ایستاسازه
En Ar

خانه - آموزش - مبحث 21 مقررات ملی ساختمان (پدافند غیرعامل) – ویرایش 1395

فصل یک مبحث 21 مقررات ملی ساختمان (پدافند غیر عامل): کلیات

در مبحث بیست و یکم مقررات ملی ساختمان پدافند غیرعامل به مجموعه ای از اقدامات غیر مسلحانه ای گفته می شود که برای ارتقای ملی در مقابل تهدیدها و اقدام های دشمن صورت می گیرد.

تهدیدها به دو دسته تقسیم می شوند:

  • طبیعی: مثل زلزله، سیل و غیره
  • غیر طبیعی: مثل انفجار، حملات نظامی و غیره که این مبحث در خصوص تهدیدهای غیر طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است.

هدف مبحث بیست و یکم مقررات ملی ساختمان این می باشد که سازه بتواند ضعف عملکرد سازه ای خود را در برابر خسارات و تلفات جانی در تهدید های غیرطبیعی به حداقل برساند.

در طراحی شهرها برای ایجاد بستر مناسب در خصوص ساختمان های پدافند غیر عامل برای حفظ جان مردم و کاهش آسیب پذیری شهرها باید مهندسین شهرساز و طراح با همکاری هم این اهداف را اجرا کنند.

در طراحی معماری ساختمان های پدافند غیر عامل باید دسترسی به فضای داخل ساختمان و اطراف وجود داشته باشد و طراحی سازه باید به گونه ای باشد که در مقابل بارهای انفجاری هزینه به حداقل برسد.

طراحی تاسیسات باید توسط مهندسین برقی و مکانیکی صورت پذیرد تا الزامات پدافند غیر عامل را رعایت کنند.

عملکرد ساختمان ها به 4 دسته تقسیم می شوند:

  1. دارای مقاومت و محافظت زیاد که میزان خسارت آن سطحی و دارای قابلیت استفاده بی وقفه می باشد.
  2. دارای مقاوت و محافظت متوسط  که میزان خسارت آن متوسط و دارای ایمنی کافی در خصوص جان می باشد.
  3. دارای مقاومت و محافظت کم که میزان خسارت آن کم و دارای آستانه فرو ریزش می باشد.
  4. دارای مقاومت و محافظت بسیار پایین که میزان خسارت آن بسیار بالا و سازه بدون دفاع می باشد.
دسته بندی عملکرد ساختمان ها طبق مبحث 21 مقررات ملی ساختمان  (پدافند غیر عامل) - شرکت عمرانی مهندسی ایستا سازه
دسته بندی عملکرد ساختمان ها طبق مبحث 21 مقررات ملی ساختمان

در مبحث بیست و یکم مقررات ملی ساختمان گروه بندی ساختمان ها برمبنای کاربری، ساکنین، طبقات و ارزش سرمایه داخل آن به پنج دسته تقسیم می شوند:

  1. ساختمان های دولتی با اهمیت ویژه مثل: صداوسیما، فرماندهی مدیریت، ساختمان های سه گانه مجریه، مقننه و قضاییه
  • ساختمان های دولتی با اهمیت بسیارزیاد و حساس با تجمع بیش از 500  نفر و ساختمان های بلندتر از 15 طبقه و یا بیش از 15000 مترمربع زیر بنای مفید مثل: بیمارستان های بیش از 96 تختخواب، استانداری ها، فرودگاه ها و شعب مهم بانک ها
  • ساختمان های با اهمیت زیاد و مهم با تجمع 200 تا 500 نفر و ساختمان های 9 تا 15 طبقه و یا 8000 تا 15000 مترمربع زیر بنای مفید مثل: مراکز آموزشی، زندان های مهم، مساجد، فروشگاه ها و بیمارستان های کمتر از 96 تختخواب
  • ساختمان های با اهمیت متوسط و با تجمع 20 تا 200 نفر و ساختمان های 4 تا 8 طبقه و یا 1000 تا 8000 مترمربع زیر بنای مفید مثل واحدهای مسکونی، درمانگاه ها، ادارات و کلینیک ها
  • ساختمان های با اهمیت کم و با تجمع کمتر از20 نفر و ساختمان های تا 3 طبقه و یا تا 1000 مترمربع زیر بنای مفید مثل: واحدهای مسکونی، اداری، تجاری

در نظر بگیرید که طراحی پدافندی ساختمان های نظامی، امنیتی و حیاتی کشور تابع ضوابط ابلاغی سازمان پدافند غیرعامل کشور می باشد.

