بخشی از مطالب:
کلیات اجرایی ساختمانهای یک طبقه به شرح ذیل می باشد:
ساختمان های مصالح بنایی ، یک سیستم سازه ای جعبه مانند را تشکیل می دهند،شامل اجزای سازه ای قائم یعنی دیوارها و اجزای سازه ای افقی یعنی سقف ها. بارهای قائم از سقف ها به عنوان اعضای خمشی افقی به دیوارهای باربروازدیوارهای باربربه عنوان اعضای فشاری قائم به پی ها منتقل می شوند.
هنگامی که ساختمان تحت تاثیر حرکات زمین لرزه قرار می گیرد،نیروهای اینرسی درسیستم سازه به وجود می آید.مجدداً نیروهای اینرسی از سقف ها به عنوان دیافراگمهاصلب افقی، به دیوارهای باربروازدیوارهای باربر که در آنها اثرات خمشی وبرشی به وجود می آید،به پی هامنتقل می گردند.به علت توزیع جرم دیوارها،نیروهای اینرسی توزیع شده،خمش خارج ازصفحه ی دیوارهارا موجب می شود.
تحلیل رفتارساختمان های با مصالح بنایی که درمعرض زمین لرزه قرارگرفته اند،به وضوح نشان دهنده ی اهمیت شکل و فرم ساختمان است.ساختمان های با شکل سازه ای منظم،بادیوارهایی که درتراز سقف ها به یکدیگر بسته شده اند، به مراتب رفتاری مناسب دارند،حتی هنگامی که به صورت مقاوم در برابر زمین لرزه طراحی نشده باشند. این موارد نشان گر آن می باشد که بارعایت اصول ساده ی معماری و سازه ای و همچنین باالتزام به کیفیت مصالح واجرا،می توان به مقاومت لرزه ای مناسبی دست یافت.

شکل ساختمان
ضوابط کلی زیربایدهنگام طراحی ساختمان های بامصالح بنایی درنظرگرفته شوند:
الف) کل ساختمان یاقسمت های مختلف آن،هرکدام بایدنسبت به دو محوراصلی حتی المقدور متقارن باشند.طبق آیین نامه ی ۲۸۰۰ایران ساختمان می تواند نسبت به دو محور اصلی نزدیک به متقارن نیز باشد.ناتقارنی ساختمان موجب اثرات پیچشی شده وسارت را در یک ناحیه بحرانی از ساختمان متمرکز می سازد.تقارن باید در انتخاب محل بازشوها نیز رعایت شود.
ب) ساختمان های با شکل چهارگوش یامستطیل در پلان،هنگامی که در معرض زمین لرزه قرارمی گیرند،درمقایسه بااشکال دیگر،بهتررفتار می نمایند.اثرات پیچشی ناشی از حرکات زمین،برساختمان های مستطیلی کشیده درپلان نیز نامطلوب است.بنابراین نسبت طول به عرض هرقسمت ساختمان بایدبه۵/۳ محدود گردد.آیین نامه ی ۲۸۰۰ افزایش این نسبت رااز۳مجاز نمی داند. چنانچه برای ساختمان طول بیشتری موردنظراست باید بادرزهای جداکننده،به قسمت های متعدد تقسیم گردد.
پ) درتقسیم یک ساختمان به قسمت های ساده تر،بایدهر قسمت مستطیلی شکل ومتقارن باشد.برای اجتناب از ضربه زدن قسمت های مختلف به یکدیگر، باید مقدار درزکافی باشد.توصیه می شود عرض درزکمتر از۳۰ میلیمترنباشد. همچنین باید برای هرطبقه۱۰ میلیمتر(یا۳میلیمتر)هنگامی که ارتفاع ساختمان از۹مترتجاوزمی نماید،به مقدار درز اضافه گردد.مطابق آیین نامه ی ۲۸۰۰ایران حداقل درزانقطاع در تراز هرطبقه برابر۰۱/۰ارتفاع آن ترازاز روی ترازپایه می باشد.ادغمه ی این درزها در شالوده الزامی نمی باشد.
ت) پلان ساختمان بایدحتی المقدور ساده باشد.پیش آمدگی ها و پس رفتگی های نا مناسب نداشته باشد. الحاقات ساخمان مانند کتیبه ها،طره هی بلندافقی و قائم،تابلوهای سنگی و مشابه آنهاازنقطه نظرلرزه ای،خطرناک و نامطلوب است.کلیه الحاقات ساختمان که استفاده از آنا ضروری است،باید کاملاً مسلح و مهار شده باشند.ابعاد پیش آمدگی در پلان ساختمان بدون تعبیه ی درزانقطاع به مقادیر محدوداست.دراین صورت محدودیتی برای بعدریگر وجود ندارد،به شرطی که پلان ساختمان به طورنامناسبی نا متقارن نگردد.
ث) توزیع سختی چه در پلان وچه در ارتفاع بایدتاجایی که امکان دارد یکنواخت باشد.تغییرات ناگهانی سختی که به دلیل تغییرات پلان درطبقات مختلف است،موجب تمرکز شدید خسارت در آن مناطق می گردد.
