دانلود نشریه 819 – راهنمای طراحی سازهای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیرسازه‌ای
دیوارهای غیرسازه‌ای، اگرچه مستقیماً بخشی از سیستم باربر اصلی ساختمان به شمار نمی‌روند، نقش بسیار مهمی در تأمین ایمنی، کاربری و زیبایی بنا دارند. در عین حال، این دیوارها تحت تأثیر بارهای جانبی همچون باد و زلزله قرار گرفته و در صورت طراحی و اجرای نادرست می‌توانند منبع آسیب‌های جدی شوند.
به منظور ایجاد وحدت رویه در طراحی، محاسبه و اجرای دیوارهای غیرسازه‌ای، نشریه ۸۱۹: راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای توسط نظام مهندسی کرج انتشار یافته است.
نشریه 819 با هدف ارتقای ایمنی ساختمان‌ها، ارائه روش‌های محاسباتی دقیق، تهیه جداول طراحی و ارائه جزئیات اجرایی لازم، به عنوان مرجعی تخصصی در اختیار طراحان، مهندسان و مجریان قرار گرفته است.
در ضابطه 819، با در نظر گرفتن اهمیت ساختمان، سطح خطر لرزه‌ای، بارهای وارد بر دیوارها و جزئیات اتصال به سازه، دستورالعمل‌هایی برای طراحی ایمن و کارآمد دیوارهای خارجی و پارتیشن‌های داخلی ساختمان‌های تا ۱۰ طبقه ارائه شده است.
فرضیات طراحی، هدف و دامنه کاربرد راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای
این دستورالعمل به منظور ارائه روش‌های محاسباتی طراحی، تهیه جزئیات اجرایی و نقشه‌های لازم برای دیوارهای خارجی و پارتیشن‌های داخلی ساختمان‌ها تدوین شده است. در این راهنما، علاوه بر روش‌های محاسبه، جداولی برای تسهیل طراحی دیوار در ساختمان‌های مسکونی و اداری تا ۱۰ طبقه نیز ارائه شده است.
طراح می‌تواند با توجه به موقعیت جغرافیایی پروژه، و با استفاده از مبحث ششم مقررات ملی ساختمان، شتاب مبنای طرح و سرعت باد را تعیین کند. سپس با در نظر گرفتن تعداد طبقات و مراجعه به جداول راهنما، مشخصات دیوارها و اجزای مهاری مناسب را انتخاب کرده و جزئیات اجرایی لازم را با استفاده از نقشه‌های پیشنهادی تهیه کند.
توجه شود که نقشه‌ها و جزئیات ارائه شده در این دستورالعمل جنبه پیشنهادی دارند و طراح مجاز است در صورت انجام محاسبات کامل بر اساس ضوابط فصل چهارم استاندارد ۲۸۰۰، از سایر روش‌ها استفاده کند. در صورتی که دیوار به طور کامل از سازه جدا نشده باشد، طبق راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای لازم است رفتار میان‌قابی دیوار و نیروهای ناشی از آن بر تیر و ستون در محاسبات لحاظ شود. همچنین در هر حالت باید پایداری دیوار در جهت خارج از صفحه تضمین گردد.
سطوح اهمیت ساختمان
بر اساس آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد ۲۸۰۰)، ساختمان‌ها از نظر اهمیت در چهار گروه: بسیار زیاد، زیاد، متوسط و کم طبقه بندی می‌شوند.
ساختمان‌های با اهمیت کم، سازه‌هایی هستند که تخریب آن‌ها خطر چندانی برای جان انسان‌ها ایجاد نمی‌کند. در مقابل، ساختمان‌های با اهمیت بسیار زیاد شامل بناهای ضروری و حیاتی مانند بیمارستان‌ها و مراکز امدادی هستند. این طبقه بندی در فصل اول آیین‌نامه ۲۸۰۰ تشریح شده است.