فصل دوم مبحث 21 مقررات ملی ساختمان (پدافند غیر عامل): ملاحظات معماری و محوطه در پدافند غیر عامل

ملاحظات پدافند غیرعامل در طراحی معماری مجموعه های زیستی، ساختمان ها و تاسیسات الزامی است.

ساختمان ها باید طوری جانمایی شوند که به صورت غیر متمرکز قرار بگیرند و به منظور کاهش ریزش آوار، فضایی با عرض حداقل یک سوم ارتفاع ساختمان در نظر گرفته شود و باید در نظر داشت مخازن سوخت در حریم آوار مجاز نیستند قرار بگیرند.

در فضاهای باز باید مکان ها و دیوارک هایی به عنوان جان پناه با فاصله حداکثر20 متر از یکدیگر ایجاد گردد. اجزای فضاهای باز باید بر اساس انعطاف پذیری چند منظوره احداث شوند که در شرایط معمول به فعالیت خود بپردازد و در شرایط  بحرانی به عملکردهای اضطراری بپردازد.

عناصر و مبلمان شهری تا حد امکان از لبه های تیز گوشه  و تا ارتفاع 2 متری از زمین جلوگیری کند.

باید فضاهای باز به گونه ای طراحی و اجرا شود که دسترسی به ساختمان، خارج از حریم آوار، دارای محلی مناسب برای استقرار تجهیزات امداد رسانی و کف هموار با شیب حداکثر 4 درصد باشد.  

باید ورودی های مجموعه زیستی با بیش از 200 واحد مسکونی یا معادل آن، دارای حداقل دو ورودی و خروجی باشد که با حجم تردد سواره و پیاده در زمان بحران باعث انسداد نشوند.

معابر پیاده باید فاقد ناهمواری، برآمد گی و سطوح لغزنده باشند. پله ها در فضای باز باید به این صورت باشد که: عرض آن حداقل 5/1متر، ارتفاع آن حداکثر 15سانتی متر، کف پله حداقل 30 سانتی متر و به ازای هر 10 پله یک پاگرد اجرا شود.

شیبراهه نباید شیب آن بیش از 5 درصد باشد و عرض آن بیش از 8/1 متر اجرا شود و باید در نظر داشت کف آن زبر اجرا شود.

برای خروج افراد از ساختمان، از کانال های ادم رو باید طراحی آن با هماهنگی مهندس تاسیسات اجرا شود.

طراحی معماری ساختمان باید شکل و فرم آن به گونه ای باشد که اگر سازه بیش از 6 طبقه اجرا شد، آوار باعث انسداد ساختمان نشود. شکل ساختمان تا حد زیادی باید محدب و یا مدور اجرا شود. فضاهای داخل ساختمان مانند هال، لابی و … نباید رو به روی هم اجرا شوند.

در هنگام انفجار پوشش بیرونی و نمای سازه به عنوان جزء غیر سازه ای نقش بسیار مهمی در کاهش خسارات و تلفات دارد و باید در نظر داشت ساده، صاف و محدب اجرا شوند.

نمای مجاور معابر، از طبقه چهارم به بالای ساختمان ها، احداث بالکن یا شبه بالکن سراسری الزامی است.

تاسیسات مستقر در بام باید به  فاصله 2 متر از لبه مجاور معابر و حیاط قرار گیرند.

در صورتی که نمای آجری استفاده می شود باید ضخامت آن را 22 سانتی متر در نظر گرفت که به صورت مسلح  و با اتصال به سازه اجرا شود. باید در نظر داشت که استفاده از سنگ و مصالح خشک در نما خودداری شود.

پنجره ها و بازشوها تا حد امکان کمتر و یا کوچکتر اجرا شود. ارتفاع پنجره ها را تا جایی که ممکن هست تا سقف نزدیک کنید و جنس شیشه ها را لمینیت در نظر بگیرید.

آسانسورها باید به گونه ای اجرا شود که از انتقال موج انفجار، دود، آتش و آسیب رساندن به راهروی طبقات و راه پله جلوگیری کند. راه پله باید فاصله مناسبی تا مقابل درب آسانسور داشته باشد. در نظرداشته باشید کف اتاقک آسانسور باید به میزان 50 سانتی متر بالاتر از کف روی بام باشد.

فضای امن باید برای هر طبقه ساختمان عمومی و ساختمان خصوصی در واحد های آپارتمان بیش از 120 مترمربع در نظرگرفته شود.

