کلیات، بارگذاری و تحلیل ساختمان بنایی مسلح — مبحث ۸ مقررات ملی ساختمان (فصل ۸)
خلاصه درسنامه، نکات کلیدی و نمونه سوال «کلیات، بارگذاری و تحلیل ساختمان بنایی مسلح» (بند ۸-۴-۱) از مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های با مصالح بنایی). این فصل در آزمون تعاملی سایت ۱۱ سوال دارد.
فهرست مطالب
خلاصه درسنامه
تعریف، محدوده‌ی کاربرد و مصالح
- ساختمان بنایی مسلح، ساختمانی بنایی است که اعضای سازه‌ای‌اش (دیوار، تیر، ستون، جرز) با میلگردهای فولادی درون هسته‌ی بتنی یا درون حفره‌های واحدهای بنایی سوراخ‌دار (پرشده با ملات/دوغاب) مسلح می‌شوند؛ سقف آن می‌تواند تیرچه‌بلوک، طاق‌ضربی، بتن‌آرمه، کامپوزیت یا هر سقف مناسب دیگر باشد.
- حداکثر ارتفاع ساختمان‌های بنایی مسلح، ۱۵ متر از تراز پایه یا حداکثر ۵ طبقه با احتساب زیرزمین است.
- مصالح مصرفی باید با کلیه‌ی مقررات مبحث پنجم و فصل دوم و چهارم همین مبحث مطابقت داشته باشند.
- در این فصل، ضوابط طراحی به روش مقاومت نهایی ارائه شده است؛ طراحی به روش تنش مجاز نیز بر مبنای پیوست ۸-پ-۲ مجاز است.
بارگذاری
- بارهای طراحی باید منطبق بر مبحث ششم و ضوابط این بخش محاسبه شوند؛ کاهش سربار نیز طبق مبحث ششم مجاز است.
- طراحی باید ساختمان را علاوه بر بارهای ثقلی، در برابر بارهای جانبی (باد و زلزله) و تغییرشکل‌های ناشی از آن‌ها مقاوم کند؛ مسیرهای بار برای انتقال به زمین باید پیوسته و دارای مقاومت/سختی کافی باشند.
- ضریب رفتار برای ساختمان بنایی مسلح جهت طراحی به روش مقاومت نهایی برابر چهار (R=4) است.
- تغییرمکان نسبی طبقه، اختلاف تغییرمکان افقی مرکز جرم کف و سقف در هر طبقه است؛ در نامنظمی پلان، بیشترین اختلاف تغییرمکان لبه‌ی ساختمان ملاک است. تغییرمکان نسبی مجاز طبقه برای دیوار طره‌ای و دوسر‌گیردار، به‌ترتیب ۰٫۰۱ و ۰٫۰۰۷ است؛ اگر دوره‌ی تناوب طبیعی ساختمان ≥ ۰٫۷ ثانیه باشد، این مقادیر باید ۲۰٪ کاهش یابند.
- ضریب افزایش تغییرمکان برای ساختمان بنایی مسلح، برابر ۳٫۰ منظور می‌شود.
- در تراز هر طبقه، حداقل ۸۰٪ سختی جانبی طبقه باید توسط دیوارهای باربر برشی تامین شود.
تحلیل و مدل‌سازی سازه‌ای
- تحلیل ساختمان بنایی مسلح می‌تواند با مدل‌های سازه‌ای ساده‌شده، به‌روش دستی یا با نرم‌افزارهای معتبر انجام شود؛ مدل سازه‌ای از اعضای میله‌ای، صفحه‌ای و سه‌بعدی تشکیل می‌شود.
- عضو میله‌ای: یکی از ابعادش (طول/ارتفاع) به‌مراتب بزرگ‌تر از دو بعد دیگر باشد (مانند تیر و ستون). عضو صفحه‌ای: ضخامتش به‌مراتب کوچک‌تر از دو بعد دیگر باشد (مانند دال، دیوار، جرز/تیرتیغه و پوسته). عضو سه‌بعدی: هیچ‌یک از ابعادش اختلاف قابل‌ملاحظه‌ای با دو بعد دیگر ندارد.
