درز انقطاع چیست؟ حل مثال کاربردی

مقدمه

درز انقطاع چیست؟ نحوه محاسبه درز انقطاع در ساختمان‌های نامنظم در ارتفاع به چه صورتی است؟ و از کجا شروع می‌شود؟

یکی از موضوعات بسیار مهم در هنگام تهیه‌ نقشه‌های معماری و همچنین در زمان طراحی سازه، درنظرگرفتن درز انقطاع یا فاصله ایمن بین دو ساختمان است. دلیل اهمیت درز انقطاع این است که ساختمان‌های مختلف، دارای سختی، جرم و ارتفاع متفاوتی می‌باشند که این موارد سبب تفاوت رفتار آن‌ها در هنگام زلزله می‌شود و ممکن است به هم ضربه بزنند به همین دلیل، ساختمان‌ها را با یک فاصله مشخص که نحوه‌ محاسبه‌ آن در آیین‌نامه‌ها ذکر شده، از هم جدا می‌کنند.

در این مقاله جامع و روان به بررسی درز انقطاع در مقررات ملی ساختمان به همراه حل مثال کاربردی خواهیم پرداخت.

1. درز انقطاع چیست؟

در معنای لغوی درز  به معنی فاصله و شیار می‌باشد و انقطاع نیز از قطع‌کردن، جداشدن ناشی می‌شود؛ بنابراین درز انقطاع به معنی فاصله‌ای است که باعث جداشدن می‌شود. به‌طورکلی برای این که بدانیم درز انقطاع چیست، باید بگوییم که درز انقطاع همان فضای خالی ای می‌باشد که بین ساختمان‌ها در نظر گرفته شده است. طراحی این درز به جهت ایمنی و امنیت بیشتر می‌باشد. درز انقطاع باعث می‌شود که در هنگام حوادث و یا زلزله، تنش و حرکت ساختمان‌ها به هم باعث فروریختن دیگری نشود.

زیرا در هنگام زلزله‌های شدید بناهایی ممکن است که در جای خود و یا در مجاورت خود فروبریزند. این باعث می‌شود که ساختمان‌های اطراف هم که آسیب‌ندیده‌اند، دچار خسارت و یا حتی ریزش شوند. درنظرگرفتن درز انقطاع برای جلوگیری از برخورد ساختمان‌ها به هم صورت می گیرد. این کار اثر تنه زدن را کاهش می‌دهد. یعنی نبود فاصله کافی و برخورد دو یا چند ساختمان باعث ریزش، ترک‌خوردن و حتی خم‌شدن ستون‌ها و تیرهای اصلی می‌شود که این می‌تواند مستعد خطرهای بزرگ‌تری باشد.

در صورتی که درز انقطاع را به هنگام ساخت نادیده بگیریم، خسارت‌های ناشی از ضربات به ملک‌های مجاور بالا می‌رود. آسیب‌های جانی و مالی نیز بیشتر می‌شود؛ بنابراین هیچ‌گاه بدون درنظرگرفتن این فاصله مناسب اقدام به ساخت نکنید. محاسبه و اجرای درز انقطاع باید توسط افراد متخصص و مهندسین انجام شود و به‌صورت اصولی و دقیق به اجرا درآید.

حال که دانستیم درز انقطاع چیست، می‌خواهیم درباره اندازه درز اقطاع بیشتر بدانیم. مهم‌ترین معیار برای درنظرگرفتن درز انقطاع، ارتفاع ساختمان است. درز انقطاع طبق استاندارد ۲۸۰۰ تعیین می‌شود.

2. نحوه محاسبهٔ درز انقطاع

درز انقطاع	طبقات ساختمان
روش اول: یک‌صدم ارتفاع ساختمان تقسیم بر ۲ می‌شود	ساختمان‌های هشت طبقه و کمتر
روش دوم: ارتفاع ساختمان× ۰۰۵/۰
تغییر مکان جانبی غیرخطی طرح در طبقه با درنظرگرفتن دلتا پی	ساختمان‌های بیشتر از هشت طبقه

3. پوشاندن درز انقطاع

در ادامه مقاله درز انقطاع چیست خواهیم گفت که برای پوشاندن این فاصله بین ساختمان از متریال مختلفی استفاده می‌شد. برخی از یونولیت استفاده می‌کنند، برخی از فیلر و یا از ورق گالوانیزه ضدزنگ استفاده می‌کنند؛ بنابراین متریالی که برای این کار انتخاب می‌کنیم، لازم است که دوام و پایداری خوبی داشته باشد و در شرایط مختلف جوی تغییر نکنند و دچار فرسایش نشوند. فیلرها موادی هستند که دارای لاستیک، ترکیبات آسفالت، چوب‌پنبه و الیاف گیاه هستند و انتخاب مناسبی برای درزها هستند.