دریچه های خروج اضطراری فضای امن باید مقاوم در برابر موج انفجار و آتش اجرا شود که با عرض 60  سانتی متر و ارتفاع 80 سانتی متر و در ارتفاع حدود 90 سانتی متر از کف نصب شود.

فصل سوم مبحث بیست و یکم مقررات ملی ساختمان (پدافند غیر عامل): بارهای ناشی از انفجار

انفجار واکنش شیمیایی مواد منفجره است که در اثر فشار و دمای بسیار بالای مواد منفجره به گاز تبدیل می شود و با افزایش سریع فشار هوا موج انفجار به وجود می آید که سرعت اولیه آن حدود 2000 تا 10000 متر بر ثانیه می باشد.

امواج موج انفجار به دو دسته تقسیم می شود:

  • دسته اول: موج ضربه که ناشی از انفجار در حوزه نزدیک مواد منفجره جامد می باشد. در مرحله اول فشار محیط باعث افزایش موج و با گذشت زمان کاهش می یابد که به آن گام مثبت می گویند. با عبور موج و کاهش فشار به آن گام منفی گفته می شود.
  • دسته دوم: موج فشار که ناشی از انفجار حوزه نزدیک مواد منفجره گازی و مایع و حوزه دور مواد منفجره جامد می باشد که فشار محیط به تدریج تا فشار مبنای انفجار افزایش و سپس به فشار محیطی کاهش می یابد و معمولا گام منفی ندارد.
شکل های موج ضربه و موج فشار
شکل های موج ضربه و موج فشار

انواع موج انفجار از منظر مبحث 21 مقررات ملی ساختمان ( پدافند غیر عامل )
انواع موج انفجار از منظر مبحث 21 مقررات ملی ساختمان (پدافند غیر عامل)

انفجارها از نظر موقعیت چشمه انفجار به دو دسته اصلی انفجارخارج از ساختمان و انفجار داخل ساختمان تقسیم می شود.

انفجار خارج ساختمان به سه دسته زیر تقسیم می گردند:

  • انفجار هوایی به صورت کروی منتشر و به سازه برخورد می کند.
  • در سطح زمین به صورت نیم کره منتشر و به سازه برخورد می کند.
  • داخل زمین به صورت فشاری و برشی منتقل می شوند.

انفجار داخل ساختمان به دو دسته محبوس و نیمه محبوس تقسیم می شوند، که در انفجار محبوس گاز ناشی از آن امکان تخلیه ندارد ولی نیمه محبوس با تعبیه دریچه های باز امکان تخلیه گاز مهیا می شود.

موقعیت چشمه انفجار
موقعیت چشمه انفجار

دسته بندی موقعیت چشمه انفجار بر اساس مبحث 21 مقررات ملی ساختمان  (پدافند غیر عامل)
دسته بندی موقعیت چشمه انفجار بر اساس مبحث 21 مقررات ملی ساختمان

انفجار در هوای آزاد باعث فشردگی شدید هوا و ایجاد جبهه موج می شود.

حداکثر اضافه فشار ناشی از انفجار هوایی را فشار مبنای انفجار می گویند.

موج انفجار بعد از برخورد با مانع صلب منعکس می شود. بازتاب موج به زاویه و مشخصات هندسی ساختمان بستگی دارد. بحرانی ترین حالت آن هنگام برخورد به صورت عمودی به دیوار صلب است.

انفجار سطحی در سطح زمین و یا خیلی نزدیک به آن رخ می دهد. در اثر بازتاب موج انفجار و تقویت آن در همان لحظات اولیه، موج واحدی به وجود می آورد که فشار مبنای آن 8/1 برابر فشار انفجار هوایی است.

درساختمان های با سقف مسطح (با شیب کمتر از 10 درجه) هنگامی که موج انفجار به صورت افقی حرکت می نماید، فشار وارد بر سقف همانند دیوارهای جانبی در نظر گرفته می شود.

میزان نفوذ بمب ها در داخل زمین به سرعت و زاویه برخورد و جنس سر بمب بستگی دارد. بمب های جدید، قدرتی با نفوذ 30 متر در خاک و 6  متر در بتن مسلح را دارا هستند.

دراثر فشار ناشی از انفجار زیر زمین، چهار ناحیه: خردشدگی، گسیختگی، خمیری و ارتجاعی در خاک اطراف محل انفجار ایجاد می شود.

