دستورالعمل طراحی سازه‌ای و الزامات و ضوابط عملکردی و اجرایی نما

نشریه شماره ۷۱۴

گسترش روز افزون استفاده از انواع مختلف نماهای ساختمانی و خطرات قابل توجه ناشی از عدم طراحی و اجرای مناسب این نماها باعث شده است تا تدوین ضوابط مرتبط، بیش از پیش اهمیت یابد. با توجه به تنوع اقلیمی و قرار گیری بخش قابل توجهی از کشور در مناطق دارای خطر لرزه‌ای بالا و باد شدید، طراحی نماهای ساختمانی برای انواع ترکیب‌های بارگذاری شامل باد و زلزله الزامی است. همچنین در کنار تدوین ضوابط طراحی، ارائه جزئیات اجرایی لازم نیز می‌تواند نقش قابل توجهی در ارتقای کیفیت ساخت و ساز کشور داشته باشد. بنابراین نشریه شماره ۷۱۴ با همکاری سازمان مدیریت و برنامه ریزی تهیه و تنظیم شد.

نماهای ساختمانی در شکل دهی شهر نقش بسزایی دارند. هر نوع نمایی با هر نوع مصالح ساختمانی و با هر هزینه‌ای که ساخته شود، علاوه بر زیبایی ظاهری و آرامش بصری، باید بتواند آسایش و ایمنی ساکنین و شهروندان را فراهم آورد. بدین منظور باید قطعات، اجزاء و اتصالات نما توانایی تحمل بارها و جابجایی‌های نسبی وارد بر آن را تحت اثر عوامل مختلف داشته و پایداری خود را حفظ نمایند. لذا توجه به نوع و شیوه اجرای نما از اهمیت زیادی برخوردار است. در نشریه شماره ۷۱۴ ضوابط طراحی و اجرای نماهای مختلف تحت اثر بارهای وارد بر آن نظیر بارهای لرزه‌ای، باد، ضربه و نیز عوامل محیطی که روی دوام و پایداری نما تاثیرگذار است بیان شده و راهکارهای مناسب برای مهار آنها ارائه شده است. امید است این دستورالعمل بتواند نقش موثری در بهبود طراحی و اجرای نما در صنعت ساخت و ساز در کشور داشته باشد.

اهداف نشریه شماره ۷۱۴

هدف نشریه شماره ۷۱۴ طراحی و ارائه ضوابط اجرایی نماها تحت اثر بارهای لرزه‌ای، باد، ضربه و سایر عوامل محیطی و ارائه راهکارهای مناسب برای مهار آنها است. ساختمان مورد بحث این نشریه نماهای ساختمانی بوده و الزامات تهیه شده براساس آن ارائه شده است.

محدوده کاربرد نشریه شماره ۷۱۴

محدوده کاربرد نشریه شماره ۷۱۴ نماهای ساختمانی است. این ضوابط در صورتی باعث پایداری نما می‌شود که سازه ساختمان و دیوار‌های پشتیبان نما در صورت وجود، ضوابط سازه‌ای استاندارد ۲۸۰۰ با توجه به اهمیت ساختمان را تامین نمایند. در غیر این صورت، آسیب‌های وارده به قاب سازه‌ای و دیوار‌های نگهدارنده نما باعث آسیب دیدن و خرابی نما می‌شود. همچنین تغییر مکان‌ها و جابجایی‌های نسبی سازه نیز باید در محدوده تامین ضوابط سازه‌ای استاندارد ۲۸۰۰ باشد. در غیر این صورت رعایت ضوابط این دستورالعمل به تنهایی از وقوع آسیب به نما جلوگیری نمی‌کند.

ملاحظات کلی نشریه شماره ۷۱۴

با توجه به ضوابط ارائه شده در این دستورالعمل، لازم است اجزای نما بسته به نیاز، در مقابل بارهای وارده ناشی از فشار و مکش باد و نیروها و جابجایی‌های زلزله و بارهای ناشی از ضربه مهار شوند. در طراحی نمای ساختمان‌ها در برابر بارهای وارده سه عامل به شرح زیر باید مورد بررسی و کنترل قرار گیرد.

