر از مقدار زیر در نظر گرفته شود.

(7-4)

$D_{p}=\frac{(h_{x}-h_{y})\Delta _{aA}}{h_{sx}}$

ب- دو نقطه بر روی دو سازه قرار دارند:

(8-4)

$D_{p}=|\delta _{XA}|+|\delta _{XB}|$

مقدار D_p از این رابطه لازم نیست بیشتر از مقدار رابطه (۴-۹) در نظر گرفته شود:

(9-4)

$D_{p}=\frac{h_{x}\Delta _{aA}}{h_{sx}}+\frac{h_{y}\Delta _{aB}}{h_{sx}}$

که در آن:

D_p= تغییر مکان نسبی جانبی زلزله که جزء باید برای پذیرش آن طراحی شود.

δ_xA = تغییر مکان جانبی غیر خطی ساختمان در تراز x سازه A

δ_yA = تغییر مکان جانبی غیر خطی ساختمان در تراز Y سازه A

δ_xB = تغییر مکان جانبی غیر خطی ساختمان در تراز y سازه B

h_x = ارتفاع تراز x (مربوط به اتصال بالایی)

h_y = ارتفاع تراز y (مربوط به اتصال پایینی)

Δ_aA = تغير مكان جانبی نسبی مجاز طبقه برای سازه A

Δ_aB = تغییر مکان جانبی نسبی مجاز طبقه برای سازه B

h_sx = ارتفاع طبقه به کار رفته در تعریف تغییر مکان جانبی نسبی مجاز طبقه

۴-۴ مهار اجزای غیرسازه ای

1-4-4 اجزای غیر سازه‌ای و تکیه گاه‌های آنها باید به گونه‌ای به سازه مهار شوند که بتوانند نیروهای جزء غیرسازه ای را به سازه منتقل کنند و تغییر شکل‌های ایجاد شده در آنها را پذیرا باشند. مسیر انتقال بار در این اجزا باید دارای مقاومت و سختی کافی بوده و محل اتصال به سازه توانایی تحمل اثر موضعی بارها را داشته باشد. استفاده از اتصالات جوشی یا پیچی و نظایر آنها مجاز است ولی نباید از مقاومت اصطکاکی ناشی از بارهای ثقلی استفاده شود.

نیروهای ایجاد شده در تکیه گاهها و اتصالات آنها برابر با نیروهای خود اجزا هستند. تنها در مواردی که R_pu بزرگ‌تر از 6.0 می‌باشد باید مقدار آن به 6.0 کاهش داده شود.

2-4-4 مهار اتصالات اجزای غیر سازه‌ای در اعضای فولادی، بتن آرمه و مصالح بنایی باید طبق ضوابط آیین نامه‌های طراحی صورت گیرد و در مواردی که دستورالعمل مشخصی ارائه نشده با انجام دادن آزمایش‌های مناسبی از کافی بودن مقاومت مهارها و نیز ظرفیت تغییر شکل پذیری آنها اطمینان حاصل شود.

5-4 ضوابط خاص اجزای معماری

1-5-4 کلیات

کلیه اجزای معماری، نگهدارنده ها و اتصالات آنها باید ضوابط این بند را رعایت کنند، مگر اینکه با زنجیر یا وسیله دیگری به سازه آویزان بوده و شرایط زیر را دارا باشند:

الف – وسیله نگهدارنده جزء قادر به تحمل وزن 1.4W_p همزمان با بارجانبی برابر با همین مقدار در هر جهت باشد.

ب- امکان حرکت اتصال جزء در صفحه افقی به اندازه ۳۶۰ درجه باشد.

