درز انقطاع یکی از مفاهیم مهم در مهندسی و معماری است که به منظور کنترل حرکات انبساط و انقباض سازه‌ها به کار می‌رود. در زیر به توضیحات بیشتری درباره درز انقطاع، انواع، کاربردها و اهمیت آن می‌پردازم.
به فاصله بین دو ساختمان یا دو بخش از یک سازه که به منظور جلوگیری از آسیب های ناشی از زلزله، انقباض و انبساط ساختمان و سایر عوامل محیطی ایجاد می شود (درز انقطاع) می گویند.
تمامی ساختمان ها تا حدودی از لحاظ حرکتی محدود شده اند؛ این محدودیت ها با لرزش های ایجاد شده توسط عواملی همچون زلزله، باعث اعمال تنش در سازه ها می شوند. به همین علت در جهت جلوگیری از آسیب وارد شدن به ساختمان های مجاور در اثر لرزش های ایجاد شده، یک درز مشخص در نظر گرفته می شود که همان درز انقطاع است.
این کار هنگامی که زمین مورد نظر با پلاک مجاور از لحاظ ساختمانی، همسایه محسوب می شود انجام می پذیرد. درزها شامل انواع مخلفی نظیر انقباضی، انبساطی و… هستند. اگر شما نیز قصد ساخت سازه ای را دارید لازم است در مورد محاسبه درز انقطاع اطلاعاتی را کسب کنید. پس در ادامه این مقاله با هلدینگ آژند آشیانه همراه باشید.
۱. تعریف درز انقطاع
درز انقطاع به شکاف یا فاصله‌ای بین دو قسمت سازه گفته می‌شود که اجازه می‌دهد تا حرکات ناشی از تغییر دما، لرزش، و دیگر نیروها به صورت کنترل‌شده انجام شود. این درزها معمولاً در سازه‌های بزرگ و پیچیده، مانند پل‌ها، ساختمان‌های بلند، و سازه‌های بتنی ایجاد می‌شوند. هدف اصلی از ایجاد این فاصله، جلوگیری از آسیب های ناشی از حرکت های نسبی ساختمان ها در هنگام وقوع زلزله یا تغییرات دمایی است.
چگونه محاسبه کنیم؟
طبق استاندارد ۲۸۰۰ ویرایش چهارم محاسبه درز انقطاع برای ساختمان‌های با ۸ طبقه و کمتر متفاوت از ساختمان‌های با ۸ طبقه و بیشتر هستند. برای ساختمان‌های با هشت طبقه یا کمتر گفته شده که فاصله هر طبقه از مرز زمین مجاور باید حداقل به اندازه پنج هزارم ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه باشد.
به عنوان مثال برای ساختمان با تراز ارتفاعی ۲۰ متر (۲۰۰۰ سانتی‌متر)، این مقدار را در ۰.۰۰۵ ضرب کرده تا عدد ۱۰ به دست آید. یعنی مقدار درز انقطاع در این تراز ارتفاعی باید حداقل ۱۰ سانتی‌متر باشد. دقت کنید اگر ساختمان کناری ۳۰ متر ارتفاع داشته باشد آن ساختمان نیز باید ۱۵ سانتی‌متر درز رعایت کند. آنچه که بعد از ساخت دو ساختمان باقی می‌ماند درز ۲۵ سانتی‌متری است. اما هر ساختمان صرفا موظف به رعایت درز انقطاع خود می‌باشد.
برای ساختمان‌های با ۸ طبقه یا بیشتر و همینطور ساختمان‌های با اهمیت زیاد و خیلی زیاد با هر تعداد طبقه، عرض درز انقطاع بین ساختمان و ساختمان کناری را با استفاده از تغییر مکان جانبی غیرخطی طرح و با در نظر گرفتن اثر پی – دلتا تعیین می‌کنند. برای این کار ابتدا تغییر مکان برای هر دو ساختمان محاسبه شده، با استفاده از جذر مجموع مربعات دو عدد، درز انقطاع را محاسبه می‌کنند.
طبق این استاندارد اگر به مشخصات ساختمان مجاور دسترسی نباشد، حداقل فاصله هر طبقه از زمین مجاور باید برابر هفتاد درصد مقدار تغییر جانبی غیر خطی طرح در آن طبقه ساختمان در نظر گرفته شود.
