آزمون نظام مهندسی معماری

در طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله، هماهنگی بین مرکز جرم و مرکز سختی یکی از اصول اساسی محسوب می‌شود.

وقتی مرکز جرم (نقطه‌ای که جرم ساختمان در آن متمرکز است) با مرکز سختی (نقطه‌ای که سختی سازه در آن متمرکز است) بر هم منطق نباشند، نیروهای ناشی از زلزله باعث ایجاد پیچش ناخواسته در ساختمان می‌شوند.

این پیچش می‌تواند منجر به:

• تمرکز تنش در برخی قسمت‌های سازه
• توزیع نامتعادل نیروها
• افزایش احتمال آسیب‌پذیری

بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های فولادی):

در مناطق با خطر لرزه‌خیزی بالا، سیستم پی‌سازی باید بتواند نیروهای جانبی ناشی از زلزله را به‌خوبی به خاک منتقل کند. این امر به دلایل زیر اهمیت دارد:

• پی‌ها نقش حیاتی در انتقال نیروهای افقی (جانبی) از سازه به خاک دارند
• در صورت عدم توانایی پی در انتقال این نیروها، احتمال آسیب‌های جدی به سازه وجود دارد
• این الزام باعث افزایش ایمنی ساختمان در برابر زلزله می‌شود

بنابراین پاسخ ارائه شده کاملاً صحیح است و منطبق بر الزامات مبحث نهم می‌باشد.

بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه)، یکی از اصول اساسی برای مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله، اجتناب از نامنظمی‌های هندسی و جرمی در پلان و ارتفاع است.

دلیل این الزام عبارت است از:

• نامنظمی‌های هندسی (مانند شکل‌های پیچیده در پلان) یا نامنظمی‌های جرمی (توزیع ناهمگون جرم در طبقات) می‌توانند باعث تمرکز تنش و ایجاد پیچش ناخواسته در سازه هنگام زلزله شوند.
• این نامنظمی‌ها رفتار سازه را غیرقابل پیش‌بینی کرده و احتمال خرابی موضعی یا کلی را افزایش می

بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارد بر ساختمان)، یکی از اصول اساسی برای مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله، اجتناب از نامنظمی‌های هندسی در پلان و ارتفاع است.

دلیل این الزام عبارت است از:

• نامنظمی در پلان (مانند شکل‌های L یا U) یا ارتفاع (مانند تغییر ناگهانی در سختی یا جرم طبقات) می‌تواند باعث تمرکز تنش و ایجاد پیچش ناخواسته در سازه شود.
• این نامنظمی‌ها رفتار سازه در برابر زلزله را غیرقابل پیش‌بینی کرده و احتمال خرابی موضعی یا کلی را افزایش می‌دهند.
• رعایت این اصل به توزیع

در طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله، تقارن و یکنواختی پلان معماری نقش کلیدی ایفا می‌کند زیرا:

• توزیع یکنواخت جرم و سختی در پلان باعث می‌شود نیروهای جانبی ناشی از زلزله به‌طور متعادل در تمامی اجزای سازه پخش شوند.
• از تمرکز تنش در نقاط خاص جلوگیری می‌کند و از ایجاد پیچش ناخواسته در سازه ممانعت می‌نماید.
• پلان‌های نامتقارن یا نامنظم می‌توانند منجر به تمرکز نیروها در برخی قسمت‌ها و افزایش آسیب‌پذیری شوند.

بنابراین، رعایت تقارن و یکن

در این مسئله، نیروی برشی پایه (V) با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

V = (S_DS × I / R) × W

که در آن:

• S_DS = شتاب مبنای طرح = 0.35g
• I = ضریب اهمیت = 1.2
• R = ضریب رفتار = 7
• W = وزن مؤثر ساختمان = 5000 کیلونیوتن

ابتدا مقدار داخل پرانتز را محاسبه می‌کنیم:

S_DS × I / R = 0.35 × 1.2 / 7 =

در طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله، هم‌محور بودن مرکز جرم و مرکز سختی یک اصل اساسی است.

مرکز جرم: نقطه‌ای است که جرم کل ساختمان در آن متمرکز شده است.

مرکز سختی: نقطه‌ای است که سختی و مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی (مثل زلزله) در آن متمرکز شده است.

وقتی این دو مرکز بر هم منطبق باشند، نیروی زلزله به‌صورت یکنواخت و بدون ایجاد پیچش (Torsion) در کل سازه توزیع می‌شود.

