دستورالعمل طراحی سازه ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرائی نمای خارجی ساختمان : ضابطه شماره 714 | 4-3- بار باد وارده بر اجزای نما

ساختمان ها به طور کلی و نما به عنوان جزء در معرض باد، باید به صورت مستقل برای اثرات ناشی از باد طراحی و اجرا شوند. این اثر بر روی نما باید با توجه به میانگین سرعت باد در منطقه، ارتفاع، شکل هندسی ساختمان ها، میزان پوشش و گرفتگی ای که موانع مجاور برای آن‌ها ایجاد می‌کنند محاسبه شود. جهت تعیین اثر ناشی از باد فرض می‌شود که باد به صـورت افقی و در هر یک از امتداد ها و به طور غیر همزمان به نمای ساختمان اثر می کند. این اثر با بار زلزله جمع نمی شود و کلیه اجزای نما باید برای اثر آن، طراحی شوند. بسته به نوع نما، سیستم نما باید برای اثرات مکشی باد یا اثرات مکش و فشار باد  هر کدام به تنهایی طراحی شود در نماهای چسبانده شده بار باد حاکم ، بارهای مکش میباشد ولی در نماهای مهار شده بسته به نوع مهارها هر کدام از بارهای مکش یا فشار می تواند بحرانی شود و نما باید برای هر دو حالت کنترل شـود. جدول 3-4 راسـتای بار بادی که نما باید برای آن کنترل شـود را نشـان می‌دهد. توجه شـود که اتصالات پانل های نما در نماهای پرده ای مانند نمای بتنی پیش ساخته باید برای 1/5 برابر بار باد طراحی نما و ات صالات نماهای پرده ای شیشه ای باید برای 2 برابر بار باد وارده به نما طراحی شوند. 

1-4-3- فشار یا مکش ناشی از باد بر سطح نما 

1-1-4-3- روش استاتیکی 

در روش استاتیکی فشار یا مکش تحت اثر باد بر نما یا دیوار خارجی از رابطه زیر بدست می‌آید: 

که در این رابطه

p = فشار یا مکش که به صورت استاتیکی در جهت عمود بر سطح عمل می‌کند. در حالت فشار به سمت رو به سطح عمل می‌کند و در حالت مکش به سمت خارج از سطح عمل می‌کند. این بار از جمع جبری فشارها یا مکش‌های داخلی و خارجی ساختمان طبق مبحث ششم مقررات ملی بدست می‌آید. 

V= سرعت مبنای باد بر حسب متر بر ثانیه براساس جدول (6-10-1) مبحث 6 مقررات ملی ساختمان. توجه شود که مقادیر این جدول بر حسب کیلومتر بر ساعت می‌باشد و پیش از اعمال در رابطه فوق باید با تقسیم بر ضریب 3/6 به متر بر ثانیه تبدیل شود. 

Iw: ضریب اهمیت بار باد طبق مبحث ششم مقررات ملی  

Ce: ضریب  اثر تغییر سرعت طبق بند 6-10-6 مبحث ششم مقررات ملی 

Ct: ضریب پستی و بلندي زمین طبق بند 6-10-7 مبحث ششم مقررات ملی 

Cd: ضریب هم راستایی باد طبق بند 6-10-12 مبحث ششم مقررات ملی 

Cp: ضریب فشار یا مکش خارجی طبق بند 6-10-8 یا 6-10 -9 مبحث ششم مقررات ملی 

Cg: ضریب اثر تندباد براي سطح خارجی ساختمان طبق بند 6-10-8 یا 6-10 -9 مبحث ششم مقررات ملی 

C*p: ضریب فشار یا مکش داخلی طبق بند 6-10-11 مبحث ششم مقررات ملی که براساس میزان و نوع بازشو ها در نما تعیین می‌شود. 

