تغییرات ویرایش پنجم استاندارد ؛ بررسی مهم‌ترین تفاوت‌های ویرایش چهارم و پنجم۲۸۰۰

ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ و تغییرات آن یکی از مهم‌ترین بازنگری‌های ضوابط طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها در سال‌های اخیر است. این تغییرات فقط به اصلاح چند جدول و رابطه محدود نمی‌شود. بخش قابل‌توجهی از مبانی و فرآیند طراحی لرزه‌ای بازنگری شده و موضوعات جدیدی نیز به استاندارد اضافه شده‌اند.

بر اساس ابلاغیه‌های اجرای ویرایش پنجم، از ۱ تیرماه ۱۴۰۵ قراردادهای ساختمانی و فرآیندهای طراحی باید با این ویرایش هماهنگ شوند. از شهریور ۱۴۰۵ نیز مراجعه به ویرایش پنجم در فرآیند طراحی الزامی خواهد بود.

به همین دلیل، آشنایی با تغییرات ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ اهمیت زیادی دارد. این موضوع برای مهندسان و فعالان طراحی سازه، به یک ضرورت حرفه‌ای تبدیل شده است.

در این مقاله قرار نیست تمام جزئیات ویرایش پنجم را بررسی کنیم. تغییرات این ویرایش بسیار گسترده‌تر از چند مورد محدود است. در ادامه، مهم‌ترین تغییرات را مرور می‌کنیم تا تصویر روشنی از تفاوت رویکرد ویرایش پنجم با ویرایش چهارم داشته باشیم.

ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ چه تفاوتی با ویرایش چهارم دارد؟

برای مقایسه ویرایش چهارم و پنجم استاندارد ۲۸۰۰، باید به تفاوت رویکرد آن‌ها توجه کنیم. ویرایش پنجم در بسیاری از بخش‌ها دقیق‌تر شده و بر پارامترهای جدیدتری تکیه دارد.

در ویرایش جدید، موضوعاتی مانند:

• تعریف سطوح مختلف زلزله مبنای طراحی
• نقشه‌های شتاب طیفی
• طبقه‌بندی دقیق‌تر انواع زمین
• گروه‌های طراحی لرزه‌ای
• اصلاح ضوابط سیستم‌های سازه‌ای
• تغییر فرآیند تعیین ضریب زلزله
• ضوابط جدید برای ساختمان‌های دارای جداساز لرزه‌ای و میراگر

و موارد متعدد دیگری مورد توجه قرار گرفته‌اند.

بنابراین، ویرایش پنجم را نمی‌توان صرفاً نسخه اصلاح‌شده ویرایش چهارم دانست. در برخی بخش‌ها، این ویرایش رویکرد متفاوتی در طراحی لرزه‌ای دارد.

۱. تغییر تعریف زلزله‌های مبنای طراحی؛ ورود مفهوم MCE

یکی از تغییرات مهم در ابتدای استاندارد ۲۸۰۰ ویرایش پنجم، تغییر و توسعه مفهوم زلزله‌های مبنای طراحی است.

در ویرایش چهارم، زلزله‌های مبنای طراحی شامل دو سطح اصلی بودند:

• زلزله طرح: زلزله‌ای که احتمال فراگذشت آن در مدت ۵۰ سال، ۱۰ درصد در نظر گرفته می‌شد و دوره بازگشت آن حدود ۴۷۵ سال بود.
• زلزله بهره‌برداری: زلزله‌ای با احتمال فراگذشت بسیار بیشتر در طول عمر سازه که دوره بازگشت آن حدود ۱۰ سال در نظر گرفته می‌شد.

اما در ویرایش پنجم، مفهوم زلزله مبنای طراحی توسعه پیدا کرده و سه سطح زلزله مطرح می‌شود:

• زلزله بیشینه مورد انتظار (MCE): MCE یا Maximum Considered Earthquake شدیدترین سطح جنبش زمین مورد استفاده در این آیین‌نامه است که احتمال رخداد آن در طول عمر سازه بسیار اندک است. دوره بازگشت این سطح از جنبش زمین عموماً حدود ۲۴۷۵ سال در نظر گرفته می‌شود.
• زلزله طرح: در ویرایش پنجم، مقادیر جنبش زمین در زلزله طرح برابر با دو سوم مقادیر جنبش زمین در زلزله بیشینه مورد انتظار در نظر گرفته می‌شود.
• زلزله بهره‌برداری: در این سطح، مقادیر جنبش زمین برابر با یک نهم مقادیر جنبش زمین در زلزله بیشینه مورد انتظار در نظر گرفته می‌شود.

