درز انقطاع؛ نحوه محاسبه درز انقطاع در ساختمان و پاسخ به سوال درز انقطاع چیست؟

همانطور که قطعا می‌دانید برای کاهش اثرات مخرب زمین لرزه؛ استاندارد 2800 تدابیری اندیشیده است که یکی از آن‌ها ایجاد درز انقطاع در ساختمان است اما درز انقطاع چیست؟ نحوه محاسبه درز انقطاع در ساختمان‌های نامنظم در ارتفاع به چه صورتی است؟ درز انقطاع از کجا شروع می‌شود؟

در این مقاله جامع و روان به بررسی درز انقطاع ساختمان خواهیم پرداخت و به تمامی این سوالات پاسخ خواهیم داد.

درز انقطاع چیست؟

با توجه به مشخصات جرم و سختی متفاوت در ساختمان‌های گوناگون، در هنگام زلزله سازه‌‌ها، رفتارهای متفاوتی دارند و ممکن است در مودهای ارتعاشی مختلف، ساختمان‌های مجاور هم به یکدیگر نزدیک شده و برخورد کنند. بنابراین نیاز به در نظرگیری یک فاصله ایمن به منظور جلوگیری از برخورد ساختمان‌های مجاور وجود دارد.

طبق استاندارد 2800 ایران، برای تمامی ساختمان‌ها باید درز انقطاع محاسبه و اعمال شود. بستن درز انقطاع را می‌توانیم با مصالح کم مقاومت انجام دهیم تا پس از زلزله به سادگی قابل جایگزین کردن و بهسازی باشد. طبق استاندارد 2800، علاوه بر شرط فوق، در موارد زیر هم رعایت درز انقطاع ضروری است:

• مقدار جلو آمدگی یا فرو رفتگی در پلان از مقادیر مجاز آیین نامه تجاوز کند.
• زمانی که فاصله دو سقف در یک طبقه از 60 سانتی‌متر بیشتر شود، باتوجه به رفتار متفاوت دو قسمت ساختمان، نیاز است در محل اختلاف ارتفاع، درز انقطاع قرار داده شود و دو قسمت ساختمان در این محل، جدا شوند.
• فونداسیون‌ها در تراز کف دارای اختلاف ارتفاع بوده و خط واصل بین دو فونداسیون مجاور دارای شیبی بیشتر از 15 درصد باشد.

پیامد های عدم استفاده از درز انقطاع در ساختمان

با توجه به این موضوع که نیروی ناشی از ضربه ساختمان‌ها به یکدیگر در حین زلزله مقداری زیاد بوده و برآورد دقیق آن مشکل می‌باشد (این نیرو با توجه به مفاهیم ضربه اجسام در دینامیک تعیین می‌شود)؛ خسارات ناشی از برخورد ساختمان‌ها با یکدیگر زیاد بوده و می‌تواند باعث خرابی و آسیب‌‌های‌ مختلف در ساختمان‌ها شود که تعدادی از این خرابی‌ها در اشکال زیر نمایش داده شده است. بنابراین محاسبه و در نظرگیری صحیح این فاصله بین ساختمان‌های مجاور، اهمیت بالایی دارد.

برخورد ساختمان‌های مجاور هم می‌تواند در اثر موارد مختلفی از جمله نامنظمی هندسی باشد، به عنوان مثال فاصله بیش از حد بین مرکز جرم و مرکز سختی ساختمان، باعث ایجاد پیچش در سازه می‌شود. در حالت دیگر این ضربه ممکن است در اثر روان‌ گرایی خاک و جابه‌جایی بیش از حد سازه باشد که طی این جابه‌جایی، سازه ممکن است با ساختمان مجاور هم برخوردی داشته باشد.

