طراحی پاركینگ های طبقاتی فولادی با تاكید بررفتارلرزه ای

ورود

ثبت‌نام

نوشته شده توسط الناز کاظمیان- رضا قلی اجلالی

یکشنبه, 13 دی 1388 ساعت 17:24

چكیده
روند رو به رشد تولید خودرو در بسیاری از كشورها علاوه بر افزایش مشكلات مربوط به ترافی ك,آلودگی های صوتی و زیست محیطی نیاز به تامین فضای كافی جهت پارك حجم عظیم وسایل نقلیه را تشدید می نماید .به نظر می رسید طرح واجرای پاركینگ های طبقاتی بتن آرمه یك راه حل جهت رفع این مشكل خواهد بود.در حالی كه میتوان نشان داد استفاده از سازه های فولادی در ساخت این سیستم ها می تواند به نحو موثرتری نظرات مهندسین سازه و معمار را تامین نماید. در این مقاله در نظر داریم مطالبی در زمینه طراحی واجرای پاركینگ های طبقاتی فولادی و مزایای نسبی آن با تاكید بر رفتار لرزه ای ارائه نماییم.
مقدمه:
نیاز به پاركینگ های طبقاتی در سالهای اخیررشد قابل ملاحظه ای داشته است؛ به طوری كه این روند رو به رشد با
افزایش تراكم جمعیت شهر نشین همچنان ادامه دارد.از مسائل بسیار مهم كه درطراحی این سازه ها بایستی مورد توجه قرار گیرد می توان به موارد زیر اشاره نمود:
ملاحظات محلی, زیست محیطی وترافیكی.
تعداد محل جای پارك, امكان مانور وسایط نقلیه، رمپ ها وسایر موارد معماری.
ایمنی و مسائل حفاظتی.
ملاحظات سازه ای(ملاحظات لرزه ای بالاخص در مناطق با خطر نسبی بالای زلزله)
هزینه های نگهداری ادواری
مقاومت در برابر حریق ویا حفاظت در برابر حریق
تحقیقات و آیین نامه های ارائه شده از سال 1980 در خصوص مقاوم سازی سازه های فولادی در مقابل حریق با توجه به محاسن متعدد ا ین نوع سازه ها نظیركاهش هزینه ساخت واجرا,سرعت بالای ساخت واجراوتامین فضای پارك برای تعداد بیشتر خودرو ,موجب گرایش اكثر طراحان پاركینگ های طبقاتی به استفاده ازفولاد به جای بتن مسلح بدین منظور گردیده است.

هدف اصلی از ارائه این مقاله ,آشنایی بیشتر مهندسان معمار, سازه و مالكین , با طرح واجرای پاركینگ های طبقاتی فولادی به شكل عمومی و بالاخص در مناطق لرزه خیزمی باشد.
بدین منظور بعد ازمقدمه در ارتباط با نحوه طراحی و اجرای این نوع سازه ها مطالبی ارائه می شود. ابتدا در ارتباط با پوشش های محافظ اعضای فولادی و نحوه رنگ آ میزی این سطوح جهت مقابله با خوردگی وزنگ زدگی و ...بحث می گردد. سپس كلیاتی از ضوابط آیین نامه ای مربوط به حریق آورده می شود.در بخش بعد نحوه طراحی دال واجرای اتصالات موجود در سازه عنوان گردیده و درنهایت مطالبی در ارتباط با مقاوم سازی پاركینگ های طبقاتی فولادی در مقابل نیروی زلزله بالاخص در مناطق لرزه خیز مطالبی بیان می گردد.
۱- رنگ آمیزی :
موضوع این بخش از مقاله جهت راهنمایی مهندسین معمار , سازه، مالكین و سایر متخصصین امر به منظور انتخاب سیستم پوشش محافظ مناسب برای سازة فولادی پاركینگ ها، تهیه و ارائه میگردد.
انتخاب پوشش محافظ مناسب بر روی اجزای فلزی پاركینگ ها به ویژه در محل اتصالات از پارامترهای موثر در طراحی این نوع پاركینگ ها بوده و نیازمند دقت می باشد. ماده محافظ بایستی كیفیت مطلوبی داشته باشد؛ به طوری كه عناصر سازه ای فولادی قابل رویت در سازه كه اغلب نیز تحت تاثیر عوامل جوی و اتمسفری هستند را، از خطر خوردگی محافظت نماید.
