درز انبساط چیست؟

[baharii]

درز انبساط یا Expansion Joint یکی از اجزای مهم سازه‌ای است که نقش کلیدی در افزایش دوام و پایداری ساختمان‌ها دارد. این درز در واقع یک فاصله کنترل‌شده بین اجزای سازه است که اجازه می‌دهد مصالح در برابر تغییرات دما، رطوبت یا نشست زمین بتوانند بدون ایجاد فشار و ترک، به‌صورت مستقل حرکت کنند.

زمانی که دما بالا یا پایین می‌رود، بتن و سایر مصالح منبسط یا منقبض می‌شوند. اگر فضای حرکتی برای این تغییرات در نظر گرفته نشود، نیروهای ناشی از آن می‌توانند باعث ایجاد ترک‌های عمیق یا حتی شکست سازه شوند. به همین دلیل، درز انبساط مانند یک «ضربه‌گیر» عمل می‌کند و از انتقال تنش‌ها به سایر قسمت‌های ساختمان جلوگیری می‌نماید.

درزهای انبساط معمولاً در ساختمان‌هایی با ابعاد طولی یا عرضی زیاد، و همچنین در محل اتصال سازه‌های جدید و قدیمی تعبیه می‌شوند. از نظر جهت اجرا، دو نوع اصلی دارند:

درز عمودی برای کنترل تغییرات در دیوارها و المان‌های قائم

درز افقی برای کنترل انبساط و انقباض در کف، بام و دال‌ها

 

[pezeshkian]

درز انبساط (Expansion Joint) شکافی است که عامدانه در ساختار ساختمان‌ها، پل‌ها، جاده‌ها، و سایر سازه‌های بزرگ ایجاد می‌شود تا امکان جذب حرکت‌ها و جابجایی‌های نسبی بخش‌های مختلف سازه را فراهم کند.

این درزها برای محافظت از سازه در برابر آسیب‌های ناشی از تغییرات حجمی مصالح به دلایل زیر ضروری هستند:

دلایل ایجاد درز انبساط​

• تغییرات دمایی (انبساط و انقباض حرارتی): مصالح ساختمانی مانند بتن و فولاد در اثر گرم شدن منبسط و در اثر سرد شدن منقبض می‌شوند. در سازه‌های بزرگ، این تغییرات حجم می‌تواند منجر به تنش‌های داخلی زیاد و در نهایت ترک‌خوردگی یا تخریب سازه شود. درز انبساط فضای لازم را برای این حرکات طبیعی فراهم می‌کند.
• تغییرات رطوبتی: برخی مصالح مانند بتن با جذب یا از دست دادن رطوبت دچار جمع‌شدگی یا تورم می‌شوند.
• نشست سازه: درز انبساط می‌تواند تا حدی حرکت‌های ناشی از نشست‌های جزئی و نامتقارن بخش‌های مختلف سازه را نیز مدیریت کند.
• حرکات لرزه‌ای (زلزله): در ساختمان‌های بسیار بلند یا بزرگ، درز انبساط و به‌طور کلی درز انقطاع (که برای جداسازی سازه‌ها در برابر زلزله تعبیه می‌شود) حرکت نسبی بین بخش‌های مجاور را امکان‌پذیر می‌سازد.

عملکرد درز انبساط​

درز انبساط به‌طور کلی پیوستگی ساختاری (Structural Continuity) را قطع می‌کند تا هر بخش بتواند مستقل از بخش مجاور حرکت کند، در حالی که پوشش‌های روی درز، مانند نوارهای الاستیک یا پروفیل‌های فلزی مخصوص، شکاف را می‌پوشانند و آب‌بندی می‌کنند تا از نفوذ آب، گرد و غبار، و همچنین از ایجاد خطر برای عابران (در کف‌ها و پل‌ها) جلوگیری شود.

تفاوت با درز انقطاع​

درز انبساط بیشتر برای کنترل تنش‌های ناشی از انبساط و انقباض حرارتی و رطوبتی در یک سازه واحد، خصوصاً سازه‌های طویل، به کار می‌رود.

درز انقطاع (Seismic Joint) به منظور جدا کردن کامل دو ساختمان مجاور یا بخش‌های بزرگی از یک ساختمان در برابر حرکت‌های جانبی ناشی از زلزله استفاده می‌شود تا از برخورد و آسیب دیدن آن‌ها جلوگیری کند. درزهای انقطاع معمولاً از درزهای انبساط عریض‌تر هستند و باید تا فونداسیون ادامه یابند.

