شرایط سخت گیرانه مبحث نهم ویرایش 99 جهت طراحی دال های دو پوششه

مبحث نهم ویرایش 99 برای اولین بار، استفاده از دال به عنوان بخشی از سیستم باربرجانبی را در مناطق لرزه خیز ممنوع کرده است.

از نظر استاندارد 2800 و مبحث نهم ویرایش 99 بند 9-20-5-5-9، تنها در صورت برقراری تمامی شرایط زیر، می توان از ترکیب دال-ستون به عنوان قاب خمشی متوسط استفاده کرد:

1- سازه حداکثر سه طبقه باشد و یا ارتفاع آن حداکثر 10 متر باشد. (استاندارد 2800)

2- سازه در مناطق با لرزه خیزی بسیار زیاد نباشد. ( A<0.35)

3 درجه اهمیت سازه بسیار زیاد نباشد.(I<1.4)

4- ضوابط لرزه ای دال های دوطرفه بدون تیر مطابق بند 9-20-5-5 مبحث نهم رعایت گردد.

با توجه به محدودیت های بالا، عملا باید در مناطق لرزه خیز، از مشارکت دال بتنی در تحمل نیروی زلزله صرف نظر کرد اما از لحاظ مفهومی چرا؟

می دانیم که در مناطق لرزه خیز با توجه به شرایط خاک و سازه، شتاب سنگ بستر به سازه وارد می شود، این شتاب در سازه ایجاد یک نیروی برشی می کند و سیستم باربرجانبی سازه باید توانایی جذب و استهلاک این نیرو را داشته باشد.مقدار این نیرو مطابق منحنی ظرفیت سازه  از رابطه Ve=ABIW به دست می آید.

در طراحی سازه اگر بخواهیم بر اساس این مقدار نیرو (Ve)، سازه راطراحی کنیم بسیار غیر اقتصادی خواهد شد.

منحنی ظرفیت سازه

به دلیل اقتصادی شدن آیین نامه های طراحی لرزه ای، مقدار نیروی زلزله را در حدود 80 درصد با ضریبی به نام R کاهش می دهند، (Vs=ABIW/R) و سازه فقط برای 20 درصد نیروی زلزله طراحی می شود. در نتیجه  فرض می شود که 80 درصد نیروی زلزله را سیستم باربر جانبی به واسطه تغییر شکل های فرا ارتجاعی و تشکیل مفصل پلاستیک در اعضا، مستهلک می کند.
با این توضیحات اگر درطراحی ساختمان، تحمل قسمتی از نیروی زلزله را برعهده  دال بتنی بگذاریم، با توجه به این که این دال به هیچ عنوان توانایی تغییر شکل های فرا ارتجاعی  و تشکیل مفصل پلاستیک را ندارد. سیستم باربر جانبی مجبور به جذب و استهلاک تمام نیروی جانبی زلزله می شود و چون برای این نیرو طراحی نشده است، ناپایدار خواهد شد و به اصطلاح سازه COLLAPSE می کند.

با اضافه شدن فصل جدیدی به نام دیافراگم ها (فصل 14)، به مبحث نهم جدید و الزام این آیین نامه به طراحی دیافراگم ها با توجه به نیروهای وارد شده به آن، طراحی دال های دو پوششه با چالش های فراوانی روبرو است که بعضا تامین تمامی ضوابط آیین نامه برای این نوع سقف ها، امکان پذیر نمی باشد یا اجرای آن را بسیار پرهزینه خواهد کرد.

بند 9-14-2 مبحث نهم ویرایش 99:

اهم مواردی که باید در این نوع سقف ها کنترل شود:

1- ایجاد دو فایل Main و Lateral، جهت بررسی رفتار واقعی سازه و همچنین کنترل سیستم باربر جانبی بدون مشارکت دال بتنی، به واسطه مفصلی کردن دال بتنی ( Membrane در فایل Lateral)

2- ستونهای غیر باربر جانبی (ستونهایی که به صورت مستقیم به دال سقف متصل شده اند) باید مطابق بند 9-20-10-3-1 حتما تمامی ضوابط ستون ها در قاب های خمشی ویژه را رعایت کنند.

3- کنترل برش پانچ دال متصل به ستون مطابق بند 9-2-10-4

4- کنترل برش پانچ در دال متصل به دیوار برشی

5- طراحی تمامی اجزاء دیافراگم صلب شامل:

• دال تخت (Diaphragm Slab)
• اجزاء لبه (Chord) مطابق بند 9-14-5-2-3
• جمع کننده (Collectors) مطابق بند 9-14-5-4
• پخش کننده (Distributer)

6- طراحی آرماتورهای برش اصطکاکی در دو صفحه

الف: در صفحه محل اتصال دیواربرشی با دال سقف به خاطر بتن ریزی در دو مرحله مطابق بند 9-8-8-1

ب: در صفحه محل اتصال دیواربرشی با دال سقف به خاطر انتقال برش زیاد از دیافراگم به دیواربرشی مطابق بند 9-14-5-3-8-الف

نتیجه گیری:

از جمله معایب این سقف ها می توان به عدم شناخت رفتارلرزه ای آنها اشاره کرد. اگرچه متاسفانه روی رفتار لرزه ای این نوع سیستم ها تا به حال آزمایش های مطالعاتی گسترده انجام نشده و اساس این نوع سقف ها در کشورهای اروپایی پایه ریزی شده است حداقل تا انجام مطالعات لرزه ای روی این سقف ها بهتر است یا استفاده نشوند و یا اینکه دهانه های بلنذ را با این نوع سقف ها اجرا نکرد.

احتمالا با ما موافق هستید که کشورهای اروپایی اصولا لرزه خیزی زیادی ندارند و به همین دلیل استفاده از این نوع سقف ها برای این مناطق توجیه خواهد داشت.لیکن کشور ایران جزء کشورهای زلزله خیز زیاد (همچون کشورهایی نظیر ژاپن،ترکیه و آمریکا) محسوب می شود و انتخاب چنین سیستم هایی بدون داشتن پیشینه آزمایشگاهی ممکن است عکس العمل های غیر قابل قبولی را در هنگام زلزله از خود به نمایش گذارند.به همین سبب توصیه می شود از این سقف ها برای دهانه های بلند استفاده نشود. اما چنانچه طراحی سقف های دوپوششه، طبق اصول و قواعد ذکر شده در بالا انجام شود، از لحاظ اقتصادی ممکن است برای پروژه هیچ توجیهی نداشته باشند.