تراز پایه

تراز پایه

برای تحلیل لرزه ای هر سازه ای، پیش از هر اقدامی می بایست محل تراز پایه مشخص شود. بر اساس پیوست ۱۱-۲ آئین نامۀ ASCE07-16 در تعیین محل تراز پایه، پارامترهای زیر تاثیرگذار می­ باشند:

۱- محل سطح زمین نسبت به طبقات

۲- شرایط خاک اطراف سازه

۳- بازشوهای موجود در دیوارهای زیرزمین (دیوارهای حائل)

۴- محل و سختی المان های قائمِ سیستم باربر جانبی

۵- محل و محدوده درز انقطاع در سیستم

۶- عمق زیرزمین

۷- روش پایدار سازی دیوارهای حائل

۸- مجاورت با سازه­ های اطراف

۹- شیب زمین

       برای حالت کلی با شرایط خاک مناسب اطراف ساختمان، تراز پایه در سطح طبقه ­ای که در نزدیکی سطح زمین قرار دارد انتخاب می شود. برای سازه­ های بدون زیرزمین، تراز پایه بر روی سطح فونداسیون در نظر گرفته می­ شود.

اگر المان­های قائم باربر جانبی بر روی فونداسیون دیواری قرار گیرند، باز هم می­ توان تراز پایه را بر روی دیوارها در نظر گرفت.  اگر در تراز­ها مختلفی، المان­های قائم باربر جانبی بر روی فنداسیون یا فنداسیون دیواری (دیواری که همزمان نقش دیوار سازه ای و فنداسیون را بازی می کند) قرار گیرند، پایین ترین تراز به عنوان تراز پایه در نظر گرفته می­ شود.

برای سازه­ های دارای زیرزمین، اگر خاک محل در برابر بزرگترین زلزلۀ محتمل (MCE_G) دچار روانگرایی نشود و همچنین خاک متشکل از رس­های بسیار حساس نباشد، می­ توان تراز پایه را در نزدیکی سطح زمین در نظر گرفت. به صورت کلی باید این برآورد صورت بگیرد که آیا خاک اطراف سازه در طبقات زیرزمین، قادر به انتقال نیرو­های لرزه ­ای از طبقات زیر تراز پایه به طبقات بالای آن است یا نه؟ به طور مثال برای سازه ­های بسیار مرتفع یا سازه­های بسیار سنگین، به دلیل آنکه تغییر­شکل­ های بزرگی در اثر برخورد سازه با خاک­ های اطراف ایجاد می­ شود و خاک دچار فشردگی جانبی در حین زلزله خواهد شد، تراز پایه باید به سطوح پایین­تر از سطح زمین انتقال یابد.

برای سازه­ هایی که دیوارهای حائل تا بالاتر از سطح زمین ادامه یافته است و قسمت فوقانی نسبت به قسمت تحتانی سختی بسیار کمتری دارد (کمتر از یک دهم)، به طوریکه شرایط آنالیز دو مرحله ­ای ارضا شود، حتی می ­توان تراز پایه را در سطوحی بالاتر از سطح زمین و تا روی دیوار­های حائل در نظر گرفت. به شرطی که تراز پایه را بیش از نصف ارتفاع طبقات زیرزمین، بالاتر از زمین در نظر نگیریم.

در صورتی که دیوارهای حائل دارای بازشوهای زیادی باشند، به صورتی که سختی مدنظر را تامین ننمایند، بایستی حتما تراز پایه پایین­تر از سطح زمین در نظر گرفته شود، اما می­توان در ترازی نزدیک به سطح زمین، تراز پایه را در نظر گرفت. در شرایطی که تمامی المان­های قائم باربر جانبی، در زیرزمین ادامه نیافته باشند، تراز پایه را باید در زیر بازشو­های موجود در طبقات زیرزمین در نظر گرفت.

اگر سختی طبقات بالای زیرزمین نسبتا زیاد باشد به طور مثال تعداد دیوارهای برشی در بالای زیرزمین بسیار زیاد باشند، تراز پایه باید بر روی فنداسیون در نظر گرفته شود.

در هر صورت، زمانی که تراز پایه در ساختمان­ های دارای زیرزمین بر روی فنداسیون در نظر گرفته شود، برای کاهش نیرو­های وارد شده به سازه در سطح بالاتر از زمین، می­ توان از دو روش بهره گرفت. ۱- استفاده از آنالیز دو مرحله ­ای در صورت ارضای شرایط این آنالیز، ۲- استفاده از آنالیز دینامیکی و همچنین در نظر گرفتن فنرهایی به عنوان خاک بر روی دیوارهای حائل

شرایط زیر باعث می­ شود که نتوان تراز پایه را برای ساختمان­های دارای زیرزمین، در نزدیکی سطح زمین در نظر گرفت:

• ساختمان­های که در تمامی طبقات نزدیک سطح زمین و پایین تر از آن، دارای درز انبساط باشند.
• ساختمان­هایی که دیافراگم­ های طبقات نزدیک سطح زمین و پایین تر از آن، به دیوارهای حائل متصل نشده باشند.
• ساختمان­های که دیافراگم­های طبقات نزدیک سطح زمین و پایین تر از آن، صلب نباشند.
• ساختمان­هایی که در نزدیکی آن، ساختمان دیگری با زیرزمین وجود داشته باشد یا در آینده احداث شود.

در مورد اول اگر تنها در یک طرف از سازه، درز انبساط وجود داشته باشد، در صورتی که خاک سختی مناسبی داشته باشد و دیافراگم­ ها دارای صلبیت مناسبی باشند، همچنان می­توان تراز پایه را در نزدیکی سطح زمین در نظر گرفت.

در زمین­هایی که دارای شیب می ­باشند، به صورتی که در یک طرف سازه سطح زمین بالاتر از طزف دیگر سازه باشد، به صورت معمول و در جهت اطمینان باید تراز پایه در اطراف پایین ترین سطح زمین در نظر گرفته شود؛ مگر آنکه اختلاف سطح زمین در دو طرف سازه کمتر از یک طبقه باشد، و دیوارهای حائل در تمامی دورتا دور سازه و تا بالاترین تراز سطح زمین امتداد یافته باشند.