آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله  – استاندارد 2800

Seismic Design Regulations for Buildings (Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings – Iranian Standard No. 2800, Fifth Edition)

.

استاندارد 2800 چیست؟

علت و لزوم تدوین آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله چه بوده است؟

چگونه از این آیین نامه در طراحی سازه ها (ساختمان ها) استفاده کنیم؟

در این مقاله به پاسخ این سوالات می‌پردازیم.

انسان همواره در تلاش بوده تا با پدیده‌های طبیعی سازگارتر شود و زندگی خود را امن‌تر و بهتر پیش ببرد؛ اما زلزله به‌عنوان یکی از مخرب‌ترین رخدادهای طبیعی، می‌تواند در زمان کوتاهی خسارات سنگینی ایجاد کند. به همین دلیل، نیاز به چارچوب‌های مهندسی و مقرراتی که بتوانند ایمنی را در طراحی و ساخت تضمین کنند، به یک ضرورت جدی تبدیل شده است.

در طول زمان، با رشد علوم و پیشرفت فناوری، روش‌های مقابله با خطرات طبیعی هم دقیق‌تر و کارآمدتر شده‌اند. دانش مهندسی سازه، پژوهش‌های مرتبط با رفتار لرزه‌ای ساختمان‌ها، و همچنین تجربه‌های به‌دست‌آمده از رخدادهای گذشته، باعث شد تدوین ضوابط و استانداردهای تخصصی به یک مسیر روشن برای مدیریت ریسک تبدیل شود. از این رو، تدوین آیین‌نامه‌ها و استانداردهای لازم‌الاجرا به‌منظور کاهش خسارات، افزایش تاب‌آوری سازه‌ها و حمایت از جان افراد، اهمیت ویژه‌ای پیدا کرد.

گام‌های نخستین تا تکامل استاندارد ۲۸۰۰  

حرکت به سوی وضع قوانین برای مقابله با زلزله، از دوران دهه ۱۳۴۰ خورشیدی آغاز شد. در این مسیر، «آیین‌نامه استحکام‌بخشی بناها در برابر لرزش زمین» که بعدها در دل استاندارد ملی ۵۱۹ جای گرفت، به عنوان اولین گام‌ در این حوزه شناخته می‌شود.

 زلزله ویرانگر دهم شهریور 1341 بویین‌زهرا به بزرگی 2/7 ریشتر که طی آن 12000 نفر جان خود را از دست دادند، باعث شد اولین آیین‌نامه زلزله ایران تهیه شود.

هیئت دولت تجدید نظر و بازنگری درمورد استاندارد 2800 را در تصویب‌نامه شماره 119138/ت 969 مورخ 27/12/1367 ، بر عهدة وزارت مسکن و شهرسازی (مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن) گذاشته است تا هر 5 سال یکبار انجام شود.

در سال‌های ۱۳۶۶ و  ۱۳۶7 « آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله ( استاندارد 2800 )  » تصویب و اجرای آن اجباری شد و نقش چشمگیری در کاستن از میزان خسارات احتمالی در اثر وقوع زلزله داشت.

مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، در سال 1372 ، بازنگری نسخه اول این آیین‌نامه را در دستور کار خود قرار داد و در سال 1378 ویرایش دوم ابلاغ شد.

بازنگری ویرایش دوم آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله در سال 1379 آغاز و در سال 1386 ویرایش سوم تصویب و ابلاغ شد و بازنگری ویرایش سوم آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله در سال 1388 آغاز شد و در سال 1393 ویرایش چهارم تصویب و ابلاغ شد.

.

آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله ویرایش پنجم

.

در تاریخ 13 اردیبهشت 1405 از طرف سازمان برنامه و بودجه کشور، ابلاغیه ویرایش پنجم آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله انتشار شد و از تاریخ 01/04/1405 برای قراردادهای جدید مورد اجرا قرار میگیرد.

برای دریافت خبر انتشار استاندارد 2800 ویرایش پنجم شماره موبایل و ایمیل خود را وارد کنید .

.

مروری بر الزامات استاندارد ۲۸۰۰ ویرایش چهارم

ساخت ‌و ساز مهندسی با رعایت دقیق استاندارد ۲۸۰۰ معنا پیدا می‌کند و پیاده‌سازی این ضوابط نه تنها ایمنی را تضمین می‌کند، بلکه هزینه‌های نگهداری و بازسازی پس از حوادث احتمالی را به شدت کاهش می‌دهد

استاندارد ۲۸۰۰ به عنوان مرجع اصلی طراحی لرزه‌ای، مجموعه‌ای از معیارهای سخت‌گیرانه را تعیین می‌کند که هر پیمانکار و مجری ذی‌صلاح ملزم به پیاده‌سازی دقیق آن‌ها در تمام مراحل پروژه است . بعضی از تعاریف استاندارد 2800 را در این مقاله ذکر میکنیم.