یکی از تفاوت‌های مهم ویرایش پنجم و چهارم، تغییر در نحوه تعریف سطوح مختلف زلزله است. ارتباط میان این سطوح نیز در ویرایش پنجم تغییر کرده است.

۲. تغییر ضوابط درز انقطاع در ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰

یکی دیگر از تغییرات مهم ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰، مربوط به ضوابط درز انقطاع است.

در ویرایش چهارم، ساختمان‌های ۸ طبقه و کمتر مشمول این ضابطه بودند. حداقل فاصله از مرز زمین مجاور نیز پنج هزارم ارتفاع طبقه از تراز پایه در نظر گرفته می‌شود.

.

اما در ویرایش پنجم، دامنه استفاده از این ضابطه تغییر کرده است. در ویرایش پنجم، این ضابطه برای ساختمان‌های ۵ طبقه و کمتر در نظر گرفته شده است. حداکثر ارتفاع این ساختمان‌ها نیز ۱۸ متر تعیین شده است.

بنابراین:

• ویرایش چهارم: ساختمان‌های ۸ طبقه و کمتر
• ویرایش پنجم: ساختمان‌های ۵ طبقه و کمتر، با حداکثر ارتفاع ۱۸ متر
• رابطه حداقل فاصله: در هر دو ویرایش، برابر با پنج هزارم ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه است.

این تغییر برای ساختمان‌های بین این دو محدوده اهمیت بیشتری دارد. در این موارد، طراح باید ضوابط درز انقطاع را با دقت بیشتری بررسی کند.

۳. جایگزینی پهنه‌بندی خطر با نقشه‌های شتاب طیفی

شاید یکی از اساسی‌ترین تغییرات ویرایش پنجم را بتوان در نحوه تعیین پارامترهای لرزه‌ای مورد نیاز برای طراحی مشاهده کرد.

در ویرایش چهارم، پارامتر A نقش مهمی در محاسبات داشت. برای تعیین این پارامتر، ابتدا باید مشخص می‌کردیم ساختمان در کدام یک از چهار پهنه خطر نسبی زلزله قرار دارد:

• خطر نسبی خیلی زیاد
• خطر نسبی زیاد
• خطر نسبی متوسط
• خطر نسبی کم

سپس با استفاده از اطلاعات مربوط به موقعیت پروژه و جداول و پیوست‌های مربوط، مقدار A تعیین می‌شد.

اما در ویرایش پنجم، این رویکرد تغییر کرده است. در ویرایش جدید، نقشه‌های شتاب طیفی وارد فرآیند طراحی شده‌اند. دو پارامتر مهم در این نقشه‌ها عبارت‌اند از:

• Ss؛ شتاب طیفی در دوره‌های تناوب کوتاه: پارامتر Ss برای نمایش شتاب طیفی مربوط به دوره‌های تناوب کوتاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• S1؛ شتاب طیفی در دوره تناوب یک ثانیه: پارامتر S1 شتاب طیفی مربوط به دوره تناوب یک ثانیه را نمایش می‌دهد.

در این نقشه‌ها، مقادیر شتاب طیفی متناسب با موقعیت جغرافیایی پروژه تعیین می‌شوند و طراح با استفاده از این اطلاعات و ضرایب مربوط، مراحل محاسبه را ادامه می‌دهد.

این موضوع یک تغییر مهم در رویکرد محاسباتی ویرایش پنجم است؛ چراکه به جای یک دسته‌بندی کلی از خطر نسبی، اطلاعات لرزه‌ای با جزئیات بیشتری وارد فرآیند محاسبات می‌شود.

۴. تغییر طبقه‌بندی نوع زمین؛ از چهار تیپ در ویرایش چهارم تا شش تیپ در ویرایش پنجم

یکی دیگر از تغییرات مهم در ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰، بازنگری در طبقه‌بندی انواع زمین است. در ویرایش چهارم، زمین‌ها در چهار نوع I، II، III و IV طبقه‌بندی می‌شدند. در ویرایش پنجم، این دسته‌بندی توسعه پیدا کرده و دو گروه جدید، یعنی زمین‌های نوع V و VI نیز به آن اضافه شده‌اند.

علاوه بر افزایش تعداد گروه‌ها، توصیف و مشخصات لایه‌های زمین نیز با جزئیات بیشتری بیان شده است. برای مثال، در برخی مناطق مانند استان تهران، تیپ‌های زمین مورد استفاده در طراحی ممکن است با همان چارچوب قبلی برای مهندسان آشنا باشند، اما توصیف شرایط زمین در ویرایش جدید دقیق‌تر شده و پارامترهای مرتبط با آن نیز در فرآیند طراحی اهمیت بیشتری پیدا کرده‌اند.

