1-11-6 کلیات

ساختمان‌ها و سایر سازه‌های موضوع این مقررات باید در برابر اثرات زلزله طراحی شوند. برای این منظور ضوابط زیر و سایر ضوابط مندرج در آخرین ویرایش استاندارد 2800 ایران ”آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله“ باید رعایت گردد.

2-11-6 ضوابط کلی

1-2-11-6 کلیه عناصر باربر ساختمان باید به نحو مناسبی به هم پیوسته باشند تا در زمان زلزله، عناصر مختلف از یکدیگر جدا نشده و ساختمان به طور یکپارچه عمل کند. در این مورد کف‌ها باید به عناصر قائم باربر، قاب‌ها با دیوارها، به نحو مناسبی متصل باشند، به طوری که بتوانند به صورت یک دیافراگم عمل نموده و نیروهای ناشی از زلزله را به عناصر باربر جانبی منتقل کنند.

2-2-11-6 ساختمان باید حداقل در دو امتداد افقی عمود بر هم و نیز امتداد قائم قادر به تحمل نیروهای افقی و قائم ناشی از زلزله باشد و در هریک از این امتدادها نیز باید انتقال نیروها به شالوده به طور مناسب صورت گیرد.

3-2-11-6 ساختمان‌ها و اجزای آنها باید به نحوی طراحی گردند که سختی، شکل‌پذیری و مقاومت مناسب در آن‌ها تأمین شده باشد. برای تأمین این منظور رعایت ضوابط شکل‌پذیری طراحی برای زلزله، مندرج در سایر مباحث مقررات ملی ساختمان و استاندارد 2800، مطابق نیاز سیستم سازه در اعضاء الزامی است.

4-2-11-6 محاسبه ساختمان‌ها در برابر نیروهای زلزله و باد باید به تفکیک و به طور جداگانه انجام شود.

3-11-6 ملاحظات معماری و پیکربندی سازه‌ای

1-3-11-6 برای حذف و یا کاهش خسارات و خرابی‌های ناشی از ضربه ساختمان‌های مجاور به یکدیگر، ساختمان‌ها باید با پیش بینی درز انقطاع از یکدیگر جدا شده یا با فاصله‌ای حداقل از مرز مشترک با زمین‌های مجاور ساخته شوند. ضوابط درز انقطاع در استاندارد 2800 ارائه شده است.

فاصله درز انقطاع را صرفاً می‌توان با مصالح کم مقاومت که در هنگام وقوع زلزله بر اساس برخورد دو ساختمان به آسانی خرد می‌شوند، به نحو مناسبی پر نمود.

2-3-11-6 برای تأمین رفتار مناسب ساختمان در برابر زلزله، توصیه می‌شود ملاحظات زیر در معماری ساختمان رعایت گردد:

1-2-3-11-6 پلان ساختمان به شکل ساده و متقارن در دو امتداد عمود بر هم و بدون پیش‌آمدگی و پس رفتگی زیاد باشد و از ایجاد تغییرات نامتقارن پلان در ارتفاع ساختمان نیز احتراز شود.

2-2-3-11-6 از احداث طره‌های بزرگتر از 1/5 متر احتراز شود.

3-2-3-11-6 از ایجاد بازشوهای بزرگ و مجاور یکدیگر در دیافراگم‌های کف‌ها خودداری شود.

4-2-3-11-6 از قرار دادن اجزای ساختمانی، تاسیسات و یا کالاهای سنگین بر روی طره‌ها و عناصر لاغر و دهانه‌های بزرگ پرهیز گردد.

5-2-3-11-6  با به کارگیری مصالح غیرسازه‌ای سبک برای مواردی از قبیل کف سازی، سقف کاذب، دیوار تقسیم کننده، نما و … وزن ساختمان به حداقل رسانده شود.

6-2-3-11-6 از ایجاد اختلاف سطح در کف‌ها خودداری شود.

7-2-3-11-6 از کاهش و افزایش مساحت زیر بنای طبقات در ارتفاع، به طوری که تغییرات قابل ملاحظه‌ای ایجاد شود، پرهیز گردد.

3-3-11-6 برای تأمین رفتار مناسب ساختمان در برابر زلزله، توصیه می‌شود ملاحظات زیر در پیکربندی سازه ساختمان رعایت گردد:

1-3-3-11-6 عناصری که بارهای قائم را تحمل می‌نمایند، در طبقات بر روی هم قرار داده شوند تا انتقال بار این عناصر به یکدیگر به واسطه عناصر افقی صورت نگیرد.