.

۱.  سطوح عملکردی ساختمان در برابر تکان‌های زمین

در نظام فنی و اجرایی کشور، ساختمان‌ها باید به گونه‌ای مهندسی شوند که در برابر دو سطح متفاوت از زلزله پایداری نشان دهند:

• ایمنی جانی در زلزله‌های شدید: هدف اصلی در زلزله‌های بزرگ (زلزله طرح با دوره بازگشت ۴۷۵ سال)، جلوگیری از تخریب کامل بنا و تامین زمان کافی برای خروج ساکنان است .
• تداوم کاربری در زلزله‌های خفیف: ساختمان‌های با اهمیت بالا باید در برابر تکان‌های کوچک‌تر (زلزله بهره‌برداری) دچار آسیب سازه‌ای عمده نشده و بلافاصله قابل استفاده باشند .

۲.  اولویت‌بندی پروژه‌ها بر اساس کاربری و اهمیت

پیمانکاران باید توجه داشته باشند که ضوابط طراحی بسته به نوع بهره‌برداری از ساختمان متفاوت است. استاندارد ساختمان‌ها را به چهار گروه تقسیم می‌کند

گروه اول (حیاتی):  مراکز درمانی، آتش‌نشانی‌ها و زیرساخت‌های مخابراتی که باید پس از وقوع حادثه بدون وقفه فعالیت کنند.

گروه دوم (بسیار مهم): مراکز آموزشی، سالن‌های ورزشی و موزه‌ها که محل تجمع انبوه یا نگهداری اسناد ملی هستند.

گروه سوم و چهارم: شامل ساختمان‌های مسکونی، تجاری و سازه‌های موقت.

3.  فاکتورهای کلیدی در پایداری فنی سازه

برای رسیدن به یک سازه ایمن، سه پارامتر فنی در تحلیل‌های مهندسی نقش حیاتی ایفا می‌کنند:

• نیروی برش پایه :کل بار جانبی ناشی از زلزله که به پی ساختمان منتقل می‌شود و مبنای محاسبات مقاومت است.
• تأثیر نوع خاک بستر:  لرزه‌خیزی زمین بسته به جنس خاک (سنگ سخت تا خاک نرم) متفاوت است؛ لذا شناسایی دقیق خاک در سایت پروژه برای تعیین ضریب بازتاب ضروری است
• شکل‌پذیری و جذب انرژی: سازه نباید تنها مقاوم باشد، بلکه باید با داشتن ضریب رفتار مناسب ، توانایی مستهلک کردن انرژی زلزله را بدون شکست ترد داشته باشد

۴. پایداری جانبی و کنترل جابجایی طبقات

یکی از حساس‌ترین وظایف در اجرای پروژه‌های عمرانی، کنترل تغییر مکان نسبی (Drift) است

جابجایی بیش از حد طبقات می‌تواند باعث خرابی اجزای غیرسازه‌ای مانند نما و دیوارهای داخلی شود

• اثر P-Delta: زمانی که ساختمان دچار جابجایی جانبی می‌شود، بارهای قائم (وزن طبقات) لنگرهای ثانویه‌ای ایجاد می‌کنند که می‌تواند منجر به ناپایداری کل بنا شود. طبق آخرین ضوابط، اگر شاخص پایداری در طبقه از ۱۰ درصد فراتر رود، اعمال این اثر در محاسبات الزامی است.

آیین نامه طراحی لرزه ای ساختمان ها ویرایش پنجم

( استاندارد 2800 ویرایش پنجم )

ویرایش پنجم یک جهش به سمت طراحی بر اساس عملکرد (Performance-Based Design) است که با جایگزینی پارامترهای شتاب طیفی جدید و تمرکز بر سطح زلزله MCE، به دنبال ارتقای تاب‌آوری کلی صنعت ساختمان در ایران است. در ادامه تفاوت ویرایش چهارم و پنجم استاندارد 2800 را مورد بررسی قرار میدهیم.