سطح خطر لرزه‌ای در راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای
طراحی دیوارهای غیرسازه‌ای باید بر اساس سطح خطر زلزله طرح، یعنی زلزله‌ای با احتمال فراگذشت ۱۰ درصد در طول عمر مفید ۵۰ سال (معادل دوره بازگشت ۳۷۵ سال) انجام شود. برای این منظور می‌توان از طیف پاسخ ارتجاعی مندرج در آیین‌نامه طراحی سازه‌ها در برابر زلزله (استاندارد ۲۸۰۰ ایران) استفاده کرد.
ضریب اهمیت دیوار غیرسازه‌ای
برای ساختمان‌های با اهمیت بسیار زیاد، ضریب اهمیت دیوار غیرسازه‌ای برابر با ۱٫4 در نظر گرفته می‌شود. برای ساختمان‌های با اهمیت زیاد و متوسط، این ضریب برابر ۱ است. در ساختمان‌های با اهمیت کم، طراحی ویژه برای دیوارهای غیرسازه‌ای الزامی نیست. همچنین برای دیوارهای اطراف راه‌پله در تمامی ساختمان‌ها، ضریب اهمیت برابر ۱٫4 منظور می‌شود.
ملاحظات کلی در راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای
دیوارهای غیرسازه‌ای باید در برابر نیروهای ناشی از فشار و مکش باد، نیروها و جابجایی‌های زلزله و ضربات احتمالی، به طور مناسب مهار شوند.
در صورتی که انتقال نیروهای خارج از صفحه دیوار به کمک نبشی یا ناودانی انجام شود، باید بار گسترده جانبی معادل ۱۰۰ کیلوگرم بر متر طول بر ستون‌های مربوطه اعمال گردد.
در طراحی دیوارها طبق راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای، سه عامل زیر باید بررسی شود:
- اتصال دیوار به تکیه‌گاه باید قادر به تحمل نیروهای خارج از صفحه وارده به دیوار ناشی از بار باد، زلزله و اثرات ضربه باشد.
- دیوار باید از سازه در راستای داخل صفحه جدا شود.
- دیوار باید قابلیت تحمل جابجایی نسبی و تغییر شکل‌های تعیین شده را داشته باشد.
نکات مهار دیوارها
- مهارهای دیوار نباید با سایر سیستم‌های ساختمانی تداخل داشته باشند.
- در صورت وجود موانع یا نیاز به سوراخ‌کاری سقف، باید تمهیدات ویژه‌ای در نظر گرفته شود.
- انتهای مهارها باید به اعضایی متصل شود که توانایی تحمل بارهای طراحی را داشته باشند.
بارهای مرده
این بارهای وارد بر دیوار شامل وزن خود دیوار، نمای متصل به آن و پوشش‌های جانبی است و باید بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان محاسبه شود.
بارهای مرده، به‌ویژه در دهانه‌های بزرگ، می‌توانند بر تغییرشکل دیوارها و خیز سقف‌ها تأثیرگذار باشند.
برای جلوگیری از ایجاد ترک در دیوارهای بلوکی و تحمل مناسب بار، فاصله‌ای به میزان خیز درازمدت سقف (حداقل ۲ سانتی‌متر) بین بالای دیوار و سقف لحاظ شود.
بارها و اثرات ناشی از زلزله
دیوارهای غیرسازه‌ای باید علاوه بر تحمل نیروهای اینرسی ناشی از زلزله، قادر به پذیرش جابجایی‌های نسبی طبقات نیز باشند. نیاز به ارزیابی لرزه‌ای دیوارها بسته به نوع دیوار (داخلی یا خارجی) و نوع نما در جدول ۱-۱ ضابطه ۸۱۹ ارائه شده است. طبقه‌بندی سطوح خطر لرزه‌ای به صورت متوسط، زیاد و خیلی زیاد مطابق آیین‌نامه ۲۸۰۰ است. در صورت نیاز به ارزیابی لرزه‌ای دیوار و اتصالات آن باید برای نیروهای محاسبه‌شده و جابجایی‌های نسبی تعیین شده کنترل شوند.
