بخش چهارم از ضابطه ۷۱۴ بارهای وارده بر اجزاء نما و معیارهای پذیرش( قسمت اول)

در این شماره به بررسی بارهای وارده بر اجزاء نما و معیارهای پذیرش بر اساس (ضابطه ۷۱۴) دستورالعمل اجرایی می پردازیم .

این ضابطه توسط سازمان برنامه به ارگانهای اجرایی از مورخه ۱۰/۱/۹۰ ابلاغ شده و لازم الاجرا می باشد.

توجه به این بخش را به خوانندگان عزیز توصیه نموده و پس از بررسی این قسمت در شماره های آتی نسبت به جمع بندی و نتایج مثبت و منفی این ضابطه خواهیم پرداخت.

۳-۱- مقدمه:

در این فصل انواع بارهای وارده بر نمای ساختمان شامل بار ثقلی، زلزله، باد و اثرات ضربه تعریف و ضوابط موجود در تعیین بار، نحوه ترکیب و معیارهای ارزیابی و پذیرش آن ارائه می شود.

۳-۱-۱- سطوح کاربردی ساختمان

سطوح عملکردی ساختمان و نمای ساختمان را می توان از روی سطح کاربری ساختمان تعیین کرد. سازه ها به لحاظ سطوح کاربری در ۴ سطح I و IV طبقه بندی می گردند. سطوح کاربری سطح I، ساختمان هایی را در بر می گیرد که خرابی آنها، خطر کمی برای جان انسان ها ایجاد می کند. بالاترین سطح کاربری، یا سطح IV، ساختمان هایی را در بر می گیرد که ضروری و حیاتی هستند .
جدول ۳-۱

۳-۲- بار ثقلی

بارهای ثقلی وارد بر نما شامل وزن قطعه نما، اتصالات آن یا مواد چسباننده نما به سازه است که بر اساس مبحث ششم مقررات ملی باد محاسبه شوند. این بار بسته به نوع سیستم نما و نحوه اتصال نما به سازه اصلی منتقل می شود.

در نماهای پرده ای این بار توسط قاب نگهدارنده نما به تیرها و ستون های سازه منتقل می شود.درحالی که در دیوارهای نما(veneer) یا میان قابی، بار ثقلی از طریق ماده چسباننده (درنماهای چسبانده شده) یا اتصالات مکانیکی (در نماهای مهارشده) به دیوار پشتیبان نما منتقل شده و از طریق دیوار پشتیبان به سازه منتقل می شود.بسته به نوع سیستم نما و مسیر انتقال بار ثقلی، اجزای تحمل کننده و انتقال دهنده بار ثقلی باید برای تحمل مجموع بارهای ثقلی و شتاب قائم زلزله طراحی شوند.

۳-۳- بارها و اثرات ناشی از زلزله

اجزاء نما علاوه بر اینکه باید برای نیروهای اینرسی ناشی از شتاب وارده بر خود قطعه، پایدار بمانند، در حین حال، حساس به جابجایی های نسبی نیز می باشند. این اجزاء باید علاوه بر نیروهای طراحی لرزه ای برای تغییر شکل ناشی از جابجایی نسبی جانبی طبقات در زلزله نیز کنترل شوند.

نیاز به ارزیابی لرزه ای انواع مختلف نما بسته به جنس آن و میزان وزن آن در واحد سطح در جدول ۱-۲  ارایه شده است .لازم به ذکر است ترازهای لرزه خیزی کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد مورد استفاده در جدول ۱-۲ مطابق تقسیم بندی استاندارد ۲۸۰۰ ایران می باشد. در صورتیکه نما نیاز به ارزیابی لرزه ای داشته باشد باید خود و اتصالاتش برای نیروهای محاسبه شده و جابجایی نسبی محاسبه شده کنترل شود.

جدول ۳-۲

۳-۳-۱- محاسبه نیروها و تغییر شکل های وارده به اجزاء نما

۳-۳-۱-۱- نیروهای وارد به اجزاء نما

۳-۳-۱-۱-۱- نیروهای افقی طراحی در زلزله

نیروهای  افقی زلزله وارده به جزء نما مطابق رابطه زیر محاسبه می شود.

نیروهای افقی زلزله وارد بر جزء نما لازم نیست بزرگتر از مقدار زیر در اختیار گردد:

همین طور نیروی افقی زلزله وارد بر جزء نما نباید کمتر از مقدار زیر شود:

که در این روابط:

: نیروی لرزه ای افقی طراحی وارده بر جزء نما که در مرکز ثقل آن وارد می شود و یا به صورت گسترده متناسب با توزیع جرم اعمال می شود.

: ضریب عملکرد بر اساس ضوابط بند ۱-۱ می باشد.

A: شتاب مبنای طرح ( استاندارد ۲۸۰۰)

: ضریب بازتاب برای پریودهای کوتاه ( در محدوده ۲/۰ ثانیه) که با توجه به نوع خاک سایت طبق استاندارد ۲۸۰۰ ایران تعیین می شود.

: ضریب تشدید اجزاء این ضریب معیاری است برای سنجش مقدار نزدیک بودن پریود طبیعی ساختمان و جزء نما. هرچه پریود طبیعی ساختمان و جزء نما به هم نزدیک تر باشند،   بزرگتر خواهد بود. بر عکس، هر اندازه پریود طبیعی نما و سازه از هم فاصله داشته باشند.  کوچکتر خواهد بود. مقادیر این ضریب برای انواع مختلف نما در جدول (۳-۳ ) ارائه شده است .

: وزن بهره برداری عضو نما است که برای کنترل نما و اتصالات آن برابر وزن خود نما و برای کنترل اتصالات دیوار پشتیبان به سازه برابر با مجموع وزن نما و دیوار نکهدارنده و اتصالات می باشد.

: ضریب اصلاح پاسخ ( ضریب رفتار) که بین ۵/۱ تا ۵/۲ بوده و بر اساس نوع نما متغیر است. این ضریب معیاری برای سنجش میزان شکل پذیری و شکنندگی نما و متعلقات آن است . مقادیر  برای نماهای مختلف درجدول پیوست ارائه شده است .

X: ارتفاع نصب اتصالات نما در ساختمان نسبت به تراز پایه ساختمان.

h : ارتفاع بام ساختمان که از تراز پایه ساختمان اندازه گیری می شود.

ضریب   نمایانگر این است که پاسخ کف و طبقه ای که جزء نما در آن قرار دارد با افزایش ارتفاع از سطح تراز پایه تشدید شده و افزایش می یابد.

نیروی افقی زلزله باید به صورت مستقل به اجزاء نما، اعمال شود. این نیرو باید همراه با بارهای مرده و سرویس مورد انتظار به جزء نما اعمال شده و به صورتی باشد که بیشترین تنش را در تکیه گاه ها و مهارهای آنها ایجاد کندبه جای محاسبه نیرو از رابطه ۱  می توان شتاب را در هر تراز با روش تحلیل طیفی مذکور در استاندارد ۲۸۰۰ بدست آورد . نیروهای زلزله در این حالت از رابطه زیر بدست می آید .