اسکلت فلزی – آیین نامه ۲۸۰۰، طراحی ساختمان ها در برابر زلزله

 

 

رزروفینگ :آیین‌نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله یا استاندارد ۲۸۰۰ (آیین نامه ۲۸۰۰) مجموعه قوانین سازه ای برای طراحی لرزه ای انواع سیستم های سازه ای در برابر زلزله است.

این مقررات در دهه چهل، که بعدها در فصلی از استاندارد ۵۱۹ ایران قرار گرفت، گامی در مسیر مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله‌های مخرب در ایران بود. تصویب و اجرای اجباری آیین‌نامه ویرایش چهارم آیین نامه ۲۸۰۰ ها در برابر زلزله (استاندارد ۲۸۰۰) در سال های ۱۳۶۶و ۱۳۶۷ نیز عزم ملی و برنامه دولت ایران را با وجهه علمی، رسمیت قانونی بخشید.

تدوین آیین نامه ۲۸۰۰ موجب رونق ضوابط مهندسی در روند ساخت و ساز کشور شد و در عین حال، تلاش برای اجرای فراگیر آن و جلوگیری از تخلفات، در کاهش خسارات ناشی از زلزله، بسیار مؤثر بود.

دولت، تجدید نظر در «آیین‌نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله» را بر عهده وزارت مسکن و شهرسازی (مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن) گذاشته‌ است که این مهم هر ۵ سال یک بار انجام پذیرد. درحال حاضر ویرایش چهارم آیین نامه ۲۸۰۰ منتشر شده است.

هدف آیین نامه ۲۸۰۰ تعیین حداقل ضوابط و مقررات برای طرح و اجرای ساختمان های اسکلت بتنی، ساختمان های اسکلت فولادی، ساختمان های چوبی و ساختمان های با مصالح بنایی در برابر اثرات ناشی از زلزله است و سازه های خاص مانند سدها، پل ها، اسکله ها و سازه های دریایی و نیروگاه های هسته ای را در بر نمی گیرد.

ضمناً جهت طراحی لرزه ای روش های مختلف پایدارسازی گود نظیر مهارگذاری (انکراژ)، سپر کوبی، مهار متقابل (استرات)، میخ کوبی (نیلینگ)، سازه نگهبان خرپایی، دیوار برلنی و دیوار دیافراگمی و همچنین روش های مختلف بهسازی بستر مانند اختلاط عمیق خاک (DSM)، تزریق پر فشار (جت گروتینگ)، شمع، ستون شنی ارتعاشی، تراکم دینامیکی، ریزشمع (میکروپایل)، خاک مسلح (ژئوسنتتیک) می بایست به آیین نامه های مربوطه نظیر FHWA مراجعه گردد.

البته در روش ساخت بالا به پایین (تاپ دان) می بایست آیین نامه 2800 و همچنین آیین نامه های مربوطه نظیر FHWA مد نظر قرار گیرد.

انواع نا منظمی در سازه

از مهم ترین بحث های سازه ای که در آیین نامه ۲۸۰۰ بحث می شود تعیین نیروی زلزله وارد بر ساختمان و کنترل نامنظمی ها در سازه می باشد.

نامنظمی هندسی: پلان در یک ساختمان باید نسبت به عناصر سازه ای مقاوم در برابر زلزله (قاب ها) در پلان متقارن باشد. با توجه به این نکته در صورت وجود فرو رفتگی یا پس رفتگی در پلان ساختمان، اگر اندازه آن در یکی از گوشه های ساختمان در دو جهت به طور هم زمان از ۲۰ درصد طول پلان در آن امتداد بیشتر باشد، ساختمان نامنظمی هندسی دارد.

نامنظمی پیچشی: در سازه ها اگر فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی باشد، نیروی جانبی زلزله باعث ایجاد لنگر پیچشی در طبقات شده و سازه می تواند از نوع نامنظم پیچشی به شمار آید. با توجه به ویرایش چهارم استاندارد 2800 در یک سازه از نوع نامنظم زیاد پیچشی، حداکثر تغییر مکان نسبی در یک انتهای ساختمان (با احتساب پیچش تصادفی و با منظور کردن Aj=1)، از 20 درصد متوسط تغییر مکان نسبی در دو انتهای ساختمان بزرگتر است.

در مواردی که این اختلاف بالاتر از 40 درصد شود، ساختمان از نوع نامنظمی شدید پیچشی می باشد. کنترل نامنظمی پیچشی اثر بسزایی در تعیین ضریب Aj دارد. از این ضریب برای تعیین برون مرکزی اتفاقی استفاده می شود. برون مرکزی اتفاقی در تراز هر طبقه به منظور به حساب آوردن احتمال تغییرات اتفاقی در توزیع جرم و سختی از یک طرف و نیروی ناشی از مولفه پیچشی زلزله از طرف دیگر در نظر گرفته می شود.

نامنظمی در دیافراگم: در مواردی که تغییر ناگهانی در مساحت دیافراگم به میزان مجموع سطوح بازشوی بیشتر از ۵۰ درصد سطح طبقه و یا تغییر ناگهانی در سختی دیافراگم، به میزان بیشتر از ۵۰ درصد سختی طبقه مجاور، وجود داشته باشد.