انتخاب سیستم پوشش مناسب در افزایش عمر مفید سازه می تواند موثرباشد و با اینكه در حدود ۱۵ الی ۲۰ در صد
كل هزینه پروژه رابه خود اختصاص میدهد؛ صرفه جویی در انتخاب نوع لایه محافظ به نفع سازنده گان نمی باشد؛ چراكه نوع مناسب آن می تواند عناصر سازه ای و اتصالات آن را در حدود ۲۰ الی 25 سال از خطر خوردگی محافظت نماید . برای اینكه لایه محافظ عملكرد مطلوبتری داشته باشدبایستی رویة سطح مورد نظربه طور كامل عاری از هر گونه پوسته وسایر مواد خارجی باشد.
كاربرد سیستم بلاست جهت پاكسازی سطوح نتیجه بسیار خوبی از خود نشان داده است. دو روش بلاستینگ SP6 با راندمان 67درصد و SP10 با بازدهی 95درصد با هزینه و كیفیت متفاوت به صورت متداول مورد استفاده قرار می گیرند. سیستم های رنگ آمیزی توصیه شده ,همراه بابلاستینگ های فوق الذكر كه بتواند اهداف موردنظر را تامین كند، عبارتند از:
اپوكسی پلی آمید با درصد زینك بالا
پلی اورتان با درصد زینك بالاو پلی اورتان اكریلیك خطی(مناسب برای محیط های مرطوب)
اتیل سیلیكات با زینك معدنی واپوكسی
پلی آمید اپوكسی با زینك فراوان و اپوكسی بالا
(دو مورد اول برای بلاستینگ SP6 و دو مورد اول برای بلاستینگ SP10)
۲- حریق و ضوابط آیین نامه ای:
در پانزدهم اكتبر سال 1972 انستیتوی آهن و فولاد آمریكا (AISI) تحقیقاتی را جهت دستیابی به شرایط لازم برای حفاظت و تامین ایمنی در سازه های پاركینگ ها انجام دادند . در این مطالعه از یك مدل با مقیاس واقعی بهره جویی شد و این در حالی بود كه سازمان آتش نشانی از نظر سرویس دهی در وضعیت طبیعی بود . در این تحقیق حادثه حریق به شكل آتش گرفتن یك خودرو صحنه سازی گردید.
در خلال 50 دقیقه پس از وقوع حادثه دما در شاهتیرهای واقع در بالای خودرو 440 درجه فارنهایت اندازه گیری شد. در این شاه تیر حداكثر خیز 4 سانتی متر و تغییر طول 3 میلی متر بر آورد گردید؛ كه مقادیر یاد شده بعد از آزمایش به صفر برگشتند. تمام نتایج و یافته های این آزمایش با مقیاس واقعی به صورت مشروح گزارش گردیدند و نشان دادند كه سازه های یاد شده كاملا از خطرات ناشی از حریق خودروها مصون می باشند. شدت كم حریق و گسترش ناچیز آن در پاركینگ شاید علت اصلی روند رو به رشد این نوع از سازه ها باشد. ولی با این حال لازم است ضوابط آیین نامه ای مربوط به حریق در سازه رعایت شوند . خلاصه ضوابط آیین نامه ها از نظر محدودیت ارتفاع و مساحت به شرح زیرمی باشد:
- آیین نامه بین المللی ساختمان (IBC) ویرایش سال2000: هشت چرخ در هر 4500 مترمربع بدون سیستم آب پاشی اتوماتیک.
- آیین نامه متحدالشكل ساختمان (ICBO) ویرایش سال2000: هشت چرخ در هر 2700 مترمربع بدون سیستم آب پاشی اتوماتیک.
تبصره: افزایش تعداد ردیف یا مساحت در هر ردیف مشروط به تمهیدات آیین نامه در حد مجاز آن می باشد.
در كل با مصرف مواد ضد حریق در كل و یا قسمتی از سازه مقاومت اعضای فولادی در برابر حریق افزایش می یابد. در انتخاب سیستم ضد حریق باید در نظر داشت كه به دلیل روباز بودن پاركینگ و قرار گیری اعضا و مواد ضد حریق روی آن، در مجاورت عوامل جوی و اتمسفری، این مواد بایستی مقاومت كافی در برابر انجماد، یخ زدگی، ذوب،قرارگیری مستقیم در معرض برف و با ران و محافظت در برابر خوردگی و فرسایش در برابر باد را داشته باشند. علاوه بر عوامل جوی مواد ضد حریق بایستی مقاومت لازم را در برابر برخورد وسایل نقلیه و تصادفات احتمالی با لایه محافظ را داشته باشند.
۳- ضوابط كلی طراحی:
فولاد ماده اصلی به كار رفته در پاركینگ های مورد نظر می باشد. با این حال بتن نیز به عنوان ماده ساختاری در
كف، به طور عموم مورد استفاده قرار می گیرد. در اغلب موارد پس از گذشت مدتی كف ها یا با طور كلی برداشته می شوند و یا نیاز به مرمت پیدا می كنند.
