الزامات این بخش به موضوعاتی اختصاص دارد که از نظر اقناع شرایط بهره برداری در طرح و محاسبه سازه ها مطرح هستند با رعایت الزامات مربوط به حالتهای حدی بهره برداری، مجموعه سازه، شامل اعضا و اتصالات آن ضمن دارا بودن مقاومت موجود کافی در برابر بارهای خارجی شرایطی نظیر محدودیت تغییر شکل ها و تغییر مکان ها کنترل ارتعاشات حفظ شکل ظاهری دوام آسایش ساکنین و غیره را با توجه به کاربری مورد نظر تأمین می کند.
برای کنترل الزامات حالت های حدی بهره برداری باید از ترکیبات بارگذاری ارائه شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان استفاده شود.
الزامات این بخش تحت عناوین زیر ارائه میشود:
• ۱-۱۰-۲-۱۰ ملاحظات پیش خیز
• ۲-۱۰-۲-۱۰ تغییر شکل های قائم
• ۳-۱۰-۲-۱۰ تغییر مکان های جانبی
• ۴-۱۰-۲-۱۰ ارتعاش (لرزش)
• ۵-۱۰-۲-۱۰ ملاحظات آثار ناشی از حرکت باد
• ۶-۱۰-۲-۱۰ آثار تغییر دما و خود کرنشی
• ۷-۱۰-۲-۱۰ لغزش اتصالات پیچی
• ۸-۱۰-۲-۱۰ خوردگی
۱-۱۰-۲-۱۰ ملاحظات پیش خیز
پیش خیز معمولاً در تیرها و خرپاهای افقی با دهانه بزرگ به منظور دستیابی به یک تراز مسطح نسبی تحت اثر بارهای دائمی در نظر گرفته میشود. چنانچه برای حفظ شرایط ظاهری و موقعیت هندسی بعضی از اعضای خمشی ضمن رعایت محدودیت های مربوط به تغییر شکل های قائم و جانبی پیش خیز معینی لازم باشد تا اعضا پس از بارگذاری به شکل مقرری در آیند باید اندازه جهت و موقعیت پیش خیز در مدارک فنی و در نقشه های اجرائی به روشنی مشخص شود.
طراح باید بر اساس مشخصات فنی عمومی از روش های اجرای پیش خیز و محدودیت های آن آگاهی داشته یا در نقشه های اجرائی و مشخصات فنی خصوصی روش مناسب اجرای آن را مشخص نماید.
۲-۱۰-۲-۱۰ تغییر شکل های قائم
در تیرهایی که کف ها و سقفهای ساختمانی را تحمل میکنند باید تغییر شکل های قائم کنترل شوند. تغییر شکل های قائم اعضای سازه ای تحت اثر ترکیبات مختلف بارگذاری نظیر حالت های حدی بهره برداری باید به اندازه ای باشند که قابلیت بهره برداری مناسب سازه حفظ شود. این تغییر شکل ها عموماً از دو عامل زیر باشی می شوند:
• بارهای ثقلی ( بار مرده بار زنده و بار برف )
• اثرات خود کرنشی ( تغییرات دما خرش افت و غیره )
کلیه تیرهای فولادی و تیرهای مختلطی که در آنها هنگام بتن ریزی دال از پایه های موقت استفاده شده باشد باید طوری محاسبه و طراحی شوند که تغییر شکل حداکثر ناشی از مجموع بار مرده و زنده از ۱/۲۴۰ طول دهانه و تغییر شکل حداکثر ناشی از بار زنده به تنهایی از ۱/۳۶۰ طول دهانه نشود. طراح باید همواره حفظ انسجام اجزای غیر سازه ای را مدنظر داشته باشد .
در تیرهای مختلط که در هنگام بتن ریزی دال از پایه های موقت استفاده نشده باشد. کنترل تغییر شکل های قائم این نوع تیرها باید شامل مراحل زیر باشد:
۱- تغییر شکل قائم ناشی از وزن تیر فولادی دال بتنی و بارهای حین ساخت بر اساس مقطع فولادی تنها محاسبه میشود.
۲- تغییر شکل قائم ناشی از بارهای مرده ای که بعد از گرفتن دال بتنی وارد میشوند نظیر وزن کف سازی تیغه ها و موارد مشابه بر اساس مقطع مختلط محاسبه میشود.
۳- تغییر شکل قائم ناشی از بارهای زنده بر اساس مقطع مختلط محاسبه میشود.
۴- تغییر شکل محاسبه شده در مرحله ۱ نباید از ۱/۳۶۰ طول دهانه بیشتر باشد.
۵- مجموع تغییر شکل های محاسبه شده در مراحل ۱، ۲ و ۳ نباید از ۱/۲۴۰ طول دهانه بیشتر باشد.
۶- تغییر شکل محاسبه شده در مرحله ۳ نباید از ۱/۳۶۰ طول دهانه بیشتر باشد .
تبصره ۱: در محاسبه و کنترل تغییر شکل قائم در صورت لزوم تغییر شکل های اضافی ناشی از خزش و جمع شدگی بتن نیز باید در نظر گرفته شود.
تبصره ۲: در تیرهای طره ای مقدار حداکثر تغییر شکل های قائم مجاز بر حسب طول دهانه می تواند به دو برابر افزایش داده شود.
۳-۱۰-۲-۱۰ تغییر مکان های جانبی
تغییر مکان های جانبی در حالتهای حدی بهره برداری باید تحت اثر ترکیبات بارگذاری نظیر حالت های حدی بهره برداری که در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان مشخص شده است، محاسبه شوند.
