به نام یگانه مهندس هستی

در این مقاله قصد داریم به تشریح عمق یخبندان بپردازیم و اهمیت عمق یخبندان و در نظر گرفتن عمق یخبندان در طراحی را مورد بحث قرار می‌دهیم.

فهرست

مقدمه
تعريف عمق يخبندان
علت اهمیت عمق یخبندان
عمق یخبندان در مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان
در نظر گرفتن عمق یخبندان در طراحی
سیکل ذوب و یخ‌زدگی در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان

مقدمه:

در بسیاری از کشور های جهان که دارای آب هوای معتدل و سرد می‌باشند و این سرما باعث ایجاد چرخه های ذوب و یخ‌زدگی می‌شود باید ضوابطی در بسیاری از مسائل رعایت شود تا اثرات این چرخه به فعالیت‌ها و عملکرد صحیح سازه ها،ماشین الات ، محصولات کشاورزی و … خدشه ای وارد نکند و باعث اختلال در آنها نشود.از همین رو در آیین نامه های ساختمانی هم به این چرخه اشاره شده و مهندسین را ملزم به انجام اقدامات و در نظر گرفتن شرایطی کرده است تا این فرایند باعث اسیب دیدن و اختلال در عملکرد سازه ها نشود.یکی از این الزامات و شرایطی که مهندسین با ان روبرو هستند عمق یخبندان و نحوه برخورد با آن است.اهمیت عمق یخبندان به این دلیل است که فونداسیون سازه ها می‌تواند متاثر از ان رفتار هایی داشته باشد که موجب آسیب دیدن سازه شود.

تعريف عمق يخبندان یا frost line:

پایین‌ترین عمقی از خاک که آب‌ها و رطوبت آن عمق در سرمای ناشی از سردترین روز سال منجمد می‌گردد.

به بيان ساده تر :

عمق،محدوده يا قسمتي از خاك كه تحت تاثير سرما و درجه هوا،رطوبت و آب موجود در آن يخ زده و منجمد مي‌شود را عمق يخبندان مي‌گويند.

به بياني ديگر ارتفاعي از تراز صفر كه خاك يخ مي‌زند و ذوب می‌شود.

علت اهمیت عمق یخبندان:

منجمد شدن آب و رطوبت موجود در خاک در روز های سرد و ذوب شدن آن در روز های گرم سال باعث اثر منفی روی خاک شده و قرار گرفتن خاک در این سیکل در طی زمان باعث تخریب بافت خاک ، کاهش ظرفیت باربری خاک و همچنین تورم خاک می‌شود.

همچنین یخ‌زدن خاک باعث ایجاد تورم درخاک شده که توانایی جابجایی فونداسیون را دارد.

عمق یخبندان در مبحث هفتم مقررات ملی ساختمان:

بند۷-۴-۷-۱-۲ صفحه۳۳ مبحث هفتم ۱۳۹۲

بند۷-۴-۷-۱ صفحه۴۸ مبحث هفتم ۱۴۰۰

در این بند به دلیل اینکه عموما در سازه های دارای زیرزمین، فونداسیون در تراز پایین تر از عمق یخ‌زدگی قرار دارد از درنظر گرفتن عمق یخبندان برای این سازه‌ها صرف نظر شده است اما در سازه سازه های بدون زیرزمین، عمق قرارگیری فونداسیون همواره باید بیشتر از عمق یخبندان باشد.

در نظر گرفتن عمق یخبندان در طراحی:

عمق یخبندان به صورت مستقیم در هیچکدام از مباحث مقررات ملی ذکر نشده است به همین جهت می‌توانیم از ضوابط طراحی سامانه های انتقال و توزیع آب شهری و روستایی استفاده کنیم که در جدول زیر مشخص شده است.

با توجه به معتدل بودن اکثر مناطق کشور ما عمق یخبندان را به صورت میانگین ۸۰ سانتی‌متر در نظر می‌گیریم که با توجه به ۳۰ سانتی‌متر کف سازی در پروژه های عرف و ارتفاع فونداسیون که تقریبا ۸۰یا۹۰ سانتی‌متر می‌باشد تراز زیر فونداسیون عموما ۱۲۰ سانتی‌متر پایین‌تر از تراز صفر مي‌باشد كه بيشتر از عمق يخبندان است.

ملاك قرارگيري پایین‌تر از عمق یخبندان عموما سطح زیر فونداسیون می‌باشد اما بین مهندسین اختلاف نظری وجود دارد، عده ای معتقد هستند که کل فونداسیون باید در زیر عمق یخبندان باشد اما عموما سطح زیر پی ملاک عمل است.