• اتصال نمای ساختمان‌ها به تکیه گاه باید قادر به تحمل نیروهای وارده به نما ناشی از بار باد، زلزله و اثرات ضربه باشد.
• تکیه گاه نما و اتصال آن به سازه باید توانایی انتقال بار به سازه را داشته باشد.
• نمای ساختمان‌ها باید قادر به تحمل جابه جایی نسبی و تغییرشکل‌های تعریف شده در این دستورالعمل باشد.

الزامات کلی سازه‌ای

استفاده از نمای صلب سنگین مانند نمای چسبانده شده سنگی یا آجری، فقط در سازه‌هایی با سیستم باربر جانبی صلب نظیر دیوار برشی یا مهاربند مجاز است و استفاده از آن‌ها در نمای سازه‌های با سیستم انعطاف پذیر مانند قاب خمشی توصیه نمی‌شود و در صورت استفاده باید کفایت آن با محاسبات دقیق اثبات شود. چنانچه تغییرشکل جانبی نما معیارهای پذیرش را برآورده نسازد، باید تغییرمکان جانبی نسبی طبقات سازه را محدود کرد یا با ارائه جزئیات ویژه، اتصال سیستم نما به سازه را جدا نمود. در نماهای مهار شده، قطعات نما توسط اتصالات مکانیکی به سازه متصل شده اند. قطعات و اتصالات مزبور باید طوری طراحی شوند که قادر به تحمل تغییرشکل‌های ناشی از زلزله باشند. در غیر اینصورت خطر سقوط قطعات نما وجود خواهد داشت.

پنجره‌های بزرگ به خصوص پنجره‌های نمای مشرف به پیاده رو، باید دارای شیشه‌های ایمن باشند. شیشه ایمن شامل شیشه‌های آب دیده، شیشه‌های لایه‌ای، شیشه‌های دارای سیم یا الیاف، شیشه‌های دارای لایه پوشش مقاوم در برابر ضربه یا پانل‌های پلاستیکی است. این شیشه‌ها در برابر خرد شدن ایمنی بالایی دارند یا پس از خردشدن در قاب خود باقی می‌مانند.

پوشش‌های محافظ در برابر شرایط جوی باید توسط اتصال دهنده‌های مناسب از جنس آلومینیوم، مس، یا فولاد با پوشش روی یا سایر مصالح مقاوم در برابر خوردگی به پشت بندها متصل شوند.

سطوح عملکرد نمای خارجی ساختمان

سطوح عملکرد نمای خارجی ساختمان شامل دو سطح عملکرد به شرح زیر است.

سطح عملکرد قابلیت استفاده بی وقفه

در این سطح عملکرد نمای خارجی در اثر بار‌های خارجی دچار آسیب جزیی شود، به گونه‌ای که در حین زلزله و پس از آن راه‌های دسترسی و فرار مانند درها، راهروها، پله‌ها و آسانسورها مختل نشده و استفاده بی وقفه از ساختمان میسر باشد. در این سطح عملکرد، خسارات ناشی از خرابی نمای خارجی باید بسیار کم باشد.

سطح عملکرد ایمنی جانی

در این سطح خرابی نمای خارجی در اثر بار های خارجی نباید خطر جدی برای جان ساکنین به وجود آورد. در این سطح عملکرد، علیرغم خرابی‌های قابل توجه و هزینه بر نمای خارجی، احتمال جداشدگی و سقوط این اجزاء به داخل یا خارج ساختمان وجود ندارد. سطح عملکرد نما در سازه‌های با سطح کاربری متنوع، سطح عملکرد ایمنی جانی است. نمای ساختمان‌های واقع در سطح کاربری I با با توجه نوع کاربرد آنها نیاز به طرح لرزه ای ندارد.