بررسی و محاسبه نیروهای ضربه در اثر برخورد ساختمان‌ها در حالت‌های گوناگون، می‌تواند با ساخت یک مدل سازه‌ای در نرم افزار SAP انجام شود. به این صورت که مدل ساختمان با در نظرگیری یک المان GAP بین دو سازه، جهت در نظرگیری اثر برخورد بین آنها انجام شده تا به وسیله انجام تحلیل خطی یا غیرخطی، به صوت استاتیکی یا دینامیکی، نیروهای ایجاد شده در اثر ضربه در المان‌های مختلف سازه‌ای محاسبه شود.

محاسبه درز انقطاع در استاندارد 2800 و مبحث ششم مقررات ملی ایران

آیین‌نامه‌های مختلف از جمله استاندارد 2800، به منظور محاسبه این فاصله، ساختمان‌ها را به دو گروه کمتر از 8 طبقه و بیشتر از 8 طبقه دسته‌بندی می‌کنند. در ادامه نحوه محاسبه درز انقطاع در این دو گروه ساختمان بررسی می‌شود. همچنین دقت شود که درز انقطاع باید در وجوهی از ساختمان اجرا شود که همسایه وجود دارد چون در غیر این صورت دیگر مساله ضربه ساختمان مجاور مطرح نیست.

محاسبه درز انقطاع در ساختمان‌های کمتر از 8 طبقه

در این گروه ساختمان‌ها، فاصله هر طبقه از مرز زمین مجاور حداقل باید برابر پنج هزارم ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه باشد.

لازم به ذکر است که با توجه به اشکال زیر، همیشه رعایت 05/0 ارتفاع برای کل ساختمان ضروری نیست.

با توجه به نحوه محاسبه و رابطه مذکور، فاصله درز انقطاع در ارتفاع زیادتر شده و بنابراین برای ساختمان‌های با تعداد طبقات زیاد، این فاصله را می‌توان با جابجایی ستون در طبقات بالاتر اجرا کرد و به این ترتیب مساحت بزرگ‌تری را برای طبقات پایین‌تر فراهم کرد. اما در صورتی که تعداد طبقات کم باشد، مثلا برای سازه بتنی، این فاصله را می‌توان با کم کردن ابعاد ستون از گوشه ساختمان و از یک جهت انجام داد.

محاسبه درز انقطاع در ساختمان‌های بیشتر از 8 طبقه

در ساختمان‌های با اهمیت خیلی زیاد و زیاد با هر تعداد طبقه و یا در ساختمان‌های بیشتر از هشت طبقه، عرض درز انقطاع بین دو ساختمان مجاور باید با استفاده از تغییرمکان جانبی غیرخطی طرح، در طبقه با در نظر گرفتن اثر پی-دلتا تعیین شود. برای این منظور، پس از محاسبه این تغییر مکان برای هر دو ساختمان می‌توان از جذر مجموع مربعات دو عدد برای محاسبه فاصله درز انقطاع استفاده نمود لازم به ذکر است که معمولا اطلاعات ساختمان مجاور در دسترس نیست، به همین منظور نیاز است از روش دوم (رابطه 70 درصد) که در ادامه اشاره می‌شود، استفاده شود.

اگر از تحلیل‌های غیرخطی نظیر تحلیل پوش‌آور و تحلیل تاریخچه زمانی استفاده شود، نرم افزار مقدار تغییرمکان جانبی غیرخطی را گزارش خواهد داد. اما در صورتیکه از تحلیل‌های خطی نظیر استاتیکی معادل و تحلیل طیفی استفاده شود، نرم افزار مستقیما قادر به محاسبه تغییرمکان جانبی غیرخطی نیست و باید تغییرمکان جانبی خطی را در ضریب بزرگنمایی تغییرمکان Cd ضرب کرد تا تغییرمکان جانبی غیرخطی بدست آید.

