نقد و بررسی :: 20 پاسخ به ابهامات آیین نامه 2800 در مورد ساختمانهای بتنی

[armin.eleman 5393]

این سوالات شاید برای خیلی از مهندسین و دانشجویان پیش آمده باشد و مرجع مطمئن و سریعی برای پاسخ آنها نیافته باشند امیدوارم جواب سوال شما در این پست موجود باشد ، در غیر اینصورت منتظر پستهای بعدی باشید تا سوال و جوابهای بیشتری برایتان بگذارم . سوال و جوابها متعلق به شرکتها و نهادها دولتی و غیر دولتی می باشند که به نظر من خیلی کاربردی هستند .

سئوال 1 – در بند 3-2-3 حداقل نسبت ضخامت به ارتفاع ديوارهاي سازه‌اي 10/1 و براي ديوارهاي غيرسازه‌اي مهارنشده 12/1 تعيين شده است . در صورتيكه اين بند از آئين‌نامه مبناي طراحي ديوارهاي سازه‌اي و غير سازه‌اي در ساختمانهاي بنائي غيرمسلح قرار گيرد ، عملاً كاربرد ديوارهاي 22 سانتيمتري را در اين ساختمانها با مشكل مواجه مي نمايد . با توجه به اينكه بيشتر واحدهاي مناطق روستايي با استفاده از ديوارهاي باربر و بر اساس ضوابط فصل سوم آئين نامه 2800 طراحي و احداث مي‌شوند ، افزايش ضخامت ديوارهاي سازه‌اي از 22 سانتيمتر به35 سانتيمتر دو اثر مهم در اجراي اين واحدها دارد :

1 ) افزايش مصالح مصرفي 2 ) كاهش زير بنا

آيا مي توان اين بند آئين‌نامه را براي دو مقدار 18/1 براي ديوارهاي سازه اي و 20/1 براي ديوارهاي غيرسازه‌اي مهار نشده تغيير داد ؟

جواب 1- بخش اول بند 3-2-3 در مورد ديوارهاي باربر بايد رعايت شود و براي ديوارهاي غيرباربر در صورتيكه مهاربندي شوند مي‌تواند از مقدار مندرج در بند فوق كمتر درنظرگرفته شود .

سئوال2 – با توجه به كاربرد وسيع ضوابط فصل سوم آئين‌نامه 2800 در طراحي و اجراي ساختمانهاي يك و دو طبقه، به ويژه ساختمانهاي روستايي و به لحاظ اينكه در اينگونه ساختمانها محدوديت عرض زمين كمتر از 6 متر مانع از تأمين حداقل ديوار نسبي سازه‌اي و طراحي معماري مناسب مي‌باشد ، آيا مي‌توان از تركيب سيستمهاي طراحي شده، با كلاف و ديوار باربر سيستمهاي سازه‌اي مندرج در فصل دوم آئين‌نامه استفاده كرد ؟

جواب 2- چنانچه ساختمان بر اساس توصيه‌هاي فصل سوم در نظر باشد بايد كليه ضوابط مندرج در فصل سوم به طور كامل رعايت گردد و اگر كلاف مورد نظر منطبق بر فصل سوم نباشد و به طور كامل تحليل و طراحي شده باشند ، كل طراحي منطبق بر فصل دوم خواهد بود .

سئوال 3 – در مورد سازه‌ها و ساختمانهايي كه بر اساس ضوابط آئين‌نامه 2800 و وضعيت خاص سازه نياز به انجام تحليل ديناميكي طيف ( Response Spectrum ) باشد ، در صورت استفاده از طيف طرح ويژه ساختگاه ( با رعايت شرايط و محدوديتهاي آئين نامه براي طيف مزبور ) لازم است كه مقدار برش پايه حاصل از اين تحليل با برش پايه منتجه از روش معادل استاتيكي مقايسه گردد . در اين حالت به دليل استفاده از نتايج مطالعات خاص ساختگاه آيا مقدار شتاب طرح ( معادل سطح زلزله طرح ) كه در روش طيفي استفاده شده است (مقدارA در رابطه Sa = ABI/R ) بايستي همان مقداري اختيار گردد كه در تعيين برش پايه روش معادل استاتيكي استفاده مي‌گردد . ( مقدار A در رابطه C = ABI/R ) ؟

جواب 3- ضرورت مقايسه برش پايه حاصل از تحليل طيفي با استفاده از طيف طرح ساختگاه و برش پايه حاصل از رابطه 2-1 بخش 2-4-1 آئين‌نامه قطعي است. در كاربرد رابطه 2-1 ، بايد از اعداد شتاب مبناي طرح مطابق جدول بند 2-4-2 ، و نقشه پيوست 1 آئين نامه استفاده شود .

