مجموعه مقالات طراحی

موضوع مقاله : نامنظمی‌ها

امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 

انواع نامنظمی‌ها در سازه

بند ۱-۷  آیین‌نامه ۲۸۰۰ مربوط به گروه‌بندی ساختمان ها بر حسب نظم کالبدی است.

۷-۲  گروه‌بندی ساختمان ها بر حسب نظم کالبدی

ساختمان‌هایی که به لحاظ خصوصیات کالبدی شامل: شکل هندسی،توزیع جرم و توزیع سختی در پلان و در ارتفاع دارای یکی ازمشخصات زیر باشند "نامنظم" و در غیر این صورت "منظم"هستند.

۱-۷-۱ نامنظمی در پلان و ۱-۷-۲ نامنظمی در ارتفاع

۱-۷-۱ نامنظمی در ارتفاع

الف) نامنظمی هندسی

در مواردی که ابعاد افقی سیستم باربر جانبی در هر طبقه بیشتر از ۱۳۰ درصد آن، در طبقات مجاور باشد نامنظمی هندسی اتفاق می‌افتد.

 

نامنظمی هندسی


دلایل ایجاد نامنظمی هندسی در ارتفاع:

تغییر کاربری در طبقات بالاتر: در چنین حالتی ممکن است در دهانه‌ای که در طبقات پایین‌تر از سیستم باربر جانبی استفاده شده است، امکان اجرای مهاربند یا دیوار برشی نباشد.


اثر نیروی زلزله: سهم نیروی زلزله در طبقات پایین تر بیشتر است چون نیروی زلزله به نسبت ارتفاع در طبقات توزیع می‌شود. بنابراین اعضای سازه در طبقات پایین‌تر قوی تر از طبقات بالا طراحی‌ می‌گردد. گاهی ممکن است مهندس محاسب در طبقات بالاتر از دهانه‌های کمتری برای تعبیه سیستم باربر جانبی استفاده کند.

نکته : این نوع نامنظمی قبل از طراحی و اجرا قابل کنترل است بنابراین مشکلی ایجاد نمی‌کند.

خرابی ناشی از نامنظمی هندسی در ارتفاع

تخریب ستون و دیگر اعضا در مرز طبقه‌ای که تغییر قابل توجه درابعاد افقی سیستم باربر جانبی دارد.

محل تخریب در صورت وجود نامنظمی هندسی


مثال از نامنظمی هندسی در ارتفاع

 

 

 

جهت بررسی نامنظمی باید در طبقاتی با کاهش طول سیستم باربر جانبی وجود دارد، هر طبقه با طبقه بالاتر و پایین‌ترخود مقایسه می‌گردد.


طول سیستم باربر جانبی


طبقه اول: ۱۴= ۳+۴+۴+۳
طبقه دوم: ۱۱=۳+۴+۴
طبقه سوم: ۷=۳+۴


بررسی نامنظمی در طبقه اول و دوم:

۱۴/۱۱ = ۱/۲۷ ≤ ۱/۳ منظم


بررسی نامنظمی در طبقه دوم و سوم:

۱۱/۷= ۱/۵۷ ≥ ۱/۳ نا‌منظم

ب) نامنظمی جرمی

در مواردی که جرم هر طبقه بیش از۵۰  درصد با جرم طبقات مجاور خود تفاوت داشته باشد، نامنظمی جرمی اتفاق می‌افتد. طبقه بام و خرپشته از این تعریف مستثنا هستند.

 

دلایل ایجاد نامنظمی جرمی در ارتفاع

• تفاوت کاربری در طبقات: به طور مثال سازه‌هایی که کاربری تجاری-اداری دارند ممکن است به علت وجود انبار در طبقات تجاری اختلاف جرم زیادی ایجاد گردد.

ساختمان اداری-تجاری بام سنتر نیایش

• کاهش زیر بنا: در سازه‌هایی که در طبقات بالاتر زیربنا کاهش یافته است باید نامنظمی جرمی بررسی گردد.