بنابراین در ویرایش پنجم، مهندس طراح باید هنگام تعیین نوع زمین، با دسته‌بندی جدید و ضوابط مربوط به آن آشنا باشد.

جدول زیر مقایسه طبقه‌بندی زمین در ویرایش چهارم و پنجم استاندارد ۲۸۰۰ را نشان می‌دهد:

۵. اضافه شدن گروه‌های طراحی لرزه‌ای (Seismic Design Categories)

یکی از تغییرات مهم در ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰، اضافه شدن مفهوم گروه‌های طراحی لرزه‌ای یا Seismic Design Categories (SDC) است؛ مفهومی که در این ساختار به شکل فعلی در ویرایش چهارم وجود نداشت.

در ویرایش پنجم، ضریب اهمیت ساختمان (Ie) و پارامترهای لرزه‌ای به‌دست‌آمده از فرآیند محاسبات، مبنای تعیین گروه طراحی لرزه‌ای قرار می‌گیرند. بر اساس روابط ارائه‌شده در استاندارد، ساختمان با توجه به اهمیت و شرایط لرزه‌ای در یکی از گروه‌های SDC-1، SDC-2 یا SDC-3 قرار خواهد گرفت.

در جدول زیر، نحوه تعیین گروه طراحی لرزه‌ای بر اساس شرایط لرزه‌ای و ضریب اهمیت ساختمان در ویرایش پنجم نشان داده شده است.

اما سؤال مهم این است، گروه طراحی لرزه‌ای چه کاربردی دارد؟

اهمیت این تغییر زمانی مشخص می‌شود که آن را در کنار جدول سیستم‌های سازه‌ای و ضرایب لرزه‌ای بررسی کنیم.

در ویرایش چهارم نیز برای سیستم‌های مقاوم در برابر زلزله، جدولی شامل ضریب رفتار، ضریب اضافه مقاومت و ضریب بزرگنمایی تغییرمکان ارائه شده بود.

اما با اضافه شدن گروه‌های طراحی لرزه‌ای در ویرایش پنجم، این جدول از چند جهت دستخوش تغییر شده است.

الف) سیستم‌های سازه‌ای دقیق‌تر و به‌روزتر شده‌اند.

در ویرایش پنجم، سیستم‌های مقاوم در برابر نیروی زلزله با جزئیات بیشتری معرفی و دسته‌بندی شده‌اند. برخی سیستم‌ها نیز نسبت به ویرایش قبلی به‌روز شده یا تفکیک دقیق‌تری پیدا کرده‌اند.

در ویرایش جدید، سیستم‌های سازه‌ای با دقت و جزئیات بیشتری دسته‌بندی شده‌اند.

ب) ضرایب لرزه‌ای سیستم‌ها مورد بازنگری قرار گرفته‌اند.

ضرایب مربوط به سیستم‌های سازه‌ای نیز در ویرایش پنجم تغییراتی داشته‌اند.

یکی از تغییرات قابل توجه، مربوط به ضریب رفتار Ru​ است. برای مثال، در قاب‌های خمشی ویژه مقدار ضریب رفتار تغییر کرده است. این مقدار از حدود ۷٫۵ در ویرایش چهارم به ۶٫۵ در ویرایش پنجم کاهش یافته است.

همچنین ضرایب مربوط به اضافه مقاومت و بزرگنمایی تغییرمکان نیز در ویرایش جدید مورد بازنگری قرار گرفته‌اند.

اما تغییر مهم‌تر، به حداکثر ارتفاع مجاز ساختمان مربوط می‌شود.

پ) حداکثر ارتفاع مجاز ساختمان به گروه طراحی لرزه‌ای وابسته شده است.

در ویرایش چهارم، برای سیستم‌های سازه‌ای مختلف، محدودیت‌های ارتفاعی وجود داشت؛ اما در ویرایش پنجم، این محدودیت‌ها با توجه به گروه طراحی لرزه‌ای با جزئیات بیشتری بیان شده‌اند.

به این معنا که برای تعیین اینکه یک ساختمان با یک سیستم سازه‌ای مشخص حداکثر تا چه ارتفاعی می‌تواند ساخته شود، باید گروه طراحی لرزه‌ای آن نیز مشخص باشد.