در صورتیکه مشخصات ساختمان مجاور در دسترس نباشد، حداقل فاصله هر طبقه ساختمان از زمین مجاور باید برابر 70% مقدار تغییر مکان جانبی غیرخطی طرح در آن طبقه ساختمان درنظر گرفته شود ، بنابراین امکان محاسبه طبق رابطه مذکور وجود ندارد و در بنابراین راه حل منطقی، در نظرگرفتن درز انقطاع مطابق با ساختمان‌های زیر 8 طبقه یعنی 0.005 ارتفاع طبقه از تراز پایه است که در این صورت باید حتما کنترل‌های طراحی صورت گیرد. به این صورت که با توجه به نقضی که در ضابطه و محاسبه درز انقطاع انجام دادیم، باید بعد از طراحی، در کنترل‌های لازم، حداکثر تغییرمکان سازه را به صورتی در نظر بگیریم که با استفاده از رابطه 70 درصد تغییرمکان جانبی غیرخطی، درز انقطاع به مقداری که در نظر گرفتیم، محدود بشود.

دلیل استفاده از جمع مجذور مربعات به جای جمع جبریِ جابه‌جایی‌ها این است که حداکثر تغییرمکان مطلق در هنگام زلزله در دو ساختمان، به طور همزمان اتفاق نمی‌افتد، بنابراین از جمع جبری تغییرمکان‌های مطلق استفاده نمی‌شود.

همچنین در فصل یازدهم از مبحث ششم مقررات ملی ساختمان هم در رابطه با درز انقطاع صحبت شده است که نکات مطرح شده مشابه با آیین‌نامه زلزله ایران می‌باشد. با توجه به بند 6-11-14 ، درز انقطاع در ساختمان با پنج طبقه و کمتر حداقل باید برابر با پنج هزارم ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه باشد. در ساختمان‌های با گروه خطر پذیری یک و دو با هر تعداد طبقه و در ساختمان‌های با بیشتر از پنج طبقه، عرض فاصله هر طبقه از مرز زمین مجاور نباید کمتر از تغییر مکان جانبی طرح آن طبقه، تغییر مکان غیر ارتجاعی ناشی از زلزله طرح با اعمال ضریب بزرگ نمایی Cd و لحاظ اثر P-Δ مندرج در استاندارد ۲۸۰۰، باشد.

همچنین، اگر زمین مجاور معبر عمومی باشد، رعایت فاصله مزبور ضروری نیست. اگر درز انقطاع از داخل یک ساختمان واقع در یک ملک عبور نماید می‌توان از جذر مجموع مربعات تغییر مکان‌های جانبی طرح دو ساختمان برای تعیین عرض درز انقطاع استفاده کرد و یا اینکه فاصله هر سازه از مرز مشترک دو قسمت را به هفتاد درصد مقدار تغییر مکان جانبی طرح آن کاهش داد.

نحوه محاسبه درز انقطاع در آیین‌نامه‌های مختلف

در جدول زیر، مقایسه‌ای بین نحوه محاسبه درز انقطاع در آیین‌نامه‌های مهم انجام شده است و تفاوت‌ها نشان داده شده است. پارامترهای لازم در زیر جدول و داخل آن توضیح داده شده‌اند.

همان‌طور که مشاهده می‌شود، درز انقطاع در آیین نامه IBC و آیین نامه ASCE با روش مشابه محاسبه می‌شوند و باید تغییرمکان‌های جانبی غیرخطی با فرمول ارائه شده برآورد شوند. این روش، تقریبا مشابه با روشیست که در آیین‌نامه‌های ایران برای محاسبه درز انقطاع در سازه‌های بلندتر از 8 طبقه و یا با اهمیت زیاد و خیلی‌زیاد استفاده می‌شود، با مراجعه به بند 12.12.3 از آیین‌نامه‌ی ASCE7-10 مشاهده می‌شود که برای محاسبه مقدار نهایی درز انقطاع از جمع مجذور مربعات تغییرمکان غیرالاستیک دو سازه مجاور استفاده می‌شود.

درز انقطاع بین دو سازه در آیین نامه FEMA بر حسب درصدی از ارتفاع ساختمان محاسبه می‌شود.