2-3-3-11-6 عناصری که نیروهای ناشی از زلزله را تحمل می‌کنند به صورتی در نظر گرفته شوند، که انتقال نیروها به سمت شالوده به طور مستقیم انجام شود و عناصری که با هم کار می‌کنند در یک صفحه قائم قرار داشته باشند.

3-3-3-11-6 عناصر مقاوم در برابر نیروهای افقی ناشی از زلزله به صورتی در نظر گرفته شوند که پیچش ناشی از این نیروها در طبقات به حداقل برسد. برای این منظور مناسب است فاصله مرکز جرم و مرکز سختی در طبقه در هر امتداد، کمتر از 5 درصد بُعد ساختمان در آن امتداد گردد.

4-3-3-11-6 در ساختمان‌هایی که در آنها از سیستم قاب خمشی برای تحمل نیروهای ناشی از زلزله استفاده می‌شود، طراحی به نحوی صورت گیرد که ستون‌ها دیرتر از تیرها دچار خرابی شوند.

5-3-3-11-6 اجزای غیرسازه‌ای، مانند دیوارهای داخلی و نماها طوری طراحی و اجرا شوند که مزاحمتی برای حرکت اعضای سازه‌ای در زمان وقوع زلزله ایجاد نکنند. در غیر این صورت، اثر اندر کنش این اجزا با سیستم سازه باید در تحلیل سازه در نظر گرفته شود.

6-3-3-11-6 از ایجاد ستون‌های کوتاه، به خصوص در نورگیرهای زیر زمین‌ها خودداری شود.

4-11-6 الزامات ژئوتکنیکی

برای طراحی سازه و پی آن در برابر زلزله شناخت کافی از شرایط زیر سطحی و خصوصیات لایه‌های زمین ضروری است. این شناخت باید از طریق روش‌های مندرج در استاندارد 2800 حاصل شود. همچنین ناپایداری‌های ناشی از زلزله شامل روانگرایی، گسترش جانبی، زمین لغزش، فرونشست و گسلش ممکن است رفتار لرزه‌ای ساختمان را به مخاطره بیاندازد. برای مقابله با این مخاطرات ضوابط مقرر در آن استاندارد و مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان باید رعایت گردد.

1-4-11-6 ملاحظات طراحی و ساخت ساختمان در پهنه‌های گسلی

1-1-4-11-6 جابجایی ناشی از گسلش در سطح زمین می‌تواند موجب آسیب به سازه‌ها گردد. در پهنه‌های گسلی به ویژه گسل‌های اصلی، اجتناب از ساخت ساختمان به ویژه ساختمان‌های با گروه خطرپذیری یک اکیداً توصیه می‌شود.

2-1-4-11-6 اکیداً توصیه می‌شود پی مورد استفاده از نوع گسترده (بدون استفاده از شمع) با ضخامت کافی (صلب) بوده و در یک تراز اجرا شود.

3-1-4-11-6 اتصالات شریان‌های حیاتی شهری به ویژه برق و گاز به ساختمان باید در مقابل نیروها و تغییرمکان‌های ناشی از گسلش طراحی شوند.

4-1-4-11-6 جدا کردن وجوه جانبی ساختمان از خاک اطراف در بخش‌های واقع در زیر زمین در کلیه پهنه‌های گسلی توصیه می‌شود، منوط به آنکه مشکلی برای پایداری کلی ساختمان به وجود نیاورد.

5-1-4-11-6 طراحی، اجرا و نظارت و کنترل‌های مربوطه برای ساختمان‌های واقع در پهنه‌های گسلی باید با دقت مضاعف انجام شود. از جمله اقدامات ضروری در این ساختمان‌ها عبارت است از:

– کنترل مضاعف نقشه‌ها و محاسبات،

– تهیه مشخصات فنی و خصوصی و دستورالعمل‌های اجرایی به منظور اجرای دقیق آنها،

5-11-6 طبقه‌بندی نوع زمین

زمین ساختگاه احداث ساختمان از نظر جنس و ویژگی‌های ژئوتکنیکی به 4 نوع تقسیم می‌شوند. تعاریف انواع زمین و چگونگی تعیین آن در استاندارد 2800 ارائه شده است.

6-11-6 لرزه خیزی مناطق

با توجه به سوابق لرزه‌خیزی مناطق مختلف کشور، این مناطق به 4 پهنه با خطر نسبی خیلی زیاد، زیاد، متوسط و کم تقسیم می‌شوند. این مناطق در جدول و نقشه موجود در استاندارد 2800 مشخص شده‌اند.

