خرپشته چیست، ارتفاع خرپشته خرپشته در پلان

فضاهایی مانند خرپشته، بالکن ، تراس، حیاط خلوت یا نظایر آن، فارغ از اختصاصی یا مشاع بودن و متراژ غالبا محدود، به ویژه در زندگی‌های امروزی، کارکردهای بسیار و کاربردهای مختلف پیدا کرده‌اند. در این میان، خرپشته که پاگرد پشت بام نیز نامیده می‌شود، در منازل قدیمی، برای استفاده صاحبخانه به عنوان انباری یا حتی اتاقک دنج استفاده میشد اما امروزه در آپارتمان‌هایی که هر طبقه آن دارای چندین واحد مسکونی است، خرپشته ساختمان، یک فضای اختصاصی نیست و متعلق به تمامی ساکنان ساختمان است. بر این اساس، با توجه به مقررات ملی ساختمان، ساخت و طراحی خرپشته‌ها نیازمند رعایت استانداردها و الزامات خاصی است که در صورت عدم رعایت آن، جریمه و حتی تخریب در انتظار سازندگان خواهد بود.

در این مقاله، کاربردها و استانداردهای طراحی خرپشته، قوانین و مقررات مربوط به محاسبه بارگذاری آن، پوشش سقف و همچنین سوالاتی مانند اینکه آیا خرپشته جزء طبقات ساختمان محسوب می‌شود یا خیر؟ و سایر نکاتی که لازم است در این زمینه، برای آگاهی سازندگان و ساکنان ساختمان‌های مسکونی بدانید ارائه شده است.

خرپشته در ساختمان چیست؟

بر اساس تعریف ارائه شده در ضوابط و مقررات طرح تفضیلی شهرداری، خرپشته (ridge) یا راه پله پشت بام، فضای ارتباط عمودی است که از طریق پله و پاگردهای آن، طبقه آخر ساختمان را به پشت بام هدایت می‌کند. بر این اساس، خرپشته یا پاگرد پشت بام، جزء مشاعات است و هیچ یک از واحدها، حق استفاده شخصی از آن را ندارد. تعاریف دیگر خر پشته که در منابع مختلف و فرهنگ لغات ذکر شده، عبارتند از:

• خرپشته، اتاق کوچکی در پشت ‌بام است که آن را به راه‌ پله متصل می ‌کند.
• در گذشته به پشته‌‌ای که ارتفاع بخش وسط آن بلندتر از بخش ‌های کناری بوده و از اطراف سرازیر میشده، خرپشته می ‌گفتند.
• در فرهگ لغات فارسی، «خر» به معنای «بزرگ» است و خرپشته به معنای پشته بزرگ دراز ناهموار که میان آن بلند و دو طرف آن نشیب باشد، ذکر شده است. در تعریف دیگر، خرپشته هر منشور مثلث القاعده است که روی یکی از وجوه خود خوابیده باشد و بیشتر برای ساختمان سقف ها به کار میرود تا آب باران در آن دو سطح دیگر به واسطه نشیب نماند و زود فرود آید.

کاربرد خرپشته در ساختمان

خرپشته میتواند تنها به عنوان ورودی پشت ‌بام به راه ‌پله مورد استفاده قرار گیرد اما کاربردهای دیگر خرپشته، استفاده از آن به عنوان انباری، کارگاه کوچک، اتاقک یا محل تجهیزات آسانسور، روف گاردن (فضای سبز پشت بام) و حتی محل نگهداری کبوتر برای کبوتر بازان است! البته از خرپشته در برخی کشورها به عنوان محل استقرار خوانندگان گروه کُر کلیسا نیز استفاده می شود. اگر خرپشته، بزرگتر ساخته شود، میتوان آن را مانند زیرشیروانی، به عنوان واحد مسکونی کوچک لحاظ کرد که البته فضای غالب آن، بدون سقف است.

قوانین ساخت خرپشته

طبق قوانین شهرداری، ساخت خرپشته مجاز نیست و به بعد از دریافت مجوز پایان کار، موکول می ‌شود. در صورت توافق ساکنان، ساخت این واحد انجام می شود و تبعات آن بر عهده همگی است. تخلف معمولا با پرداخت جریمه به شهرداری حل می ‌شود اما بعضا ممکن است شهرداری به تخریب آن حکم دهد و شامل مجوز نباشد.

در پشت ‌بام برخی ساختمان ‌ها ارتفاع یک بخش بیشتر از سایر بخش ‌هاست و اتاق موتورخانه آسانسور با خرپشته یکسان است. طبق ضوابط در این شرایط، ارتفاع خرپشته باید بالاتر از پشت ‌بام و هم تراز سقف اتاق آسانسور باشد. در این رابطه، بر اساس ضوابط صدور پایان کار ساختمان شهرداری، ارتفاع اتاقك آسانسور از ارتفاع خرپشته نبايد بيشتر شود و حداكثر ارتفاع آن 2.8 متر است.

در مجموع برای ساخت خرپشته، اصول و استانداردهای زیر باید رعایت شود:

• ارتفاع خرپشته در ساختمان ‌هایی که خرپشته و اتاق آسانسور یکی هستند باید 280 سانتی ‌متر بالاتر از سقف (بام) ساختمان باشد.
• توصیه می شود دودکش در کنار خرپشته طراحی نشود.
• کف خرپشته به منظور تخلیه آب ناشی از بارندگی باید شیب ‌بندی شود.
• ارتفاع مفید خرپشته، حداکثر 2 متر و 20 سانتی ‌متر است.

ترسیم پلان خرپشته در ایتبس

ایتبس (ETABS)، یکی از پرکاربردترین نرم افزارها در رشته های مرتبط با سازه، خصوصا عمران برای تحلیل و طراحی سازه‌ های ساختمانی است و قابلیت این نرم ‌افزار برای تحلیل و طراحی این نوع سازه ‌ها، جهت گیری شده‌ است. تمام المان ‌های یک ساختمان برای این برنامه، شناخته شده هستند. پردازنده‌ های طراحی برنامه، بسیار کامل است و تمام المان‌ های ساختمان را میتوان در این نرم‌ افزار طراحی کرد.

در زمینه، نحوه برخورد با خرپشته در طراحی سازه ها در نرم افزار ایتبس، دو حالت کلی مطرح است:

• اول اینکه جرم لرزه ای خرپشته از 25 درصد جرم لرزه ای بام بیشتر باشد. در این حالت، خرپشته یک طبقه مجزاست.
• دوم اینکه از مقدار فوق کمتر باشد. در این حالت خرپشته میتواند طبقه مجزا لحاظ نشود.

بر این اساس، مطابق ضوابط استاندارد 2800 زلزله

اگر وزن خرپشته بیش از 25 درصد وزن بام باشد: خرپشته باید عینا در محاسبات سازه لحاظ شود؛ به این صورت که در محاسبه ارتفاع ساختمان و تعیین زمان تناوب، اثر ارتفاع خرپشته نیز دخالت داده می شود؛ یعنی طبقه خرپشته نیز به صورت یک طبقه مدل می شود و آخرین تراز خواهد بود و در صورت وجود بار شلاقی، این بار به تراز سقف آن اثر خواهد کرد؛ یعنی در زمان توزیع برش پایه، خرپشته مانند یکی از طبقات مشارکت می کند.

اگر وزن خرپشته کمتر از 25 درصد وزن بام باشد: از اثر ارتفاع آن در محاسبه ارتفاع ساختمان و زمان تناوب صرف نظر شده و در زمان توزیع برش پایه، خرپشته مشارکت داده نمی شود و صرفا اثر وزن آن به عنوان بخشی از وزن بام در محاسبات لحاظ می شود. در این رابطه، سوال مهم این است که چرا آیین نامه زلزله در صورت کم بودن وزن خرپشته از 25 درصد وزن بام، ارتفاع آن را در محاسبات سازه ای وارد نمی کند؟ در پاسخ باید گفت بر اساس آیین نامه، اگر وزن خرپشته کمتر از 25 درصد وزن بام باشد، نمیتواند روی شکل مودها تاثیر بگذارد و فقط حکم یک قطعه الحاقی برای طبقه زیر خرپشته را خواهد داشت.

همچنین اگر دو خرپشته بر روی یک بام وجود داشته باشد که از طریق سقف به یکدیگر متصل نشده باشند، در صورتی که وزن هر یک جداگانه و به تنهایی کمتر از 25 درصد باشد، میتوان آنها را به عنوان قطعات الحاقی در نظر گرفت و مشارکتی در توزیع برش نخواهند داشت اما اگر تعداد آن بیشتر شد، بهتر است به صورت طبقه مدل شوند و چنانچه توسط سقفی به یکدیگر متصل شده باشند به صورت واحد در نظر گرفته می شوند که در این صورت اگر وزن آنها بیشتر از 25 درصد وزن بام باشد باید به عنوان طبقه مدل شوند.

بارگذاری خرپشته در ایتبس

نحوه محاسبه بارگذاری خرپشته در نرم افزار ایتبس (ETABS) بسیار مهم است. به طور کلی بارگذاری خرپشته از سه قسمت کلی تشکیل شده است:

• دیوارهای خرپشته
• کف خرپشته
• بار اصلاح وزن موثر لرزه¬ای Mass

در زیر، در قالب یک مثال کاربردی، نحوه محاسبه بارگذاری در سه قسمت بالا ارائه شده است.

بار ستون خرپشته

اگر فرض کنیم وزن دیوارهای اطراف  220 (kgf/m2) و ارتفاع این دیوارها نیز 3 متر باشد، بار خطی که این دیوارها بر روی تیرهای طبقه بام اعمال می کنند، برابر است با: 660220*3 kgf/m =

برای اعمال این بار به طبقه بام رفته و این تیرها را انتخاب و سپس بار خطی kgf/m)) 660 را به آنها اعمال می کنیم.

نحوه محاسبه وزن خرپشته

بار کف خرپشته همان بار بام است. برای محاسبه بار بام، باید بار مرده، بار زنده و بار برف را محاسبه کرد. در اینجا نیز باید همین بارهایی که به بام وارد می شود، به خرپشته نیز وارد کنیم؛ یعنی: بار مرده + بار زنده + بار برف = بار کف خرپشته

• بار مرده خرپشته : برای محاسبه بار مرده کف خرپشته به طبقه خرپشته میرویم و بار مرده (kgf/m2) 433 که مربوط به سقف تیرچه بلوک در تراز بام است، به آن وارد می کنیم.

• بار زنده خرپشته : برای محاسبه بار زنده به طبقه خرپشته میرویم و بار زنده (kgf/m2) 150 از نوع Lroof به آن وارد می کنیم. بار زنده بام طبق جدول 6-5-1 مبحث ششم برابر با (kgf/m2) 150 است.

• بار برف: فرض کنید بار برف بام نیز طبق بند 6-7-2 مبحث ششم برابر (kgf/m2) 100 به دست آمده است. در تصویر زیر، نحوه اعمال بار برف، نشان داده شده است.

محاسبه وزن موثر لرزه ای Mass

از آنجا که در این پروژه، وزن خرپشته کمتر از 25 درصد وزن بام است، خرپشته یک طبقه مستقل محسوب نمی شود. در این حالت باید وزن خرپشته را به وزن بام اضافه کنیم. منظور از وزن، همان وزن موثر لرزه ای است؛ یعنی وزنی که در هنگام زلزله مشارکت می کند. در این زمینه، سوالات زیر مطرح است:

• نحوه محاسبه وزن موثر لرزه ای طبقه خرپشته: طبق استاندارد 2800 وزن موثر لرزه ای به این صورت محاسبه می شود: بار مرده + 0.2 (بار زنده بام یا بار برف)
  از بین بار زنده بام و بار برف فقط کافی است یک مورد را اعمال کنیم. در این پروژه، چون بار زنده بام بیشتر از بار برف است، بنابراین وزن موثر لرزه ای برابر است با:

بار مرده + 0.2 بار زنده بام = وزن موثر لرزه ای

463 (kgf/m2) = (150)0.2 + 433

• نحوه اضافه کردن وزن خرپشته به وزن بام: در این رابطه باید نیروی محوری ایجاد شده در هریک از ستون های اطراف خرپشته را محاسبه و به صورت چهار بار متمرکز به طبقه بام اضافه کنیم.

463 kgf/m2*(5.4*4.4 m2)/4= 2750 kgf

بنابراین به طبقه بام رفته و ستون های اطراف خرپشته را انتخاب کرده و بار محوری 2750 kgf از نوع بار mass را وارد می کنیم.

بارگذاری خرپشته در حالت تحلیل طیفی

در روش استاتیکی معادل، اگر وزن آن کمتر از 25 درصد وزن بام باشد، نیروی زلزله را به طبقه بام وارد نمی کنیم اما در روش طیفی، وزن موثر لرزه ای خرپشته نیز لحاظ می شود و نیاز به اضافه کردن وزن خرپشته تحت الگوی بار Mass به چهار ستون اطراف نیست. از آنجا که در همپایه سازی برش پایه ها به برش پایه استاتیکی نیاز داریم، بهتر است وزن خرپشته را تحت الگوی بار Mass مطابق توضیحات قبلی به چهار ستون اطراف وارد کرده و برش پایه استاتیکی را برداشت کنیم. سپس بار Mass که به چهار ستون اطراف وارد شده، حذف و سازه را مجددا آنالیز می کنیم. اگر در تحلیل طیفی وزن خرپشته که تحت الگوی بار Mass اعمال شده، حذف نکنیم، سازه را دست بالاتر طراحی کرده ایم که مطلوب نیست.

دو حالت مطرح شده در زمینه نحوه برخورد با خرپشته در طراحی سازه ها در نرم افزار ETABS را میتوان به تفصیل، به صورت زیر عنوان کرد:

حالت اول:

در حالت اول چون خرپشته یک طبقه مجزاست، صرف نظر از تحلیل استاتیکی یا دینامیکی، خرپشته، مدل شده و نیروی زلزله استاتیکی تا تراز خرپشته توزیع می شود. چون مبنای همپایه سازی برش پایه دینامیکی، مقدار برش پایه استاتیکی به دست آمده از محاسبات نرم افزار است، تنظیمات صحیح برای برش پایه استاتیکی نیز دارای اهمیت است، مگر اینکه محاسبه برش پایه استاتیکی به صورت دستی انجام شود. چون در محاسبه جرم لرزه ای خرپشته، نیمی از وزن دیوار زیر خرپشته نادیده گرفته می شود این بار به صورت بار اصلاح جرم به خرپشته اعمال می گردد.

همچنین به طبقه بام نیز باید بار اصلاح جرم به اندازه نصف وزن تیغه های طبقه زیر بام و نصف وزن دیوارهای پیرامونی (و هر دیوار دیگری که شرایط تبدیل بار آن به بار گسترده معادل را ندارد) اعمال شود. در مورد تیرهای زیر خرپشته در تراز بام، این بار معادل سازی بر اساس نصف اختلاف وزن دیوارهای رو و زیر آنها اعمال می شود. اگر ارتفاع دیوار زیر خرپشته با ارتفاع دیوار طبقه پایین بام یکسان باشد عملا مقدار این بار معادل سازی برابر صفر است.

حالت دوم:

در حالت دوم که خرپشته جرم لرزه ای کمتر از 25 درصد جرم لرزه ای بام دارد و جزء طبقات محسوب نمی شود، میتوان به شکل زیر عمل کرد: توزیع نیروی زلزله میتواند تا طبقه بام یا در جهت اطمینان تا خرپشته انجام شود. اگر توزیع نیرو تا طبقه بام انجام گیرد، میتوان خرپشته را مدل نکرد اما در این صورت باید وزن آن را به صورت بارهای نقطه ای یا خطی و یا ترکیبی از آنها به طبقه بام اعمال کرد. در این صورت، نیازی به اعمال بار اصلاح جرم مربوط به خرپشته نیست. در هر صورت، چه خرپشته مدل شود و چه نشود، بار اصلاح جرم ناشی از نصف وزن تیغه ها و دیوارهای طبقه زیر بام باید به طبقه بام اضافه شود.

اگر خرپشته مدل شود و توزیع نیروی زلزله تا تراز بام باشد، باید بخشی از وزن خرپشته که مستقیما به بام اعمال نمی شود (ناشی از بار مرده و درصد موثر بار زنده یا برف وارد بر خرپشته) به صورت بار اصلاح جرم به طبقه بام به طرز مناسبی اعمال شود. اگر خرپشته مدل شود و توزیع نیروی زلزله در جهت اطمینان تا خرپشته باشد، میتوان از اعمال بار اصلاح جرم به آن صرف نظر کرد اما در هر صورت بار اصلاح جرم باید به طبقه بام اعمال شود. این بار برابر نصف کل بار دیوارها و تیغه¬ های زیر طبقه بام است و به خاطر اعمال تمام بار دیوار خرپشته به بام، چیزی از این بار اصلاح جرم کاسته نمی شود.

در این رابطه توجه به دو نکته زیر حائز اهمیت است:

نکته اول: به تیر طبقه بام در زیر خرپشته نیز باید نصف بار اصلاح جرم ناشی از دیوار طبقه زیر آن نیز اعمال شود. این تیر دارای یک جرم لرزه ای شامل همه بار دیوار روی خود و نیمی از جرم لرزه ای دیوار طبقه زیر خود است. جرم لرزه ای ناشی از دیوارهای روی خود به صورت خودکار اعمال می شود و تنها جرم لرزه ای طبقه زیر آن باید به صورت دستی در نرم افزار به صورت بار اصلاح جرم اعمال شود. اگر خرپشته مدل شود و توزیع نیروی زلزله در جهت اطمینان تا خرپشته باشد، میتوان نصف جرم لرزه ای ناشی از دیوار زیر خرپشته را به صورت بار اصلاح جرم به خرپشته اعمال کرد. در این صورت برای تیر زیر تراز زیر خرپشته بار اصلاح جرم ناشی از خرپشته بر اساس نصف اختلاف وزن دیوار رو و زیر این تیر خواهد بود.

نکته دوم: در مورد سازه های با سیستم قاب خمشی (فولادی یا بتنی) در صورت اتصالات گیردار تیر به ستون در طبقه خرپشته، با توجه به اینکه ناشی از بارهای ثقلی در ستون، لنگر خمشی ایجاد خواهد شد و این لنگر خمشی به بام و ستون زیر بام منتقل می شود، بهتر است برای لحاظ کردن رفتار صحیح سازه، در اینگونه موارد خرپشته در مدل دیده شود و حذف نشود.

ارتفاع جان پناه خرپشته

این مبحث از موضوعات قابل توجه در محاسبات خرپشته است. بر اساس ضوابط و مقررات شهرداری، برای جلوگیری از خطرات احتمالی، تمام ساختمان ‌ها از جمله خرپشته باید دارای جان‌ پناه یا دیواری باشد که دور تا دور بام ساختمان کشیده می ‌شود. اگر این بخش از ساختمان با بام یکسان باشد، استاندارد ارتفاع جان ‌پناه خرپشته به شرح زیر است:

• ضخامت، 20 سانتی متر و ارتفاع، 80 سانتی متر
• ضخامت، 10 سانتی‌ متر و ارتفاع، 70 سانتی‌ متر

پس از ساخت جان ‌پناه باید سطح آن را با سنگ، سیمان یا فلز پوشش داد. این سطح باید دارای شیب به سمت بام خرپشته باشد تا در صورت بارندگی، آب اضافه به سرعت تخلیه شود. همچنین در این زمینه، باید دیتیل یا برش های جزئی دیوار جان پناه مدنظر قرار گیرد. دیتیل های چهارگانه دیوار جان پناه در قالب تصاویر زیر عبارتند از:

• دیتیل دیوار جان پناه، جزئیات با درپوش فلزی

توضیحات تصویر:

1: ورق گالوانیزه فلزی با ضخامت 0.75 میلی‌متر

2: لایه ضدرطوبت سراسری

3: پیچ جهت نصب تسمه فلزی به بلوک چوبی به فواصل 600 میلی‌متر

4: تسمه فلزی به ضخامت 3 میلی‌متر و به عرض 30 و به فواصل 600 میلی‌متر

5: درپوش بتنی به عیار 250 کیلوگرم سیمان در مترمکعب

6: بلوک چوبی به ابعاد 30*40*50 در بتن درپوش کار گذاشته شود

7: تست انداز آجری

8: پوشش نهایی (طبق جزئیات دیوار خارجی)