دلیل اصلی تخریب را می توان قرارگی ری مستقیم كف در معرض رطوبت و محیطهای فرسایشی دانست . وجود درزهای زهكشی و طراحی كف ها به صورت شیبدار می تواند تا حدی مشكل فوق را حل نماید. اگر چه وجود ترك های موئی در ساختمان معمولی شاید چندان مهم به نظر نیاید ولی در این مورد احتمال اینكه نفوذ آب در ترك های موئی باعث ایجاد مشكل گردد، وجود دارد . لذا با استفاده از عایقهای سطحی خاص، كاربرد اپوكسی، عرشه های فولادی گالوانیزه و یا بتن پس تنیده می توان مدت پایداری كف های بتنی را به طور قابل ملاحظه ای افزایش داد.
امروزه یكی از اقتصادی ترین سیستم های كف سازی در پاركینگ های طبقاتی، عرشه فولادی مركب می باشد؛ كه توسط اتصالات برشی به تیرها و شاهتیرها متصل می گردد. با كاهش تعداد اتصال و اندازه درزهای حاصل از اتصال می توان از مشكلات حاصل از نشت آب در طبقات بتنی جلوگیری به عمل آورد . از طرفی پوشش های اپوكسی دار تا حد زیادی مان ع از خوردگی محل اتصال و اعضای سازه ای خواهد بود . در مناطق زلزله خیر استفاده از عرشه فولادی مركب، به سیستمهای پیش ساخته و یا بتن در جا ترجیح داده می شوند.
تحقیقات انجام یافته در سال 2001 نشان داد كه در صورت خرابی حتی یك ستون، عرشه های فولادی مركب به صورت ثانویه بارهای ثقلی كف را می توانند به شكل یك سیستم شكل پذیر تحمل نمایند. استفاده از سیستم كف سبك به همراه سازه فولادی ضمن كاهش سربار مرده امكان انتخاب دهانه های بلندتر، تعداد ستونهای كمتر، كاهش بار طراحی پی و نهایتاً كاهش اثرات لرز های را به همراه خواهد داشت.
در یك تست انجام شده بر روی پل خلیج اوکلند سانفرانسیسكو با دال ساخته شده از بتن سبك، تحت ترافیك سنگین) عبور ۵۰ هزار كامیون و ۲۵۰ هزار خودرو در روز (مشخص شد كه بتن سبك در دال مقاومت خوبی
از خود نشان داده و حتی با قرار گرفتن در محیط های پر آب و پر ترافیك هیچ علائمی از خرابی از خود نشان نداد. دال یك عنصر اصلی در طراحی پاركینگ ها به شمار می رود و باید مقاومت كافی در برابر سایش و شرایط اتمسفری سخت را داشته باشد چرا كه به طور عمومی شدت تخریب در دالها بیش از سایر عناصر سازه ای است. در طراحی دال ها نسبت مواد تشكیل د هنده بتن (طرح اختلاط) و جزئیات اتصال از اهمیت بیشتری نسبت به اسكلت حائل اطراف خود دال برخوردار می باشد. جهت ساخت رمپ ها از بتن با مقاومت 500 کیلوگرم بر سانتی مترمربع كه بیشتر به صورت درجا اجرا می شوند استفاده می نمایند و جهت افزایش عمر رمپ ها از خاكستر آتش فشان، فوم سیلیكا و ... كه جزء مواد كاهنده آب، در بتن و از عوامل كاهندة فرسودگی می باشند، استفاده می شود. برای طراحی یك دال مقاوم لازم است كلیه بارهای وارده بر كف مورد بررسی قرار گیرد، كه مهمترین این بارها عبارتند از:
- بار مرده: وزن واحد حجم بتن مصرفی در حدود 2400 کیلوگرم بر مترمکعب می باشد كه در صورت استفاده از بتن سبك به حدود 1750 کیلوگرم بر مترمکعب قابل تقلیل می باشد (با ملحوظ نمودن مشخصات فنی لازم جهت حفظ دوام)
- بار زنده: اكثر آیین نامه ها حداقل بار یكنواخت 250 کیلوگرم در هر مترمربع و یا بار متمركز 900 کیلوگرم را در نقطه ای كه حداكثر تلاش ایجاد نماید را ، به عنوان بار زنده انتخاب می كنند.
- بار برف: بر اساس شرایط اقلیمی در بام یا سقف آخر به صورت بارگسترده یكنواخت مورد توجه قرار می گیرد.