سئوال 4 – با توجه به كاربرد وسيع سيستم كلاف بتني در طراحي و اجراي ساختمانهاي يك و دو طبقه به ويژه ساختمانهاي روستايي در فصل سوم آئين‌نامه طراحي ساختمانها در مقابل زلزله ( آئين‌نامه 2800 ) در خصوص عيار سيمان بتن مصرفي و حداقل مقاومت فشاري 28 روزه ( fc ) مورد نياز بتن چه الگويي ملاك عمل مي باشد :

جواب 4- در شرايط كنوني توصيه مي شود حداقل مقاومت فشاري از مقدار ذكر شده در بند 20-2-3-1 ويرايش دوم آئين نامه بتن ايران ( آبا ) كمتر در نظر گرفته نشود .

سئوال 5- با نظر به اينكه در كنترل تغيير مكان نسبي و تغيير مكان كلي به ضرائب بار اشاره نشده است . ضرايب بار مورد نظر آئين نامه براي كنترل اين موضوع چه ضرايبي مي باشد ؟

جواب 5- براي كنترل تغيير مكانهاي سازه ضرايب بار مساوي واحد هستند .

سئوال 6 – پيوست شماره 2 آئين‌نامه محدوديتهاي زيادي براي طراحي سازه‌هاي فولادي معمولي ايجاد نموده (خصوصاً بند5-1) لذا استفاده از اسكلتهاي فولادي را عملاً محدود نموده است و المانهاي ستون و بادبند فشاري بسيار سنگين طراحي مي شوند . با توجه به كاهش ضريب رفتارR براي اين نوع ساختمانها نسبت به ويرايش اول پيشنهاد مي‌گردد ضرايب اين پيوست تعديل گردد.

جواب 6- محدوديتهاي ذكر شده در پيوست 2 آئين نامه بر اساس بررسي عملكرد سازه هاي فولادي در زلزله هاي مخرب اخير تعيين گرديده است . در اين راستا ارسال تجربيات مشاور ( طراحي ها و مثالهاي عددي حل شده ) براي كميته دائمي بازنگري استاندارد 2800 مزيد امتنان است .

سئوال 7 – پيشنهاد مي گردد الگوريتمهايي جهت تعيين نيروهاي زلزله بر حسب انواع ساختمانها درچهارچوب ضوابط استاندارد 2800 تهيه و به پيوست آئين نامه دراختيار كاربران قرارگيرد.

جواب 7- با توجه به تنوع انواع فرمهاي سيستمهاي سازه‌اي تهيه راهنما به جاي الگوريتمهاي تعيين نيروهاي زلزله ارجحيت دارد كه در اين راستا تدوين راهنماي استاندارد 2800 دردست اقدام است .

سئوال 8 – سيستم سازه‌اي با مشخصات زير مورد نظر مي‌باشد:

تعداد طبقات: 4 طبقه

سيستم سازه‌ سقف: دالهاي دو طرفه به ضخامت 14 سانتيمتر

سيستم مقاوم در برابر زلزله: ديوارهاي بتن مسلحدر دوجهت متعامد

سيستم فونداسيون: فونداسيونهاي نواري در زير ديوارهاي بتن مسلح

که از نقطه نظر طبقه‌بندي سيستم‌هاي مختلف سازه‌اي به سيستم فوق اصطلاحاً ((panel structure اطلاق مي‌گردد.

توضيح‌اينکه در اين پروژه آرايش و انبوهي ديوارهاي باربر بتن مسلح در دو جهت متعامد به‌گونه‌اي است که اولاً حداقل آرماتورهاي آيين‌نامه‌اي در اکثر ديوارها جوابگوي طرح مي‌باشد ثانياً تنشهاي قائم فشاري ناشي از ترکيب بارهاي ثقلي و زلزله در تارهاي انتهايي ديوارها ناچيز (کمتر از 0.2 f'c ) مي‌باشد به‌گونه‌اي که در هيچ مورد نيازي به استفاده از المانهاي مرزي (Boundary element)يا ستون در دو انتهاي ديوار نمي‌باشد.علي‌الاصول در اعضاي فشاري از جمله ديوارهاي باربر بتن مسلح پايين بودن درصد آرماتورهاي قائم فشاري تا حدودي باعث افزايش ‌پذيري (ductility) مي‌گردد و در واقع اين امر منجر به افزايش ضريب رفتار سازه ® مي‌گردد کمااينکه در آيين‌نامه (UBC) اين ضريب را که در واقع يک مشخصه رفتاري و مستقل از ساير پارامترهاي تشکيل‌دهنده ضريب زلزله (ضريب برش پايه) زلزله مي‌باشد معادل R=6 در نظر مي‌گيرد.