4. مثال نحوه محاسبه درز انقطاع

مبحث 6 مقررات ملی ساختمان، برای جلوگیری از خسارت و خرابی ناشی از تنه زدن دو ساختمان مجاور به یکدیگر، به درنظرگرفتن فاصله‌ای میان آن‌ها تأکید کرده است. این فاصله می‌تواند از زمین یا ساختمان مجاور باشد که درهرصورت باید رعایت شود. در نهایت برای محاسبه آن به استاندارد 2800 ارجاع داده است.

مطابق استاندارد 2800، محاسبه درز انقطاع ساختمان در یکی از سه دسته زیر قرار خواهد گرفت.

1.4. ساختمان‌های هشت طبقه و کمتر

مطابق استاندارد 2800، برای ساختمان‌های هشت طبقه و کمتر، فاصله هر طبقه از زمین یا ساختمان مجاور باید حداقل 0.005 ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه باشد. برای درک بهتر حالات مختلف، به اشکال زیر توجه کنید.

حالت (الف): دو ساختمان هشت طبقه یا کمتر را نشان می‌دهد که فاصله هر یک، از پنج هزارم ارتفاع آن محاسبه می‌شود و فاصله بین دو ساختمان، مجموع درز انقطاع هر یک از آن‌هاست.

حالت (ب): ساختمان با پلان ناهمسان در طبقات را نشان می‌دهد. مشاهده می‌شود که در محاسبه درز انقطاع ساختمان، ارتفاع بخشی از سازه که در مجاور زمین یا ساختمان مجاور است، مدنظر است.

حالت (پ): ساختمان با ارتفاع متفاوت در دو بخش از سازه را نشان می‌دهد. در این حالت نیز درز انقطاع دو طرف ساختمان به دلیل ارتفاع متفاوت، جداگانه در نظر گرفته می‌شود.

• مثال 1: هتل 8 طبقه‌ای را در نظر بگیرید. ارتفاع طبقات هتل در شکل زیر مشخص شده است. برای درز انقطاع این ساختمان چه پیشنهادی دارید؟

 حل: کاربری این ساختمان هتل می‌باشد که در گروه ساختمان بااهمیت متوسط قرار می‌گیرد. این ساختمان دارای 8 طبقه می‌باشد؛ پس می‌توان این درز را از روش پنج هزارم ارتفاع ساختمان از تراز پایه به دست آورد. اما اگر درز انقطاع همه طبقات را با ارتفاع کل ساختمان محاسبه کنیم، از فضای مفید ساختمان در طبقات پایین‌تر به طور مناسب استفاده نمی‌شود؛ لذا به‌عنوان یک پیشنهاد، محاسبه درز انقطاع را به سه بخش مجزا تقسیم می‌کنیم.

• مثال 2: ساختمان با پلان ناهمسان در ارتفاع را در نظر بگیرید. کاربری قسمت میانی، تجاری و کاربری قسمت‌های کناری پارکینگ طبقاتی است. برای درز انقطاع این ساختمان چه پیشنهادی دارید؟

 حل: ساختمان‌ها با کاربری تجاری و پارکینگ در گروه ساختمان‌های بااهمیت متوسط قرار می‌گیرند. همچنین آنچه در محاسبه درز انقطاع این ساختمان مهم است، بخش‌های کناری آن است؛ لذا 12 طبقه بودن بخش میانی در محاسبه درز انقطاع با پنج هزارم ارتفاع، مشکلی ایجاد نمی‌کند.

• مثال 3: ساختمانی با کاربری مسکونی را مطابق شکل زیر در نظر بگیرید. برای درز انقطاع آن چه پیشنهادی دارید؟

 حل: ساختمان‌ها با کاربری مسکونی در گروه ساختمان‌های بااهمیت متوسط قرار می‌گیرند. باتوجه‌به ارتفاع ناهمسان دو بخش از سازه، مقدار درز آن‌ در دو سمت مختلف را جداگانه محاسبه خواهیم کرد.

2.4. ساختمان‌های بیش از هشت طبقه و یا ساختمان‌های بااهمیت «زیاد» و «خیلی زیاد»

در ساختمان‌های بااهمیت 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 تغییر مکان جانبی غیرخطی طرح با درنظرگرفتن اثر پی – دلتا تعیین شود. در این حالت ممکن است مشخصات سازه مجاور معلوم باشد یا نباشد. برای هرکدام از آن‌ها استاندارد 2800 روش محاسبه را ارائه داده است.