7-11-6 حرکت زمین

ویژگی‌های حرکت زمین که در تحلیل و طراحی سازه در برابر زلزله مورد استفاده قرار می‌گیرد از طریق طیف طرح یا تاریخچه زمانی شتاب توصیف می‌شود. تاریخچه زمانی شتاب مورد استفاده در طراحی باید بر اساس ضوابط استاندارد 2800 انتخاب و مقیاس شده باشد. طیف طرح ممکن است طیف طرح استاندارد 2800 یا طیف ویژه ساختگاه احداث ساختمان باشد. در مواردی که طیف ویژه ساختگاه برای طراحی مورد استفاده قرار می‌گیرد این طیف باید بر اساس ضوابط آن استاندارد تهیه شده باشد. ضمناً بر اساس آن ضوابط برای پاره‌ای از ساختگاه‌ها و ساختمان‌ها تهیه طیف ویژه ساختگاه الزامی است.

8-11-6 گروه‌بندی ساختمان بر حسب اهمیت

گروه‌بندی ساختمان بر حسب اهمیت در استاندارد 2800 مطابق گروه‌بندی خطرپذیری فصل یک این مبحث می‌باشد. ضریب اهمیت بار زلزله I_e در این مبحث، همان ضریب اهمیت I در استاندارد 2800 می‌باشد.

9-11-6 گروه‌بندی ساختمان بر حسب نظم سازه‌ای

ساختمان‌هایی که به لحاظ سازه‌ای منظم نباشند رفتار لرزه‌ای نامناسب‌تری دارند و لازم است در طراحی آنها تمهیدات ویژه‌ای رعایت شود. نامنظمی سازه ممکن است در پلان و یا در ارتفاع سازه حادث شود. موارد بروز این نامنظمی‌ها در ساختمان و تمهیدانی که در این موارد باید رعایت شود در استاندارد 2800 ارائه شده است.

1-9-11-6 محدودیت در احداث ساختمان‌های نامنظم

احداث ساختمان‌های دارای برخی از انواع نامنظمی در برخی از مناطق لرزه خیز یا برخی از انواع زمین مجاز نمی‌باشد. این موارد در استاندارد 2800 بیان شده و رعایت آنها الزامی است.

10-11-6 گروه‌بندی ساختمان برحسب سیستم سازه‌ای

1-10-11-6 ساختمان‌ها بر حسب سیستم سازه‌ای در یکی از گروه‌های زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

• سیستم دیوارهای باربر
• سیستم قاب ساختمانی
• سیستم قاب خمشی
• سیستم دوگانه یا ترکیبی
• سیستم ستون کنسولی

در هریک از این سیستم‌های سازه‌ای، استفاده از سیستم‌های خاصی برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی مجاز است. تعاریف و انواع این سیستم‌ها برای طراحی ساختمان‌های موضوع این مقررات و حداکثر ارتفاع مجاز آنها در استاندارد 2800 ارائه شده است.

2-10-11-6 سایر سیستم‌های سازه‌ای

استفاده از سیستم سازه‌ای غیر از آنچه در جداول استاندارد 2800 آمده، در صورتی مجاز است که ویژگی‌ها و ضوابط طراحی آن در برابر زلزله در یکی از مباحث مقررات ملی ساختمان ارائه شده باشد با این ویژگی‌ها در یکی از آیین‌نامه‌های معتبر جهانی ارائه شده و استفاده از آن به تأیید کمیته اجرایی استاندارد 2800 رسیده باشد.

11-11-6 زلزله‌های مبنای طراحی

کلیه ساختمان‌ها و اجزای آنها باید برای زلزله طرح طراحی و ساخته شوند. زلزله طرح، زلزله‌ای است که احتمال فراگذشت از آن در دوره 50 سال ده درصد باشد. دوره بازگشت این زلزله 475 سال است. مشخصات این زلزله برای مناطق مختلف کشور بر اساس استاندارد 2800 تعیین می‌شود.

علاوه بر زلزله طرح با توجه به بند 6-11-14، لازم است سازه برخی ساختمان‌ها برای زلزله سطح بهره‌برداری نیز کنترل شود. زلزله سطح بهره‌برداری زلزله‌ای است که احتمال فراگذشت از آن در 50 سال 99.5 درصد باشد. دوره بازگشت این زلزله حدود 10 سال است. در صورت نیاز به تغییر مشخصات سازه برای اقناع ضوابط زلزله بهره‌برداری، لازم است ضوابط شکل‌پذیری مباحث طراحی مقررات ملی ساختمان و استاندارد 2800 برای زلزله طرح کماکان رعایت گردد.