- تنش های داخلی: تغییرات حجمی ناشی از اثرات حرارتی، افت و خزش می تواند بطور غیر مستقیم به شكل
بارهای سرویس بر روی دال اثر نماید. این بارها می بایستی در طراحی اعضا و با اتصال صلب حتما لحاظ گردند.
3-1 كیفیت بتن:
كیفیت مطلوب بتن مصرفی دال نقش مهمی در مقاومت آن دارد. بسته به موقعیت جوی منطقه، كیفیت بتن به
چهار عامل اصلی زیر بستگی دارد:
كیفیت مواد تشكیل دهنده طرح اختلاط مناسب دقت در جابجایی و انتقال بتن فرآیند عمل آوری بتن
در فصل ۳ و ۴ از مرجع ۶ آیین نامه ACI به شرایط دوام و دانه بندی مواد مصرفی جهت دست یابی به بتن با كیفیت بالا اشاره شده است.
اگرچه بتن كف پاركینگ ها به طور مستقیم تحت تأثیر عوامل جوی نیستند، ولی با این حال مشكلات ناشی از تأثیر
نمكهای جاده ای در ایجاد خرابی وجود دارد . انتقال كلرید ناشی از نمكهای ضد یخ در برف روبی جاده ها به پاركینگ , باعث ایجاد خرابی های تدریجی در بتن و آرماتور دال خواهد شد . پیشنهادات ارائه شده از طرف مؤسسه ACI جهت دستیابی به بتن با كیفیت بالا عبارت است از: كاهش نسبت آب به سیمان كاهش فضای خالی (حباب هوا) در بتن رعایت نسبت آب به سیمان با استانداردهای مذكور در آیین نامه ها می تواند تا حد زیادی در كاهش میزان نفوذپذیری مؤثر واقع شود. همچنین طرح اختلاط زمانی كه با فرمول بندی صحیح و تأئید شده، از طرف هیات نظارت و یا مهندسین طراح صورت گیرد؛ عامل مهمی درافزایش كیفیت بتن دال خواهد بود.
تركیبات كاهندة مقدار آب جهت دستیابی به بتن مطلوب می تواند مؤثر واقع شود. چرا كه كاهش نسبت آب به
سیمان باعث كاهش اسلامپ و افزایش كارآیی خواهد شد . این تركیب ات تا حدود ۵الی ۱۰ درصد باعث كاهش مقدار آب می شوند. یك فوق روان كننده نیز وجود دارد كه مقدار آب را ۱۲ الی ۳۰ درصد كاهش می دهد ؛البته در صورت استفاده از این ماده تعیین استانداردهای كیفیتی در بتن حاصله الزامی است.
در چند سال اخیر تركیبات معدنی از قبیل سربارة كوره بلند در ذوب آهن و یا محصول فرعی نیروگاههای سوخت
زغال سنگ كه دارای خواص پوزولانی بوده و در بهبود كیفیت بتن مصرفی نقش مهمی دارند, مطرح شده اند. تركیبات
میكروسیلیكا كه به عنوان یك محصول فرعی در تولید آلیاژ فولاد حاصل می شود؛ در كاهش میزان نفوذپذیری مؤثر می باشند.
در صورت استفاده از روان كننده ها بایستی در طرح اختلاط اولیه، عمل آوری و ویبره دقت كافی به عمل آورد .
همچنین توصیه می شود، پیشاپیش چسبندگی كاملی بین اجزاء تشكیل دهندة بتن بوجود آمده باشد، تا روان كننده ها باعث جدایی دانه ها از شیرة بتن نگردند. از مواد افزودنی دیگر، می توان به تركیبات بازدارنده از فرسایش اشاره كرد. لایه اكسید محافظ روی فولاد به واسطه خاصیت قلیایی زیاد بتن با حملة كلریدها، مورد تجزیه و فرسایش تدریجی قرار م یگیرند؛ تركیباتی همچون نیترات كلسیم باعث تثبیت و تقویت لایه محافظ می گردند. البته این مواد به شرطی تأثیرگذار خواهندبودكه، پیشروی كلریدها سریع تر از میزان برآورد شده نباشد. در كل اگر هدف خاصی در بتن موردنظر نباشد استفاده از افزودنی ها به بتن چندان توصیه نمی شود.
از دیگر عوامل مؤثر در بهبود كیفیت بتن كاهش فضای خالی بتن می باشد. فضای خالی موجود در بتن متشكل از حباب های هوایی میكروسكوپی می باشد كه به عنوان دریچه های رفع فشار جزئی در فرآیندهای اصلی عمل می كند؛ به طوری كه مقاومت بتن را در مقابل چرخة انجماد - ذوب افزایش می دهد و نیز باعث كاهش پوسته شدن بتن تحت اثر نمكهای یخ زدا می شود. از طرفی خروج حباب هوا از سطح بتن نشت آب را نیز به طور مؤثر كاهش می دهد؛ در نتیجه می توان پرداخت بتن را زودتر شروع كرد و كیفیت بلندمدت سطح بهبود داده شود . در كل خروج حباب هوا با مقادیر مختلف از ۴,۵ الی ۷,۵ درصدمورد نیاز است.