با توجه به موارد ذکر شده و با توجه به اينکه از طرف ديگر در اين سيستم تعدد و انبوهي ديوارها در دو جهت متعامد باعث افزايش نامعيني (Redundancy ) سيستم و در نتيجه شكل پذيري ميگردد آيا مي توان در اين نوع سيستم سازه‌اي به جاي R = 5 كه در آئين‌نامه زلزله ايران براي ديوارهاي بتن مسلح معمولي در نظر گرفته شده ، ضريب رفتار معادل R=6 را در محاسبات مربوط به بارگذاري منظور كرد ؟

جواب 8- سيستم سازه اي مورد نظر، در ويرايش دوم آئين نامه 2800 به عنوان سيستم ديوار باربر با ديوارهاي برشي بتن آرمه معمولي شناخته شده و داراي ضريب رفتار R=5 مي باشد . توضيحات اين سوال در مورد تعدد ديوارها و پايين بودن تنشها و …. علي الاصول نمي تواند تغييري در ضريب رفتار ايجاد كند و همان R=5 بايد براي سيستم به كار رود عليهذا ديدگاههاي ياد شده در تدوين ويرايش بعدي مورد بررسي قرار خواهد گرفت .

سئوال 9 – در خصوص بند 3-9-1-1 ( موضوع كلاف بندي قائم ) كداميك از دو مورد زير صحيح مي باشد .

الف – عبارت مندرج در ذيل جدول 7 از بند 3-9-1-1 آئين نامه 2800 ايران اشاره دارد بر اينكه ( در اين حالت كلافهاي قائم بايد در داخل ديوارها و گوشه‌هاي اصلي ساختمان و ترجيحاً در نقاط تقاطع ديوارها طوري تعبيه گردند كه فاصله محور تا محور آنها از 5 متر تجاوز نكند ) بدون نياز به هيچگونه تفسيري ، تأكيد دارد كه فاصله كلافهاي قائم از 5 متر بيشتر نشود .

ب – و يا به عبارت مذكور بدين‌گونه بيان گردد كه ( … ترجيحاً در نقاط تقاطع ديوارها طوري تعبيه گردند كه فاصله محور تا محور آنها از 5 متر تجاوز نكند ) و اگر فاصله از مقدار 5 متر تجاوز نمود (براي مثال 5/5 متر شد) مشکلي به وجود نمي‌آورد؟

جواب 9-درخصوص بند 3-9-2-1 استاندارد 2800 قيد « ترجيحاً » در اين بند به « نقاط تقاطع ديوارها » مربوط است و به فاصله 5 متر اشاره ندارد .بنابراين حداكثر فاصله مجاز كلافها همان 5 متر است و نمي‌توان از آن تجاوز نمود

سئوال 10 – با توجه به بند 5-1 آئين‌نامه 2800 ( گروه بندي ساختمانها بر حسب اهميت ) اماكن ناجا شامل :

1-ستادهاي فرماندهي انتظامي استان ، شهرستان 2- حوزه ها 3- كلانتريها ، پاسگاهها 4- ادارات و مراكز راهنمايي و رانندگي 5- ادارات گذرنامه ، اماكن ، اطلاعات 6- ادارات نظام وظيفه 7- ادارات آگاهي ، انگشت‌نگاري و تشخيص هويت 8- مراكز پشتيباني و يگانهاي ويژه و مراكز درماني و مخابراتي 9- مراكز پليس ديپلمات و پليس بين الملل 10- پليس‌راهها جزو كدام گروه قرار دارند ؟

جواب 10- ساختمانهاي 1- ستاد فرماندهي انتظامي 2- حوزه ها 3- كلانتريها و پاسگاهها 4- ادارات و مراكز راهنمايي و رانندگي 5- ادارات آگاهي 6- مراكز پشتيباني و يگانهاي ويژه و مراكز درماني و مخابراتي 7- پليس راهها جزو ساختمانهاي ضروري محسوب مي شوند .