12-11-6 طراحی سازه ساختمان برای زلزله طرح

سازه ساختمان‌ها باید برای اثرات زلزله طرح بر طبق ضوابط استاندارد 2800 تحلیل و طراحی شود.

1-12-11-6 محاسبه بارهای ناشی از زلزله طرح

اثر زلزله بر سازه ساختمان را می‌توان به روش‌های خطی یا غیرخطی تحلیل نمود. روش‌های خطی شامل ”تحلیل استاتیکی معادل”، ”تحلیل دینامیکی طیفی” و ”تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی” است. روش‌های تحلیل دینامیکی خطی طیفی و تاریخچه زمانی را می‌توان در کلیه ساختمان‌ها به کار برد ولی استفاده از روش استاتیکی معادل دارای محدودیتهایی است که در استاندارد 2800 ذکر شده است.

بارهای ناشی از زلزله طرح، که با استفاده از روش‌های خطی تحلیل و ضریب رفتار R_u در حد مقاومت سازه بر اساس ضوابط استاندارد 2800 محاسبه می‌شوند، در این مبحث E نامیده می‌شود. برای ترکیب اثرات این بار با سایر بارها، مفاد بندهای 6-2-3-2 و 6-2-3-3 باید رعایت شود.

(تذکر- در بند 3-3-1-1 ویرایش چهارم استاندارد 2800، ذکر شده است که برای تعیین نیروهای ناشی از زلزله در حد تنش مجاز، مقدار آن باید بر ضریب 1/4 تقسیم شود. از آنجا که این موضوع در بند 6-2-3-3 این مبحث با اعمال ضریب 0/7 در بار E مد نظر قرار گرفته است، تقسیم مجدد این بار بر 1/4 مجاز نمی‌باشد.)

چنانچه برای محاسبه بارهای ناشی از زلزله طرح، از روش‌های استاتیکی یا دینامیکی غیرخطی استفاده شود، رعایت کلیه ضوابط استاندارد 2800 در خصوص روش مدل‌سازی، ترکیب بارها، مشخصات غیرخطی اعضا، معیارهای پذیرش و کنترل مقاومت و تغییرشکل اعضا و در صورت لزوم تأیید طراحی سازه توسط شخص حقیقی یا حقوقی مستقل با صلاحیت، الزامی است.

2-12-11-6 ترکیب بارهای شامل اثرهای بارهای زلزله طرح

به طور کلی نیروهای زلزله طرح، E، شامل دو دسته نیروهای جانبی، E_h، که ناشی از اثر مؤلفه‌های افقی شتاب زلزله در ساختمان است، و نیروی قائم، E_v، که ناشی از اثر مؤلفه قائم شتاب زلزله در ساختمان است، می‌شوند. مقادیر این نیروها بر اساس ضوابط استاندارد 2800 محاسبه می‌شود.

نیروهای جانبی ناشی از اثر مؤلفه‌های افقی زلزله طرح، E_h، در طراحی همه ساختمان‌ها باید در نظر گرفته شود. ولی در نظر گرفتن نیروی ناشی از اثر مؤلفه قائم زلزله طرح، E_v، در طراحی ساختمان‌ها در برخی از پهنه‌های لرزه‌خیز و نیز پاره‌ای از عناصر سازه‌ای الزامی است. مواردی که لازم است این اثرات در نظر گرفته شود، در استاندارد 2800 ارائه شده است.

در سازه‌هایی که در نظر گرفتن نیروی ناشی از اثر مؤلفه قائم الزامی است، بارهای ناشی از زلزله طرح، E، در ترکیب بارهای شماره 5 بخش 6-2-3-2 و شماره‌های 7 و 8 بخش 6-2-3-3 برابر است با:

ضمناً در این سازه‌ها، E، در ترکیب بارهای شماره 7 بخش 6-2-3-2 و شماره 10 بخش 6-2-3-3 برابر است با:

3-12-11-6 ترکیب بارهای شامل اثرهای بارهای زلزله طرح و ضریب اضافه مقاومت

در مواردی که براساس دیگر مباحث مقررات ملی ساختمان و آیین‌نامه‌های طراحی، استفاده از نیروی تشدید یافته ناشی از زلزله طرح برای طراحی برخی از اعضای سازه ضروری است، نیروهای جانبی ناشی از اثرات مؤلفه‌های افقی زلزله طرح، E_h، باید در ضریب اضافه مقاومت، Ω₀، ضرب شود، ولی نیازی به در نظر گرفتن ضریب اضافه مقاومت در نیروی قائم، E_v، نمی‌باشد.