منظور از ساختمان‌های با اهمیت زیاد و خیلی زیاد بیمارستان، فرودگاه، تاسیسات نظامی و به طور کلی ساختمان‌هایی است که با توجه به کاربری آنها، میزان آسیب وارده به علت زلزله از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
فرمول محاسبه درز انقطاع ساختمان
همانطور که در قسمت قبل توضیح دادیم فرمول محاسبه درز انقطاع ساختمان برابر است با:
۰.۰۰۵ × h = مقدار درز انقطاع
که در این رابطه h فاصله بین تراز ارتفاع سازه از تراز پایه است. برای مثال اگر فاصله کف بام تا کف پایین‌ترین طبقه از ساختمان ۱۶ متر باشد، داریم:
متر ۰.۰۸ = ۰.۰۰۵ × ۱۶
یعنی طبق فرمول، مقدار درز انقطاع برای این ساختمان برابر ۸ سانتی‌متر است.
شاید در برخی از مطالب فرمول بالا را به صورت h/200 دیده باشید. لازم به ذکر است که این فرمول ساده شده فرمول اصلی بوده (۰.۰۰۵ یعنی ۵ تقسیم بر ۱۰۰۰) و در مقدار نهایی تفاوتی ایجاد نمی‌کند.
۲. اهمیت درز انقطاع
- کنترل حرکات: درز انقطاع به جلوگیری از آسیب و تنش‌های اضافی در سازه کمک می‌کند. در صورت عدم وجود درز انقطاع، حرکات ناشی از انبساط و انقباض می‌تواند منجر به ترک‌خوردگی و آسیب‌های جدی شود.
- افزایش عمر سازه: با مدیریت حرکات سازه، درز انقطاع می‌تواند عمر مفید سازه را افزایش دهد.
- کاهش هزینه‌های تعمیر: با جلوگیری از آسیب‌های ناشی از حرکات کنترل‌نشده، هزینه‌های تعمیر و نگهداری کاهش می‌یابد.
۳. انواع درز انقطاع
- درز انقطاع حرارتی: مخصوصاً برای کنترل حرکات ناشی از تغییرات دما طراحی شده است.
- درز انقطاع لرزه‌ای: برای کنترل حرکات ناشی از زلزله و لرزش‌های زمین طراحی می‌شود.
- درز انقطاع ساختاری: برای جداسازی بخش‌های مختلف سازه به منظور مدیریت تنش‌ها و حرکات استفاده می‌شود.
-
درزهای اجرایی:درزهای اجرایی با نام درزهای ساخت نیز شناخته می شوند. این درز به طور کلی در جهت تسهیل بتن ریزی و با توجه به محدودیت های موجود در رابطه با حجم بتن ریزی در نظر گرفته می شود. در این نوع از شکاف ها باید پیوستگی میان بتن و آرماتور در دو قسمت مجاور حفظ شود. در صورتی که زمان توقف عملیات بتن ریزی از سی دقیقه بیشتر شود باید تشکیل درز اجرایی را مد نظر قرار داد.
-
درزهای انقباضی:این نوع از درزها در حقیقت نوعی از درزهای حرکتی شناخته می شوند. این شکاف ها به‌منظور جلوگیری از ایجاد ترک های ناشی از جمع شدگی بتن ایجاد می شوند. در صورت اجرای نامناسب یا عدم اجرای درزهای انقباضی در سطوح پیاده روها و دیوارهای بتنی، ترک‌خوردگی هایی ایجاد می شوند.
-
درزهای انبساطی:به طور کلی درزهای انبساطی نوعی از درزهای حرکتی هستند. این شکاف ها برای به وجود آوردن امکان انقباض و انبساط تعمیر شده در اثر تغییرات درجه حرارت تعبیه می شوند. عدم در نظر گرفتن این درزها در نقاط مختلف ساختمان موجب شده تا ترک هایی در اثر تغییرات دما ایجاد شوند.
-
درزهای کنترل:انبساط و انقباض در بتن ها به‌دلیل تغییرات دما و… موجب اعمال استرس و تنش می شود. به طور کلی این مسائل موجب کاهش مقاومت بتن خواهند شد و در نهایت به ترک خوردگی آنها می انجامد. برای حل این مشکلات از درزهای کنترلی استفاده می کنند.
-
درزهای نشست:از این درزها برای ممانعت از ایجاد نشست های نامساوی در دو ساختمان مجاور که هرکدام از این سازه ها از مشخصات متفاوتی بهره‌مند هستند، مورد استفاده قرار می گیرند.
۴. کاربردها
- ساختمان‌ها: درز انقطاع در ساختمان‌های بلند برای کنترل حرکات ناشی از باد و دما استفاده می‌شود.
- پل‌ها و جاده‌ها: درز انقطاع در پل‌ها و جاده‌ها برای کنترل حرکات ناشی از ترافیک و تغییرات دما ضروری است.