ساختمان‌ها بر اساس اهمیت به چهار دسته تقسیم‌بندی می‌شوند. این تقسیم‌بندی بر اساس نوع کاربری و میزان آسیب‌رسانی ناشی از خرابی‌ آن‌ها می‌باشد. در جدول زیر برای کاربری‌های مختلف، اهمیت ساختمان مشخص شده است.

1.2.4. معلوم بودن مشخصات ساختمان مجاور

با فرض معلوم بودن تغییر مکان برای هر دو ساختمان، از جذر مجموع مربعات تغییر مکان‌های طبقات برای محاسبه فاصله درز انقطاع استفاده می‌کنیم. دلیل استفاده از جذر مجموع مربعات به‌جای جمع جبریِ جابه‌جایی‌ها این است که حداکثر تغییر مکان مطلق در هنگام زلزله در دو ساختمان، به طور هم‌زمان اتفاق نمی‌افتد، بنابراین از جمع جبری تغییر مکان‌های مطلق استفاده نمی‌شود.

3.4. گروه‌بندی ساختمان‌ها بر حسب اهمیت

ساختمان با اهمیت خیلی زیاد	ساختمان‌های ضروری	–  بیمارستان –  درمانگاه –  مراکز آتش‌نشانی –  مراکز و تأسیسات آبرسانی –  ساختمان‌های نیروگاه‌ها –  تأسیسات برق‌رسانی –  برج مراقبت فرودگاه –  مراکز مخابرات –  رادیو و تلویزیون –  تأسیسات نظامی و انتظامی –  ساختمان‌های امداد و نجات
	ساختمان‌های خطرزا	–  کارخانه تولیدکننده مواد شیمیایی –  مراکز هسته‌ای
ساختمان با اهمیت زیاد	ساختمان‌ها با تلفات زیاد	–  مدارس –  مساجد –  استادیوم‌ها –  سینما و تئاتر –  سالن‌های اجتماعات –  فروشگاه‌های بزرگ –  ترمینال‌های مسافربری –  فضاهای سرپوشیده با تجمع بیش از 300 نفر
	ساختمان‌ها با تولید آلودگی	–  پالایشگاه‌ها –  انبارهای سوخت –  مراکز گازرسانی
	ساختمان‌ها بااهمیت فرهنگی و ملی	–  موزه‌ها –  کتابخانه‌ها
ساختمان با اهمیت متوسط		–  ساختمان مسکونی –  ساختمان تجاری –  ساختمان اداری –  هتل‌ها –  پارکینگ‌های طبقاتی –  انبارها –  کارگاه‌ها –  ساختمان‌های صنعتی
ساختمان با اهمیت کم		–  انبارهای کشاورزی –  سالن‌های نگهداری دام –  ساختمان‌های موقتی

5. درز انقطاع در نرم‌افزار

در حالت کلی برای درنظرگرفتن برخورد دو ساختمان به یکدیگر دو رویکرد متفاوت وجود دارد. در رویکرد اول که مطلوب مهندسان نیز می‌باشد، از برخورد دو سازه به یکدیگر با درنظرگرفتن فاصله مناسب بین آن‌ها جلوگیری می‌شود. نحوه محاسبه این فاصله در قسمت قبلی توضیح داده شد و در این قسمت مراحل و نکات آن در نرم‌افزار ETABS توضیح داده خواهد شد.

در رویکرد دوم که بیشتر جنبه تحقیقاتی و مقاوم‌سازی دارد، دو سازه بافاصله کم در کنار یکدیگر در نرم‌افزار sap مدل‌سازی می‌شوند و اثر تنه زدن دو ساختمان به یکدیگر مورد بررسی قرار می‌گیرد. در ادامه توضیح مختصری در این مورد نیز داده خواهد شد.

1.5. محاسبه مقدار درز انقطاع با استفاده از نرم‌افزار Etabs

باتوجه‌به اینکه بند استاندارد 2800 در مورد درنظرگرفتن فاصله درز انقطاع ابهاماتی دارد، لذا به آیین‌نامه ASCE7-22 هم مراجعه می‌کنیم. مطابق آیین‌نامه ASCE7-22 که در قسمت قبلی بررسی شد، در استخراج تغییرشکل‌ها، پیچش سازه باید لحاظ شود. پس از case هایی در کنترل تغییرشکل‌ها استفاده می‌کنیم که در آن‌ها پیچش تصادفی و خروج از مرکزیت لحاظ شده باشد. در تحلیل استاتیکی معادل EXALL و EYALL و در تحلیل دینامیکی طیفی SPEX و SPEY به‌عنوان caseهایی خواهند بود که در بررسی تغییرشکل طبقه لحاظ خواهند شد.