در كل راهكارهایی كه جهت دست یابی به بتن مطلوب از طرف مؤسسه ACI ارائه شده اند عبارتند از:
- از كمترین اسلامپ مطابق با ضوابط آیین نامه ای استفاده شود . البته در صورت لزوم تركیبات . كاهندة آب
می تواند مؤثرواقع شود.
- بیش از حد نیاز نباید به مخلوط آب اضافه كرد. از طرفی مخلوط های كم آب نیز مطلوب نیستند.
- از ویبرة بیش از حد بایستی خودداری كرد . زیرا باعث جدایی مواد، بالا آمدن آب بتن وكاهش میزان خروج حباب هوا می شود.
- به منظور جلوگیری از نشت آب درمی لگردهای بتن، طی گذشت زمان بهتر است از همان ابتدا با ایجاد یك رویه فوقانی مناسب بر روی میلگردها (cover) و تراكم بهینه آن، از ایجاد خرابی های تدریجی رویه كف ها جلوگیری كرد.
- تا زمانی كه آب تراوش كرده از بتن تبخیر نشده نبایستی ماله كشی بتن را شروع كرد.
- تا حد امكان با یستی از عمل آوری مرطوب استفاده كرد .در صورت استفاده از عمل آورنده ها وجود لایه
محافظتی مناسب الزامی است.
3-2- درزگیرها:
چون پاركینگ های روباز فاقد عایق های سقفی و دیوارهای محیطی اند، لذا به طور كامل تحت تأثیر دماهای
بیرونی اند. به منظور تطابق تغییرات حرارتی در محل اتصالات، تعبیه درز انبساط راه كار مناسبی خواهد بود . از طرفی اتصالات دال باید مقاومت كافی در برابر اثرات ترافیك را داشته باشد. معهذا چون در معرض فشارهای شدید ناشی از راه یا پل نیستند، می توان اتصالات را ساده تر و با صرفه تر طراحی كرد.
درز انبساط، كلیه تغییراتی كه منجر به تغییر مكان جزئی در ساختمان می گردد را، تنظیم می كند؛ البته كنترل
اتصال، قبل ا ز آغاز نشست دال زمانی كه دال فقط تحت تأثیر مستقیم بارهای وارده تغییر شكل پیدا می كند،یا جابجامی شود؛ لازم و ضروری به نظر می رسد. همچنین این كنترل بایستی در محل هایی كه احتمال گسیختگی تحت اثر فشار وجود دارد صورت گیرد . مساله ای كه در این زمینه وجود دارد نفو ذ آب به درزهای حاصل از اتصالات و ایجاد خرابی های تدریجی در این ناحیه می باشد.
امروزه وجود موادی كه به درزگیرها معروف هستند می تواند تا حدی در رفع این مشكل مؤثر واقع شوند. تركیبات
اصلی اكثر درزگیرهای نوین “اورتان ها“ هستند. البته به منظور عملكرد صحیح، بای ستی از نوع مناسب آن استفاده كرد كه، هم خاصیت ضدرطوبتی داشته و نیز با تأثیر مواد شیمیایی از قبیل ضدیخ یا اشعه ماوراء بنفش تخریب نشود .علاوه بر كیفیت بالای درزگیر ایجاد شیار صحیح مطابق با استانداردها ی ارائه شده در محل اتصالات، خود از عواملی است كه می تواند در عملكرد مطلوب درزگیرها نقش مهمی داشته باشد. درزگیرها در اكثر مواقع مؤثر واقع نمی شوند چون در اتصالی قرار می گیرند كه به شكل صحیحی نمی باشد. توصیه های سازنده گان این مواد می تواند در طراحی و اجرای صحیح درزگیرها مؤثر واقع شود.
از ملزومات دیگر در اتصالات دا ل تعبیه سیستم زهكشی است . بتن ماده ضد آب نیست؛ نفوذ آب از طریق
ترك های موئی در سطح بتن، موجب كاهش كیفیت آن می شود. لذا سیستم زهكشی مناسب از طریق كاهش غلظت مواد شیمیایی حاصل از ضدیخ و یا نمكهای جاده ای می تواند در افزایش عمر سازه مؤثر واقع شود.بدین منظور در وهله اول شیب مناسب كف و طرح لوله كشی برای انتقال آب از نواحی پایین دست بدون آنكه خللی در عبور و مرور خودروها ایجاد كند، طرح مطلوبی خواهد بود.