بنابراین در ویرایش پنجم، حداکثر ارتفاع مجاز ساختمان Hm​ تابعی از گروه طراحی لرزه‌ای و سیستم سازه‌ای انتخاب‌شده است.

به زبان ساده، برای پاسخ به این سؤال که:

«با این سیستم سازه‌ای، ساختمان من حداکثر چند متر می‌تواند ارتفاع داشته باشد؟»

دیگر تنها دانستن نوع سیستم سازه‌ای کافی نیست؛ ابتدا باید مشخص شود ساختمان در کدام یک از گروه‌های طراحی لرزه‌ای SDC-1، SDC-2 یا SDC-3 قرار گرفته است و سپس محدودیت ارتفاع مربوط به همان سیستم و همان گروه بررسی شود.

محدودیت‌های بیشتر در گروه طراحی لرزه‌ای ۳

این موضوع در گروه‌های طراحی لرزه‌ای بالاتر اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. در SDC-3، به دلیل سطح بالاتر تقاضای لرزه‌ای، محدودیت‌های ساخت‌وساز برای برخی سیستم‌ها بیشتر شده است.

به عبارت دیگر، ممکن است سیستمی که در یک گروه طراحی لرزه‌ای امکان استفاده داشته، در گروه طراحی لرزه‌ای بالاتر با محدودیت بیشتری در ارتفاع یا حتی محدودیت در امکان استفاده مواجه شود.

در نتیجه، اضافه شدن گروه‌های طراحی لرزه‌ای صرفاً ایجاد یک عنوان جدید در آیین‌نامه نیست؛ بلکه این گروه‌بندی به‌صورت مستقیم با انتخاب سیستم سازه‌ای، ضرایب لرزه‌ای و حداکثر ارتفاع مجاز ساختمان ارتباط پیدا کرده است.

به همین دلیل، یکی از تغییرات مهم ویرایش پنجم این است که سطح خطر و اهمیت ساختمان، نقش پررنگ‌تری در تعیین سیستم سازه‌ای قابل استفاده و محدودیت‌های مربوط به آن پیدا کرده است.

۶. ضریب زلزله؛ یکی از مهم‌ترین تغییرات ویرایش پنجم

اگر بخواهیم یکی از کلیدی‌ترین بخش‌های تغییرات ویرایش پنجم را نام ببریم، ضریب زلزله قطعاً یکی از مهم‌ترین موارد است.

یک نکته مهم را باید از ابتدا روشن کنیم: رابطه کلی برش پایه تغییر نکرده است. برای تعیین برش پایه، همچنان ضریب زلزله در وزن مؤثر لرزه‌ای ساختمان ضرب می‌شود.

اما آنچه تغییر اساسی کرده، نحوه تعیین ضریب زلزله است. به روابط زیر توجه کنید:

در ویرایش چهارم، رابطه ضریب زلزله بر مبنای پارامترهایی مانند A، B، ضریب رفتار و ضریب اهمیت شکل می‌گرفت.

اما در ویرایش پنجم، ضریب زلزله بر اساس شتاب طیفی طراحی (Sa)، ضریب رفتار و ضریب اهمیت تعیین می‌شود.

در ویرایش جدید، مهندس دیگر فقط مقدار A را از پهنه‌بندی خطر دریافت نمی‌کند. ابتدا از نقشه‌های شتاب طیفی استفاده می‌شود و سپس با اعمال ضرایب و اصلاحات لازم، مقدار شتاب طیفی طراحی Sa به‌دست می‌آید.

سوال مهم؟ آیا Sa در ویرایش پنجم همان A×B در ویرایش چهارم است؟

در نگاه اول، ممکن است میان این دو مفهوم شباهتی دیده شود. پارامترهای A و B در ویرایش چهارم برای تعیین سطح شتاب طراحی به کار می‌رفتند. در ویرایش پنجم، Sa نقش مهمی در تعیین ضریب زلزله دارد. با این حال، این دو مفهوم را نباید دقیقاً معادل یکدیگر دانست.

به عبارت دیگر، نمی‌توان برای یک موقعیت جغرافیایی و یک نوع زمین، A×B را در ویرایش چهارم محاسبه کرد و سپس گفت این مقدار دقیقاً برابر با Sa در ویرایش پنجم است.

رویکرد محاسباتی در ویرایش پنجم تغییر کرده است، به طوری که از نقشه‌های شتاب طیفی شروع می‌کنیم، پارامترهای لازم را تعیین می‌کنیم، ضرایب مربوط به شرایط زمین و سایر پارامترهای مورد نیاز را اعمال کرده و در نهایت به شتاب طیفی طراحی می‌رسیم.