معیارهای پذیرش ضوابط و الزامات لرزه‌ای دیوار در راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای
در این بخش از راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای، معیارهای پذیرش دیوارها بسته به نوع کاربرد آن‌ها ارائه شده است. چنانچه طبق جدول (۱-۱) کنترل لرزه‌ای مورد نظر ضرورت داشته باشد، دیوار و اتصالات آن باید تحت اثر نیروهای اینرسی کنترل شوند. علاوه بر این، با توجه به حساسیت دیوار به جابجایی، بررسی جابجایی نسبی سیستم سازهای حامل دیوار و اثر آن بر رفتار دیوار نیز ضروری است.
اتصالات دیوار باید مطابق روش‌های مناسب ارائه شده در این دستورالعمل طراحی و اجرا شوند. چنانچه دیوار و اتصالات آن نتوانند معیار جابجایی نسبی را برآورده کنند، باید نسبت به تقویت اتصالات یا کاهش جابجایی نسبی طبقات بر اساس معیار تغییر مکان اقدام شود.
ارتفاع اتصال تکیه‌گاه تحتانی (نزار) باید نسبت به تراز پایدار تغییر مکان جانبی بخش‌های مختلف ساختمان در تراز مشخص شده بر مبنای روش‌های تحلیلی استاندارد ۲۸۰۰ محاسبه گردد.
دیوارهای خارجی
این دیوارها به تغییر شکل و شتاب حساس هستند. دیوارهای ساخته شده از بلوک، اگر از بالا و پایین به کف طبقات متصل شوند، تحت بارگذاری ناشی از تغییر شکل‌های سرویس و بارگذاری داخل صفحه ناشی از زلزله قرار می‌گیرند.
با توجه به اتصال نمای خارجی به این دیوارها و انتقال بار نما، این دیوارها حساس‌تر شده و ممکن است بر اثر تغییر شکل‌های سازهای دچار ترک برشی، تاب برداشتن یا شکست شوند. همچنین، نمای متصل به دیوار نیز ممکن است جدا شود.
برای محافظت این دیوارها، می‌توان درز پیوسته‌ای بین دیوار و سازه تعبیه کرد.
دیوار باید در جهت خارج از صفحه مهار شده و در جهت داخل صفحه دارای آزادی حرکت باشد. این اتصال می‌تواند با استفاده از نبشی‌های فولادی و بست‌های ویژه به دال سازهای و ستون‌ها یا وال‌پست‌ها در دو انتهای دیوار انجام شود. نبشی‌های فولادی می‌توانند منقطع باشند، اما باید برای نیروهای خارج از صفحه طراحی شوند.
معیارهای پذیرش دیوارهای خارجی در راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای
- ساختمان با اهمیت متوسط:دیوارهای خارجی ساختمان‌های ۱ تا ۳ طبقه باید بتوانند نیروهای برون صفحه‌ای محاسبه‌شده طبق بند ۱-۱-۷-۱ را تحمل کنند و در صورت عدم جداسازی، تغییر مکان نسبی مجاز برابر ۰.۰۱ داشته باشند. در صورت جداسازی دیوار از سازه مطابق جزئیات دستورالعمل، نیازی به کنترل معیار تغییر شکلی نیست. فاصله جداسازی از ستون‌ها باید حداقل برابر با ۰.۰۱ ارتفاع آزاد دیوار باشد. در ساختمان‌های ۴ تا ۷ طبقه با اهمیت متوسط، توصیه می‌شود دیوارها جدا شوند، هرچند الزام استاندارد ۲۸۰۰ وجود ندارد. در ساختمان‌های ۸ طبقه و بیشتر، جداسازی دیوار طبق استاندارد ۲۸۰۰ الزامی است.