ناحیه بندی خاک در محل انفجار - ایستاسازه
ناحیه بندی خاک در محل انفجار

به آثار انتشار امواج در سطح و یا زیر زمین، تکانه زمین می گویند. مشخصات اصلی شامل حداکثر فشار، سرعت ذرات، جابجایی ذرات، سرعت موج در زمین و تکانه ویژه انفجار می باشد.

انفجار داخلی نسبت به انفجار خارجی، خارق العاده تر می باشد.

فصل چهارم مبحث بیست و یکم مقررات ملی ساختمان (پدافند غیر عامل): مشخصه های مکانیکی مصالح و سامانه های سازه ای

طراحی سازه ها مستلزم آگاهی از ویژگی های دینامیکی مصالح است. در بارهای انفجاری، اعمال بار و افزایش تنش، بسیار سریع اتفاق می افتد و در طراحی انفجاری تسلیم اعضا ضروری است.

مصالح تحت بارگذاری دینامیکی، متفاوت تر از بارگذاری استاتیکی است. هرچه نرخ کرنش بزرگتر باشد، مصالح مقاومت بیشتری از خود نشان می دهند.

بتن غیر مسلح به تنهایی مصالح مناسبی برای سازه انفجاری نمی باشد، اما در ضخامت و حجم زیاد، برای عملیات پدافندی کاربرد دارد.

بتن مسلح به طور ویژه در برابر بارهای انفجاری، آتش و نفوذ ترکش مقاومت مناسبی دارد. با بهره گیری از الیاف بتن راه های افزایش شکل پذیری بتن بیشتر خواهد شد. استفاده از الیاف در بتن باعث افزایش مقاومت خمشی، برشی، کششی و مقاومت در برابر بارهای دینامیکی می شود.

دیوارهای بنایی با میلگرد گذاری داخلی و بتن پاشی مسلح می شود. مصالح بنایی مسلح دارای جرم زیاد می باشند و برای بارهای انفجاری حوزه دور مورد استفاده قرار می گیرد.

مصالح سنگدانه به علت قابلیت استهلاک انرژی می توانند به صورت کیسه ای برای کارهای پدافندی مورد استفاده قرار بگیرد. با اضافه کردن سیمان وآهک به کیسه ها می توان استحکام و یکپارچگی بیشتری کسب کرد.

فولادهای ساختمانی رده ST37  و ST52  برای طراحی انفجاری دارای شکل پذیری کافی می باشد. از فولادهای مقاومت بالاتر می توان از درهای انفجاری و پیچ ها استفاده کرد.

فصل پنجم مبحث 21 مقررات ملی ساختمان (پدافند غیر عامل): روش های تحلیل وطراحی سازه ها

برای تحلیل ساختمان در مقابل فشارهای ناشی از انفجار از روش های دینامیکی غیر ارتجاعی و برای طراحی از معیارهای تغییر شکل استفاده می گردد. به عنوان روش جایگزین از روش استاتیکی معادل استفاده می گردد.

 مدل تحلیلی پایه، که بیشترین کاربرد را در طراحی انفجاری دارد سازه یک درجه آزادی می باشد.

اغلب سازه ها دارای بیش از یک درجه آزادی می باشند که می توان به سازه های یک درجه معادل تبدیل نمود.

تحلیل دینامیکی سازه های مقاوم بر مبنای یک درجه آزادی طراحی می شوند.

شبیه سازی (مدل سازی) سازه ها با سازه یک درجه آزادی  ایستا سازه
شبیه سازی (مدل سازی) سازه ها با سازه یک درجه آزادی

مقادیر ضرائب تبدیل، بستگی به نوع تغییر شکل عضو سازه ای دارند. در موارد عملی ضرائب تبدیل در طول تحلیل، ثابت فرض می شوند.

جرم سازه یک درجه آزادی معادل، شامل جرم اعضای سازه ای و جرم تجهیزاتی است که به صورت دائم روی آن قرار دارند و با تقسیم وزن آن ها به شتاب جاذبه به دست می آید.

ضریب تبدیل سازه یک درجه آزادی معادل، با توجه به شرایط تکیه گاهی و بار وارده محاسبه می شود.

روش استاتیکی معادل به عنوان جایگزین روش دینامیکی غیر ارتجاعی قابل استفاده است.

فصل ششم مبحث بیست و یکم مقررات ملی ساختمان (پدافند غیر عامل): انهدام پیشرونده

انهدام پیشرونده گسترش شکست موضعی از عضوی به عضو دیگر است که منجر به فروریزش کل سازه و یا قسمت اعظمی از آن می شود.