- دال، عضو صفحه‌ای‌ای است که علاوه بر بارهای ثقلی می‌تواند بارهای جانبی را با عملکرد دیافراگمی انتقال دهد؛ دیوار، عضو صفحه‌ای‌ای است که بارهای ثقلی و جانبی درون‌صفحه و خارج‌ازصفحه را تحمل می‌کند.
- در تحلیل، تمام تلاش‌ها با فرض خطی‌بودن رفتار مصالح و کوچک‌بودن تغییرشکل‌ها، بر اساس تئوری ارتجاعی تعیین می‌شوند؛ این روش در انواع ساختمان‌های بنایی و در طراحی به روش مقاومت نهایی کاربرد دارد.
اعداد و ضوابط کلیدی این فصل
| موضوع | مقدار / ضابطه |
|---|---|
| حداکثر ارتفاع ساختمان بنایی مسلح | ۱۵ متر از تراز پایه، یا حداکثر ۵ طبقه با احتساب زیرزمین |
| روش طراحی اصلی این فصل | روش مقاومت نهایی (روش تنش مجاز در پیوست ۸-پ-۲) |
| ضریب رفتار (R) در روش مقاومت نهایی | ۴ |
| ضریب افزایش تغییرمکان (Cd) | ۳٫۰ |
| تغییرمکان نسبی مجاز (دیوار طره‌ای / دوسر‌گیردار) | ۰٫۰۱ / ۰٫۰۰۷ (با کاهش ۲۰٪ اگر T ≥ ۰٫۷ ثانیه) |
| حداقل سهم دیوارهای برشی از سختی جانبی هر طبقه | ۸۰٪ |
| سه نوع عضو سازه‌ای در مدل ساده‌شده | میله‌ای، صفحه‌ای، سه‌بعدی |
| مبنای تحلیل | تئوری ارتجاعی با فرض رفتار خطی مصالح و تغییرشکل کوچک |
نمونه سوال با پاسخ تشریحی
سوال ۱: ساختمان بنایی مسلح طبق بند ۸-۴-۱-۱ چگونه تعریف می‌شود؟
الف) ساختمان بنایی که اعضای سازه‌ای‌اش با میلگرد فولادی درون هسته‌ی بتنی یا درون حفره‌های واحدهای سوراخ‌دار (پرشده با ملات/دوغاب) مسلح می‌شوند
ب) ساختمانی که تمام بار آن فقط توسط ستون‌های فولادی تحمل می‌شود
ج) ساختمانی بدون هیچ‌گونه میلگرد که فقط با دیوارهای بنایی ساخته شده
د) ساختمانی که سقف آن الزاما باید بتن‌آرمه باشد
پاسخ صحیح: گزینه الف — ساختمان بنایی که اعضای سازه‌ای‌اش با میلگرد فولادی درون هسته‌ی بتنی یا درون حفره‌های واحدهای سوراخ‌دار (پرشده با ملات/دوغاب) مسلح می‌شوند
طبق بند ۸-۴-۱-۱، ساختمان بنایی مسلح، ساختمانی است که اعضای سازه‌ای آن با قرارگرفتن میلگردهای فولادی درون هسته‌ی بتنی یا درون حفره‌های واحدهای بنایی سوراخ‌دار که با ملات یا دوغاب پر شده‌اند، مسلح می‌شوند.
طبق بند ۸-۴-۱-۱، ساختمان بنایی مسلح، ساختمانی است که اعضای سازه‌ای آن با قرارگرفتن میلگردهای فولادی درون هسته‌ی بتنی یا درون حفره‌های واحدهای بنایی سوراخ‌دار که با ملات یا دوغاب پر شده‌اند، مسلح می‌شوند.