همانند اتصالات، در سطح دال نیزمی توان از درزگیرهای سطحی استفاده كرد . درزگیرهای سطح مایعاتی هستند شفاف كه به منظور به عمل آمدن بتن و افزایش مقاومت آن در برابر نفوذ آب به كار می رود. چون اكثر آنها شفاف هستند در صورت ایجاد خرابی به راحتی قابل رویت نیستند و در اكثر مواقع مورد تجدید نظر و باز سازی واقع نمی شوند. لذا نباید آنها را به عنوان ضدآب دائمی تلقی نموده و جایگزین سیستم زهكشی كرد. درزگیرهای سطح بر دو نوع اند:
با نفوذ عمیق و غیرقابل رویت با نفوذ جزئی در لایه سطحی و قابل رویت نوع اول با سیمان موجود در بتن واكنش داده و موجب دفع آب و كاهش نفوذپذیری بتن می شود . البته قبل از مصرف بایستی از سازگاری این مواد با سایر اجزاء بتن اطمینان حاصل كرد. نوع جدیدی از درزگیرها هستند كه علاوه بر تركیبات اصلی حاوی فلورو ركربن است كه علاوه بر آب از نفوذ روغن و گریس نیز به بتن جلوگیری به عمل می آورد و به جهت عملكرد مطلوب شان قیمت بالایی نیز دارند.
نوع دوم در مقایسه با نوع اول در اثر سایش و ترافیك آسیب پذیرتر بوده و با این كه كم هزینه اند ولی عمر كوتاهی دارند. مواد شیمیایی اصلی آن ها اورتان ها، اپوكسیها، آكریلیكها و سایر مخلوط های رزین پلیمر هستند. آماده سازی و تمیز كردن سطح قبل از استفاده از درزگیرها ضروری است. در پروژه های بزرگ بهتر است قبل از مصرف كلی، قسمتی را به صورت آزمایشی تست كرده و از تناسب بین این ماده و بتن مصرفی مطمئن شد.
۴- ضوابط طراحی و عملكرد لرزه ای
تفاوت های موجود بین ساختمان های معمولی و پاركینگ ها، معیارهای عملكرد لرزه ای به نسبت متفاوتی را توجیه می كند. به عنوان مثال در پاركینگ ها برخلاف ساختمانهای مسكونی یا اداری تعداد اجزاء غیرسازه ای از قبیل دیوارها، پنجره ها و... محدود است. از تجهیزات مكانیكی و تأسیساتی كمتری نسبت به ساختمانهای مسكونی برخوردار است.
همچنین برخلاف ساختمان های مسكونی و اداری كه اتصالات و سایر عناصر سازه ای غیرقابل رویت است؛ در
پاركینگ های روباز كل سازه در معرض دید می باشد و هر آسیبی به راحتی قابل رویت و بازسازی است.
طراحی پاركینگ ها مشابهت زیادی با طراحی پل دارد؛ در هر دو اتومبیل بار اصلی وارده به آن بوده و سازه بدون
پوشش دارای حداقل اجزاء غیرساز های و مكانیكی است. از این رو بارگذاری پاركینگ ها و پل ها تا حدودی مشابه یكدیگر می باشد.
بار مرده پاركینگ به روش مشابه سازه های دیگر تعیین می شود و آیین نامه های جاری مقررات ویژه ای در این
ارتباط ندارند . ولی به دلیل تراكم بار ساكن، اعمال ضریب 1.2 در بار مرده ضروری است . بار مؤثر تعیین شده درآیین نامه های جاری برای پاركینگ (با اتومبیل مسافربری( 245 کیلوگرم بر مترمربع و در صورت وجود اتومبیل های ساكن حامل بار، بایستی ضریبی مطابق با بندهای زیر اعمال شود:
- برای ماشین های مسافربری كه در آن قسمت بیش از نه ماشین دیگر قراردارد 75000 کیلوگرم بر مترمربع
- برای ماشین های مسافربری مكانیكی سنگین 680 كیلوگرم برای هر چرخ تایر.
بار زنده هر ماشین مسافربری در آیین نامه IBC ذكر شده، با این حال به جز مواردی كه بار اعضاء توسط دو یا چند عرشه تحمل شود، ماكزیمم ضریب تبدیل، 20 درصد بارزنده در حالت عادی ا ست. البته این مقدار نباید از مقدار
تعیین شده در آیین نامه كمتر شو د. در نهایت كنترل بارگذاری پاركینگ ها با ضوابط آیین نامه های بین المللی
الزامی است.