**جدول ۴-۱ ضرایب اجزای معماری**
جزء معماری	a_p	R_pu
۱- دیوار غیر سازه‌ای داخلی و تیغه – دیوار غیر مسلح مصالح بنایی – انواع دیگر دیوار و تیغه	1 1	1.5 1.5
۲- اجزای طرهای نظیر جان پناه، دیوار غیرسازه ای و دودکش که مهار نشده یا در محلی پایین‌تر از مرکز ثقل جزء مهار شده باشد.	2.5	2.5
٣- اجزای طره‌ای نظیر جان پناه، دودکش و دیوار غیرسازه ای که در محلی بالاتر از مرکز ثقل جزء مهار شده باشند.	1	2.5
۴- دیوار خارجی غیرسازه ای و اتصالات آن – دیوار و اتصال آن – بست های سیستم اتصال	1 1.25	2.5 1
۵- پوشش نما – اجزای با شکل پذیری متوسط و اتصالات آنها – اجزای با شکل پذیری کم و اتصالات آنها	1 1	2.5 1.5
۶- خرپشته (به استثنای حالتی که این بخش به صورت یکپارچه با سازه ساختمان ساخته شده باشد که در آن صورت باید همراه با سازه تحلیل و طراحی شود)	2.5	2.5
۷- پله فراری که جزئی از سازه اصلی ساختمان نباشد	1	2.5
۸- سقف کاذب	1	2.5
۹- قفسه و کابینت	1	2.5
۱۰- کف دسترسی	1	1.5
۱۱- تابلو و نشان	2.5	2.5
۱۲- سایر اجزای صلب (با انعطاف پذیری کم) – اجزای با شکل پذیری زیاد و اتصالات آنها – اجزای با شکل پذیری متوسط و اتصالات آنها – اجزای با شکل پذیری کم و اتصالات آنها	1 1 1	3.5 2.5 1.5
۱۳- سایر اجزای انعطاف پذیر – اجزای با شکل پذیری زیاد و اتصالات آنها – اجزای با شکل پذیری متوسط و اتصالات آنها – اجزای با شکل پذیری کم و اتصالات آنها	2.5 2.5 2.5	3.5 2.5 1.5

2-5-4 نیروها و تغییر مکان‌ها

کلیه اجزای معماری، نگهدارنده ها و اتصالات آنها باید برای نیروی عنوان شده در بند (4-2) طراحی شوند. طراحی برای تغییر مکان‌های بند (4-3) برای همه اجزا الزامی نیست، مگر آنکه احتمال خطر جانی در آنها وجود داشته باشد. اجزایی که در زیر قطعات سازه‌ای طره‌ای قرار دارند باید قادر به تحمل تغییر مکان‌های قائم ناشی از چرخش تکیه گاهشان باشند.

3-5-4 دیوارهای خارجی

دیوارهای خارجی باید علاوه بر نیروها قادر به پذیرش تغییر مکان‌های نسبی مطابق بند (4-3) همراه با تغییر شکل‌های ناشی از دمای محیط باشند. این دیوارها یا باید مستقیماً توسط اعضای سازه‌ای نگهداری شوند و یا به وسیله اتصالاتی با شرایط زیر به سازه متصل گردند:

الف – اتصالات قطعات نما به سازه و همچنین درز بین قطعات باید به گونه‌ای باشند که بتوانند تغییر مکان نسبی لرزه‌ای، D_p، طبق بند (۴-۳) یا ۱۵ میلیمتر، هر کدام که بزرگتر است، را پذیرا باشند.

ب- برای تأمین امکان حرکت جانبی نسبی بین دیوار و سازه باید از ادوات لغزشی مانند صفحات فولادی با سوراخ‌های لوبیایی و یا سوراخ‌های دایره‌ای با قطر بزرگ و یا صفحات فلزی خم شده که دارای مقاومت و شکل پذیری کافی هستند، استفاده نمود.

پ- کلیه وسایل نگهدارنده و اتصالات آنها باید برای نیروهای بند (4-2) طراحی شوند. توجه شود که این نیروها در مرکز جرم جزء غیرسازه ای وارد می‌شود.

ت- در مواردی که اتصال دیوار به سازه توسط تسمه‌هایی در داخل بتن یا مصالح بنایی تأمین می‌شود، باید اطمینان حاصل کرد که این تسمه‌ها داخل بتن یا مصالح بنایی به طور کامل مهار می‌گردند. در این موارد مخصوصاً باید به قلوه کن شدن بتن یا مصالح بنایی توجه داشت.

ث- نماهایی که با دیوارها به طور چسبان اجرا می‌شوند، باید به نحو مناسبی در داخل دیوارها مهار شوند. در این موارد استفاده از ملات به تنهایی کافی نیست.