سوال ۲: حداکثر ارتفاع ساختمان‌های بنایی مسلح طبق بند ۸-۴-۱-۲ چقدر است؟
الف) ۱۰ متر یا حداکثر ۳ طبقه
ب) ۱۵ متر از تراز پایه، یا حداکثر ۵ طبقه با احتساب زیرزمین
ج) ۲۰ متر بدون محدودیت تعداد طبقات
د) بدون هیچ محدودیت ارتفاعی
پاسخ صحیح: گزینه ب — ۱۵ متر از تراز پایه، یا حداکثر ۵ طبقه با احتساب زیرزمین
طبق بند ۸-۴-۱-۲، حداکثر ارتفاع ساختمان‌های بنایی مسلح ۱۵ متر از تراز پایه یا حداکثر ۵ طبقه با احتساب زیرزمین است.
طبق بند ۸-۴-۱-۲، حداکثر ارتفاع ساختمان‌های بنایی مسلح ۱۵ متر از تراز پایه یا حداکثر ۵ طبقه با احتساب زیرزمین است.
سوال ۳: ضریب رفتار برای ساختمان بنایی مسلح جهت طراحی به روش مقاومت نهایی طبق بند ۸-۴-۲-۷ چقدر است؟
الف) ۲
ب) ۳
ج) ۴
د) ۵٫۵
پاسخ صحیح: گزینه ج — ۴
طبق بند ۸-۴-۲-۷، ضریب رفتار برای ساختمان بنایی مسلح جهت طراحی به روش مقاومت نهایی برابر با چهار است.
طبق بند ۸-۴-۲-۷، ضریب رفتار برای ساختمان بنایی مسلح جهت طراحی به روش مقاومت نهایی برابر با چهار است.
سوال ۴: اگر دوره‌ی تناوب طبیعی ساختمان بنایی مسلح برابر یا بیشتر از ۰٫۷ ثانیه باشد، چه تغییری در تغییرمکان نسبی مجاز رخ می‌دهد؟
الف) باید ۲۰٪ کمتر از مقادیر معمول در نظر گرفته شود
ب) باید ۲۰٪ بیشتر از مقادیر معمول در نظر گرفته شود
ج) هیچ تغییری نمی‌کند
د) محاسبه‌ی تغییرمکان دیگر لازم نیست
پاسخ صحیح: گزینه الف — باید ۲۰٪ کمتر از مقادیر معمول در نظر گرفته شود
طبق بند ۸-۴-۲-۸-۲، اگر دوره‌ی تناوب طبیعی ساختمان برابر یا بیشتر از ۰٫۷ ثانیه باشد، تغییرمکان نسبی مجاز باید ۲۰ درصد کمتر از مقادیر دادهشده در نظر گرفته شود.
طبق بند ۸-۴-۲-۸-۲، اگر دوره‌ی تناوب طبیعی ساختمان برابر یا بیشتر از ۰٫۷ ثانیه باشد، تغییرمکان نسبی مجاز باید ۲۰ درصد کمتر از مقادیر دادهشده در نظر گرفته شود.
سوال ۵: «عضو میله‌ای» در مدل سازه‌ای ساده‌شده طبق بند ۸-۴-۳-۱-۱ چگونه تعریف می‌شود و نمونه‌اش چیست؟
الف) عضوی که یکی از ابعادش (طول یا ارتفاع) به‌مقدار قابل‌ملاحظه‌ای بزرگ‌تر از دو بعد دیگر است؛ مانند تیر و ستون
ب) عضوی که ضخامتش به‌مراتب کوچک‌تر از دو بعد دیگر است؛ مانند دال
ج) عضوی که هیچ بعدی در آن غالب نیست؛ مانند پی گسترده
د) فقط دیوارهای برشی را شامل می‌شود
پاسخ صحیح: گزینه الف — عضوی که یکی از ابعادش (طول یا ارتفاع) به‌مقدار قابل‌ملاحظه‌ای بزرگ‌تر از دو بعد دیگر است؛ مانند تیر و ستون
طبق بند ۸-۴-۳-۱-۱، عضو میله‌ای عضوی است که یکی از ابعادش (طول یا ارتفاع) به‌مقدار قابل‌ملاحظه‌ای بزرگ‌تر از دو بعد دیگر باشد؛ تیرها و ستون‌ها ازجمله اعضای میله‌ای‌اند.
