دیافراگم های بتنی پیش ساخته برای کاربری های با خطر لرزه ای زیاد

این مقاله نشان می‌دهد که چگونه می‌توان دیافراگم‌های بتنی پیش‌ساخته را برای ساختمان‌هایی طراحی کرد که به طبقه طراحی لرزه‌ای با خطر زیاد (D و بالاتر) اختصاص دارند را توسط آیین‌نامه UBC یا آئین نامه ساختمانی NFPA 5000 طراحی نمود.

در دهه گذشته، تغییرات عمده ای در مقررات طراحی لرزه ای در آئین نامه های ایالات متحده ایجاد شده است. این تغییرات عمدتاً ناشی از مقررات برنامه ملی کاهش خطرات زلزله (NEHRP) است که توسط آژانس مدیریت اضطراری فدرال (FEMA) حمایت می شود و از طریق شورای ایمنی لرزه ای ساختمان (BSSC) توسعه یافته است. مقررات NEHRP که برای اولین بار در سال 1985 منتشر شد، از آن زمان هر سه سال یکبار به روزرسانی می شود. مقررات NEHRP در سال 1997 اساس مقررات طراحی لرزه ای را در اولین ویرایش (2000) آیین نامه بین المللی ساختمان (IBC) تشکیل داد. مقررات NEHRP 2000 اساس مقررات طراحی لرزه ای IBC 2003 و همچنین اولین نسخه تازه منتشر شده (2003) آئین نامه ساختمانNFPA  را تشکیل می دهد. تعدادی از ویژگی های سال 1997 (و متعاقب آن) مقررات NEHRP  تأثیر عمیقی بر طراحی لرزه داشته است:

اولاً، زلزله مبنای طرح دیگر مبتنی بر طراحی زلزله ای با احتمال 10 درصد عدم تجاوز در 50 سال (یا زلزله ای با دوره بازگشت تقریباً 500 سال) نیست. زلزله طرح در مقررات NEHRP در سال 1997 (و متعاقب آن) دو سوم حداکثر زمین لرزه در نظر گرفته شده (MCE) است، که برای سواحل کالیفرنیا بزرگترین زلزله ای است که می تواند توسط منابع لرزه ای شناخته شده ایجاد شود. در سایر نقاط کشور، حداکثر زلزله در نظر گرفته شده، زلزله ای است با احتمال 2 درصد عدم تجاوز در 50 سال (یا زلزله ای با دوره بازگشت تقریباً 2500 سال).

  دوماً، ورودی پارامترهای حرکت زمین در طراحی لرزه‌ای، اکنون شتاب‌های طیفی در دوره‌های 0.2 ثانیه (S_s) و 1 ثانیه (S₁)، مربوط به MCE، روی سنگ نرم معمولی غرب ایالات متحده (سایت کلاس B) است.

سوماً، پارامترهای حرکت زمین به ترتیب،  S_s و S₁ توسط یک ضریب مکان دوره کوتاه، S_s، و یک ضریب مکان دوره طولانی، S₁ اصلاح می‌شوند. هر دوی اینها هم تابعی از طبقه بندی سایت (ویژگی های خاک)، و هم تابعی از لرزه خیزی محل سازه نیز هستند (F_a تابعی از S_s است، در حالی که F_v تابعی از S₁ می باشد ).

چهارماً و شاید مهمتر از همه، سطح جزئیات مورد نیاز برای یک سازه (نظیر محدودیت های ارتفاع در سیستم های سازه ای، اینکه آیا تحلیل دینامیکی به عنوان مبنای طراحی مورد نیاز است یا خیر، و موارد مشابه) توسط طبقه طراحی لرزه ای (SDC) که به سازه اختصاص داده شده است، تعیین می شود. SDC، کاربری سازه را با لرزه خیزی در محل سازه (لرزه خیزی کوتاه مدت که با S_s و همچنین لرزه خیزی طولانی دوره نشان داده شده توسط S₁)، و همچنین ویژگی های خاک (یا رده بندی خاک) در محل سازه  ترکیب می نماید.

طبقه طراحی لرزه‌ای A، B به جزئیات معمولی مطابق با الزامات قابل ‌اجرای فصل‌های 1 تا 18 ACT 318-99 یا ACT318-02 نیاز دارند، همانطور که در ACT 318 برای مناطق با لرزه‌خیزی کم (نواحی لرزه ای 0  و 1 مطلبق آئین نامه UBC) اشاره دارد. طبقه طراحی لرزه‌ای C به جزئیات متوسطی نیاز دارد که مستلزم رعایت جزئیات معمولی به علاوه انطباق با الزامات مربوط به بخش 10-21 آئین نامه ACT 318-99 یا بخش‌های 12-21 و 13-21 از ACT 3 18-02 است، همانطور که توسط ACT 318 برای مناطق دارای لرزه خیزی متوسط  (نواحی لرزه ای 2 مطابق آئین نامه UBC) مورد نیاز است.

طبقه طراحی لرزه‌ای E، F به جزئیات ویژه مطابق با الزامات قابل اجرای فصل های 1 تا 17 ACT 3 18-99 یا ACT318-02 ، به علاوه بخش های 21-2 تا 21-8 از ACI 3 18-99 یا بخش های 21-2 تا 21-10 ACT 318 برای مناطق با خطر لرزه خیزی زیاد (نواحی لرزه ای 3و4 مطابق آئین نامه UBC) نیاز دارند.

به دلیل وابستگی طبقه طراحی لرزه ای به ویژگی های خاک، جزییات مناطق لرزه ای متوسط یا زیاد دیگر بعنوان مسئله ای محدود به ساحل غربی و برخی دیگر از بخش های کشور نیست. به‌ ویژه برای سازه‌هایی که بر روی خاک‌های نرم‌ تر بنا شده‌اند، اکنون ممکن است برای ساختمان‌هایی که برای مکان‌های غیرمحتمل تر مانند سینسیناتی، اوهایو، آتلانتا، جورجیا، و چارلستون، کارولینای جنوبی که قبلا طراحی شده اند، جزئیات مناطق متوسط یا حتی با لرزه‌خیزی بالا مورد نیاز باشد.