مطابق
بندهای ۳-۱۲-۲ و
۳-۱۲-۳ استاندارد ۲۸۰۰ ایران، ویرایش پنجم (۱۴۰۵)، تغییرمکان جانبی نسبی طبقات ساختمان باید محاسبه و با حدود مجاز آیین‌نامه‌ای کنترل شود.
در این کنترل، باید میان
تغییرمکان جانبی نسبی محاسبه‌شده و
تغییرمکان جانبی نسبی مجاز تفاوت قائل شد.
۱. تغییرمکان جانبی نسبی محاسبهشدهتغییرمکان جانبی نسبی محاسبه‌شده، تابع رفتار سازه در برابر بارهای جانبی است و به عواملی مانند سختی سازه، نوع سیستم مقاوم لرزه‌ای، ارتفاع ساختمان و مشخصات دینامیکی آن وابسته است.
بنابراین، تغییرمکان جانبی نسبی محاسبه‌شده یک قاب خمشی فولادی ممکن است با قاب خمشی بتن‌آرمه متفاوت باشد؛ حتی اگر ارتفاع و تعداد طبقات آنها یکسان باشد.
۲. تغییرمکان جانبی نسبی مجازتغییرمکان جانبی نسبی مجاز، حداکثر مقداری است که استاندارد ۲۸۰۰ برای کنترل تغییرشکل جانبی طبقات تعیین می‌کند.
مطابق جدول ۳-۵ استاندارد ۲۸۰۰، ویرایش پنجم، مقادیر پایه تغییرمکان جانبی نسبی مجاز با توجه به گروه اهمیت ساختمان عبارت‌اند از:
- گروه اهمیت ۱: ۰٫۰۱ برابر ارتفاع طبقه.
- گروه اهمیت ۲: ۰٫۰۱۵ برابر ارتفاع طبقه.
- گروه اهمیت ۳: ۰٫۰۲ برابر ارتفاع طبقه.
- گروه اهمیت ۴: ۰٫۰۲۵ برابر ارتفاع طبقه.
بااین‌حال، علاوه بر مقادیر جدول، محدودیت‌های مقرر در تبصره‌های
بند ۳-۱۲-۳ نیز باید رعایت شوند.
۳. محدودیت ویژه قاب‌های خمشی متوسط و معمولیمطابق تبصره ۳
بند ۳-۱۲-۳، در صورت استفاده از قاب خمشی متوسط یا معمولی در سیستم مقاوم لرزه‌ای ساختمان، محدودیت تغییرمکان جانبی نسبی مجاز برای گروه‌های اهمیت زیر اعمال می‌شود:
- گروه اهمیت ۲: حداکثر ۰٫۰۱۲۵ برابر ارتفاع طبقه.
- گروه‌های اهمیت ۳ و ۴: حداکثر ۰٫۰۱۵ برابر ارتفاع طبقه.
همچنین در شرایط مشمول تبصره ۱ این بند، اثر ضریب نامعینی در تعیین حد مجاز باید منظور شود.
۴. مقایسه قاب خمشی فولادی و بتن‌آرمه متوسطچنانچه دو ساختمان دارای ارتفاع طبقه، گروه اهمیت و سایر شرایط مؤثر بر کنترل تغییرمکان جانبی نسبی یکسان باشند و یکی با قاب خمشی فولادی متوسط و دیگری با قاب خمشی بتن‌آرمه متوسط طراحی شود، حد مجاز تغییرمکان جانبی نسبی آنها یکسان خواهد بود.
این برابری به معنای یکسان بودن تغییرمکان محاسبه‌شده دو سازه نیست؛ بلکه صرفاً نشان می‌دهد که معیار مجاز آیین‌نامه‌ای برای آنها یکسان است.
۵. مثال محاسباتیفرض کنید ساختمانی دارای مشخصات زیر باشد:
تعداد طبقات: ۱۰ طبقه
ارتفاع هر طبقه: ۳٫۶۰ متر
سیستم سازه‌ای اول: قاب خمشی بتن‌آرمه متوسط
سیستم سازه‌ای دوم: قاب خمشی فولادی متوسط
گروه اهمیت فرض‌شده: ۲
با فرض یکسان بودن سایر شرایط مؤثر بر حد مجاز و نبود کاهش متفاوت ناشی از ضریب نامعینی، داریم:
قاب خمشی بتن‌آرمه متوسط:تغییرمکان جانبی نسبی مجاز = ۰٫۰۱۲۵ × ۳٫۶۰
تغییرمکان جانبی نسبی مجاز = ۰٫۰۴۵ متر = ۴۵ میلی‌متر
قاب خمشی فولادی متوسط:تغییرمکان جانبی نسبی مجاز = ۰٫۰۱۲۵ × ۳٫۶۰
تغییرمکان جانبی نسبی مجاز = ۰٫۰۴۵ متر = ۴۵ میلی‌متر
بنابراین:
نسبت تغییرمکان جانبی نسبی مجاز قاب بتنی به قاب فولادی = ۴۵ ÷ ۴۵ = ۱
۶. نکات کلیدی آزمونی۱. تغییرمکان جانبی نسبی محاسبه‌شده با تغییرمکان جانبی نسبی مجاز تفاوت دارد.
۲. مقدار تغییرمکان جانبی نسبی محاسبه‌شده می‌تواند در قاب‌های فولادی و بتنی متفاوت باشد؛ زیرا سختی، مشخصات دینامیکی و ضرایب مؤثر بر تغییرمکان دو سیستم الزاماً یکسان نیستند.
۳. تفاوت ضرایب بزرگنمایی تغییرمکان قاب فولادی و بتنی، به‌تنهایی به معنای تفاوت حدود مجاز آنها نیست.
۴. مطابق ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰، مقادیر پایه تغییرمکان جانبی نسبی مجاز با توجه به گروه اهمیت ساختمان تعیین می‌شوند؛ اما محدودیت‌های ویژه قاب‌های خمشی متوسط و معمولی نیز باید بررسی شوند.
۵. برای ساختمان‌های دارای قاب خمشی متوسط یا معمولی، تبصره ۳
بند ۳-۱۲-۳ اهمیت ویژه‌ای دارد.
۶. در ساختمان‌های مشمول ضریب نامعینی، اثر تبصره ۱
بند ۳-۱۲-۳ نیز باید کنترل شود.
۷. یکسان بودن تعداد طبقات و ارتفاع ساختمان، به‌تنهایی به معنای یکسان بودن تغییرمکان جانبی نسبی محاسبه‌شده دو سیستم سازه‌ای نیست.
نتیجه آزمونی:در مقایسه قاب‌های خمشی فولادی و بتن‌آرمه، ابتدا باید مشخص شود که سؤال درباره تغییرمکان جانبی نسبی محاسبه‌شده است یا مقدار مجاز آیین‌نامه‌ای.
در قاب‌های خمشی متوسط با ارتفاع طبقات، گروه اهمیت و شرایط مؤثر یکسان، محدودیت تغییرمکان جانبی نسبی مجاز برابر است؛ بنابراین نسبت مقدار مجاز قاب بتنی به قاب فولادی برابر یک خواهد بود.
رابطه ۳-۱۹