- ساختمان با اهمیت زیاد: دیوارهای خارجی ساختمان‌های با اهمیت زیاد تا ۳ طبقه باید قادر به تحمل نیروهای برون صفحه‌ای محاسبه‌شده طبق بند ۱-۷-۱-۱ باشند و تغییر مکان نسبی مجاز آن‌ها برابر ۰.۰۰۸ باشد. در صورت جداسازی دیوار از قاب، نیازی به کنترل تغییر شکلی نیست. فاصله جداسازی از ستون‌ها حداقل برابر با ۰.۰۱ ارتفاع آزاد دیوار است. در ساختمان‌های ۴ طبقه و بیشتر، جداسازی دیوار طبق استاندارد ۲۸۰۰ الزامی است.
- ساختمان با اهمیت بسیار زیاد: دیوارهای خارجی ساختمان‌های تا ۳ طبقه با اهمیت بسیار زیاد باید نیروهای برون صفحه‌ای محاسبه شده را تحمل کنند. تغییر مکان نسبی مجاز برای این دیوارها برابر ۰.۰۰۵ است. فاصله جداسازی از ستون‌ها حداقل برابر با ۰.۰2 ارتفاع آزاد دیوار است. در ساختمان‌های ۴ طبقه و بیشتر، جداسازی دیوار از قاب الزامی است.
در تمام حالات فوق، اگر دیوارها از قاب جدا شوند، معیار کنترل تغییر شکل داخلی دیوارها منتفی خواهد بود. همچنین ارتفاع جداسازی باید متناسب با حداکثر جابجایی نسبی طبقه بر اساس تحلیل سازهای طبق استاندارد ۲۸۰۰ محاسبه شود.
نمای داخلی
نماهای داخلی در راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای به دلیل حساسیت به جابجایی، می‌توانند دچار ترک‌های درون صفحه‌ای یا جداشدگی از دیوار شوند. همچنین ممکن است در اثر شتاب لرزه‌ای، تغییر مکان مستقیم یا جداشدگی خارج از صفحه را تجربه کنند. در صورتی که الزامات جداسازی دیوار رعایت شود، نیازی به کنترل لرزه‌ای این نماها نخواهد بود.
معیارهای پذیرش
این معیارها به صورت زیر است:
- برای ساختمان‌های با اهمیت متوسط، حداکثر تغییر مکان نسبی مجاز برابر با ۰٫۰2 است.
- برای ساختمان‌های با اهمیت زیاد و بسیار زیاد، حداکثر تغییر مکان نسبی مجاز برابر با ۰٫۰۱ خواهد بود.
نمای خارجی
بر اساس این ضابطه، نمای خارجی شامل مواردی است که به آن‌ها می‌پردازیم.
نماهای چسبانده شده
این گروه شامل نماهای سنگی، آجری و سرامیکی چسبانده شده، نمای سیمانی، نمای آلیکس و نمای EFS می‌شود. از آنجا که نماهای چسبانده شده به تغییر شکل لایه زیرین حساس هستند، ممکن است در اثر جابجایی دچار ترک یا جداشدگی شوند. به‌ویژه اگر این اجزاء به صورت مستقیم بر روی دیوارهای برشی یا اعضای سازهای با جابجایی بزرگ نصب شده باشند، در برابر زلزله آسیب‌پذیر خواهند بود.
در صورت ضعف در اتصال، ممکن است نما تحت تأثیر شتاب مستقیم از سازه جدا شود. همچنین نفوذ آب و تخریب لایه زیرین در طول زمان نیز می‌تواند باعث آسیب گردد.
در این نماها، خرابی‌های داخل صفحه معمولاً به دلیل تغییر شکل دیوار پشتیبان و ایجاد ترک‌های پیشرونده رخ میدهد، در حالی که خرابی‌های خارج از صفحه ناشی از شتاب لرزه‌ای و بیرون افتادن قطعات است.
برای جلوگیری از این آسیب‌ها، باید با رعایت جزئیات ارائه شده در راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای، اتصال دیوار پشتیبان به سازه به‌درستی جدا شود. اتصالات و مهارهای پشت‌بند نماهای چسبانده شده باید توان تحمل نیروهای طراحی لرزه‌ای افقی محاسبه شده را داشته باشند.