در مواردی که از تحلیل دینامیکی طیفی استفاده کرده‌ایم، می‌توان پاسخ‌های مربوط به جابه‌جایی نقاط را از تحلیل دینامیکی طیفی و ترکیب مودها استخراج کرد که بند آیین‌نامه‌ای آن را در زیر مشاهده می‌کنیم. اما باید توجه داشت که تخفیف مربوط به تحلیل دینامیکی طیفی در هم‌پایه‌سازی و تعیین جابه‌جایی در آیین‌نامه جدید آمریکا حذف شده است. ولی درهرصورت توصیه می‌شود اگر از تحلیل دینامیکی طیفی استفاده کرده‌ایم، دریفت و درز انقطاع آن را نیز بر اساس caseهای مربوط به این تحلیل کنترل کنیم.

2.5. اما در نرم‌افزار ETABS چه نکاتی را بایستی کنترل کنیم؟

در طراحی بایستی بتوانیم ارتباط خوبی بین نکات آیین‌نامه‌ای و نرم‌افزار برقرار کنیم تا با کمترین خطا در کمترین زمان به نتایج مناسبی برسیم. پس قدم‌های زیر را طی می‌کنیم:

1.2.5. قدم اول: ملاحظات معماری و طراحی سازه

در ابتدا (قبل از شروع طراحی) بایستی دید مناسبی نسبت به وجوه کناری ساختمان و در جایی که درز انقطاع اهمیت دارد، پیدا کنیم؛ لذا نکات زیر را هم‌زمان در نظر می‌گیریم و در طراحی لحاظ می‌کنیم و در صورت نیاز با مهندس معمار مشورت می‌کنیم.
ابعادی که مهندس معمار برای ستون‌های کناری سازه ارائه کرده است، فقط از سمت داخل ساختمان می‌توانند ابعاد بیشتری را به خود اختصاص دهند و در قسمت بیرونی ساختمان، محدودیت وجود دارد. در قسمت داخلی ساختمان ممکن است با محدودیت ابعادی نظیر ابعاد حداقل پارکینگ مواجه باشیم.

پس نتیجه می‌گیریم درصورتی‌که ابعاد بیشتری نسبت به آنچه که معمار در نظر گرفته باشد، نیاز باشد، بایستی توجه داشت که ستون‌های کناری به درز انقطاع و ملک مجاور تجاوز نکند.

2.2.5. قدم دوم: تعیین مقدار اولیه

در ابتدای طراحی مقادیر تغییر مکان‌های طبقات را در اختیار نداریم. در نتیجه اگر ساختمانی با بیش از 8 طبقه و یا ساختمان بااهمیت زیاد و خیلی زیاد مدنظر باشد، نمی‌توانیم مقدار درز را در ابتدا مشخص کنیم. زیرا استاندارد 2800 برای این نوع ساختمان‌ها، درز انقطاع را به تغییر مکان‌های جانبی سازه مرتبط کرده است. در این حالت دو روش داریم:

روش 1: به‌عنوان مقدار اولیه، درز انقطاع را در طبقات با استفاده از روش پنج هزارم ارتفاع از تراز پایه محاسبه کنیم و در انتهای طراحی در کنترل دریفت، دریفت طبقات را علاوه بر محدودیت آیین‌نامه‌ای، به عدد دیگری که در آن درز انقطاع رعایت می‌شود، محدود کنیم.
مثال: فرض کنید از دریفت طبقات سازه‌ای جواب گرفته‌ایم. حال جابه‌جایی طبقات را بررسی می‌کنیم. اگر از مقداری که برای درز لحاظ کرده‌ایم کمتر یا مساوی باشد، درز انقطاع رعایت شده است. درغیر اینصورت با افزایش سختی سازه، دریفت‌ها و جابه‌جایی‌ها را دوباره کاهش می‌دهیم تا کمتر از درز انقطاع شود.

روش 2: در این روش ابتدا فاصله طبقات را کمی دست بالاتر در نظر می‌گیریم و آن را با استفاده از تغییر مکان حداکثر مجاز ساختمان به دست می‌آوریم. در این حالت مطمئن هستیم که قطعاً درز انقطاع رعایت خواهد شد، زیرا جابه‌جایی و دریفت طبقات بایستی کمتر از مقدار مجاز باشند. پس ابتدا با استفاده از مقادیر مجاز آیین‌نامه مطابق زیر، مقدار درز انقطاع را مشخص می‌کنیم.