اگر این دو مرکز هم‌محور نباشند، نیروی زلزله علاوه بر ایجاد جابجایی، یک گشتاور پیچ

در طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله، توزیع متقارن و یکنواخت جرم و سختی در پلان نقش حیاتی ایفا می‌کند زیرا:

• از تمرکز تنش در نقاط خاص جلوگیری می‌کند
• از ایجاد پیچش ناخواسته در سازه هنگام زلزله پیشگیری می‌نماید
• انرژی زلزله را به طور یکنواخت در کل سازه توزیع می‌کند
• از ضعف‌های موضعی در سازه جلوگیری می‌کند

وقتی جرم و سختی به صورت متقارن توزیع شده باشد، ساختمان در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله رفتار قابل پیش‌بینی‌تری خواهد داشت و از تخریب

بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه):

در طراحی لرزه‌ای سازه‌های بتنی، برای اطمینان از رفتار شکل‌پذیر و جلوگیری از شکست ترد، دیوارهای برشی باید با ظرفیت برشی بیشتری نسبت به نیروی برشی طراحی محاسبه شده طراحی شوند.

مقاومت برشی اسمی دیوارهای برشی باید حداقل برابر با ۱.۲ برابر نیروی برشی طراحی در نظر گرفته شود. این ضریب اطمینان به دلایل زیر اعمال می‌شود:

• اطمینان از اینکه دیوار برشی تحت اثر نیروهای لرزه‌ای دچار گسیختگی برشی نشود
• تضمین رفتار شکل‌پذیر سازه
• جلوگیری از شکست ترد در

در طراحی لرزه‌ای، نیروی برشی طراحی (Ve) با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

Ve = V / R

که در آن:

• V = نیروی برشی پایه (120 کیلونیوتن)
• R = ضریب رفتار (4)

با جایگذاری مقادیر:

Ve = 120 / 4 = 30 کیلونیوتن

ضریب رفتار (R) نشان‌دهنده ظرفیت شکل‌پذیری و اضافه مقاومت سازه است و باعث کاهش نیروی طراحی می‌شود.

در طراحی لرزه‌ای، نیروی طراحی جانبی (F) با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

F = V / R

که در آن:

• V = نیروی برشی پایه (Base Shear)
• R = ضریب رفتار ساختمان (Response Modification Factor)

با جایگذاری مقادیر داده شده:

• V = 1200 کیلونیوتن
• R = 6

محاسبه می‌کنیم:

F = 1200 / 6 = 200 کیلونیوتن

بنابراین، نیروی طراحی جانبی برابر با 200 کیلونیوتن است.

سیستم قاب خمشی و دیوارهای برشی به عنوان دو ویژگی ساختاری کلیدی در ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله عمل می‌کنند:

• سیستم قاب خمشی: با ایجاد انعطاف در تیرها و ستون‌ها، انرژی زلزله را از طریق تغییر شکل‌های پلاستیک جذب می‌کند.
• دیوارهای برشی: با افزایش صلبیت ساختمان، نیروهای جانبی را مستقیماً به فونداسیون منتقل کرده و از تغییر شکل‌های بیش از حد جلوگیری می‌کنند.

این دو سیستم به صورت مکمل عمل کرده و در کنار هم باعث توزیع یکنواخت انرژی لرزه‌ای در سرتاسر سازه می‌شوند.

بر اساس مبحث نهم مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه):

اجزای غیرسازه‌ای مانند دیوارهای جداکننده، نماها، داکت‌ها و تأسیسات باید به گونه‌ای طراحی و اجرا شوند که در هنگام وقوع زلزله:

• در برابر جابجایی‌های نسبی بین طبقات مقاومت کنند
• از جدا شدن و سقوط جلوگیری شود
• آسیب‌های جدی به آنها وارد نشود

اتصال صحیح این اجزا به اسکلت ساختمان باید قابلیت تحمل این جابجایی‌ها را داشته باشد تا هم از تخریب خود اجزا جلوگیری شود و هم مانع از ایجاد خطر برای ساکنین گردد.