نماهای مهار شده
این گروه شامل نماهای آجری و سنگی مهار شده، نماهای سرامیکی خشک و تخته‌های سیمانی است.
در نماهای مهار شده، اتصالات باید علاوه بر تحمل وزن خود، نیروهای ناشی از شتاب زلزله در راستاهای داخل صفحه، خارج از صفحه و قائم را نیز تحمل کنند.
برای ساختمان‌های با اهمیت زیاد، تا سه طبقه، نماها باید قادر به تحمل نیروهای خارج از صفحه محاسبه شده باشند.
در صورت عدم جداسازی تیغه‌ها از سازه، تغییر مکان نسبی مجاز برای این دیوارها برابر با ۰٫۰۰۸ خواهد بود و دیوار باید در راستای خارج از صفحه به‌طور مناسب مهار شود. در صورت اجرای جداسازی بر اساس جزئیات دستورالعمل، نیازی به کنترل تغییر مکان نسبی نخواهد بود.
برای ساختمان‌های با اهمیت زیاد و بسیار زیاد، حداکثر تغییر مکان نسبی در نماهای مهار شده (داخل و خارج صفحه) باید به ۰٫۰۱ ارتفاع طبقه محدود گردد. برای ساختمان‌های با اهمیت متوسط، این مقدار برابر با ۰٫۰۲ ارتفاع طبقه خواهد بود.
بار باد وارد بر دیوارهای خارجی
دیوارهای خارجی، به طور مستقل باید برای اثرات ناشی از باد طراحی شوند. این اثرات بر اساس میانگین سرعت باد منطقه، ارتفاع ساختمان، شکل هندسی، میزان پوشش و موانع مجاور محاسبه می‌شود. فرض می‌شود باد به طور افقی و غیرهمزمان از هر جهت به ساختمان وارد می‌گردد. بار باد با بار زلزله جمع نمی‌شود و طراحی دیوار باید مستقل برای هر کدام بر طبق راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای انجام گیرد.
در دیوارهایی با نمای چسبانده شده، دیوار باید برای مکش و فشار باد طراحی شود. اما در دیوارهایی با نمای پرده‌ای، بار باد توسط نما جذب شده و به سازه اصلی (تیرها و ستون‌ها) منتقل می‌شود؛ بنابراین نیازی به طراحی دیوار برای بار باد وجود ندارد.
جدول 3-1 راستاي بار بادي که دیوار باید براي آن کنترل شود را نشان میدهد.
حرف آخر در مورد راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای
ضابطه ۸۱۹ – راهنمای طراحی سازهای و جزئیات اجرایی دیوارهای غیرسازه‌ای، با هدف ارتقای ایمنی، عملکرد و دوام دیوارهای غیرسازه‌ای در برابر بارهای جانبی همچون باد و زلزله تدوین شده است. این نشریه با ارائه روش‌های محاسباتی دقیق، جداول طراحی و جزئیات اجرایی استاندارد، به طراحان، مهندسان و مجریان کمک می‌کند تا دیوارهایی ایمن، کارآمد و منطبق بر اصول فنی احداث نمایند.
توجه ویژه به سطوح اهمیت ساختمان، سطح خطر لرزه‌ای، ضوابط جداسازی دیوارها از سازه، و طراحی مناسب مهارها از جمله محورهای کلیدی این راهنما است. رعایت این الزامات، علاوه بر کاهش آسیب‌های احتمالی در هنگام زلزله یا باد شدید، باعث افزایش طول عمر سازه و حفظ زیبایی و کارایی دیوارهای داخلی و خارجی ساختمان خواهد شد. در نهایت، نشریه ۸۱۹ مرجعی ضروری برای طراحی ایمن و اصولی دیوارهای غیرسازه‌ای در ساختمان‌های تا ۱۰ طبقه به شمار می‌رود.
کلمه کلیدی: راهنمای طراحی سازهای و جزییات اجرایی دیوارهای غیر سازهای