Cgi: ضریب اثر تندباد برای سطح داخلی ساختمان طبق بند 6-10-8  مبحث ششم مقررات ملی 

2-1-4-3- روش های تجربی و دینامیکی 

در ساختمان‌های بلند با ارتفاع بیش از 60 متر یا نسبت عرض به ارتفاع بیش از 4 استفاده از روش استاتیکی مجاز نمی‌باشد و باید براساس یکی از دو روش دینامیکی یا تجربی براساس مبحث ششم مقررات ملی بار باد وارده بر نما و دیوار خارجی محاسبه شود.

2-4-3- معیار پذیرش نما برای بار باد 

تمام اجزای نما در ساختمان باید مقاومت کافی در مقابل بار باد را دارا باشد. اجزای نما از قبیل قطعات سنگ یا قطعات نمای کامپوزیت و غیره به عنوان یک قطعه مجزا باید مورد ارزیابی قرار گیرد. همچنین مهارها و نیز در صورت وجود دیوار نگهدارنده هر کدام باید مقاومت کافی برای انتقال نیروهای ناشی از بار باد به تکیه‌گاه‌ها را دارا بوده و سطح خدمت رسانی مورد نظر را تامین نمایند. باید توجه شود که در نماهای پرده‌ای غیر شفاف، کل بار باد توسط نما و اجزای آن تحمل می‌شود و به اسکلت سازه‌ای انتقال می‌یابد و به دیوار پشتیبان باری وارد نمی‌شود . 

1-2-4-3- معیار پذیرش نما در برابر نیروهای ناشی از بار باد 

تمام اجزای نما شامل خود قطعه نما و اتصالات آن و همچنین دیوار پشتیبان نما باید توانایی تحمل در برابر نیروهای ناشی از بار باد را داشته باشند. تنش های خمشی ایجاد شده در قطعه نما باید با ظرفیت تنش خمشی نما به روش ذکر شده در بند 3-4-2-3 یا روش های محاسباتی براساس مکانیک مهندسی مقایسه شود. همچنین تنش های برشی، فشاری و کششی ایجاد شده در اتصالات نما به سازه نیز باید از نظر ظرفیت تنش قابل تحمل در اتصالات کنترل شود . 

2-2-4-3- معیار پذیرش نما در برابر تغییر شکل ناشی از بار باد 

تغییر مکان‌های ناشی از بار باد در هر سیستم نما از جمله نما با قطعات چسبیده یا مهار شده اعم از مهار شده به دیوار پشتی یا مهار شده به سازه نگهدارنده باید در محدوده معینی باشد. محدودیت‌های تغییر شکل شامل اعمال بار باد به صورت مکش و فشار میباشد .

چنانچه مصالح دیوار از نوع شکننده و ترد باشد، حد مجاز تغییر شکل خارج از صفحه نما L/240  و چنانچه از مصالح انعطاف پذیر استفاده شده باشد حد مجاز این تغییر شکل L/120 می‌باشد. L  فاصله بین تکیه‌گاه‌های جدار بیرونی است .برای ارزیابی این مسئله می‌توان از مدلسازی اجزای محدود که در بر گیرنده تمام اجزای نما و اتصالات آن می‌باشد و یا از آزمون‌های آزمایشگاهی استفاده نمود. 

3-2-4-3- روش آزمون و تعیین ظرفیت قطعات و پانل های نما 

جهت تعیین ظرفیت قطعات و پانل‌های نما می‌توان از آزمون آزمایشگاهی به شرح زیر بهره برد: 

آزمون باید تحت اثر افزایشی تدریجی سربار قرار گیرد تا اینکه یا خرابی رخ دهد یا بار سربار به مقداری برسد که محدودیت تغییر مکان جدول 3-5 در آن رخ دهد. در مواردی که معیارهای تغییر مکان جدول 3-5 به هر دلیل، مبنا قرار نگیرد ،بارگذاری تا خرابی ادامه داده می‌شود. در اینجا مقدار مجاز نیروی قابل اعمال به قطعه معادل کمترین مقدار حاصل از بندهاي زیر در نظر گرفته می‌شود. 

1- نیرو در تغییر مکان برابر جدول 3-5  

2- نیروی خرابی