 

[hadiani]

درز انقطاع عمدتاً برای جلوگیری از برخورد سازه‌ها در ترازهای بالای زمین (به ویژه ستون‌ها و سقف‌ها) در هنگام زلزله در نظر گرفته می‌شود. با این حال، موضوع درز انقطاع در فونداسیون به دو نکته کلیدی بستگی دارد: اجرای جداگانه فونداسیون و تراز پایه سازه.

۱. تداوم درز انقطاع در فونداسیون​

طبق ضوابط مهندسی و آیین‌نامه‌ها، الزامی به قطع کامل فونداسیون در محل درز انقطاع بین دو ساختمان مجاور وجود ندارد. دلایل این موضوع عبارتند از:

• تراز پایه (تراز مبنای حرکت): در آیین‌نامه ۲۸۰۰ (طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله)، درز انقطاع از تراز پایه ساختمان محاسبه می‌شود. تراز پایه، ترازی است که از آن به پایین، حرکت نسبی بین ساختمان و زمین انتظار نمی‌رود. این تراز معمولاً در سطح فونداسیون یا زیرزمین قرار دارد.
• عملکرد یکپارچه زیر زمین: اغلب ستون‌هایی که با درز انقطاع از یکدیگر جدا شده‌اند، می‌توانند (و بهتر است) بر روی یک شالوده (فونداسیون) مشترک قرار بگیرند. این کار باعث می‌شود پی سازه زیر تراز پایه، یکپارچه عمل کرده و مقاومت بهتری در برابر نشست‌های احتمالی داشته باشد.
• ریزش خاک همسایه: در صورت عدم وجود زیرزمین و مجاورت فونداسیون با خاک، اگر فونداسیون‌ها کاملاً از هم جدا شوند، ممکن است در اثر گودبرداری یا ارتعاشات زلزله، خاک زیر فونداسیون همسایه ریزش کرده و باعث ناپایداری فونداسیون مجاور شود. بنابراین، عدم قطع کامل فونداسیون یک مزیت اجرایی محسوب می‌شود.

نتیجه: درز انقطاع در فونداسیون به این معنا است که ستون‌های دو ساختمان باید در تراز فونداسیون (یا بالاتر از آن) با فاصلهٔ محاسبه‌شده از هم قرار گیرند، اما نیازی نیست که شالوده (پی) خود ساختمان قطع شود.

---

۲. ملاحظات اجرایی در تراز فونداسیون​

اگرچه فونداسیون‌ها می‌توانند مشترک یا به هم پیوسته باشند، اما رعایت فاصله درز انقطاع در ناحیه ریشه ستون‌ها و دیوارهای حائل زیرزمین بسیار حیاتی است:

• کنترل ریشه ستون‌ها: در هنگام اجرای فونداسیون، مهندس ناظر باید کنترل کند که فاصله ریشه ستون‌ها (یا بیس پلیت در سازه فلزی) از مرز زمین مجاور، به اندازهٔ درز انقطاع محاسبه‌شده باشد. این فاصله شامل پوشش بتن (کاور) و درز انقطاع مورد نیاز است.
• دیوار حائل: اگر ساختمان دارای زیرزمین باشد، دیوار حائل زیرزمین باید به گونه‌ای طراحی شود که فضای درز انقطاع را برای حرکت آزاد ستون‌ها و سقف‌ها در بالای تراز پایه فراهم کند.
• پر کردن درز در زیر زمین: در صورت نیاز به پر کردن فضای درز انقطاع در تراز زیرین (بین دیوار حائل سازه و مرز همسایه)، باید از مصالح کم مقاومت و خرد شونده مانند یونولیت یا فوم استفاده شود تا در زمان زلزله به آسانی شکسته شوند و مانع از حرکت سازه نگردند.

---

۳. موارد استثناء (تغییر تراز فونداسیون)​

آیین‌نامه ۲۸۰۰ یک استثناء مهم را در مورد فونداسیون مطرح می‌کند:

اگر تراز کف فونداسیون‌های مجاور دارای اختلاف ارتفاع باشد، و خط واصل بین لبه‌های دو فونداسیون مجاور دارای شیبی بیشتر از ۱۵ درصد باشد، آنگاه سازه نیازمند رعایت ضوابط خاص درز انقطاع در محل اختلاف تراز است و ممکن است به جدا سازی کامل نیاز باشد.