طبق بند ۸-۴-۳-۱-۱، عضو میله‌ای عضوی است که یکی از ابعادش (طول یا ارتفاع) به‌مقدار قابل‌ملاحظه‌ای بزرگ‌تر از دو بعد دیگر باشد؛ تیرها و ستون‌ها ازجمله اعضای میله‌ای‌اند.
سوال ۶: تحلیل ساختمان بنایی مسلح طبق بند ۸-۴-۳-۲ بر چه مبنایی انجام می‌شود؟
الف) فرض خطی‌بودن رفتار مصالح و کوچک‌بودن تغییرشکل‌ها، بر اساس تئوری ارتجاعی
ب) فرض رفتار کاملا غیرخطی مصالح در تمام مراحل
ج) فقط تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه‌ی زمانی
د) فقط روش اجزای محدود سه‌بعدی
پاسخ صحیح: گزینه الف — فرض خطی‌بودن رفتار مصالح و کوچک‌بودن تغییرشکل‌ها، بر اساس تئوری ارتجاعی
طبق بند ۸-۴-۳-۲، در تحلیل ساختمان بنایی مسلح، تمام تلاش‌ها با فرض خطی‌بودن رفتار مصالح و کوچک‌بودن تغییرشکل‌های ایجادشده، بر اساس تئوری ارتجاعی تعیین می‌شوند.
طبق بند ۸-۴-۳-۲، در تحلیل ساختمان بنایی مسلح، تمام تلاش‌ها با فرض خطی‌بودن رفتار مصالح و کوچک‌بودن تغییرشکل‌های ایجادشده، بر اساس تئوری ارتجاعی تعیین می‌شوند.
سایر فصل‌های مبحث ۸
فصل ۱: کلیاتفصل ۲: تعاریففصل ۳: مصالح ساختمانی (سنگدانه، چسباننده، آب، واحد مصالح بنایی و فولاد)فصل ۴: ملات، دوغاب و سایر مصالح؛ ویژگی‌های مکانیکی و کنترل کیفیتفصل ۵: کلیات، ساختگاه و پیکره‌بندی ساختمانفصل ۶: اعضای سازه‌ای بناییفصل ۷: اعضای غیرسازه‌ای و دیوار محوطهفصل ۹: الزامات میلگردگذاری و اجرای بنایی مسلحفصل ۱۰: فرضیات طراحی، مقاومت اسمی و ضرایب کاهش مقاومتفصل ۱۱: طراحی تیر، تیر عمیق، ستون و جرز بنایی مسلحفصل ۱۲: طراحی دیوار برشی بنایی مسلحفصل ۱۳: دیوارهای متقاطع، پیچ مهار، پی و دال بنایی مسلحفصل ۱۴: کلیات، محدوده کاربرد و الزامات معماری بنایی با کلاففصل ۱۵: شالوده و پی بنایی با کلاففصل ۱۶: دیوار در ساختمان بنایی با کلاففصل ۱۷: بازشو، نعل درگاه و کلاف‌بندیفصل ۱۸: جان‌پناه، سقف، خرپشته و الزامات غیرسازه‌ای بنایی با کلاف
مباحث مرتبط
مبحث ۸: طرح و اجرای ساختمان‌های با مصالح بناییهمه مباحث ۲۴گانهآزمون آنلاینابزارهای محاسباتی