۴-۵-۴ دیوارهای داخلی – تیغه‌ها

دیوارهای داخلی یا تیغه‌های با ارتفاع بیشتر از 1.8 متر باید به نحو مناسبی، مانند استفاده از وادارها و..، از نظر جانبی به سازه مهار شوند.

5-۵-4 سقف‌های کاذب

نیروهای جانبی ایجاد شده در سقف‌های کاذب باید به نحو مناسبی به سقف سازه‌ای منتقل شوند. در این سقف‌ها رعایت الزامات زیر ضروری است:

الف- در سقف‌های کاذب با مساحت کمتر از ۱۵ متر مربع، محاسبات مربوط به زلزله الزامی نیست .

ب- در سقف‌های کاذب با مساحت بیشتر از ۱۰۰ متر مربع، حرکت جانبی سقف با کمک مهاربندی مناسب به سقف سازه‌ای محدود شود.

پ- در سقف‌های کاذب با مساحت بیشتر از ۲۵۰ متر مربع، پیش بینی درزهای انقطاع لرزه‌ای و جداسازی سقف کاذب با اجرای دیوارهای داخلی تا زیر سقف سازه‌ای الزامی است، مگر آنکه با روش‌های تحلیلی بتوان نشان داد که سقف کاذب توان پذیرش جابجایی‌های لازم را دارد. در این موارد محدود کردن نسبت طول به عرض بخشهای مختلف سقف کاذب به 4.0 الزامی است.

6-۵-4 دیوارهای شیشه‌ای نماها

دیوارهای شیشه‌ای نماها باید به نحو مناسبی به سازه اصلی متصل شوند. در این دیوارها باید علاوه بر الزامات این فصل به لحاظ نیرو و تغییر مکان، جزئیات اجرایی توصیه شده توسط یک استاندارد معتبر و شناخته شده که در آن ملاحظات مربوط به زلزله مورد توجه بوده، رعایت شود. در این مورد می‌توان از نشریه “دستورالعمل مقاوم سازی اجزای غیر سازه‌ای ساختمان‌ها” به شماره ض- ۶۲۸ چاپ سال ۱۳۹۱ مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی نیز استفاده نمود.

6-4 ضوابط خاص اجزای مکانیکی و برقی

ضوابط خاص اجزای مکانیکی و برقی به یک دستورالعمل ویژه نیاز دارد که باید تهیه و تنظیم گردد. تا زمانی که این دستورالعمل تدوین نشده، این ضوابط را می‌توان، با استفاده از یک استاندارد معتبر شناخته شده تعیین نمود. در این ارتباط نشریه عنوان شده در بند (۴-۵-۶) می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.