سئوال 11 – با توجه به اينکه در بند 2-9 از فصل دوم ويرايش دوم آئين‌نامه 2800 ، تركيبات ارائه شده جهت افزايش بار طراحي ستونها ، شامل بارهاي عادي و غيرعادي مي‌باشد، آيا اعمال افزايش تنش به ميزان 33% مطابق مبحث دهم مقررات ملي ساختمان ، جايز مي باشد ؟

جواب 11-بر طبق بند 2-9 آئين‌نامه ، اعضاي سازه‌اي موضوع اين بند بايد مقاومتي حداقل برابر با بارهاي بدست آمده از تركيبات ارائه شده ، داشته باشند ، همانطور كه در همين بند اشاره شده است منظور از مقاومت ، مقاومت نهائي مي باشد كه 7/1 برابر مقاومت مجاز اعضاء مي باشد لذا با توجه به افزايش 70% در مقاومت هايي كه بر اساس تنش مجاز عادي محاسبه شده اند ، اضافه تنش‌هاي مجاز ديگري به ميزان 33% جايز نمي‌باشد .

سئوال 12- با توجه به مفاد بند 3-6-1 فصل سوم استاندارد 2800 مبني بر لزوم تأمين ديوار نسبي هر طبقه بر مبناي" مساحت زير بناي طبقه" منظور از « مساحت زير بناي طبقه » در يك ساختمان يك طبقه كداميك از موارد زير مي باشد ؟

الف – مساحت سقف با احتساب كنسولهاي اطراف

ب – مساحت زير بناي طبقه محدود به مرزهاي خارجي ديوارهاي اطراف .

جواب 12-گرچه بند 3-6-1 استاندارد 2800 در خصوص « مساحت زير بناي طبقه » صراحت ندارد، ليكن توصيه مي شود در اجراي مفاد اين بند براي ساختمان يك طبقه ، مساحت زير بنا ، برابر مساحت سقف با احتساب كنسولهاي اطراف درنظر گرفته شود .

سئوال 13- مقدار ضريب رفتار R در ديوارهاي با مصالح بنائي غيرمسلح موضوع فصل سوم آئين‌نامه چقدر است ؟

جواب 13- طراحي ساختمانهاي با مصالح بنايي غيرمسلح ، موضوع فصل سوم آئين‌نامه ، بر مبناي رعايت ضوابط مندرج در اين فصل بوده و محاسبه نيروهاي ناشي از زلزله مطابق ضوابط فصل دوم ضروري نمي باشد .لذا ضريب رفتار R براي اين نوع ساختمانها در آئين‌نامه ارائه نشده است .

سئوال 14- آيا در يك پلان و در دو جهت مي‌توان از يك سيستم دوگانه مانند موارد زير استفاده كرد؟

الف)ديوارهاي باربر غيرمسلح در يك جهت و قاب خمشي در جهت ديگر

ب) ديوار باربر غير مسلح در يك جهت و بادبند هم‌محور در جهت ديگر

ج) قاب خمشي در يك جهت و بادبند هم‌محور در جهت ديگر

جواب 14- الف - در صورتيكه ساختماني مشمول ضوابط فصل سوم آئين‌نامه نباشد ،استفاده از سيستم ديوارهاي باربر غيرمسلح در هيچ حالتي مجاز نبوده و استفاده از سيستم‌هاي سازه‌اي موجود در جدول شماره (3) آئين‌نامه الزامي است .

ب - به پاسخ بند الف رجوع شود .

ج - بر طبق بند2-4-8-ب-2 آئين‌نامه 2800 براي ساختمانهاي 15 طبقه و كمتر يا كوتاه‌تر از 50 متر ، استفاده از قاب خمشي در يك جهت و قاب ساده داراي مهاربندهاي هم‌محور در جهت ديگر بلامانع است .