 

هتل بین‌المللی و برج ترامپ در شیکاگو
 هتل بین‌المللی و برج ترامپ در شیکاگو
برج الخلیفه- دبی

برج الخلیفه- دبی

• وجود امکانات تفریحی: ممکن است طبقه اخر یک ساختمان تجاری به شهربازی اختصاص داده شده باشد یا یک ساختمان تفریحی در یکی از طبقات آن استخر وجود داشته باشد. این موارد اختلاف جرم در طبقات ایجاد می‌کنند و باید نامنظمی جرمی در آن‌ها بررسی گردد.

استخر در طبقات
استخر در طبقات بالا

خرابی ناشی از نامنظمی جرمی در ارتفاع

اختلاف جرم زیاد در طبقات باعث تفاوت در زمان تناوب طبقات می‌گردد. حرکت مستقل در این طبقات باعث ایجاد دریفت زیاد در طبقات و نهایتاً منجربه خرابی سازه می‌شود.


پ) نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی

در مواردی که جزئی از سیستم باربر جانبی در ارتفاع قطع شده باشد، به طوریکه آثار ناشی از واژگونی روی تیر‌ها، دال ها، ستون ها و دیوار‌های تکیه‌گاهی تغییراتی ایجاد کند.

 دلایل ایجاد نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی در ارتفاع

• تفاوت کاربری طبقات: گاهی به دلیل کاربری متفاوت طبقات نیاز به ایجاد بازشو‌های بزرگ در برخی دهانه‌ها وجود دارد (مثلا ساختمان تجاری با سیستم باربر جانبی دیوار برشی) . بنابراین سیستم باربری جانبی را به دهانه دیگری انتقال می‌دهند. دقت شود که در این نوع نامنظمی سیستم باربر جانبی در همان قاب و تنها به دهانه‌ای دیگر انتقال می‌یابد.

نکات:
• اجزای سازه ای از جمله ستون‌ها وقتی زیر سیستم باربر جانبی قرار می‌گیرند، ممکن است دچار واژگونی شوند. اعضایی که تحت اثر واژگونی قرار می‌گیرند باید برای بار زلزله تشدید یافته طراحی شوند.

• مطابق بند ۳-۸-۱ آیین نامه ۲۸۰۰ ، در سازه‌هایی با نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی در پهنه با خطر نسبی متوسط و بالاتر، نیروی طراحی اتصالات دیافراگم به اجزای قائم اجزای جمع‌کننده باید به میزان ۲۵% افزایش یابد.

ت) نامنظمی مقاومت جانبی

در صورتی که مقاومت جانبی طبقه از ۸۰ درصد مقاومت جانبی طبقه روی خود کمتر باشد، چنین طبقه‌ای اصطلاحاً "طبقه ضعیف" نامیده می‌شود. در مواردی به ۶۵ درصد کاهش یابد طبقه اصطلاحاً "طبقه خیلی ضعیف" توصیف می‌شود.

تعریف مقاومت: مقاومت یک طبقه حداکثر نیرویی است که در آن طبقه قبل از ناپایدار شدن (مکانیزم شدن) می تواند تحمل کند. جهت تعیین دقیق مقاومت یک طبقه باید تحیلی غیر‌خطی انجام شود. از عوامل کاهش مقاومت می‌توان به ایجاد بازشو در دیوار برشی و حذف مهاربند اشاره کرد.


ت) نامنظمی سختی جانبی

در صورتی که سختی جانبی هر طبقه کمتر از ۷۰ درصد سختی جانبی طبقه روی خود و یا کمتر از ۸۰ درصد سختی جانبی سه طبقه روی خود باشد، چنین طبقه‌ای اصطلاحاً "طبقه نرم " نامیده می‌شود.
در مواردی که مقادی فوق به ۶۰ و ۷۰ درصد کاهش پیدا کنند، طبقه اصطلاحاً "طبقه خیلی نرم" توصیف می‌شود.

توزیع مناسب سختی در طبقات یک ساختمان باعث توزیع تقریبا مساوی تغییرمکان ساختمان تحت نیروی زلزله بین طبقات می‌شود. اگر در یک طبقه به هر دلیلی در دیوار برشی بازشو ایجاد گردد یا یکی از مهاربند‌ها حذف شود، سختی آن طبقه کاهش می‌یابد، در این طبقه تغییرمکان زیادی مشاهده می‌شود و نیروهای زیادی در اعضای این طبقه ایجاد شده که ممکن است باعث تخریب سازه گردد.