نکات اجرایی و حقوقی محاسبه درز انقطاع در ساختمان

طراحان معماری و سازه باید دقت لازم را نسبت به درج درز انقطاع در نقشه‌های مصوب داشته باشند، چرا که در غیر این صورت، حتی اگر مراجع قانونی تایید کرده باشند (نظام مهندسی و شهرداری)، مسئولیت هرگونه عواقب ناشی از عدم طراحی صحیح بر عهده مهندس طراح سازه می‌باشد. همچنین مهندس ناظر نیز موظف به نظارت، اجرای دقیق درز انقطاع مطابق با نقشه‌های طراحی می‌باشد و در صورتیکه جزییات لازم وجود نداشته باشد و همکاری از طرف تیم اجرای ساختمان صورت نگیرد، لازم است گزارش تهیه کرده و به مراجع ذیصلاح تحویل دهد.

مسولیت رعایت جزییات فنی درز انقطاع با کدامیک از مهندسین ناظر است؟

در بیشتر پروژه‌ها، دو حالت متفاوت وجود دارد. پروژه‌هایی که دارای یک مهندس ناظر است و پروژه‌هایی که چهار مهندس ناظر دارد. در پروژه‌های تک ناظر، مسئولیت رعایت جزئیات فنی مربوط به محاسبه درز انقطاع با مهندس عمران و یا معماری می‌باشد. در پروژه‌های چهار ناظره، با توجه به کنترل‌های مشترکی که در بخش سازه و معماری ساختمان در مراحل آکس‌بندی، اجرای اسکلت و سفت‌کاری ساختمان وجود دارد، لازم است هر دو ناظر نسبت به بررسی و مطابقت درز انقطاع با نقشه‌های مصوب و پیگیری‌های مربوطه اقدام نمایند. بنابراین هر دو مهندس ناظر رشته‌های معماری و عمران در ارتباط با عدم رعایت درز انقطاع ساختمان مسئولیت دارند و تعیین میزان قصور آن‌ها با کارشناسی پروژه و بررسی اسناد و مدارک و گزارش‌های ارائه شده انجام می‌شود. پس مهندس ناظر موظف است عدم رعایت درز انقطاع را طی گزارش مرحله‌ای و به موقع به مرجع صدور پروانه اعلام نماید. لازم به ذکر است که در پروژه‌هایی که ناظر نقشه‌بردار حضور داشته باشد، کنترل اجرای صحیح باید توسط وی صورت گیرد.

محاسبه درز انقطاع در پلان معماری

پس از محاسبه درز انقطاع، در پلان‌های معماری باید این درز انقطاع نمایش داده شود. همان‌طور که در پلان معماری شکل زیر مشاهده می‌شود، درز انقطاع به وسیله خطوطی با فاصله از محور اصلی نمایش داده شده‌اند.

نحوه کنترل و اجرای درز انقطاع

در ساختمان بتنی درز انقطاع باید با در نظرگیری کاور بتن ستون و اندود ملات ماسه سیمان، اجرا شود و این کنترل باید از روی فونداسیون و در زمان اجرای ریشه ستون‌ها صورت گیرد و تا بالاترین سقف ادامه یابد.

در ساختمان‌های فولادی کنترل این موارد و اندازه‌ها در زمان قرار دادن صفحه ستون انجام می‌شود؛ با توجه به این که در ساختمان‌های فولادی کاور ستون وجود ندارد نیاز به محاسبه و در نظرگیری این مورد نیست.

ناظر مربوطه باید دقت داشته باشد که با کم‌ شدن فاصله ستون‌ها، پارکینگ حذف نشود و در چنین مواردی باید گزارش تهیه شود.