ج) درسیستم های سازه ای مختلط،باید از ترکیب سیستم باربر بنایی و بتنی مسلح چه در ارتفاع و چه در پلان اجتناب نمود.مگر این که تحلیل خاصی دراین موردانجام گیرد.درصورتی که ستون های بتنی مسلح منفرد به عنوان اعضای باربرقابل اجتناب نباشد،دیوارهای بنایی بایدبتوانند تمام بارلرزه ای راتحمل نمایند.
ابعادپلان،ارتفاع ساختمان وتعداد طبقات
براساس مشاهده خسارات ناشی از زمین لرزه ها،مصالح وسیستم های سازه ای که در اجرای ساختمان های بنایی مورد استفاده قرار می گیرند و باتوجه به دانش فنی رایج و فناوری اجرایی،کشورهای مختلف ازجمله هندوستان ومنطقه بالکان حدود خاصی رادرابعادپلان وارتفاع ساختمان های بنایی درآیین نامه های لرزه ای خود مقرر می دارند. شباهت منطقه ی بالکان و خصوصیات ساختمان های آن باشرایط ساخت و ساز کشورما،استفاده از این آیین نامه ها رابرای ما نیز ممکن می سازد.این محدودیت ها بر اساس لرزه خیزی منطقه،لرزه خیزی کم(L)،متوسط(M)وزیاد(H)درآیین نامه ها تعریف شده اند.
اخیراً تحقیقات قابل توجهی،دررابطه با رفتار ساختمان های بنایی ودیوارهای تحت شرایط لرزه ای صورت گرفته ودرحال انجام است.دراین مورد افزایش مقاومت وشکل پذیری دیوارهای بنایی که درآنها از تسلیح افقی و قائم استفاده شده است، جلب توجه می نماید. بدین ترتیب نتایج تحقیقات نشان می دهند که می توان محدودیتهای ابعادی ذکرشده را تخفیف داد.بااین وجود براساس نتایج نهایی کار،محدودیتهایی که دربخش های زیرتوصیه گردیده است قابل توجه است.
ابعاد پلان
به منظور کاهش اثرات اختلاف درجه حرارت،جمع شدگی وافت بتن مسلح در طبقات،نشت خاک در ساختمان های کشیده و طویل وهمچنین اجتناب از اثرات ناشی از تفاوت های حرکت زمین در طول ساختمان، طول ساختمان مصالح بنایی یا بخش های تفکیک گشته آن باید به۴۰متر درنواحی لرزه باشدت زیاد(H)وبه ۵۰متردرنواحی باشدت های متوسط(H)وکم(L)محدود گردد.
همچنین به منظور محدود کردن خسارت ناشی از اثرات پیچشی ساختمان ها هنگامی که در معرض زمین لرزه قرار می گیرند،نسبت طول به عرض ساختمان های بنایی نباید از ۵/۳ تجاوز نماید.
درصورتی که دروضعیت خاک محل،نامناسب باشد،محدودیت هایی در نظر گرفته شده باید باشرایط خاک تغییر یابند.
ارتفاع و تعداد طبقات
ارتفاع ساختمان و تعداد طبقات باید با توجه به سیستم سازه ای و لرزه خیزی منطقه محدود گردد.
ارتفاع ساختمان فاصله ی قائم تراز زمین(یا کف زیر زمین) تا بالای کف طبقه ی فوقانی ساختمان به حساب می آید.چنان چه زیرزمین جزء طبقات منظور نمی گردد.حداکثر تعداد طبقات زیر زمین یک طبقه است.
جدول زیر مقادیر توصیه شده ای برای حداکثر ارتفاع انواع ساختمان ها و حداکثر تعداد طبقات برای سیستم های سازه ای مختلف و مناطق با لرزه خیزی مختلف ارائه می دهد.
نوع سیستم سازه ای لرزه خیزی منطقه
کم متوسط زیاد
خنثی H 3 3 3
n 1 1 –
مصالح بنایی معمولی H 9 6 3
n 3 2 1
مصالح بنایی مسلح H 18 14 11
n 5 4 3

مقطع قائم ساختمان
به طور کلی ترجیح دارد ساختمان فاقد پیش آمدگی در مقاطع قائم باشد و در صورت ایجاد پیش آمدگی باید ضوابط زیر رعایت گردند:
الف) طول جلو آمده ی طره در مورد بالکن های سه طرف باز از۲۰/۱متر و برای بالکن های دوطرف باز از۵۰/۱متربیشترنباشد و طره ها به خوبی در سقف طبقه مهار شوند.در صورتیکه طول جلو آمده ی طره از حدود فوق تجاوز نمایند،طره باید در برابر نیروی قائم زلزله محاسبه گردد.