**جدول ۴-۲ ضرایب لرزه‌ای برای تجهیزات مکانیکی و برقی**
نام تجهیزات	a_p	R_pu
الف – تجهیزات برقی و مکانیکی هواکش، واحدهای تهویه مطبوع، گرم کننده‌ها و جعبه‌های تقسیم هوا، سایر تجهیزات مکانیکی ساخته شده از ورق‌های فلزی	2.5	6
واحدهای تهویه مطبوع آبی، دیگ بخار، کوره، تانکر و مخزن فشار آتمسفری، چیلر، سیستم گرم کننده آب، مبدل حرارتی و تجهیزاتی که از مواد با قابلیت تغییر شکل زیاد ساخته شده‌اند	1	2.5
موتور، توربین، پمپ و کمپورسور و مخزن تحت فشار که فاقد پایه‌های پیرامونی بوده و مستقیماً توسط شاسی به کف متصل شود.	1	2.5
مخزن تحت فشاری که بر روی پایه‌های پیرامونی نصب شده باشد.	2.5	2.5
آسانسور و پله برقی	1	2.5
ژنراتور، باتری، موتور، مبدل و سایر تجهیزات برقی که از مواد با قابلیت تغییر شکل زیاد ساخته شده باشد.	1	2.5
تابلو برق، مراکز کنترل موتور، و سایر تجهیزات برقی که از ورق‌های فلزی ساخته شده باشد.	2.5	6
تجهیزات مخابراتی، رایانه و سیستم‌های کنترل و ابزار دقیق	1	2.5
دودکش، برج خنک کننده و دکل نصب شده بر روی بام که در ترازی پایین‌تر از مرکز ثقل به طور جانبی مهار شده باشد.	2.5	3
تجهیزات ذکر شده در ردیف فوق در حالتی که در ترازی بالاتر از مرکز ثقل خود به طور جانبی مهار شده باشد.	1	2.5
سایر تجهیزات مکانیکی و برقی	1	1.5
ب- سیستم و اجزای متکی بر انواع جداساز لرزه‌ای	2.5	2
ج- سیستم‌های توزیع سیستم لوله کشی از مواد با قابلیت تغییر شکل زیاد که دارای اتصالات جوشی و یا لحیم کاری باشد. سیستم لوله کشی که با استفاده از مواد دارای قابلیت تغییر شکل متوسط یا زیاد و با استفاده از اتصالات رزوه‌ای، چسبی، کوپلینگ فشاری یا شیاری یا نظایر آن ساخته شده باشد . سیستم لوله کشی که از مواد با قابلیت تغییر شکل کم نظیر چدن یا شیشه یا مواد پلاستیکی شکننده ساخته شده باشد. کانال‌هایی که با استفاده از مواد با قابلیت تغییر شکل زیاد و اتصالات جوشی یا لحیم کاری ساخته شده باشد . کانال‌هایی که با استفاده از مواد با قابلیت تغییر شکل زیاد یا متوسط و اتصالاتی غیر از جوشی یا لحیم ساخته شده باشد. کانال‌هایی که از مواد با قابلیت تغییر شکل کم نظیر چدن یا شیشه یا مواد پلاستیکی شکننده ساخته شده باشند . لوله کشی سیستم برقی، سینی کابل بأس داکت لوله کشی فاضلاب نقاله‌های خط تولید غير آدم رو	2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1 1 2.5	6 4.5 3 6 4 3 6 2.5 2.5 3

فصل چهارم – ضوابط طراحی لرزه‌ای اجزای غیرسازه ای

1-4 کلیات

1-1-4 تعریف

2-1-4 محدوده کاربرد

3-1-4 ضریب اهمیت جزء

2-4 نیروی زلزله

1-2-4 نیروی جانبی زلزله

1-1-2-4 روش تحلیل استاتیکی معادل

2-1-2-4 روش تحلیل طیفی

2-2-4 مؤلفه قائم نیروی زلزله

3-4 تغییر مکان جانبی

۴-۴ مهار اجزای غیرسازه ای

5-4 ضوابط خاص اجزای معماری

1-5-4 کلیات

2-5-4 نیروها و تغییر مکان‌ها

3-5-4 دیوارهای خارجی

۴-۵-۴ دیوارهای داخلی – تیغه‌ها

5-۵-4 سقف‌های کاذب

6-۵-4 دیوارهای شیشه‌ای نماها

6-4 ضوابط خاص اجزای مکانیکی و برقی

در حال توسعه

فصل چهارم – ضوابط طراحی لرزه‌ای اجزای غیرسازه ای

1-4 کلیات

1-1-4 تعریف

2-1-4 محدوده کاربرد

3-1-4 ضریب اهمیت جزء

2-4 نیروی زلزله

1-2-4 نیروی جانبی زلزله

1-1-2-4 روش تحلیل استاتیکی معادل

2-1-2-4 روش تحلیل طیفی

2-2-4 مؤلفه قائم نیروی زلزله

3-4 تغییر مکان جانبی

۴-۴ مهار اجزای غیرسازه ای

5-4 ضوابط خاص اجزای معماری

1-5-4 کلیات

2-5-4 نیروها و تغییر مکان‌ها

3-5-4 دیوارهای خارجی

۴-۵-۴ دیوارهای داخلی – تیغه‌ها

5-۵-4 سقف‌های کاذب

6-۵-4 دیوارهای شیشه‌ای نماها

6-4 ضوابط خاص اجزای مکانیکی و برقی

ابزارک‌های من

در حال توسعه

ورود | عضویت

صفحات اصلی کدکاو

صفحه اول

کتابخانه

کدکاو

ابزارک

همکاران

کتابخانه

جستجوی پیشرفته