درز انقطاع در فونداسیون

درز انقطاع از کجا شروع می شود؟ درز انقطاع معمولا نیاز نیست تا انتهای فونداسیون ادامه پیدا کرده و آن را در بر گیرد و دو ستون که با درز انقطاع از هم جدا شده‌اند می‌توانند دارای شالوده مشترک باشند. به دلیل این که فاصله درز انقطاع مربوط به ضربه در اثر مشخصات متفاوت دو سازه است و طبیعتا فونداسیون‌های دو ساختمان نقشی در این ضربه نخواهند داشت. البته اگر در محل درز انقباض، درز انبساط هم اجرا شود، نیاز است که درز تا انتهای شالوده ادامه پیدا کند.

بستن درز انقطاع

در انتهای کار برای این که درزها باز نمانند و بر روی زیبایی فضای شهری تاثیر منفی نداشته باشد و همچنین خطری برای انسان‌ها و جانوران نداشته باشند؛ نیاز است تا با مصالح مناسب فاصله درز انقطاع پر شود.

مطابق بند 1-4-1 استاندارد 2800، می‌توان درز انقطاع را توسط مصالح انعطاف‌پذیر پر کرد. مصالح انعطاف‌پذیر شامل ماسه بادی، پلاستوفوم و سایر موارد دیگر می‌باشد. در هیچ صورتی این فاصله نباید توسط مصالح بنایی و بتن پر شود. در چنین مواردی ناظر نباید به مالک اجازه این کار را دهد و لازم است در گزارشات خود قید نماید. همچنین استفاده از یونولیت برای بستن درز انقطاع پیشنهاد نمی‌شود؛ به دلیل این‌ که یونولیت با تابش آفتاب و بارش باران جمع شده و از محل تعیین شده برای آن خارج می‌شود. در بعضی از موارد برای پوشاندن درز انقطاع از ورق‌های گالوانیزه یا توری مرغی استفاده می‌شود؛ به این صورت که ورق یا توری مرغی بر روی درز انقطاع گذاشته می‌شود و به دو طرف نما پیچ می‌شود تا از افتادن آن جلوگیری شود.

آیا درز انقطاع جزو زیربنای خالص واحد مسکونی محاسبه می‌گردد؟

براساس قانون شورای مسکن و شهرسازی، درز انقطاع جزو زیربنای ناخالص واحد مسکونی یا تجاری یا هر کاربری دیگر که در مجاورت آن قرار گرفته است، محاسبه می‌گردد.

نحوه‌ی نگهداری درز انقطاع پس از اجرا

مطابق با بند ۲۲-۳-۳-۴ مقررات ملی ساختمان در سازه‌های بتن آرمه و فولادی، وضعیت درزهای انقطاع در ساختمان باید به طور مستمر مورد بازرسی و بررسی قرار گیرد تا خسارت و خرابی ناشی از ضربه ساختمان‌های مجاور به یکدیگر بخصوص در زمان وقوع زلزله به حداقل برسد.

نتیجه گیری

در این مقاله به نکات زیر در رابطه با درز انقطاع اشاره شد:

درز انقطاع به منظور جلوگیری از ضربه ساختمان‌های مجاور به یکدیگر در هنگام زلزله در نظر گرفته می‌شود و در صورت عدم اجرای آن آسیب‌های فراوانی به ساختمان‌های مجاور وارد می‌شود.
درز انقطاع در ساختمان‌های کمتر از 8 طبقه و بیشتر از 8 طبقه و با اهمیت زیاد و خیلی زیاد به دو صورت متفاوت محاسبه می‌شود.
مسئولیت اجرا و در نظرگیری صحیح درز انقطاع با مهندسین ناظر معماری و سازه است و طراحان معماری و سازه نیز مسئولیت درج مناسب درز انقطاع در نقشه‌های مصوب را دارند.
درز انقطاع باید در پلان معماری نمایش داده شود.
نیاز نیست درز انقطاع تا انتهای فونداسیون ادامه پیدا کند.
فاصله درز انقطاع را می‌توان با مصالح کم مقاومت پر نمود.

منبع: سبز سازه