- سازه‌های بتنی: درزهای انقطاع در سازه‌های بتنی برای جلوگیری از ترک‌خوردگی و آسیب در اثر انبساط و انقباض بتن استفاده می‌شود.
۵. طراحی درز انقطاع
طراحی درز انقطاع باید با توجه به عواملی مانند نوع سازه، شرایط آب و هوایی، و نوع مصالح انجام شود. مهندسان معمولاً از نرم‌افزارهای تحلیلی برای پیش‌بینی حرکات و طراحی مناسب درز انقطاع استفاده می‌کنند.
البته! در زیر به جزئیات بیشتری درباره درز انقطاع، مزایا، چالش‌ها و نکات مهم در طراحی و اجرای آن می‌پردازم.
۶. مکانیزم عملکرد درز انقطاع
درزهای انقطاع به عنوان نقاط انعطاف‌پذیر در سازه عمل می‌کنند. وقتی که دما تغییر می‌کند، مواد مختلف (مانند بتن، فولاد، و چوب) منبسط یا منقبض می‌شوند. درز انقطاع این حرکات را جذب می‌کند و به سازه اجازه می‌دهد که بدون ایجاد تنش و آسیب به حرکت ادامه دهد.
۷. مزایای استفاده از درز انقطاع
- پایداری سازه: با کنترل حرکات ناشی از تغییرات دما و لرزش‌ها، درزهای انقطاع به پایداری سازه کمک می‌کنند.
- کاهش آسیب: جلوگیری از ایجاد ترک‌ها و آسیب‌های ناشی از تنش‌های نامتعادل، هزینه‌های تعمیر را به شدت کاهش می‌دهد.
- بهبود راحتی: در بعضی از سازه‌ها، مانند ساختمان‌های مسکونی، درز انقطاع می‌تواند به کاهش صدا و لرزش کمک کند.
۸. چالش‌های طراحی درز انقطاع
- محاسبات دقیق: نیاز به محاسبات دقیق برای تعیین اندازه و موقعیت درزها بر اساس عوامل مختلف مانند نوع سازه، شرایط محیطی و بارهای وارد بر سازه.
- انتخاب مواد مناسب: انتخاب مواد مناسب برای پر کردن درز انقطاع که بتوانند حرکات را جذب کرده و در عین حال مقاومت لازم را داشته باشند.
- نگهداری و تعمیر: نیاز به بازرسی و نگهداری منظم درزهای انقطاع برای اطمینان از عملکرد صحیح آنها.
۹. نکات طراحی درز انقطاع
- موقعیت: درزهای انقطاع باید در نقاط استراتژیک سازه قرار داده شوند تا بهترین عملکرد را ارائه دهند. معمولاً در نقاطی که تغییرات دما یا بارهای شدید وجود دارد، باید درز انقطاع ایجاد شود.
- اندازه: اندازه درز انقطاع باید به گونه‌ای باشد که بتواند حرکات مورد انتظار را جذب کند. این اندازه معمولاً بر اساس نوع سازه و شرایط محیطی تعیین می‌شود.
- نوع پرکننده: انتخاب نوع پرکننده درز بسیار مهم است. مواد پرکننده باید قابلیت انعطاف‌پذیری و دوام داشته باشند و در عین حال در برابر آب و مواد شیمیایی مقاوم باشند.
۱۰. انواع مختلف درز انقطاع
- درز انقطاع عمودی: معمولاً در دیوارها و سازه‌های عمودی استفاده می‌شود و برای جلوگیری از ترک‌خوردگی در اثر انبساط و انقباض طراحی شده است.
- درز انقطاع افقی: بیشتر در پل‌ها و سازه‌های افقی استفاده می‌شود و به کنترل حرکات ناشی از تغییرات دما و بارهای ترافیکی کمک می‌کند.
۱۱. استانداردها و راهنماها
بسیاری از کشورها و سازمان‌های مهندسی استانداردهایی برای طراحی و اجرای درزهای انقطاع دارند. این استانداردها معمولاً شامل الزامات خاصی برای ابعاد، موقعیت و مواد مورد استفاده برای درز انقطاع هستند.
۱۲. نتیجه‌گیری
درز انقطاع یک عنصر کلیدی در است که به کنترل حرکات و افزایش پایداری و عمر مفید سازه کمک می‌کند. با توجه به اهمیت این موضوع، ضروری است که مهندسان و معماران به دقت در طراحی و اجرای درزهای انقطاع توجه داشته باشند و از بهترین شیوه‌ها و استانداردهای موجود پیروی کنند. این کار نه تنها به حفظ کیفیت سازه کمک می‌کند، بلکه به ایمنی و راحتی ساکنان و کاربران نیز اهمیت می‌دهد.