سئوال 15- آيا در يك پلان و در يك جهت مي توان از يك سيستم دوگانه مانند الف و ب و ج سئوال (14 ) استفاده كرد ؟

جواب 15- در هر جهت ساختمان ، استفاده از سيستم‌هاي دوگانه مطابق رديف ( ت ) جدول شماره 3 آئين‌نامه بلامانع است. سيستم‌هاي دوگانه ديگر از جمله موارد الف و ب نامه آن سازمان، در آئين‌نامه به رسميت شناخته نشده است

سئوال 16- با توجه به نوع تفكيك اراضي و محدوديتهاي معماري و ….. جهت تأمين مقاومت جانبي در عرض ساختمانهاي مشمول فصل سوم آئين نامه چه راهكارهايي پيشنهاد مي نمائيد؟

جواب 16- در ساختمانهاي مشمول فصل سوم آئين‌نامه، رعايت ضوابط اين فصل از قبيل حداقل ديوار نسبي و يا كلاف‌بندي قائم موجب تأمين مقاومت جانبي در عرض ساختمان مي‌گردد. در صورتيكه محدوديت‌هاي معماري امكان رعايت اين ضوابط را فراهم نياورد، لازم است ساختمان با رعايت ضوابط فصل دوم و با استفاده از سيستم‌هاي سازه‌اي به رسميت شناخته شده، نظير قاب خمشي طراحي گردد.

سئوال 17 –بند 2-4-13 آئين‌نامه 2800 تغييرمكان نسبي طبقات در اثر زلزله را به ميزان 0.03/R برابر ارتفاع طبقه محدود مي‌شود. اين تغييرمكان در سازه‌هاي بتني مربوط به مقاطع ترك‌خورده مي‌باشد يا مقاطع ترك‌نخورده ؟

توضيح اينكه آئين‌نامه بتن ايران ( آبا ) در بند 10-3-4-2 آناليز بر اساس مقاطع ترك‌نخورده را نيز مجاز مي‌داند .

جواب 17- برای کنترل ضوابط بند 2-4-13 آئين‌نامه 2800 در خصوص تغيير مکان نسبی طبقات در سازه‌های بتن آرمه استفاده از مشخصات مقاطع ترک نخورده جايز می‌باشد. (براساس آئين‌نامه‌های فعلی ايران)

سئوال 18 – در آناليز سازه‌هاي بتني در صورتيكه گزينه ∆ P - نيز فعال شود و سازه بصورت ترك‌خورده آناليز شود آيا لازم‌است تغييرمكانها نيز با ضريب 0.4R تشديد شوند يا خير؟

جواب 18- بر طبق مفاد بند 2-4-14 آئين‌نامه در مواردي كه تغييرمكان نسبي طبقات بيش از 0/02R باشد اثرات P -∆ بايد به روش مناسب در تحليل و طراحي سازه ها لحاظ شود . در اين حالت براي تخمين تغيير مكانهاي جانبي طبقات استفاده از ضريب 0/4R براي تشديد مقاديرحاصل از تحليل‌ها ضروري است .

سئوال 19 – در آناليز سازه‌هاي بتني در صورتيكه گزينه P - ∆ نيز فعال شود و سازه به صورت ترك‌خورده آناليز شود و تغييرمكانها با ضريب 0.4.R تشديد شوند .آيا ضرايب ترك خوردگي مربوط به حالت سرويس (0.5 براي تير و 1 براي ستون ) بايستي در ضريب 0.4.R تشديد شوند يا از ضريب ترك‌خوردگي مربوط به حالت نهايي ( 0.35 براي تير و 0.7 براي ستون ) استفاده شود ؟

جواب 19- با توجه به مفاد آئين‌نامه هاي موجود، استفاده ازضرايب ترك‌خوردگي مربوط به حالت نهايي توصيه مي شود .

سئوال 20 – در آئين‌نامه 2800 مقرر مي‌دارد كه در سازه‌هاي بتني مركب از قاب و ديوار برشي هر كدام از اين دو به تنهايي توان تحمل 25 % نيروي زلزله را داشته باشند، آيا منظور از تحمل 25% بار زلزله آناليز دو سازه مستقل ( ديوار مستقل و قاب بدون ديوار ) مي باشد يا فرض ديگري مدنظر بوده است ؟

جواب 20- بر طبق مفاد 1-7-4 آئين‌نامه چنانچه در‌نظر باشد يك سيستم سازه‌اي ، به عنوان يك سيستم دوگانه يا تركيبي تلقي شود ، لازم است هر يك از دو مجموعه قابهاي خمشي و ديوارهاي برشي بتوانند حداقل %25 برش پايه ساختمان را مستقلاً تحمل نمايند . شرط مذكور را مي توان با تحليل دو سيستم به صورت مستقل و اعمال نيروهاي مربوطه كنترل نمود .