ارزیابی نمای ساختمان در مقابل بارهای ضربه‌ای

یکی از الزامات در طراحی نمای ساختمان، تحمل نما در مقابل ضربات در طول دوره بهره برداری است. این ضربات می‌تواند شامل ضربات سنگین اتومبیل‌ها، ضربات ناشی از برخورد افراد یا سایر اجسام باشد. بنابر رویکرد استانداردها به طور معمول جدار خارجی ساختمان مورد ارزیابی در مقابل ضربه قرار می‌گیرد. این جدار می‌تواند شامل دیوار خارجی و نمای چسبیده به آن بوده یا شامل نما و سازه مجزای نگهدارنده نما که به آن متصل است باشد. از آنجا که معیارهای پذیرش مبتنی بر امکان ادامه بهره برداری ایمن از قطعات است لذا این آزمون‌ها برای نمای ساختمان الزامی است. در حالتی که نمای ساختمان از طریق یک سازه نگهدارنده به قطعات سازه‌ای متصل باشد (نمای پرده‌ای)، آزمون‌های ضربه به طور مستقل روی آن انجام می‌شود.

فهرست مطالب نشریه شماره ۷۱۴

نمای ساختمان یکی از اجزای بسیار مهم ساختمان است. چراکه از یک سو، نما صورت ظاهر و منظره خارجی هر ساختمان است و لذا زیبایی جزء جدایی ناپذیر هر نما است. اما از سوی دیگر و مهم‌تر از آن، نمای هر ساختمان  بسته به شرایط حیطی از جمله آب و هوا و بارهای مختلف وارد بر آن از جمله باد، طوفان، زلزله، سیل و ضربه شرایط ویژه‌‌ای را تجربه کرده و لازم است در برابر این شرایط پایدار بماند. دستورالعمل حاضر نحوه طراحی نما برای مقاومت در برابر این عوامل و نیز شیوه اجرای نماهای متداول ساختمان در کشور را هم راستا با ضوابط بین المللی ارائه کرده است. این دستورالعمل مشتمل بر۸ فصل است. در فصل اول انواع نماهای متداول از نظر نوع مصالح به کار رفته و نیز نحوه اجرا و اتصال بررسی شده است. در فصل دوم الزامات اجزای نما و در فصل سوم بارهای وارد بر نما و معیارهای پذیرش آن ارائه شده است. از فصل چهارم تا فصل هشتم به ترتیب الزامات طراحی و اجرای نماهای متداول مشتمل بر نمای سنگی، آجری، سیمانی، سرامیک، کامپوزیت و شیشه به تفضیل ارائه شده است.

کلیات

• انواع نما

الزامات اجزای نما

• الزامات عملکردی و اجرایی دیوارهای خارجی و نما
• الزامات مصالح نما
• دیوار پشتیبان نما

بارهای وارده بر اجزای نما و معیارهای پذیرش

• بارها و اثرات ناشی از زلزله
• معیارهای پذیرش، ضوابط و الزامات اجزا نما
• ارزیابی نمای ساختمان در مقابل بارهای ضربه‌ای

الزامات طراحی و اجرای نمای سنگی

• بخش‌های مختلف سیستم نمای سنگی
• ویژگی‌ها و مشخصات فنی کلی و حدود قابل پذیرش سنگ نما
• انواع مهارهای نمای سنگی
• نمای پرده‌ای سنگی نازک

الزامات طراحی و اجرای نمای آجری

• انواع نمای آجری
• الزامات کلی اجرایی

الزامات طراحی و اجرای نمای سیمانی

• اندود سیمان پرتلند
• نمای بتنی پیش ساخته
• نمای بتنی مسلح به الیاف شیشه
• نمای تخته سیمانی و تخته سیمان الیافی

الزامات طراحی و اجرای نمای سرامیکی

• نصب سرامیک به روش تر
• نصب سرامیک با چسب‌های طبیعی یا چسب اپوکسی نصب سرامیک
• نصب سرامیک با ملات سیمان پرتلند خشک یا ملات سیمان پرتلند لاتکس

الزامات طراحی و اجرای نمای کامپوزیت

انواع پانل کامپوزیت

انواع سیستم‌های نصب پانل‌های کامپوزیت آلومینیوم

دیوار شیشه‌ای پرده آلومینیوم