در حالت کلی دو ره یافت برای طراحی در مقابل انهدام پیش رونده وجود دارد، روش مستقیم و روش غیر مستقیم.

درروش مستقیم، انهدام موضعی ایجاد شده و مسیر جایگزینی ایجاد می شود تا از انهدام پیش رونده جلوگیری شود و به آن روش مسیر جایگزین می گویند.

روش غیر مستقیم، شامل دستورات تجویزی می باشد که حداقل مقاومت پایه برای جلوگیری از خرابی پیش رونده را به وجود می آورند.

روند طراحی در مقابل انهدام پیش رونده

روند طراحی در مقابل انهدام پیش رونده - مبحث 21  پدافند غیر عامل
روند طراحی در مقابل انهدام پیش رونده

در هر سازه قابی باید کلاف های زیر تعبیه گردد:

  1. کلاف داخلی
  2. کلاف محیطی
  3. کلاف های افقی به ستون ها یا دیوارهای خارجی
  4. کلاف های ستون گوشه
  5. کلاف های قائم

کلاف ها باید الزامات زیر را برآورده نمایند:

  1. آرماتورهای کلاف ها می تواند دارای وصله پوششی، جوشی و یا مکانیکی باشند.
  2. کلاف های داخلی می توانند در ضخامت دال و یا تیرها تعبیه شوند.
  3. کلاف های محیطی باید در محدوده عرض 2/1 متری لبه محیط به داخل تعبیه گردند.
  4. در تراز کف و بام لازم است، کلاف های افقی، ستون های خارجی به سازه داخلی متصل شوند.
  5. برای تامین کلاف های قائم لازم است ستون ها از تراز فنداسیون تا بالاترین تراز به صورت ممتد ادامه یابند.
  6. فاصله آزاد بین کلاف های قائم نباید از 5 متر تجاوز کند.
  7. وصله ستون در ارتفاع طبقه باید در یک سوم میانی ارتفاع ستون قرار گیرد.
  8. تمام مسیرهای انتقال بار در کلاف ها باید به صورت مستقیم باشد.

فصل هفتم مبحث 21 مقررات ملی ساختمان (پدافند غیرعامل): ملاحظات تاسیسات برقی و مکانیکی

مهندس تاسیسات ساختمانی علاوه بر رعایت الزامات برای کاهش آسیب پذیری تاسیسات در پیامدهای انفجار و ادامه عملکرد، باید اصول پدافند غیر عامل را مدنظر قرار بدهد.

انفجار دارای آثاری نظیر موج، آوار، گرد، غبار، دود و آلودگی ناشی از انتشار گازهای مختلف بوده که باید تمهیداتی لازم برای حفاظت، کاهش آسیب پذیری و استمرار فعالیت تاسیسات مکانیکی در نظر گرفت که تخریب و آسیب دیدگی آن به حداقل برسد.

سامانه تهویه، هوای تازه مورد نیاز را تامین نموده و آلودگی ها را به حد مجاز، کاهش می دهد.

سامانه های سرمایش وگرمایش باید با الزامات ساختمان های پدافند غیر عامل در نظر گرفته شود.

از دیدگاه پدافندی، وظیفه تاسیسات برقی ساختمان علاوه بر تامین انرژی، پایدار و مطمئن شدن سامانه های مخابراتی، اطلاع رسانی و اخطار شبکه های رایانه ای نیز می باشد.

سامانه های ارتباطی باید به گونه ای باشد که در زمان وقوع انفجار به مراکز امدادی متصل شده باشد و مدارهای اطلاع رسانی و هشدار دهنده باید جداگانه اجرا گردند.

در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :

در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید : 

مطالب مرتبط :

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سایر مقاله ها

آزمایش بارگذاری دینامیکی شمع با چکش (PDA: Pile Driving Analyzer)

آزمایش بارگذاری دینامیکی شمع با چکش (PDA: Pile Driving Analyzer) [...]


بیشتر بخوانید

عوامل مؤثر بر ضریب فشار جانبی خاک (Effective factors on lateral earth pressure coefficient)

عوامل مؤثر بر ضریب فشار جانبی خاک (Effective factors on [...]


بیشتر بخوانید

بتن ریزی در سرما و استفاده از ضد یخ بتن (concrete antifreeze)

بتن ریزی در سرما و استفاده از ضد یخ بتن [...]


بیشتر بخوانید

فشار جانبی خاک چیست؟ (Lateral earth pressure)

فشار جانبی خاک (Lateral earth pressure) سازه های حائل خاک [...]


بیشتر بخوانید