۱. تحول در سطوح لرزه‌ای و معرفی مفهوم  MCE

در ویرایش پنجم مفهوم زلزله بیشینه مورد نظر (MCE) با دوره بازگشت حدود ۲۴۷۵ سال معرفی شده است. در این ویرایش، اهداف عملکردی ساختمان‌ها مستقیماً به پایداری در برابر زلزله MCE گره خورده است تا احتمال فروریزش در شدیدترین تکان‌ها به حداقل برسد.

۲. تغییر در پارامترهای طیف پاسخ

سیستم قدیمی حذف شده و پارامترهای شتاب طیفی در زمان‌های تناوب کوتاه () و یک ثانیه () جایگزین شده‌اند. این تغییر باعث می‌شود پاسخ ساختمان با دقت بیشتری بر اساس ویژگی‌های خاص هر منطقه و نوع خاک محاسبه شود.

۳. معرفی گروه‌های طراحی لرزه‌ای (SDC)

سیستم جدیدی به نام گروه‌های طراحی لرزه‌ای (SDC) از SDC1  تا SDC3 معرفی شده است. ساختمان‌ها بر اساس ترکیب پارامترهای شتاب طیفی، نوع زمین و اهمیت کاربری در این گروه‌ها قرار می‌گیرند و هر گروه ضوابط سخت‌گیرانه خاص خود را دارد.

۴. ضوابط جدید و دقیق‌تر برای نامنظمی‌ها

دقت در تشخیص ساختمان‌های نامنظم در ویرایش پنجم افزایش یافته است:

• شاخص: TIR در ویرایش پنجم، برای تشخیص نامنظمی پیچشی، شاخص جدیدی به نام TIR  معرفی شده است ( نسبت نامنظمی پیچشی ساختمان) که جایگزین معیارهای ساده‌تر قبلی شده و مرزهای نامنظمی «زیاد» و «شدید» را دقیق‌تر تعیین می‌کند .
• اصلاح تعاریف: تعاریف نامنظمی در دیافراگم، سیستم‌های غیرموازی و جابجایی خارج از صفحه با جزئیات فنی بیشتری نسبت به ویرایش چهارم بازنویسی شده‌اند.

۵. بازنگری در محدودیت‌های ارتفاعی و سیستم‌های سازه‌ای

محدودیت‌های مربوط به انتخاب نوع سازه در ویرایش پنجم تغییر کرده است:

• در ویرایش پنجم، حداکثر ارتفاع مجاز () برای سیستم‌های مختلف (مانند قاب‌های خمشی معمولی و متوسط) مستقیماً به گروه طراحی لرزه‌ای (SDC) وابسته شده است.
• بسیاری از سیستم‌هایی که در ویرایش چهارم در مناطق با خطر لرزه‌خیزی بالا مجاز بودند، در ویرایش پنجم برای گروه SDC3  با محدودیت‌های شدیدتری مواجه شده یا ممنوع شده‌اند.

۶. گسترش بی‌سابقه ضوابط جداسازها و میراگرها (فصل هفتم)

فصل هفتم در پیش‌نویس ویرایش پنجم از یک بخش کلی به یک راهنمای بسیار جامع تبدیل شده است:

• جزئیات مدل‌سازی: ضوابط مربوط به محاسبه کران‌های بالا و پایین مشخصات رفتاری جداسازها و میراگرها به طور دقیق اضافه شده است.
• الزامات آزمایش: پیوست ۱۰ جدیدی برای دستورالعمل انجام آزمایش‌های نمونه (Prototype) و محصول (Production) جهت کنترل عملکرد این سامانه‌ها اضافه شده که در ویرایش چهارم وجود نداشت.

۷. تغییر در محاسبات برش پایه حداقل (V _min)

فرمول‌های مربوط به کف نیروی زلزله تغییر کرده است:

• در ویرایش پنجم، حداقل برش پایه طراحی به پارامترهای شتاب طیفی جدید
  ( ₁ SD) وابسته شده است تا اطمینان حاصل شود که سازه‌ها در زمان‌های تناوب بالا، حداقل مقاومت لازم را حفظ می‌کنند .

۸. دقیق‌سازی ضوابط اندرکنش خاک و سازه

• در حالی که ویرایش چهارم و اصلاحیه‌های آن به اصلاح پارامترهای ابعادی پی (r _m) پرداخته بودند ، ویرایش پنجم در فصل ششم، مطالعات ژئوتکنیکی لرزه‌ای، پتانسیل روانگرایی و اثرات توپوگرافی را با جزئیات بسیار بیشتری نسبت به نسخه قبل پوشش داده است.

لینک دانلود نشریه استاندارد 2800 ویرایش 5