اثر انواع نامنظمی در ساختمان

به طور کلی نامنظمی در هر موضوعی باعث می شود رسیدن به هدف سخت تر باشد.

انواع نامنظمی در ساختمان نیز باعث ایجاد پدیده هایی مانند پیچش در ساختمان خواهد شد و می تواند طراحی را دشوار تر کند.

بنابراین هرچه سازه منظم تر باشد طراحی آن راحت تر و عملکرد مطلوب تری خواهد داشت.

از همین رو قصد داریم در ادامه به تمامی نامنظمی های ممکن در پلان و همچنین مسیر اجرای پروژه های ساخت و ساز بپردازیم. لطفا این مقاله را تا انتها مطالعه نمائید.

بررسی انواع نامنظمی هندسی در پلان سازه:
همان طور که در مقدمه اشاره کردیم میزان نظم سازه در نحوه طراحی تأثیر بسزایی دارد و یکی از مهم ترین مسائل در این مرحله از ساخت به شمار می آید.

فرد طراح نیز باید قبل از طراحی کاملاً با این نامنظمی ها آشنا باشد تا بتواند محاسبات صحیح و دقیقی انجام داده و طراحی مناسبی داشته باشد.

انواع نامنظمی در ساختمان طبق برخی از استانداردها شامل نامنظمی هندسی، پیچشی، دیافراگم، خارج از صفحه و سیستم های غیر موازی است.

در اینجا می خواهیم هر کدام از انواع نامنظمی های ساختمان را به صورت مفصل تر برایتان شرح دهیم تا با آن ها کاملاً آشنا شوید.

بررسی انواع نامنظمی هندسی در پلان سازه:
نامنظمی هندسی در پلان:
در برخی از قاب هایی که در ساخت ساختمان قرار می گیرند قطعات مقاوم سازی در برابر زلزله مانند انواع بادبند باید در پلان ساختمان شکلی متقارن یا حداقل تقریباً متقارن داشته باشند.

بنابراین اگر در پلان ساختمان فرورفتگی وجود داشته باشد طوری که یکی از گوشه های ساختمان از 20 درصد طول پلان در دو طرف بیشتر باشد از نظر مهندسی ساختمان دارای نامنظمی هندسی است.

در واقع این حالت برای بیرون زدگی بیش از حد هم وجود دارد و این شرایط باعث افزایش احتمال تخریب ساختمان در برابر زلزله خواهد شد.

زیرا در این صورت قسمت های مختلف ساختمان که دچار ارتعاش می شوند ممکن است به صورت ناهماهنگ حرکت کرده و بیشتر باعث فروپاشی شوند.

نامنظمی پیچشی سازه:
نامنظمی پیچشی در ساختمان زمانی اتفاق می افتد که در طبقات مختلف ساختمان بین مرکز جرم و مرکز سختی فاصله وجود داشته باشد و نیروی جانبی مانند نیروی زلزله بتواند یک لنگر پیچشی در طبقات ایجاد کند.

طبق استاندارد در این نوع نامنظمی حداکثر تغییر مکان نسبی در یک سمت سازه بزرگ تر از 20 درصد متوسط تغییر مکان نسبی در دو طرف آن خواهد بود.

تغییر مکان یک طبقه نسبت به طبقه زیرین در اثر نیروهای جانبی را تغییر مکان نسبی می گویند.

اگر این تغییر مکان یعنی اختلاف مکانی دو طبقه طبق فرمول های مشخص بیشتر از 40 درصد باشد به معنی نامنظمی شدید پیچشی است.

نامنظمی دیافراگم:
منظور از دیافراگم سقف ساختمان است که در استانداردهای مربوط به لرزه سازه از آن استفاده می شود.

معمولاً بر اساس یک سری ضوابط مشخص دیافراگم ها دارای انواع صلب، نیمه صلب و انعطاف پذیر هستند.

نقش اصلی هر نوع دیافراگمی در ساختمان توزیع نیروهای جانبی وارد شده به سازه بین المان های باربری جانبی است.

بنابراین اگر برخی از ویژگی های دیافراگم نظیر مساحت قسمت های بازشو زیاد باشد یا تغییرات زیادی در سختی دیافراگم ایجاد شود، از نظر مهندسی نوعی نامنظمی در ساختمان محسوب می شود.

نامنظمی خارج از صفحه چیست ؟
اگر در مسیر انتقال نیروی جانبی در ساختمان، در سیستم باربر جانبی، انقطاعی مانند تغییر صفحه حداقل یکی از صفحات باربر جانبی در طبقه ها وجود داشته باشد، به معنی نامنظمی خارج از صفحه در ساختمان است. این شرایط روی دیافراگم تأثیرات منفی دارد و آن را آسیب پذیر خواهد کرد.

نامنظمی سیستمهای غیر موازی:
بهترین حالت طراحی برای ساختمان ها سازه هایی با آکس های موازی می باشد. این حالت نیروی زلزله را در همان راستا تحمل کرده و از تخریب ساختمان جلوگیری می کند.