4-1- سیستم های مقاوم در برابر بار جانبی پاركینگ ها:
پاركینگ ها در برابر زلزله بایستی رفتار انعطاف پذیری از خودنشان دهند؛ به طوری كه در برابر زمین لرزه های جزئی و متوسط با حداقل آسیب بتواند به حالت اولیه خود بازگردد و به سهولت قابل بازسازی باشد ؛ و در زمین لرزه های شدید، بایستی بدون ریزش و آسیب جدی دوام بیاورند.
سیستم هایی كه به منظور مقاومت در برابر نیروهای لرزه ای, در پاركینگ ها قابل استفاده اند عبارتند از:
- قاب فولادی با مهاربندی هم محور
- دیوار برشی فولادی
- قاب فولادی با مهاربندی برون محور
- قاب های خمشی با قاب مهاربندی شده یا دیوار برشی
- قاب های خمشی Fully Restrained
- سیستم های مركب (فولاد و بتن مسلح)
- قاب های نیمه صلب Partialy Restrained
در مورد مزایا و معایب سیستم های مقاوم مذكور می توان به موارد زیر اشاره كرد:
و V نسبت به مهاربندی X قاب های فولادی مهاربندی شده هم محور یكی از با صرفه ترین قاب ها است. مهاربندی یا نوعی دیگری از آنها كه برای تطبیق دهانه ها با در و پنجره مورد استفاده قرار می گیرد با صرفه تر است. قاب های مهاربندی شده برون محور نیز برحسب نوع اتصال به دو نوع خاص و معمولی تقسیم بندی می شوند. در كل قاب های مهاربندی شده هم محور باصرفه تر از قاب های مهاربندی شده برون محور می باشند.
قاب های خمشی در مقایسه با قاب های ساده هم محور پرهزینه اند. ولی اگر احتمال تلاقی رمپ یا
مسیرهایی از حركت خودرو با قاب های هم محور وجود داشته باشد، استفاده از قاب های خمشی طرح بهینه تری خواهد بود . در مورد نوع اتصال و جزئیات قاب های خمشی بایستی از نشریه ها و آیین نامه های مربوطه اطلاعات كافی در دست داشت؛ چرا كه در طی زمین لرزه نورتریچ به تجربه ثابت گردید كه احتمال زیاد، تنش های اضافی به نسبت بزرگ در سطح جوش های با نفوذ كامل، یكی از پارامترهای مربوط به شكست جوش بوده است . از این رو اتصالات قاب
خمشی اگر در كارخانه یا توسط بولت صورت گیرد سیستم كارآمدتری خواهد بود.
یكی از جدیدترین انواع سیستم مقاوم لرزه ای ، سیستم قاب خمشی با جوش كارخان های، و اتصال یافته در سایت توسط پیچ و مهره می باشد (اتصال آستانه اصل). در این سیستم یك طول كوتاه از شاه تیر در كارخانه به ستون جوش می شود. در طول برپا كردن قاب، بعد از نصب ستونها شاه تیرهای اصلی مطابق شكل توسط پیچ یا جوش به همان تیرهای كوتاه متصل شده به ستون، وصل می شود.

شکل 4-1 قاب خمشی به همراه اتصال درختی

به دلیل مقاومت این اتصال در برابر تركیب نیروهای ثقلی با نیروهای برشی و یا گشت اور ناشی از نیروهای لرزه ای،یكی از اتصالات ساده ولی بسیار مطلوب می باشد. دلیل اصلی این امر تشكیل مفصل پلاستیك در محل اتصال شاه تیرها است؛ كه در موقع زلزله همانند یك فیوز از جوش محل اتصال حفاظت می كند . در مقابل هزینه بالای قاب های خمشی جوشكاری شده در كارخان ه با نفوذ كامل ، قاب های خمشی فولادی اتصال یافته با پیچ و مهره مطلوب تر و مقرون به صرفه تر خواهند بود. همچنین می توان بعد از وقوع زلزله های بزرگ, پیچ های قطع شده یا شل شده را به آسانی تعویض و یا محكم كرد. دیتیلهای مربوط به این نوع از اتصال در شكل های زیر ارائه شده اند.

