diaphragm
براساس تعریف استاندارد آیین نامه ۲۸۰۰ ایران به اجزای افقی یا تقریباً افقی منتقلکننده نیروهای جانبی دیافراگم افقی یا بهاختصار دیافراگم گفته میشود. دیافراگم ها در هنگام زلزله وظیفه انتقال نیروهای ایجاد شده در کف ها را به عناصر قائم باربر جانبی (مانند دیوار برشی و قاب خمشی) بر عهده دارند.
مجموعه سیستم مقاوم ساختمان ها در برابر نیروهای جانبی معمولاً از دو قسمت اجزای قائم و اجزای افقی یا تقریباً افقی تشکیل می شود. اجزای افقی نیروهای افقی زلزله و باد را به اجزای قائم منتقل نموده و اجزای قائم نیز این نیروها را به شالوده ها و نهایتاً به زمین منتقل می نمایند.
کف ها و سقف های افقی و یا سقف با شیب کم، بادبندهای افقی یا تقریبا افقی ، دیوار های برشی از جمله دیافراگم ها می باشد.
چرا دیافراگم در ساختمان مهم است؟
* توزیع یکنواخت نیروها: دیافراگمها با توزیع یکنواخت نیروهای جانبی در سطح سازه، از ایجاد تمرکز تنش در نقاط خاص جلوگیری میکنند و به این ترتیب از آسیب دیدن سازه در برابر زلزله و باد جلوگیری میکنند.
* افزایش استحکام سازه: دیافراگمها با اتصال اجزای مختلف سازه به یکدیگر، استحکام کلی سازه را افزایش میدهند و از تغییر شکل بیش از حد سازه در برابر نیروهای جانبی جلوگیری میکنند.
* ایجاد یکپارچگی در سازه: دیافراگمها به عنوان یک عنصر پیوند دهنده، اجزای مختلف سازه را به هم متصل کرده و یکپارچگی سازه را تضمین میکنند.
انواع دیافراگم
دیافراگمها بر اساس میزان سختی و انعطافپذیری به سه دسته اصلی تقسیم میشوند:
* دیافراگم صلب: دیافراگمهایی که تغییر شکل جانبی بسیار کمی دارند و نیروهای جانبی را به صورت یکنواخت به اجزای مقاوم جانبی منتقل میکنند.
* دیافراگم نیمه صلب: دیافراگمهایی که تغییر شکل جانبی متوسطی دارند و نیروهای جانبی را به صورت نسبتا یکنواخت به اجزای مقاوم جانبی منتقل میکنند.
* دیافراگم نرم: دیافراگمهایی که تغییر شکل جانبی زیادی دارند و نیروهای جانبی را به صورت نامنظم به اجزای مقاوم جانبی منتقل میکنند.
عوامل موثر بر عملکرد دیافراگم
* نوع مصالح: نوع مصالح به کار رفته در دیافراگم (بتن، فولاد، چوب و …) بر سختی و انعطافپذیری آن تاثیر میگذارد.
* ضخامت دیافراگم: افزایش ضخامت دیافراگم، سختی آن را افزایش میدهد.
* اتصالات دیافراگم به اجزای دیگر سازه: کیفیت اتصالات دیافراگم به اجزای دیگر سازه بر عملکرد آن تاثیرگذار است.
* وجود بازشوها در دیافراگم: وجود بازشوهایی مانند در، پنجره و … در دیافراگم، بر سختی و یکپارچگی آن تاثیر میگذارد.
اهمیت طراحی دیافراگم
طراحی مناسب دیافراگم یکی از مهمترین مراحل طراحی سازه است. مهندسان طراح باید با توجه به نوع سازه، بارهای وارده و سایر عوامل موثر، دیافراگم مناسب را انتخاب و طراحی کنند. یک طراحی نامناسب دیافراگم میتواند منجر به عملکرد نامطلوب سازه در برابر نیروهای جانبی و بروز خسارات جانی و مالی شود.
نکات مهم در طراحی دیافراگم
* توزیع یکنواخت بار: دیافراگم باید به گونهای طراحی شود که نیروهای جانبی را به صورت یکنواخت به اجزای مقاوم جانبی منتقل کند.
* اتصال مناسب به اجزای دیگر: اتصالات دیافراگم به اجزای دیگر سازه باید به گونهای باشد که از انتقال مناسب نیروها اطمینان حاصل شود.
* توجه به بازشوها: در صورت وجود بازشو در دیافراگم، باید تمهیدات لازم برای تقویت اطراف بازشو و حفظ یکپارچگی دیافراگم اندیشیده شود.
* رعایت مقررات ملی ساختمان: طراحی دیافراگم باید مطابق با مقررات ملی ساختمان و سایر استانداردهای مرتبط انجام شود.