بنابر این در این حالات بارهای ناشی زلزله طرح، E، در ترکیب بارهای شماره 5 بخش 6-2-3-2 و شماره‌های 7 و 8 بخش 6-2-3-3 برابر است با:

ضمناً در این حالات، E، در ترکیب بارهای شماره 7 بخش 6-2-3-2 و شماره 10 بخش 6-2-3-3 برابر است با:

ضریب اضافه مقاومت برای انواع سیستم‌های سازه‌ای در استاندارد 2800 ارائه شده است. مقدار نیروی تشدید یافته در هر عضو لازم نیست از نیروئی که براساس تحلیل مکانیزم خمیری و یا تحلیل غیرخطی با استفاده از مقادیر مورد انتظار مشخصات مصالح امکان ایجاد در عضو را دارد، بیشتر در نظر گرفته شود.

4-12-11-6 طراحی پی

طراحی پی ساختمان و شالوده باید بر اساس ترکیب بارهای طراحی فصل دو و توضیحات بندهای 6-11-12-2 و 6-11-12-3 و رعایت ضوابط مباحث هفتم و نهم مقررات ملی ساختمان انجام شود. برای طراحی پی در روابط 6-11-2 و 6-11-4 می‌توان E_v را برابر صفر در نظر گرفت.

اثرات اندر کنش خاک و سازه را می‌توان بر طبق ضوابط استاندارد 2800 در تحلیل و طراحی در نظر گرفت. ضمناً لازم است ضوابط این استاندارد در خصوص کنترل واژگونی ساختمان در برابر اثرات زلزله رعایت گردد..

5-12-11-6  تغییرمکان جانبی

تغییرمکان جانبی سازه تحت اثر زلزله طرح باید با در نظر گرفتن اثر تغییرشکل‌های غیرارتجاعی و اثر P-Δ محاسبه شود. ضوابط مربوط به نحوه انجام این محاسبه و مقادیر قابل قبول آن در استاندارد 2800 ارائه شده است.

6-12-11-6 روش ساده شده تحلیل

تحلیل و طراحی سازه برخی از ساختمان‌های سه طبقه و کوتاه‌تر برای اثرات زلزله طرح را می‌توان با استفاده از روش ساده شده انجام داد. محدودیت‌های این روش، نحوه محاسبه نیروها و کنترل سازه ساختمان در این حالت در استاندارد 2800 ارائه شده است.

13-11-6 طراحی اجزای غیرسازه‌ای ساختمان برای زلزله طرح

در ساختمان‌های با اهمیت خیلی زیاد و زیاد و نیز ساختمان‌های با اهمیت متوسط دارای تعداد طبقات هشت و بیشتر، اجزای غیرسازه‌ای باید برای اثرات زلزله طرح بر طبق ضوابط استاندارد 2800 تحلیل و طراحی شود. این اجزا شامل اجزای معماری، تاسیسات برقی و مکانیکی و نگهدارنده‌ها و ادوات اتصال آن‌ها می‌باشد. دیوارهای دالی و نمای ساختمان‌های با اهمیت متوسط و دارای طبقات کمتر از پنج مشمول ضوابط فصل هفتم آن استاندارد می شود.

14-11-6 کنترل سازه ساختمان برای زلزله سطح بهره‌برداری

تلاش‌های داخلی ایجاد شده در اعضا و تغییرمکان نسبی جانبی سازه تمام ساختمان‌های با گروه خطرپذیری یک و دو، و تمام ساختمان‌های بلندتر از 50 متر یا بیشتر از 15 طبقه باید علاوه بر زلزله طرح برای زلزله سطح بهره‌برداری نیز، طبق استاندارد 2800، کنترل شوند. اثرات زلزله سطح بهره‌برداری در این مبحث E_ser نامیده می‌شود. برای انجام این کنترلها، E_ser باید با سایر بارهای وارد بر ساختمان ترکیب گردد.

تلاش‌های داخلی ایجاد شده در اعضای سازه تحت اثر ترکیب بار مذکور، در بندهای 6-2-3-2-ح یا 6-2-3-3-خ، نباید باعث ایجاد تغییرشکل‌های غیرارتجاعی گردند. نباید باعث ایجاد تغییرشکل‌های غیرارتجاعی گردند. برای این منظور متناسب با روش طراحی، ضوابط مندرج در استاندارد 2800 در این خصوص باید رعایت گردد.

تغییرمکان نسبی جانبی سازه تحت اثر ترکیب بار فوق الذکر، در هر طبقه نیز باید بر اساس ضوابط استاندارد 2800 کنترل شود.

در هر حال در طراحی نهایی اعضای سازه، باید ضوابط مربوط به شکل‌پذیری بر اساس زلزله طرح رعایت گردد.