شکل 4-2 جوش كارخانه ای اتصال یافته در سایت با پیچ و مهره

پژوهش های تحلیلی همگی حاكی از آن است كه قاب های فولادی نیمه صلب از بهترین تعادل، انعطاف پذیری،
استحكام، استهلاك و شكل پذیری برخوردار اند. ولی با وجود كاركرد مطلوب، از كم كاربردترین سیستم ها می باشند. علت اصلی آن شاید عدم وجود مقررات و شرایط آیین نامه ای صریح برای این دسته از قاب هاست. تغییر مكان قابهای نیمه صلب در مقایسه با قاب های صلب بیشتر است؛ ولی از طرفی چون در طی زمین لرزه، نیروهای اینرسی گسترش یافته در سازه نیروهای استاتیكی نبوده و به نیروهای دینامیكی تبدیل می شود، بزرگی آن ها به نسبت سختی، میزان استهلاك، شكل پذیری، اتلاف انرژی و... در سازه توزیع م یشود. تحقیقات حاصله حاكی از این امر است كه تأثیر نیروهای بادو زلزله در قاب های نیمه صلب كمتر از قاب های صلب است. قرارگیری قاب های نیمه صلب در سطوح پایین و میان طبقه های پاركینگ ها كه اعضای شكننده غیر ساختمانی كمتری وجود دارند، می تواند سیستم مقاوم بهتر و مقرون به صرفه تری باشد.
قاب های خمشی صلب و نیمه صلب در برابر نیروی زلزله از طریق خمش و تشكیل مفصل پلاستی ك در ناحیه
اتصال خمشی مقاومت می كنند. كاهش نیروها و افزایش تغییر مكان قابهای نیمه صلب به افزایش پریود ساختمانی، افزایش استهلاك، افزایش انعطاف پذیری (به دلیل باز و بسته شدن شكاف موجود درمحل اتصال) نسبت داده می شود .در ضمن تحقیقات نشان می دهند كه قاب های فولا دی نیمه صلب اتصال یافته با پیچ و مهره بهتر از قاب های صلب جوشكاری شده اند.آیین نامه ها قاب های فولادی نیمه صلب را در دسته قا بهای خمشی معمولی قرار داده و ضریب شكل ۴را به آن نسبت داده اند . در حالی كه در آیین نامه های جاری قاب های خمشی نیمه صلب را در نوع جد اگانه ای قرار دارده و ضریب شكل ۶را به آن نسبت داده اند كه می تواند طرح را از لحاظ اقتصادی مطرح نماید. دیوار برشی فولادی از سیستم های جدیدی است كه اغلب در ساختمانهای مرتفع به كار برده می شود. به تجربه ثابت شده است كه دیوارهای برشی با پلیت فولادی در مقایسه با قاب های مهاربندی شده در ساختمانهای مرتفع سیستم با صرفه تری هستند؛ ولی برای پاركینگ های كم ارتفاع قاب مهاربندی شده ترجیح داده می شود.
سیستم های دوگانه نیز همانند دیوار برشی فولادی در ارتفاعات كم اقتصادی نمی باشند، در حالی كه سیستم های مركب در مناطق زلز له خیز و نیز برای پاركینگ ها سیستم باصرفه تری هستند؛ چرا كه با استفاده از ستونها و تیرهای مركب می توان در هزینه رنگ كاری و ضد حریق سازی پاركینگ های بسته صرفه جویی نمود.
پیشنهادهای زیر مشتمل بر اصولی است كه مؤسسه فولاد ایالت متحده آمریكا جهت ایجاد یك سیستم اقتصادی بهینه در طراحی، اجرا وساخت به كلیه مهندسان و طراحان پاركینگ های فولادی توصیه می نماید:
- در صورت امكان از اتصالات كارخانه ای و یا قطعات پیش ساخته استفاده شود.
- در صورت امكان از اتصالات استاندارد AIS استفاده شود.
- از جوش با نفوذ كامل به ویژه در زمینه كار خودداری شود.
- برخلاف ثبات جانبی اتصالات خمشی استفاده از قابهای مهاربندی شده بهتر است.
۵- نتیجه گیری:
اطلاعات مربوط به طراحی، ساخت و اجرای پاركینگ های فولادی، در بخش های ارائه شده این مقاله؛ تا حدی
مزایای به كارگیری از این سیستم را مشخص كرده است . مسلم است كه پاركینگ های فولادی با هزینه كمتر، سرعت ساخت بالا، طراحی و اجرای آسان نسبت به پاركینگ های بتنی عملكرد خیلی مطلو ب تری داشته و می تواند به نحو مؤثرتری نظرات مهندسین، معماران و نیز كارفرمایان را در شهرهای پر ترافیك و علی الخصوص در مناطق لرزه خیز تأمین نماید. از طرفی اجرای سیستم دیوار برشی فولادی در این نوع از پاركینگ ها كه یكی از جدیدترین انواع سیستم مقاوم لرزه ای است ، علاوه بر اجرای آسان، بسیار انعطاف پذیری بیشتری نیست به سایر سیستم های مقاوم لرزه ای، ایجاد می نماید.