نامنظمی خارج از صفحه: در مواردی که در سیستم باربر جانبی، انقطاعی در مسیر انتقال نیروی جانبی (مانند تغییر صفحه)، حداقل در یکی از اجزای باربر جانبی در طبقات وجود داشته باشد.

نامنظمی سیستم های غیر موازی: در مواردی که بعضی اجزای قائم باربر جانبی به موازات محورهای متعامد اصلی ساختمان نباشد.

آيين نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله

زلزله از پديده های طبيعی بوده كه درطول تاريخ حيات بشر بارها انسان را به وحشت انداخته و باعث تخريب شهرها و روستاها، همراه با تلفات انسانی شده است. در راستای عزم ملی و برنامه های دولت برای كاهش خسارات وارده اين پديده، نقش مؤثر و سازنده “آيين نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله” در ترويج ساخت و ساز ايمن بر هيچ كس پوشيده نيست.

گذشت چند سال از تصويب و اجرای ويرايش سوم استاندارد ۲۸۰۰ ايران و وقوع زمين لرزه های شديد در ايران و ساير نقاط جهان، موجب شد تغييراتی در آيين نامه های طراحی ساختمان در مقابل زلزله به وجود آيد كه در اين رويكرد، بازنگری و اصلاح ويرايش های مختلف اين آيين نامه ها را نيز اجتناب ناپذير می سازد.

به همين جهت تجديدنظر و بازنگری اين آيين نامه در هر پنج سال بايد صورت پذيرد و كليه فعاليت های مطالعاتی و بررسي های علمی و فنی در اين خصوص با هدف «به روز رسانی آيين نامه متناسب با روش های تحليل، طراحی و ساخت و ساز كشور با در نظر گرفتن خطرات ناشی از وقوع حوادث، همچنين با بهره گيری از پيشرفت های علمی، دستاوردهای مطالعاتی- تحقيقاتی بومی و جهانی» طراحی و برنامه ريزی شود.

در ويرايش چهارم با گذراندن يك تجربه كاری، سياست های اجرايی زير برای انجام مراحل مختلف بازنگری در نظر گرفته شد.

کشور پهناور ایران در یکی از مناطق زلزله خیز جهان در مسیر کمربند زلزله آلپ – هیمالیا قرار دارد. وجود گسل‌های فراوان در سراسر پوسته ایران و وقوع مکرر زلزله های ویرانگر در طول تاریخ واقعیتی است که خواه ناخواه باید آن را به عنوان یک تهدید بالقوه باور داشت و برای مقابله با آن چاره اندیشی نمود.

خوشبختانه امروزه با بهره‌مندی از پیشرفت‌های حاصل شده در زمینه مهندسی زلزله و زلزله شناسی می توان با ساخت و ساز ایمن مخاطرات ناشی از زلزله را به حداقل ممکن رسانید.

امید است تلاش و پشتکاری که در تهیه و بازنگری استاندارد ۲۸۰۰ ایران صورت می‌گیرد، با توجه و اهتمام جدی در به کار بستن آن و به کارگیری نظام اجرایی و نظارت کارآمد در ساخت و ساز کشور به ثمر نشیند.

تاریخچه آیین نامه ۲۸۰۰

پس از زلزله ویرانگر دهم شهریور ۱۳۴۱ بویین زهرا که بزرگی آن ۲/۷ در مقیاس ریشتر بوده و طی آن ۱۲۰۰۰ نفر جان خود را از دست دادند، اولین آیین‌نامه زلزله ایران تهیه شد.

درسال ۱۳۴۳ سازمان برنامه و بودجه وقت در قالب یک طرح تحقیقاتی گزارشی تحت عنوان «آیین‌نامه موقت حفاظت ساختمان ها در برابر زلزله» منتشر نمود. به دنبال آن در وزارت آبادانی و مسکن، کمیته آیین‌نامه دفتر مطالعات و معیارهای ساختمانی تشکیل و جزوه‌ای را تحت عنوان «آیین‌نامه ایمنی ‌ساختمان ها در برابر زلزله» در شهریور ۱۳۴۶ منتشر کرد. در این آیین‌نامه ساخت ساختمان های بیش از سه طبقه و یا مرتفع‌تر از ۱۱ متر منحصراً با اسکلت فولادی یا بتن‌آرمه مجاز دانسته شده است.

این آیین نامه دو فصل داشت: فصل اول ساختمان های با مصالح بنایی و فصل دوم محاسبه ساختمان ها در برابر نیروی زلزله. در این آیین‌نامه که دارای کمیته علمی بود، هرگونه تغییر، اصلاح و تکمیل در صلاحیت وزارت آبادانی و مسکن دانسته شده بود. آیین‌نامه مذکور در قالب نشریات سازمان برنامه و بودجه وقت (دستورالعمل های لازم‌الاجرا) در سال ۱۳۴۸ انتشار یافت.

