نامنظمی در پلان و بررسی انواع آن مطابق با ویرایش پنجم استاندارد 2800

چرا نامنظمی ساختمان برای ما مهم است؟

تجربیات گذشته نشان داده که ساختمان‌هایی که دارای نامنظمی هستند، در مقابل بارهای وارد بر سازه شرایط بدتری را نسبت به سازه‌های منظم تجربه می‌کنند. بنابراین آیین نامه‌ها ضوابط سخت گیرانه‌تری برای حالت نامنظم لحاظ می‌کنند. ما به عنوان یک مهندس طراح باید سعی کنیم از وقوع نامنظمی در سازه جلوگیری کنیم.

انواع نامنظمی در پلان

مطابق با ویرایش پنجم استاندارد 2800 داریم:

نامنظمی های پلان شامل نامنظمی هندسی، پیچشی، نامنظمی در دیافراگم، نامنظمی جابجایی خارج از صفحه و نامنظمی سیستم‌های غیر موازی می‌باشد. در ادامه به بررسی هر یک از این نامنظمی‌ها می‌پردازیم.

نامنظمی هندسی در پلان

برای بررسی این نوع نامنظمی فرض کنید ما یک پلان با گوشه های A، B، C، D به صورت شکل زیر داریم.

مطابق با استاندارد 2800 در یکی از گوشه های A، B، C، D پس رفتگی در دو جهت x و y باید بیشتر از 20 درصد بُعد آن جهت باشد.

در تصویر بالا اندازه پلان در جهت x برابر با X و در جهت y برابر با Y است.

با فرض پس رفتگی در گوشه B داریم:

حال برای اینکه نامنظمی هندسی داشته باشیم، باید X_P > 0.2X و Y_P > 0.2Y باشد. دقت کنید لازمه داشتن نامنظمی هندسی این است که در هر دوجهت پس رفتگی بیش از 20 درصد بُعد آن جهت باشد و با پی رفتگی در یک جهت سازه نامنظم هندسی در پلان نمی‌شود.

نامنظمی پیچشی در پلان

باید توجه شود که بحث نامنظمی پیچشی در پلان برای دیافراگم کف‌های صلب و نیمه صلب مطرح بوده و کاربرد دارد.

ما در دانشگاه با دو اصطلاح مرکز سختی و مرکز جرم آشنا شدیم. اگر مرکز جرم و مرکز سختی بر هم منطبق نباشند، باعث ایجاد لنگر پیچشی خواهد شد. در تصویر زیر:

همانطور که مشاهده می‌شود یکی از گوشه ها به اندازه Δ_max و دیگری به اندازه Δ_min از موقعیت اولیه خود فاصله گرفتند. 

طبق ویرایش پنجم استاندارد 2800 TIR (Torsional Irregularity Ratio)، نسبت حداکثر تغییرمکان نسبی در یک محور پیرامونی ساختمان در یک طبقه به متوسط تغییرمکان نسبی دو محور پیرامونی ساختمان در همان طبقه است. این محاسبات بر مبنای روش تحلیل استاتیکی معادل همراه با پیچش تصادفی و ضریب Aj=1 انجام می‌شود.

حالا اگر TIR بیش از 1.2 و کمتر از 1.4 باشد نامنظمی پیچشی زیاد است. اگر TIR بیشتر از 1.4 به دست آمد، نامنظمی پیچشی شدید است.

نامنظمی در دیافراگم

اگر تغییر ناگهانی در مساحت یا سختی دیافراگم (در اینجا منظور سقف) از یک اندازه‌ای بیشتر باشد، نامنظمی در دیافراگم را خواهیم داشت.

حالت اول: اگر مجموع سطوح بازشو بیشتر از 25 درصد سطح طبقه باشد.

در تصویر بالا اگر A مساحت بازشو باشد و سطح طبقه نیز X ضربدر Y باشد، در صورتی که A>0.25XY باشد آنگاه نامنظمی در دیافراگم خواهیم داشت.

حالت دوم: اگر میزان تغییر سختی بیشتر از 50 درصد سختی طبقات مجاور باشد.

نامنظمی جابجایی خارج از صفحه

اگر در یکی از اجزای باربر جانبی انقطاعی در مسیر انتقال نیروی جانبی وجود داشته باشد، سازه دارای نامنظمی خارج از صفحه می‌باشد. برای بیان روشن تر تصور کنید یکی از اجزای باربر جانبی ( در اینجا دیوار برشی) بنا به دلایلی در صفحه خود نتوانسته است امتداد یابد، بنابراین از صفحه خود خارج شده است.

نامنظمی سیستم‌های غیر موازی

طبق استاندارد 2800 درصورتی که اعضا قائم باربر جانبی (دیوار برشی، مهاربند، تیر و ستون‌ها در قاب خمشی) به موازات محورهای اصلی ساختمان نباشند، پلان دارای این نوع نامنظمی خواهد بود.