این تغییر، یکی از مهم‌ترین دلایلی است که باعث می‌شود یادگیری ویرایش پنجم صرفاً با مرور چند جدول جدید امکان‌پذیر نباشد.

۷. اضافه شدن فصل ساختمان‌های دارای جداساز لرزه‌ای و میراگر

یکی دیگر از تغییرات مهم ویرایش پنجم، اضافه شدن فصل مربوط به ساختمان‌های دارای جداساز لرزه‌ای و میراگر است.

موضوع جداسازی لرزه‌ای و استفاده از میراگرها پیش از این نیز در مباحث مهندسی زلزله و برخی نشریات مطرح بود، اما در ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ فصل مستقلی با این ساختار وجود نداشت.

در ویرایش پنجم، برای این نوع ساختمان‌ها ضوابط مشخص‌تری ارائه شده است. این بخش موضوعاتی مانند:

• ساختمان‌های دارای جداساز لرزه‌ای
• سیستم‌های میراگر
• الزامات و ضوابط طراحی این سیستم‌ها
• ملاحظات مرتبط با عملکرد لرزه‌ای

را پوشش می‌دهد.

ورود این موضوعات به متن اصلی آیین نامه طراحی لرزه‌ای را می‌توان یکی از گام‌های مهم در به‌روزرسانی ضوابط طراحی لرزه‌ای کشور دانست.

ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ را جدی بگیریم!

همان‌طور که دیدیم، ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ صرفاً مجموعه‌ای از اصلاحات جزئی در جداول و روابط نیست؛ بلکه در بخش‌های مختلف، رویکرد طراحی لرزه‌ای را تغییر داده و ضوابط جدیدی را وارد فرآیند طراحی کرده است.

به همین دلیل، آشنایی با تغییرات ویرایش پنجم برای مهندسان طراح و فعالان حوزه سازه، دیگر یک موضوع فرعی نیست. ویرایش پنجم آمده است تا مبنای جدیدی برای طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها باشد و لازم است مهندسان، نحوه کار با این ویرایش را به‌صورت دقیق و کاربردی یاد بگیرند.

پس اگر تاکنون با ویرایش چهارم کار کرده‌اید، حالا زمان آن رسیده که بدانید چه چیزهایی تغییر کرده و مهم‌تر از آن، این تغییرات را چطور باید در طراحی واقعی ساختمان به کار ببرید.

تغییرات ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ را از کجا شروع کنیم؟

برای یادگیری ویرایش پنجم، بهترین مسیر این نیست که فقط فهرستی از تغییرات را حفظ کنیم. باید ابتدا ساختار جدید آیین‌نامه را بشناسیم، سپس تغییرات را در فرآیند طراحی دنبال کنیم.

به این ترتیب، تغییرات ویرایش پنجم از مجموعه‌ای از روابط و جداول پراکنده به یک فرآیند قابل فهم و کاربردی تبدیل می‌شوند.

اگر با ویرایش چهارم آشنایی دارید و می‌خواهید تغییرات ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ را در کوتاه‌ترین زمان یاد بگیرید، می‌توانید در دوره کوتاه مدت بررسی تغییرات ویرایش پنجم نسبت به ویرایش چهارم شرکت کنید.

سخن پایانی

ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ آغاز یک مسیر جدید در طراحی لرزه‌ای ساختمان‌هاست؛ مسیری که برای مهندسان سازه، دفاتر طراحی و شرکت‌های مهندسین مشاور، آشنایی دقیق با آن دیگر یک انتخاب جانبی نیست.

اگر می‌خواهید تغییرات ویرایش پنجم استاندارد ۲۸۰۰ را دقیق بشناسید و نحوه اجرای آن‌ها در طراحی سازه را یاد بگیرید، آموزش کاربردی و گام‌به‌گام می‌تواند مسیر یادگیری شما را کوتاه‌تر کند.

سَرا با برگزاری آموزش‌های تخصصی استاندارد ۲۸۰۰، تلاش می‌کند مسیر آشنایی و تسلط مهندسان بر ضوابط جدید طراحی لرزه‌ای را کاربردی‌تر و دقیق‌تر کند.سَرا با برگزاری آموزش‌های تخصصی استاندارد ۲۸۰۰، تلاش می‌کند مسیر آشنایی و تسلط مهندسان بر ضوابط جدید طراحی لرزه‌ای را کاربردی‌تر و دقیق‌تر کند.