ب‌) پیش آمدگی ساختمان در مقطع قائم به طوریکه بالا به صورت طره جلوتر از طبقه پایین باشد تنها با رعایت شرایط زیر مجاز است:
۱- طول جلو آمده ی طره از ۱ متربیشتر نباشد؛
۲- سازه قسمت پیش آمده طوری طراحی شود که هیچ یک از دیوارهای آن،بار سقف ویا دیوارهای فوقانی را تحمل نکند؛
۳- دیوارهای قسمت پیش آمده،به وسیله ی کلاف های قائم فولادی و یا بتن مسلح با اتصال مناسب نگه داشته شوند و دو سر کلاف در عنصر سازه ای کف و سقف گیر دار شوند.
کلاف بندی باید به نحوی انجام گیرد که اولاً هر کلاف حداکثر۲متر از دیوار را نگه دارد و ثانیاً دو طرف پنجره های با عرض بیشتر از۲مترنیز دارای کلاف باشد.حداقل مقطع و میل گرد گذاری این کلاف های قائم، مطابق کلاف های معمولی قائم ساختمان می باشد:
آییین نامه ی ۲۸۰۰ایران احداث اختلاف سطح دریک طبقه ی ساختمان را مجاز نمی داند و اعلام می دارد، در صورت اختلاف سطح بیش از۶۰سانتی متر باید دیوارهای حدفاصل دو قسمتبی که اختلاف سطح دارند، با کلاف بندی اضافی مناسب تقویت شوند ویا اینکه دو قسمت ساختمان بوسیله ی درز انقطاع از یکدیگر جدا شوند.
آیین نامه ی ۲۸۰۰ایران حداکثر تعداد طبقات ساختمان های با مصالح بنایی،بدون احتساب زیرزمین را برابر۲طبقه می داند و همچنین تصریح می کند که تراز روی بام نسبت به متوسط تراز زمین مجاور نباید از۸متر جاوز نمایند.دراینآیین نامه حداکثر ارتفاع طبقه(از روی کلاف افقی زیرین تا زیرسقف)۴ متر می باشد واعلام می دارد در صورت تجاوز از این حد،علاوه بر کلاف بندی معمول، باید یک کلاف افقی اضافی در داخل دیوارها و در ارتفاع حداکثر ۴ متر از روی کلاف زیرین تعبیه گردد.بدین ترتیب می توان ارتفاع طبقه را حداکثر تا۶متر افزایش داد. همانطور که ملاحظه می گردد، این آیین نامه ضوابطی به تفکیک نوع ساختمان بنایی یا لرزه خیزی منطقه ارائه نمی دهد.
توزیع دیوارها
به منظور دستیابی به یک رفتار مناسب در ساختمانی که در معرض زمین لرزه قرارمی گیرد، دیوارهای بنایی باید به صورت یک نواخت و متقارن در دو جهت ساختمان توزیع گردند و در تعداد و مقاومت برای مقابله با نیروی جانبی کفایت نمایند، تا با تحمل یکنواخت نیروی افقی زلزله ،پیچش در ساختمان به حداقل برسد. دیوارها باید به گونه ای به سقف ها متصل گردند که هر سقف بتواند به عنوان ی دیافراگم صلب افقی،نیروهای اینرسی را نسبت سختی بین دیوارها پخش کند.
از دیدگاه سیستم سازه ای، دیوارها در یک ساختمان بنایی به دو صورت تعریف می شوند:
الف) دیوارهای سازه ای، که قادر به تحمل وزن خود و بارهای قائم و افقی که بر آنها وارد می شوند هستند؛
ب‌) دیوارهای ناسازه ای، که تنها نقش جداکردن فضاها را دریک ساختمان ایفا می نمایند.وزن آنها به وسیله ی کف ها به دیوارهای سازه ای منتقل می گردد.
دیوارهای سازه ای در دو گروه قابل طبقه بندی می باشند:
الف) دیوارهای باربر، که بارهای قائم ناشی از کف های سازه ای، وزن خود و بارهای افقی را تحمل می کنند؛
ب‌) دیوارهای برشی یا طولی، که وزن خود وبارهای افقی را تحمل می نمایند.
با توجه به اهمیت دیوارهای سازه ای، حداقل ضخامت در این دیوارها باید۴۰ سانتی متر برای ساختمان های خشتی و سنگی و۲۰ سانتی متر برای ساختمان های آجری یا با بلوک باشد.در این دیوارها علاوه بر مقاومت،پایداری آنها نیز باید مورد توجه بیشتری قرار گیرد. از این رو آیین نامه ی ۲۸۰۰ایران تعیین حداقل نسبت ضخامت به ارتفاع دیوارهای با مصالح بنایی را با استفاده از دستورالعمل ها ی مناسب لازم دانسته و تصریح می نماید،این نسبت از۱/۰برای دیوارها ی باربر۱۲/۱برای دیوارهای غیر باربر مهار نشده کمتر نباشد.
استاندارد۵۱۹ایران،حداقل بارهای وارده بر ساختمان ابنیه ی فنی،ارتفاع آزاد دیوارها و همچنین فاصله ی تکیه گاه های جانبی را بر حسب ضخامت دیوار محدود نماید.
به منظور حصول رفتاری مناسب برای سیستم های بنایی مختلف، فاصله ی بین دیوارهای سازه ای، با توجه به لرزه خیزی منطقه باید محدود گردد.این محدودیت ها در جدول آمده است: