docהשפעת ת-י 414-2008 על משק הבניה בישראל
download 
Report Transcription
השפעת ת-י 414-2008 על משק הבניה בישראל
המכון הלאומי לחקר הבנייה פקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית טכניון מ.ט.ל. השפעת ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל אינג' סטפן שוורץ המכון הלאומי לחקר הבנייה – פקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית טכניון מ.ט.ל. בית דגן 23.3.2011 1 NBRI-Technion יום המטאורולוגיה העולמי בנושא שרותי אקלים לזכרו של דר' אלכסנדר מנס ז"ל • • • • • • רקע נזקי רוח מבנה התקן החדש ת"י )2008( 414 עיקרי השינויים בתקן החדש בהשוואה לגרסה הקודמת של התקן ת"י )1982( 414 עיקרי השפעות של התקן החדש ת"י 414 ( )2008על משק הבנייה בישראל סיכום 2 NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – – – – 3 המהדורה הקודמת של התקן פורסמה בשנת ;1982 התפתחויות מדעיות שונות בנושא הנדסת רוחות; התרחבות והעמקה של בסיסי הנתונים שעל בסיסם נקבעים ערכי מהירות הרוח הבסיסית באזורים שונים בישראל; עדכונים בתקינה הלאומית והבין לאומית בכל הקשור לעומסי רוח; NBRI-Technion • רקע השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – המסמכים העיקריים ששימשו בסיס להכנת המהדורה החדשה של ת"י :414 • הצעת תקן אירופי: )ENV 1991-2-4 (1994 Eurocode 1: Basis of design and actions on structures; Part 2-4: Wind actions • תקן אירופי: )EN 1991-1-4 (2005 Eurocode 1: Actions on structures; Part 1-4: Wind actions • רובין ש ,.שריאר ר ,.גנות צ :.הסתברות לאירועי רוח קיצוניים בישראל; השרות המטאורולוגי הישראלי1998 , 4 NBRI-Technion • רקע השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – התקן ת"י )2008( 414מהווה את אחד התקנים הבסיסיים והחשובים בסדרת התקנים הישראלים הדנים בעומסים הפועלים על מבנים; – התקן ת"י )2008( 414משפיע רבות על משק הבנייה הישראלי בהיבטים שונים ,בעיקר בתחומי: • • • • 5 הבטחת הבטיחות של בניינים ומבנים הנדסיים אחרים; הטחת הבטיחות של רכיבים מבניים ומערכות שונות המותקנות על גבי בניינים ומבנים הנדסיים אחרים; הבטחת התפקוד הנדרש לאורך זמן של בניינים ומבנים הנדסיים אחרים; הבטחת התפקוד הנדרש לאורך זמן של רכיבים מבניים ומערכות שונות המותקנות על גבי בניינים ומבנים הנדסיים אחרים; NBRI-Technion • רקע השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – התקן ת"י )2008( 414מאוזכר בתקנים ישראליים רבים העוסקים בבניינים ומבנים הנדסיים אחרים ו/או ברכיבי בנייה ומערכות בנייה שונות; – התקן ת"י )2008( 414אמור להבטיח מניעת נפגעים ונזקים כלכליים חמורים העלולים להתרחש כתוצאה של עומסי רוח קיצועיים; 6 NBRI-Technion • רקע השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – כ 70% -מכלל נזקי טבע מבוטחים ברחבי העולם 7 הפסדים מבוטחים כלל עולמיים כתוצאה של מכלול סוגי אסונות טבע NBRI-Technion • נזקי רוח השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל NBRI-Technion • נזקי רוח 8 השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל NBRI-Technion • נזקי רוח 9 השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל NBRI-Technion • נזקי רוח 10 השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל NBRI-Technion • נזקי רוח 11 השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל NBRI-Technion • נזקי רוח 12 התמוטטות מגדלי קירור Ferrybridge - השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – – – – – – – – – – 13 פרק א' – עניינים כלליים פרק ב' – כוחות הרוח והשפעותיהם פרק ג' – מהירות בסיסית ולחץ ייחוס של הרוח פרק ד' – כוחות הרוח הפועלים על המבנה פרק ה' – מאפייני הרוח פרק ו' – שיטות לקביעת ההשפעות הדינמיות של הרוח פרק ז' – מקדמים אווירודינמיים פרק ח' – החישוב הדינמי המפורט עבור המקדם המבני cscd פרק ט' – כללים לחישוב השלת מערבולות והשפעות דינמיות אחרות של הרוח פרק י' – מאפיינים דינמיים של מבנים NBRI-Technion • מבנה התקן ת"י :)2008( 414 השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – חלות התקן • • • • 14 בניינים ומבנים הנדסיים אחרים שגובהם אינו עולה על 200מ' מפני הקרקע ; בניינים ומבנים הנדסיים אחרים הממוקמים באזורים הכלולים במפת מהירות הבסיסית של הרוח הכלולה בתקן; התקן אינו חל על גשרים; התקן אינו חל על מבנים המוקמים בים ובאזורים אחרים שאינם כלולים במפת מהירות הרוח הבסיסית הכלולה בתקן; NBRI-Technion • פרק א' – עניינים כלליים השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • פרק א' – עניינים כלליים • התקן אינו מתייחס לאירועי רוח קיצוניים של מערבלי רוח דמויי טורנדו או מיקרובורסט שההסתברות להופעתם באזורים מסוימים של ישראל הינה נמוכה במידה רבה מזו של אירועי רוח קיצוניים אחרים ,כמפורט במפת מהירויות הבסיסיות של הרוח הכלולה בתקן; • במשך שנתיים מיום פרסום התקן החדש נשאר בתוקף גם התקן הישן ת"י .)1982( 414בתקופה זו ניתן היה להשתמש בשתי הגרסאות של התקן הנ"ל .הרשאה זו פגה בסוף שנת 2010 15 – אזכורים – הגדרות – רשימת סימנים NBRI-Technion – חלות התקן השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – כוחות הרוח הינם עומסים משתנים הפועלים במשכי זמן קצרים מאוד ,כמוגדר בת"י 412 – שילובי עומסים :התקן מפנה לתקנים ישימים שונים, ת"י ,412ת"י ,466ת"י 1225וכו' – השפעות הרוח עלולות לגרום לתופעות כדלהלן: • • • • 16 • • מאמצי יתר ברכיבים מבניים שונים עיוויי יתר הגברת עיווים ומאמצים עקב ההשפעה ההדדית של התכונות הדינמיות של הרוח ושל המבנה עומסים דינמיים מחזוריים העלולים לגרום לכשל בשל התעייפות החומר ברכיבים מבניים שונים אי יציבות אווירודינמית תנודות דינמיות יתרות הגורמות לפגיעה ו/או אי נוחות בשימוש במבנה NBRI-Technion • פרק ב' – כוחות הרוח והשפעותיהם השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – התגובה הכוללת של מבנים ושל חלקיהם להשפעות רוח היא שילוב של: • רכיב ה"רקע" של הרוח שהשפעתו כעין סטטית • רכיבי "תהודה" הנגרמים ע"י השפעות הרוח בתחומי תדירויות הרוח הקרובות לתדירויות הטבעיות של המבנים ושל רכיביהם 17 NBRI-Technion • פרק ב' – כוחות הרוח והשפעותיהם • פרק ג' – מהירות בסיסית ולחץ ייחוס של הרוח – הבסיס לקביעת המהירות הבסיסית של הרוח על פי התקן החדש ת"י )2008( 414הינו שונה מזה של התקן הישן ת"י .)1982( 412 – מהירות בסיסית של הרוח על פי התקן החדש מוגדרת כמהירות הרוח הממוצעת במשך 10דקות בגובה 10מ' מעל פני שטח בעל דרגת חספוס ,IIבתקופת חזרה של 50שנה, זאת בניגוד למוגדר בתקן הישן בו מהירות בסיסית של הרוח מוגדרת כמהירות מקסימאלית של משב עליון (מהירות ממוצעת במשך 3שניות) ,בגובה 10מ' מעל פני קרקע בשטח מישורי פתוח. – זה הוא אחד מהשינויים היסודיים בין התקן החדש למהדורה 18הקודמת של התקן הנדון. NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • פרק ג' – מהירות בסיסית ולחץ ייחוס של הרוח א) ב) מפת מהירות בסיסית של הרוח על פי :א) ת"י ,)1982( 414ב) ת"י )2008( 414 19 ׂ NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • פרק ג' – מהירות בסיסית ולחץ ייחוס של הרוח – מהירות ייחוס בסיסית של הרוח • כיום אין בת"י 414נתונים ביחס למקדם כווניות הרוח cdir וביחס למקדם עונתיות ,cseasonלכן: 20 NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • פרק ג' – מהירות בסיסית ולחץ ייחוס של הרוח – מיצועים שונים של מהירות הרוח (מהירות משב עליון, מהירות שעתית ממוצעת) 21 NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • פרק ג' – מהירות בסיסית ולחץ ייחוס של הרוח – תקופות חזרה שונות 22 NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • פרק ג' – מהירות בסיסית ולחץ ייחוס של הרוח – לחץ ייחוס בסיסי של הרוח – בהעדר נתונים אמינים על צפיפות האוויר בפועל באתר הנבדק יש להתחשב בצפיפות אוויר בשיעור 1.25ק"ג/מ"ק. במצב זה: 23 NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • פרק ד' -כוחות הרוח הפועלים על המבנה • ) – ce(zeמקדם החשיפה (פרק ה'); – cscdמקדם מבני (פרק ו'); –cfמקדם כוח אווירודינמי (פרק ז'); – לחצי רוח על דפנות מבנים: • לחץ חיצוני • לחץ פנימי • לחץ כולל – כוחות חיכוך 24 NBRI-Technion – כוחות לחץ הרוח השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – מהירות ממוצעת של הרוח ) cr(zמקדם חספוס פני השטח• התקן החדש מגדיר 5דרגות חספוס פני השטח, בניגוד ל 3דרגות חספוס (מאפייני פני השטח) במהדורה הישנה של התקן. 25 ) co(zמקדם אורוגרפיה – מבטא השפעות טופוגרפיות מקומיות NBRI-Technion • פרק ה' – מאפייני הרוח השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – דרגות חספוס פני השטח 26 דרגות חספוס פני השטח ומקדמי אפיון החספוס NBRI-Technion • פרק ה' – מאפייני הרוח השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – ) co(zמקדם אורוגרפיה – מבטא השפעות טופוגרפיות מקומיות • בתקן החדש יש התייחסות מפורטת לנושא של השפעות טופוגרפיות מקומיות ,בניגוד לגישה המפושטת של המהדורה הקודמת של התקן (מקדם .)M2 27 NBRI-Technion • פרק ה' – מאפייני הרוח השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – ) co(zמקדם אורוגרפיה – מבטא השפעות טופוגרפיות מקומיות 28מקדם sלצורך קביעת מקדם אורוגרפיה עבור מדרונות תלולים ומצוקים NBRI-Technion • פרק ה' – מאפייני הרוח השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – מקדם חשיפה • – kpמקדם השיא; – Ivעוצמת הטורבולנטיות 29 NBRI-Technion • פרק ה' – מאפייני הרוח השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – מקדם חשיפה מקדם חשיפה ) ce(zבתלות בגובה מעל פני השטח ודרגת החספוס של פני השטח 30 - NBRI-Technion • פרק ה' – מאפייני הרוח • פרק ו' – שיטות לקביעת ההשפעות הדינמיות של הרוח – התקן החדש מבדיל בין שתי שיטות לקביעת ההשפעות הדינמיות של הרוח: • שיטה מפושטת – מתאימה למבנים שאינם רגישים במיוחד להשפעות דינמיות של הרוח בכוון פעולתה • שיטה מפורטת – מתאימה למבנים הרגישים להשפעות הרוח 31 NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • פרק ו' – שיטות לקביעת ההשפעות הדינמיות של הרוח – קריטריונים לבחירה בין השיטות – שיטה מפושטת לקביעת המקדם המבני cscd – הסברים עקרוניים על תופעות דינמיות שונות ,כגון השלת מערבולות ,אי-יציבות אווירו-אלסטית והשפעת הפרעות דינמיות 32 NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • פרק ו' – שיטות לקביעת ההשפעות הדינמיות של הרוח • שיטה מפושטת 33 מקדם מבני עבור מבנים מבטון NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – – – – – – – – – – – 34 מקדמי לחץ עבור בניינים – הרחבה משמעותית של הנתונים בהשוואה למהדורה הקודמת של התקן ,בין היתר הכללת התייחסות למעטפות בניין כפולות; גגות ללא קירות -הרחבה משמעותית של הנתונים בהשוואה למהדורה הקודמת של התקן; רכיבי מבנה מבנים ורכיבי מבנה גליליים מבנים כדוריים קירות ניצבים חופשית ,מעקים ,גדרות ושלטים כוחות החיכוך הפועלים על קירות וגגות דגלים מבני מסבך -הרחבה משמעותית של הנתונים בהשוואה למהדורה הקודמת של התקן; תמירות אפקטיבית λומקדם הפחתה עקב תמירות ψλ מקדם הסיכוך ψs NBRI-Technion • פרק ז' – מקדמים אווירודינמיים השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – פרק זב מציג שיטה מפורטת לקביעת המקדם המבני לצורך הערכת השעות הדינמיות של הרוח בכוון פעולתו; – השיטה המוצגת בתקן מתאימה עבור מבנים אנכיים (בניינים ,מגדלים) ,מבנים אופקיים (קורות ,צנרות ,גשרים וכו') ומבנים דמויי נקודה (שלטים ,פנסים מיכלים מוגבהים וכו'); 35 NBRI-Technion • פרק ח' – חישוב דינמי מפורט השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל NBRI-Technion • פרק ח' – חישוב דינמי מפורט 36 מאפיינים כלליים של מבנים המתאימים לחישוב דינמי מפורט על פי השיטה המפורטת הכלולה בת"י )2008( 414 • פרק ט' – כללים לחישוב השלת מערבולות והשפעות דינמיות אחרות של הרוח – השלת מערבולות • 37 מהירות רוח קריטית – bרוחב יחסי של חתך המבנה בו מתרחשת תופעת השלת המערבולות; – ni,yתדר הטבעי של צורת תנודה iבניצב לכוון הרוח; – Stמספר סטרוהל; NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – – – – – – – 38 חישוב אמפליטודת התנודה עקב השלת מערבולות; חישוב מספר מחזורי האמצה של מבנה עקב השלת מערבולות; דהירה -תנודות לא יציבות בניצב לכוון הרוח בעלות שתי דרגות חופש ,הנגרמות ע"י גירוי עצמי של מבנים או רכיבים מבניים גמישים ,במיוחד בעלי חתך ערב לא מעגלי; השפעה הדדית של תנודות הניצבות לכוון הרוח; תהודה של השלת מערבולות; דהירת הפרעה ודהירה קלאסית; דיוורגנציה מבנית ורפרוף – צימוד לא יציב בין המאפיינים הדינמיים של הרוח ושל מבנים שטוחים גמישים מאוד (כגון שלטים ,גגות שטוחים זיזיים ,גשרים תלויים המיוצבים ע"י משקלם העצמי וכו') הגורם לעיוות משמעותי שלהם; NBRI-Technion • פרק ט' – כללים לחישוב השלת מערבולות והשפעות דינמיות אחרות של הרוח השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – תדר בסיסי – צורה מודלית של תנודות – מסה שקילה – דקרמנט לוגריתמי של ריסון • דקרמנט לוגריתמי של ריסון מבני • דקרמנט לוגריתמי של ריסון אווירודינמי • דקרמנט לוגריתמי של ריסון עקב אביזרים מיוחדים (כגון מסה מרסנת) 39 NBRI-Technion • פרק י' – מאפיינים דינמיים של מבנים • עיקרי השפעות של ת"י )2008( 414על משק הבנייה בישראל – הגברת בטיחות הכללית של הבנייה בישראל; – שיפור התפקוד וההתנהגות לאורך זמן של בניינים ומבנים הנדסיים אחרים הנבנים בישראל; – צמצום הסיכונים לפגיעה בנפש כתוצאה של כשל מבנים ו/או של רכיביהם עקב עומסי רוח קיצוניים; – צמצום הנזקים הכלכליים הנגרמים לבניינים ולמבנים הנדסיים אחרים כתוצאה של עומסי רוח 40 קיצוניים; NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל • עיקרי השפעות של ת"י )2008( 414על משק הבנייה בישראל – שיפור האיכות והאמינות של התקינה הישראלית המתייחסת לבניינים ומבנים הנדסיים אחרים ו/או לרכיבים ומערכות בניין שונות; – הקלה על השתלבות של מתכננים ושל גופים שונים הפועלים במשק הבנייה הישראלי בפעילות בנייה במדינות האיחוד האירופי; – הקלה על פעילות יצוא של מוצרי בנייה שונים, במיוחד למדינות האיחוד האירופי; 41 NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל – – – – 42 התקן החדש הינו מורחב וכוללני במידה ניכרת בהשוואה למהדורה הקודמת של התקן; בגלל היקפו ומורכבותו של התקן החדש הוחלט במועד פרסומו בשנת 2008לאפשר שימוש מקביל בשתי המהדורות של התקן ,ת"י )2008( 414החדש וגם התקן הישן ת"י 414 ( )1982במשך שנתיים מיום פרסום המהדורה החדשה של התקן .תוקף הרשאה זמנית זו פג בסוף שנת ;2010 התקן החדש הינו ברוח התקן האירופי לעומסי רוח ) ,EN 1991-1-4 (2005דבר היכול להקל על מתכננים וגורמי משק הבנייה הישראלי הפעילים בארצות האיחוד האירופי; נדרשת פעילות תקינה בישראל לצורך עדכון תקנים שונים בהם יש הפנייה לתקן ת"י .414פעילות זו נמצאת בעיצומה בימים אלה במסרקת מכון התקנים; NBRI-Technion • סיכום תודה עבור תשומת לבכם! 43 NBRI-Technion השפעת התקן ת"י )2008( 414 על משק הבנייה בישראל