ساختمان‌ها تا 5 طبقه

∆_a=0.025 h →  0.7×0.025×h= درز انقطاع

سایر ساختمان‌ها

∆_a=0.025 h →  0.7×0.02×h= درز انقطاع

توجه: در حالت کلی «روش اول» توصیه می‌شود.

3.2.5. قدم سوم: مشخص‌کردن زلزله‌های کنترلی درز انقطاع

در این قسمت باتوجه‌به جای‌گیری ساختمان و ساختمان‌های مجاور و همچنین نوع تحلیل، زلزله‌های کنترلی درز را انتخاب خواهیم کرد.

توجه: در جدول فوق، حیاط و گذر فضای باز تلقی شود.

4.2.5. قدم چهارم: برداشت اطلاعات از نرم‌افزار

برداشت اطلاعات از نرم‌افزار به منظمی یا نامنظمی پیچشی سازه بستگی دارد. مطابق استاندارد 2800، جهت محاسبه تغییر مکان‌های سازه برای سازه‌های نامنظم پیچشی (زیاد یا شدید)، تغییر مکان‌های جانبی لبه‌های کناری ساختمان بررسی می‌شود ولی در سازه‌های منظم، تغییر مکان‌های جانبی مراکز جرم سازه می‌تواند در نظر گرفته شود.

توجه: در محاسبه جابه‌جایی طبقات بر اساس تحلیل طیفی توجه داشته باشیم که اگر بخواهیم هم‌پایه‌سازی را لحاظ کنیم، هم‌پایه‌سازی را بر اساس EXDRIFT و EYDRIFT که بر اساس دوره تناوب تحلیلی محاسبه می‌شوند، در نظر می‌گیریم. اما همان‌طور که اشاره شد، تخفیف با استفاده از هم‌پایه‌سازی در آیین‌نامه آمریکا حذف شده است و در جهت اطمینان توصیه نمی‌شود.

5.2.5. قدم پنجم: محاسبه مقدار درز انقطاع

تا بدین جا تغییر مکان جانبی خطی طرح را از نرم‌افزار به دست آورده‌ایم. در انتها باتوجه‌به اینکه مشخصات ساختمان مجاور را در اختیار داریم یا نه مطابق مثال‌های حل شده در قسمت‌های قبل، تغییر مکان غیرخطی طرح طبقات و در نهایت مقدار آن را محاسبه می‌کنیم.

6. نکات اجرایی و حقوقی

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

ناظر ساختمان بایستی با مراجعه به نقشه‌های معماری، مقدار درز را استخراج کند. ناظر باید توجه داشته باشد که نیازی به بررسی رعایت یا عدم رعایت درز انقطاع توسط ساختمان مجاور (چه نوساز و چه قدیمی) نیست. آنچه برای ناظر مهم است رعایت درز انقطاع و اجرای آن مطابق نقشه‌های سازه‌ای است که نظارتش را بر عهده دارد.

در انتهای کار برای این که درزها باز نمانند، بر روی زیبایی فضای شهری تأثیر منفی نداشته باشد و همچنین خطری برای انسان‌ها و جانوران نداشته باشند؛ نیاز است تا با مصالح مناسب فاصله درز پر شود. این موضوع در استاندارد 2800 و مبحث 6 مقررات ملی ساختمان بیان شده است و مطابق این دو آیین‌نامه، می‌توان درز انقطاع را توسط مصالح انعطاف‌پذیر پر کرد.

مصالح انعطاف‌پذیر شامل ماسه‌بادی، 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 گزارش‌های خود قید نماید. همچنین استفاده از یونولیت برای بستن درز پیشنهاد نمی‌شود؛ زیرا 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 گذاشته می‌شود و به دو طرف نما پیچ می‌شود تا از افتادن آن جلوگیری شود.

7. مسئولیت رعایت جزئیات فنی درز انقطاع

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 ناظر، باتوجه‌به 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 این موضوع را طی گزارش مرحله‌ای و به‌موقع 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.

جمع‌بندی ونتیجه‌گیری

جهت آشنایی کامل با  “درز انقطاع” به جزوه “روش‌های اجرای ساختمان” و جهت آشنایی بیشتر با قوانین و ضوابط مربوط به این مقاله به “ استاندارد 2800 (ویرایش چهارم) | مصوب سال 1396” در پکیج “استانداردهای صنعت ساخت” در بخش گنجینه فایل وب‌سایت مراجعه فرمایید.