در مورد اعضای فولادی و مختلط نگه دارنده نماهای در معرض نیروی باد تغییر مکان های جانبی باید به نحوی محدود شوند که از ترک خوردگی نازک کاری ها یا شکست شیشه ها بسته به جزئیات به کار رفته در ساخت آنها جلوگیری به عمل آید. در هر حال تغییر مکان های جانبی اعضای فولادی و مختلط نگه دارنده نما تحت اثر نیروی باد نباید ۱/۳۰۰ از طول دهانه (حدفاصل بین تکیه گاه های نما) بیشتر باشد.
همچنین رعایت سایر محدودیت های قید شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان برای کنترل تغییر مکان های جانبی کلی و نسبی طبقات در برابر بارهای باد و زلزله الزامی است.
۴-۱۰-۲-۱۰ ارتعاش (لرزش)
کف ها و تیرهایی که سطوح خالی از تیغه بندیهای ممتد تا سقف یا خالی از عناصر دیگری که خاصیت میرا کنندگی ارتعاش را دارند را تحمل میکنند باید با توجه خاص به لرزش و ارتعاش حاصل از بارهای جنبشی نظیر بارهای ناشی از حرکت افراد کارکرد ماشین آلات حرکت و توقف آسانسورها و نظایر آنها طراحی شوند. بدین منظور فرکانس نوسانی کف ها تیرچه ها، دال ها و تیرها باید به اندازه ای باشد که حداقل حساسیت افراد در برابر ارتعاش قائم را ارضا نماید.
حداقل فرکانس نوسانی دوره ای کف ها برای کاربری های مختلف نباید از مقادیر مشخص شده در جدول ۱۰-۲-۱۰-۱ کمتر باشد.
برای محاسبه فرکانس نوسانی (f) میتوان از رابطه ۱۰-۲-۱۰-۱ استفاده نمود:
که در آن
f = فرکانس نوسانی ارتعاش برحسب هرتز
Δis = تغییر مکان نسبی قائم حداکثر کف بر حسب میلی متر تحت اثر بار مرده و بخشی از بار زنده که دائمی فرض میشود.
g = شتاب ثقل برابر ۹۸۱۰mm/s²
تبصره ۱: در صورتی که به مطالعات جامع تر برای ارتعاش کف ها نیاز باشد می توان از مدل سازی دینامیکی یا مراجع معتبر دیگر به جای رابطه ۱۰-۲-۱۰-۱ و جدول ۱۰-۲-۱۰-۱ استفاده نمود.
تبصره ۲: در محاسبات دقیق تر شتاب لرزش کف را میتوان به روش های دینامیکی تعیین و آن را با شتابهای معیار آسایش انسان بر مبنای کاربری کف که در استاندارد ۱۰۱۳۷ ISO معرفی شده اند، مقایسه نمود.
۵-۱۰-۲-۱۰ ملاحظات آثار ناشی از حرکت باد
به منظور آسایش ساکنین آثار ناشی از حرکت باد باید به نحو مؤثری در محاسبه و طراحی سازه های بلند و پوشش های نما مورد توجه قرار گیرد برای این منظور رعایت ضوابط مبحث ششم مقررات ملی ساختمان الزامی است.
۶-۱۰-۲-۱۰ آثار تغییرات دما و خود کرنشی
برای تأمین شرایط بهره برداری مناسب در محاسبه و طراحی سازه باید آثار تغییرات دما به نحو مناسبی مورد توجه قرار گیرد. خرابی پوششهای نمای ساختمان میتواند عامل نفوذ آب شده و منجر به زنگ زدگی شود در محاسبات تغییر شکلهای دمایی ضریب انبساط و انقباض حرارتی فولاد برابر۱۲x۱۰⁻⁶ به ازای هر درجه سلسیوس در نظر گرفته میشود. خزش و جمع شدگی در اجزای بتنی و تسلیم موضعی در اجزای فولادی در عناصر سازه ای میتواند آثاری مشابه وقوع ترک خوردگی و باز شدن درزها داشته باشد با جانمایی مناسب درزهای حرکتی و طراحی مناسب برای هر درز میتوان شرایط مناسب بهره برداری را فراهم کرد.
۷-۱۰-۲-۱۰ لغزش اتصالات پیچی
در مواردی که لغزش اتصالات پیچی باعث تغییر شکل هایی میشود که شرایط بهره برداری مناسب را به مخاطره می اندازد طراحی اتصال باید به صورت لغزش بحرانی مطابق الزامات بند ۱۰-۲-۹-۳-۵ صورت گیرد.
۸-۱۰-۲-۱۰ خوردگی
خوردگی به عنوان یک حالت حدی بهره برداری به شمار می آید و میتواند موجب ایجاد لکه های زنگاب و ترک خوردن نازک کاری ها در اثر افزایش حجم فولاد زنگ زده شود.
در طراحی باید به جلوگیری از خوردگی و عوامل مسبب آن خصوصاً رطوبت و تروخشک شدن متوالی توجه ویژه معطوف گردد. جزئیات اعضا و اتصالات باید به نحوی طراحی شوند که امکان جمع شدن آب در تماس با سازه فولادی وجود نداشته باشد. در محل های مستعد جمع شدن آب تعبیه شیب های مناسب و سوراخ های تخلیه آب ضروری است. همچنین اجرای پوشش های مقاوم در برابر خوردگی در محلهای مستعد خوردگی مطابق الزامات فصل ۱۰-۴ الزامی است.
تصویر ۱
تصویر ۲