بعد از مدتی فصل دوم این آیین‌نامه که مربوط به بارهای ناشی از زلزله بود به استاندارد ملی ایران شماره ۵۱۹ «حداقل بار وارده بر ساختمان ها» انتقال یافت و این آیین‌نامه ملاک محاسبه ساختمان ها در برابر زلزله قرارگرفت.

ویرایش اول آیین نامه ۲۸۰۰

مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن با تشکیل کمیته‌ای از استادان دانشگاه ها و صاحبنظران و همکاران مرکز، پیش‌نویس «آیین‌نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله» را تهیه و اولین چاپ آن را در بهمن ۶۶ منتشر نمود. این آیین‌نامه با همکاری مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی شماره ۲۸۰۰ به خود گرفت و مجدداً بخش مربوط به بارهای ناشی از زلزله از استاندارد ۵۱۹ جدا و آیین‌نامه مذکور ملاک طراحی ساختمان ها در برابر زلزله قرار گرفت.

این آیین‌نامه به استناد تصویب‌نامه مورخ ۲۴/۷/۶۷ (۲۷/۱۲/۶۷) هیأت وزیران برای اجرا به کلیه دستگاه های اجرایی و شهرداری ها ابلاغ گردید و بعد از زلزله رودبار و منجیل در سال ۱۳۶۹ اهمیت و نقش آن بیش از پیش اثبات گردید و مورد توجه عموم قرار گرفت.

ویرایش دوم آیین نامه ۲۸۰۰

توسعه دانش مهندسی به خصوص مهندسی زلزله در کشور سبب شد این آیین‌نامه جوان تکمیل گردد. بر این اساس در سال ۱۳۷۲ کمیته‌ای متشکل از ۳۶ نفر از صاحب نظران و استادان دانشگاه ها در مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن تشکیل گردید که با اجرای پروژه‌های تحقیقاتی کاربردی و تشکیل جلسات تخصصی نسبت به بازنگری این آیین‌نامه اقدام نمود. این کمیته در اسفند ۱۳۷۵ به اخذ دریافت جایزه ویژه از «اولین جشنواره مهندسی ساختمان کشور» نائل شد.

پیش‌نویس این آیین نامه ۲۸۰۰ در سال ۱۳۷۸ در یک فراخوان عمومی برای نظرخواهی انتشار یافت و بعد از اصلاح و تکمیل و جمع‌بندی مجدد بنا به پیشنهاد مشترک وزارت مسکن و شهرسازی و وزارت کشور در جلسه مورخ ۱۷/۹/۱۳۷۸ هیأت وزیران تصویب و ابلاغ شد.

ویرایش سوم آیین نامه ۲۸۰۰

برنامه بازنگری متن آیین نامه ۲۸۰۰ برای تدوین ویرایش سوم نیز از سال ۱۳۷۹ آغاز گردید که این ویرایش نیز نسبت به دو ویرایش قبل از سطح کیفی بهتری برخوردار بود. در ویرایش سوم آیین نامه ۲۸۰۰، علاوه بر لحاظ کردن مطالب جدید و تغییرات لازم در مباحث مختلف که به منظور رفع ابهامات و تناقضات متن آیین‌نامه صورت گرفته‌، سیر منطقی مباحث در فصل‌بندی آیین‌نامه نیز مورد توجه بوده است.

برای تدوین ویرایش سوم آیین‌ نامه ۲۸۰۰، کمیته دائمی تشکیل گردید. طبق مصوبات این جلسه ۵ کمیته کاری به شرح زیر در نظر گرفته شد:

• کمیته تخصصی پهنه‌بندی
• کمیته تخصصی ژئوتکنیک
• کمیته تخصصی سازه
• کمیته تخصصی طیف طرح
• کمیته تخصصی ساختمان های بنایی

کمیته هماهنگی به موازات تشکیل کمیتـه‌های تخصصی به منظور هماهنگی و نظارت بر روند کلی تدوین تشکیل گردید.

کمیته های دائمی برای تدوین ویرایش سوم آیین‌ نامه ۲۸۰۰

به موازات تشکیل کمیته‌های اجرایی، کمیته تخصصی پهنه‌بندی جهت بررسی و اصلاح نقشه پهنه‌بندی موجود در آیین نامه ۲۸۰۰ تشکیل گردید. در همین راستا با تمامی استانداری‌ها و دانشگاه‌ها و سازمان‌های مسکن و شهرسازی استان‌ها و سازمان زمین‌شناسی کشور و پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله و کمیته فرعی ـ تخصصی مقابله با خطرات ناشی از زلزله و لغزش لایه‌های زمین در خصوص ارسال مطالعات پهنه‌بندی خطرات نسبی زلزله در استان‌ها مکاتباتی انجام شد.

سپس طی جلسات متعدد موارد ارسالی مورد بررسی قرار گرفت. شایان ذکر است توسط این کمیته نقاط جدیدی به لیست اسامی شهرهای موجود در آیین نامه۲۸۰۰ افزوده شد. سرانجام ماحصل فعالیت کمیته‌های اجرایی، کمیته‌های سه نفره و کمیته‌های تخصصی جمعاً با ۵۳۵۰ نفر ساعت کار، ویرایش سوم آیین نامه ۲۸۰۰ می‌باشد.

 

 

رز روفینگ