تراز پایه ساختمان و روش محاسبه آن

با توجه به متن صریح ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ ،تراز پایه به ترازی در ساختمان اطلاق می گردد که در هنگام زلزله ، از آن تراز به پایین حرکت جانبی بین ساختمان و زمین وجود نداشته باشد. برای درک مفهوم عبارت فوق چهار حالت مختلف از سازه را در نظر می‌گیریم و جهت محاسبه تراز پایه، وضعیت را تشریح می کنیم.

حالت اول: خاک دستی و خط گود برداری

ملاحظه می‌کنیم که در حالت بالا به علت عدم استفاده از دیوار حائل و همچنین نرم بودن خاک اطراف پی، ارتعاش سازه از تراز روی پی شروع می شود. به عبارت راحت تر، ارتعاش سازه از روی پی متفاوت با ارتعاش خاک زیر پی است، یا حرکت نسبی بین خاک زیر پی و زمین وجود ندارد. لذا تراز روی پی ،تراز پایه خواهد بود.

حالت دوم: خاک طبیعی

 در سازه فوق، ساختمانی را می بینیم که با دیوار حائل که متصل به سازه نیست در مقابل ریزش احتمالی خاک محافظت شده است. پر واضح است با علم به این موضوع که به اندازه چهار طبقه خاکبرداری شده است ، به علت ایجاد فاصله دیوار تا سازه توسط محاسب ، ارتعاش ساختمان از تراز روی پی ایجاد میشود. زیرا از تراز روی پی شاهد سختی مقاومتی بین ساز و خاک هستیم. به بیان دیگر، با توجه به تعریف تراز پایه، از تراز روی پی به پایین، حرکت جابجایی بین خاک و سازه مشاهده نمی شود، لذا تراز روی پی، تراز پایه خواهد بود.

حالت سوم: دیوار حایل و خاک دستی غیر متراکم

در شکل فوق سازه ای را می بینیم که توسط دیوارهای حائل متصل به سازه از خاک مجاور جدا شده است. تا اینجای کار توقع داریم که به علت سختی زیاد دیوار حایل، حرکت جانبی زیادی در اثر زلزله به سازه تحمیل نگردد، ولی اینطور نیست. طبق تعریف تراز پایه، ملاک تعیین این تراز، نقطه ای است که از آنجا به پایین هیچ حرکت نسبی بین سازه و خاک رویت نگردد.

 همانطور که در شکل میبینید، به علت وجود خاک دستی غیر متراکم ، دیوار حائل می تواند تغییر مکان جانبی دهد بی انکه خاک برایش ایجاد مزاحمت کند. بنابراین در این حالت نیز تراز پایه منطبق بر تراز روی پی خواهد بود. (علی‌رغم وجود دیوار حایل پیرامونی)

حالت چهارم: دیوار حایل و خاک دستی متراکم

در شکل فوق هم سازه ای را با دیوارهای حائل متصل به آن مشاهده می کنیم، با این تفاوت که برخلاف حالت سوم از خاک دستی متراکم در پشت دیوار حائل استفاده کردیم.

در این حالت به علت تراکم بالای خاک پشت دیوار، تغییر مکان ایجاد شده در دیوار، عینا همانی است که در خاک پشت آن مشاهده می کنیم. به بیان دیگر تغییر مکان جانبی نسبی بین سازه و دیوار متصل با آن از یک سو و خاک پشت دیوار از سوی دیگر، مشاهده نمی‌شود و این دقیقاً تعریف تراز پایه در ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰ است. با عنایت به موضوع فوق، تراز پایه به تراز سقف چهارم منتقل میشود. به عنوان جمع‌بندی موارد فوق می توان گفت که اگر بخواهید تراز پایه ساختمان را در محلی بالاتر از تراز پی در نظر بگیریم می بایست موارد زیر را کنترل کنیم.

1. باید از دیوار حایل پیرامونی سرتاسری در سازه استفاده گردد (به کلمه سرتاسری دقت کنید)
2. دیوار حایل و پیرامونی باید به سازه متصل باشد.
3. فضای بین دیوار حائل و خاک طبیعی اطراف باید کاملاً متراکم باشد که طبعا از خاک متراکم استفاده شود.( با تکنیک های مناسب خاک کوبیده شود) یا از مصالح تراکم ناپذیر مانند بتن مگر استفاده گردد.
4. سقف طبقات زیر تراز پایه باید به دیوار حائل پیرامونی متصل شود (این امکان می‌تواند توسط آرماتورهایی پیش بینی شود)
5. طبقات زیر تراز پایه ، باید صلبیت کافی جهت عملکرد دیافراگمی را داشته باشد.( جهت انتقال بار جانبی از کف به عناصر باربر جانبی)
6. در اطراف ساختمان مورد بحث، باید خاک طبیعی موجود باشد و فاصله معقولی نباید ساختمان دیگری باشد تا ساختمان مورد نظر بتواند در طبقات پایین تر  از  تراز پایه نیروی زلزله را به خاک منتقل کند.

امیرحسین محمدی چینی جانی پایه ارشد محاسبات سازه نظام مهندسی (۶ تیرماه ۱۴۰۱)