• دیتیل دیوار جان پناه، اتصال به بام

توضیحات تصویر:

1: ملات ماسه و سیمان به ضخامت 15 میلی‌متر جهت محافظت عایق

2: اندود ماسه و سیمان

3: آجرچینی جهت محافظت عایق رطوبتی

4: دیوار آجری

5: عایق رطوبتی

6: ملات ماسه و سیمان نرم جهت بستر عایق

7: دوغاب سیمان

8: ازاره موزائیکی

9: ماهیچه سیمانی

10: بتن سبک جهت شیب بندی

11: ماهیچه بتنی

12: ساختار اصلی سقف مطابق نقشه های سازه

• اتصال به بام (با فرمت متفاوت نسبت به دیتیل قبلی)

توضیحات تصویر:

1: انتهای تور سیمی توسط میخ به فواصل 300 میلی‌متر به دیوار نصب شود

2: اندود ماسه و سیمان به عیار حداقل 250 کیلوگرم سیمان در متر مکعب

3: تور سیمی یا رابیتس

4: دیوار آجری

5: عایق رطوبتی

6: بستر عایق از ملات ماسه و سیمان نرم

7: ملات سیمان و پودر سنگ

9: پوشش نهایی بام طبق نقشه های معماری

10: ماهیچه بتنی

11: بتن سبک جهت شیب بندی

12: ساختار اصلی سقف مطابق نقشه های سازه

استاندارد درب خرپشته

درب های ساختمان ها، بنا به نیاز کارفرما و محیط استفاده، در ابعاد مختلف، قابل ساخت هستند و بنا به استانداردها و تجربیات، ساخت انواع درب در ابعاد و متریال های مختلف، رایج است. در این میان، درب خرپشته از پروفیل ساخته می شود که نوع پروفیل آن عبارتند از: کلاف برای ساخت چارچوب، سپری که برای چارچوب استفاده می شود و برای شیشه خور و ورق خور آن نیز همان سپری استفاده می شود، زیرا درب باید به سمت بیرون باز شود. برای مشاهده قیمت پروفیل امروز به صفحه قیمت پروفیل در سایت مرکزآهن مراجعه کنید.

ارتفاع خرپشته در نما

در طراحی نمای خرپشته بهتر است از مصالح متناسب با طرح قالب نمای ساختمان استفاده شود. با این حال، تفکیک خط بام با بافت متفاوت، نمای جذاب ‌تری ایجاد می‌ کند. همچنین ساخت روف گاردن (Roof Garden) یا فضای سبز روی پشت بام گلخانه که ممنوعیت قانونی نیز ندارد، برای استفاده از فضای خر پشته بسیار مفید است.

پوشش سقف خرپشته

برای سقف خرپشته به منظور مقابله با شرایط جوی و ورود پرندگان، باید پوشش مناسب مانند پوشش های نورگیر و عایق صدا در نظر گرفت تا در مکان های شلوغ یا هنگام باران شدید، مزاحمت ایجاد نکند. یکی از گزینه ها که برای پوشش سقف پاسیو نیز استفاده می شود، نورگیر حبابی است اما به دلیل گران قیمت بودن چندان توصیه نمی شود. گزینه دیگر، نورگیر پلی کربنات به عنوان یک متریال مقاوم و سبک است که طی سال های اخیر، کاربرد فراوانی در صنعت ساختمان پیدا کرده و برای انواع پوشش سقف در خرپشته و فضاهای دیگری مانند پارکینگ، سونا، استخر، آلاچیق، حیاط خلوت و پاسیو استفاده می شود. با توجه به اینکه در خرپشته، بار زیادی بر روی سقف وارد نمی شود و مقاومت مصالح در برابر شرایط جوی اهمیت دارد، استفاده از نورگیر پلی کربنات می تواند مسیر سریع برای پوشش سقف در این فضا باشد و در عین حال موجب زیبایی خرپشته شود.