 دلایل ایجاد نامنظمی سختی جانبی در ارتفاع

• دلایل معماری: حذف دیوار‌های پیرامونی در طبقه همکف – که در طبقات بالایی وجود دارد -باعث کاهش ناگهانی سختی در آن می‌شود.

• طول و سطح مقطع ستون: همانطور که می‌دانید سختی ستون با طول آن رابطه معکوس و با سطح مقطع رابطه مستقیم دارد. بنابراین افزایش طول یا کاهش مقطع باعث کاهش سختی ستون می‌شود. معمولا در سازه‌های مسکونی طبقه همکف پارکینگ بوده و در سازه‌های اداری- تجاری طبقات پایین‌تر که تجاری هستند، ارتفاع طبقه بیشتر است که ممکن است شامل این نامنظمی شود.

• نوع کاربری: ممکن است به علت کاربری تجاری نیاز به ایجاد بازشو در دیوار برشی باشد که منجر به کاهش سختی آن طبقه می‌شود.

• کاهش تعداد میانقاب: در زلزله کرمانشاه سازه‌هایی دارای پیلوت و یا طبقه تجاری در همکف در سازه‌های قاب خمشی بتنی که مقاطع آنها در طبقات تغییر محسوس نداشته و تعداد میان‌قاب‌ها در طبقه همکف کاهش یافته، طبقه نرم اتفاق افتاده است.

خرابی طبقه نرم در زلزله کرمانشاه
خرابی طبقه نرم در زلزله کرمانشاه

 
 
 
 

نمونه هایی از تحقیقات انجام شده در زمینه نامنظمی

 Vertical geometric irregularity in stepped building frames/ Pradip Sarkar , A. Meher Prasadb , Devdas Menonb / Engineering Structures 32 (2010) 21752182.
 Effects Of Vertical Geometric And Mass Irregularities In Structure/ Kevin Shah and Prutha Vyas/ Kalpa Publications in Civil Engineering

 ارزیابی نامنظمی جرمی و هندسی در ارتفاع در ضریب رفتار سیستم قاب خمشی بتنی براساس 2800/ دومین کنفرانس ملی یافته های نوین پژوهشی در عمران، معماری و شهرسازی (سال:1395)/ ياسر كيايي، امير مصباح گرگان،دانشگاه آزاد اسلامي، ادريس يوسفي راد

 بررسی نامنظمی سختی و جرم در طبقات/ دانشگاه علوم و فنون مازندران/ علیرضا پاکزاده، محمد تقی کاظمی


 توحید اشکانی/ سید سینا کورهلی/ رویکرد‌های نوین در مهندسی عمران


ارزیابی لرزه‌ای ساختمان‌های قاب خمشی فولادی دارای نامنظمی در ارتفاع بر اساس روش عملکردی احتمالاتی/ دانشگاه تربیت مدرس/ محبوبه پیری زاده، حمزه شکیب، مهسن تهرانی زاده

 بررسی تحلیلی و آیین‌نامه‌ای نامنظمی‌های پیچشی در سازه‌های کوتاه تا میان‌مرتبه/ بیژن صناعتی، جمال احمدی/ آنالیز سازه-زلزله

نوشتن دیدگاه

logo-samandehi

مجموعه تاوات‌‌

دفترمرکزی : تهران، کارگرشمالی، بعد از تقاطع فاطمی، کوچه دیدگاه، پلاک ۳

تماس:۸۸۹۵۱۲۷۹ - ۰۲۱

روابط عمومی : داخلی ۱۰۲

مشاور : ۳۵۳۱۰۳۸ - ۰۹۰۱

  امور نمایندگی سازه ۹۰ :

۸۸۹۵۷۸۳۹ - ۰۲۱

۱۰۲۳۳۶۴ - ۰۹۹۱

پیوستن به ما

خبرنامه

اطلاعات تماس خود را برای ما ارسال کنید و در خبرنامه عضوشوید .از آخرین اخبار مطلع شوید.

کلیه حقوق این سایت برای مجموعه فنی مهندسی تاوات محفوظ میباشد .
۰۲۱-۸۸۹۵۱۲۷۹
 تهران، خیابان کارگرشمالی، بعد از چهارراه فاطمی، کوچه دیدگاه، پلاک ۳