پاسخ ارائه شده کاملاً صحیح است

در این مسئله از رابطه اصلی محاسبه نیروی برشی پایه در استاندارد 2800 استفاده می‌شود:

V = (A × B × I × W) / R

• A = شتاب مبنای طرح = 0.35g
• B = ضریب بازتاب ساختمان (برای ساختمان‌های معمولی 2.5 در نظر گرفته می‌شود)
• I = ضریب اهمیت = 1.2
• W = وزن مرده و زنده کل = 1000 کیلونیوتن
• R = ضریب رفتار = 5

محاسبه:

V = (0.35 × 2.5 × 1.2 × 1000) / 5

V = (1050) / 5

V =

قرینه بودن پلان و ارتفاع سازه مهم‌ترین ویژگی ساختاری برای توزیع یکنواخت نیروهای جانبی در برابر زلزله است.

دلایل اصلی:

• در پلان قرینه، مرکز جرم و مرکز سختی سازه نزدیک به هم قرار می‌گیرند
• این هم‌محوری از ایجاد پیچش ناخواسته در سازه جلوگیری می‌کند
• نیروهای زلزله به طور مساوی در تمام اجزای سازه توزیع می‌شوند
• در ارتفاع قرینه، تغییرات ناگهانی در سختی یا جرم وجود ندارد

وقتی سازه قرینه نباشد، نیروهای زلزله به صورت نامتوازن وارد شده و باعث تمرکز تنش در

در طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله، یکی از اصول اساسی این است که از ایجاد تمرکز تنش در نقاط خاص ساختمان جلوگیری شود. تمرکز تنش زمانی رخ می‌دهد که تغییرات ناگهانی در سختی یا مقاومت سازه وجود داشته باشد.

تغییر ناگهانی سختی در پلان (مثلاً تغییر شکل ناگهانی در دیوارها یا ستون‌ها) یا در ارتفاع (مثلاً تغییر ناگهانی در تعداد یا ابعاد دیوارها در طبقات مختلف) می‌تواند باعث شود نیروهای زلزله در یک نقطه متمرکز شوند. این تمرکز تنش منجر به آسیب‌پذیری موضعی و حتی شکست ناگهانی آن بخش از سازه می‌گردد.

بن

در طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله، هم‌محور بودن مرکز جرم و مرکز سختی یکی از اصول اساسی محسوب می‌شود.

مرکز جرم نقطه‌ای است که جرم کل ساختمان در آن متمرکز شده و مرکز سختی نقطه‌ای است که سختی و مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی در آن متمرکز است.

وقتی این دو مرکز بر هم منطبق باشند:

• نیروهای جانبی ناشی از زلزله به‌طور یکنواخت در ساختمان توزیع می‌شوند
• از ایجاد پیچش (چرخش ناخواسته) در سازه جلوگیری می‌شود
• تنش‌ها به‌صورت

در طراحی لرزه‌ای، نیروی طراحی جانبی (F) با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

F = V / R

که در آن:

• V = نیروی برشی پایه (Base Shear)
• R = ضریب رفتار (Response Modification Factor)

با جایگذاری مقادیر داده شده:

• V = 1200 kN
• R = 6

محاسبه می‌کنیم:

F = 1200 / 6 = 200 kN

بنابراین نیروی طراحی جانبی برابر با 200 کیلونیوتن خواهد بود.

بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (بارهای وارد بر ساختمان):

• اجزای غیرسازه‌ای مانند نما، دیوارهای جداکننده، تأسیسات و تجهیزات ساختمان نیز باید در برابر نیروهای زلزله مقاوم باشند
• این اجزا باید مطابق با ضوابط و مقررات خاص طراحی و اجرا شوند
• هدف از این الزام جلوگیری از آسیب‌دیدگی، ریزش یا عملکرد نامناسب این اجزا در هنگام زلزله است
• مقاوم‌سازی اجزای غیرسازه‌ای برای ایمنی ساکنین و حفظ عملکرد ساختمان ضروری می‌باشد

بنابراین پاسخ ارائه شده کاملاً صحیح است و تمامی اجزای غیرسازه‌ای ملزم به رعایت ضوابط مقاومت در برابر زلزله هستند

در طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله، اجتناب از تغییر ناگهانی سختی در طبقات یک اصل کلیدی است زیرا:

• تغییر ناگهانی سختی (مثلاً طبقه نرم در پایین و طبقات سفت در بالا) باعث تمرکز تنش در محل تغییر می‌شود
• این تمرکز تنش می‌تواند منجر به گسیختگی موضعی و تخریب پیشرونده شود
• با توزیع یکنواخت سختی در ارتفاع ساختمان، انرژی زلزله به طور مساوی تری جذب و پراکنده می‌شود

این اصل به همراه سایر اصول مانند توزیع متقارن المان‌های باربر و اجتناب از نامنظمی‌های هندسی، پایداری کلی