اما زمانی که نتوان آکس ها را به صورت موازی طراحی نمود نیروی زلزله در دو جهت وارد شده و می تواند باعث تخریب بیشتر شود، بنابراین می گوییم سازه دچار نامنظمی سیستم های غیر موازی است.

طبق استاندارد مرز بین نامنظمی و منظمی ساختمان از لحاظ طراحی آکس 15 درجه می باشد.

نامنظمی هندسی در ارتفاع:
نامنظمی هندسی گاهی اوقات نیز در ارتفاعات ایجاد می شود. معمولاً در ساختمان های چند طبقه، طبقه های پایینی در هنگام زلزله باید نیروهای برشی بیشتری را تحمل نمایند و به همین دلیل همیشه اعضای سازه در طبقات پایین قوی تر از طبقات بالاتر هستند.

اگر طراحان به عنوان راهکاری برای تحمل نیروی بیشتر تعداد دهانه های مهاربندی را افزایش دهند، احتمال نامنظمی هندسی در ارتفاع وجود خواهد داشت.

نامنظمی جرمی در ارتفاع سازه:
نامنظمی جرمی مربوط به وزن سازه می باشد. طبق آیین نامه اگر جرم هر طبقه نسبت به طبقه بالا و پایین خود اختلافی بیشتر از 50 درصد داشته باشد نامنظمی جرمی در ارتفاع ایجاد می شود.

البته در این پارامتر طبقات بام و خرپشته متفاوت می باشند.

نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی:
این مفهوم به تازگی به استانداردهای مربوط به نامنظمی ساختمان اضافه شده است.

در این نامنظمی، جزئی از سیستم باربر جانبی در ارتفاع قطع می شود؛ در نتیجه نیروهای جانبی مثل زلزله روی تیرها، دال ها، ستون ها و دیوارهای تکیه گاهی تأثیرات منفی خواهند گذاشت.

توجه داشته باشید که این نوع نامنظمی با نامنظمی سیستم باربر جانبی کاملاً متفاوت است.

در واقع در نامنظمی سیستم بابر جانبی، در تراز مشخصی نیرو وارد شده به صفحه قطع می شود و به صفحه دیگری منتقل خواهد شد، اما در این نامنظمی تراز مشخصی به طور کامل قطع می شود.

نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی:
نامنظمی سختی در ارتفاع:
اگر به دلیل طراحی یا تغییرات فنی یکی از مهاربندها در دهانه یک طبقه حذف شود یا دیوارهای برشی در یک طبقه بازشو ایجاد کنند، به طور قابل توجهی سختی آن طبقه نسبت به طبقات بالاتر خود کاهش یافته و احتمال فروپاشی آن در برابر نیروهای جانبی نیز افزایش پیدا می کند و باعث نامنظمی می شود.

این حالت باعث می شود نیروهای جانبی مثل نیروی زلزله به طور مناسبی در ساختمان توزیع نگردد و تغییر مکان زیادی در طبقات ایجاد شده که باعث واژگونی ساختمان خواهد شد.

به طبقه ای که باعث این نامنظمی در ارتفاع می شود طبقه نرم می گویند. طبقات نرم یا خیلی نرم به شدت مقاومت سازه در برابر زلزله را کاهش می دهند.

اگر به دلیل معماری یکی از دیوارهای پیرامون ساختمان در طبقات بالایی که حکم تکیه گاه را دارد حذف شود، باز هم این نوع نامنظمی و عواقب ناشی از آن به وجود می آید.

نامنظمی سختی جانبی:
مقاومت یک طبقه از ساختمان به معنای حداکثر نیرویی می باشد که آن طبقه در حالت پایدار می تواند تحمل نماید.

حالت های ناپایداری ساختمان کاملاً احتمالی هستند و نمی توان به طور دقیق آن ها را پیش بینی کرد.

اما میزان این مقاومت در حالت های پایدار باید کاملاً دقیق محاسبه شود.

نکته مهم در این محاسبات این است که توجه داشته باشیم برخی از عوامل مانند ایجاد بازشو در دیوارهای برشی و یا حذف یکی از مهاربندها که باعث نامنظمی می شود می تواند تا حد زیادی از مقاومت ساختمان کم کند.

به طور کلی مقاومت با سختی متفاوت است. با این حال طبق استانداردهای موجود، کاهش مقاومت نیز می تواند باعث ایجاد نامنظمی در سازه شود.

همان طور که توضیح دادیم به طور کلی نامنظمی باعث افزایش خطرات ناشی از نیروهای مخرب خارجی مانند بادهای شدید یا زلزله می شود.

بنابراین طراحان نباید به دلیل زیبایی و معماری، ایمنی ساختمان را با ایجاد نامنظمی های مختلف کاهش دهند.

اگر طراحی با دقت لازم و دانش کافی انجام شود بخش زیادی از این نامنظمی ها حذف شده و یا خطرات کمتری ایجاد خواهند کرد.