اصول مقاوم سازی ساختمانها

خرید این محصول

» :: شرعیات استوار سازی ساختمانها

- آغاز

بارهای غیر محتمل یا غیرمعمول شامل بارهایی می‌باشند که باب روش‌های متداول، سازه معمولاً برای آنها طراحی نمی‌گردد. دو گروه عمدة این به‌دفعات عبارتند از:

1- بارگذاری ناشی از ترکیدن

2- بارگذاری ناشی از زدن و تصادم

انفجار ممکن است باب داخل یا برون ساختمان روی دهد. این انفجارها می‌تواند ناشی از عواملی نظیر موارد ذیل باشد:

1- انفجار بمب

2- ترکیدن و مشتعل شدن دندان

3- حمل و شیرینی مواد شیمیایی منفجر شونده یا گاز

4- ملموس ترین الگو از بار ضربه‌ای، تصادم وسائط نقلیه با سازه می باشد.

در این مقاله ‏‏، عملکرد اجزای ساختمان در برابر بارگذاری ناشی از این قبیل انفجارها و تصادم بررسی می‌شود.

نتایج حاصل از تحقیقات انجام گرفته بر روی نحوة بارگذاری انفجار و بررسی میدانی انجام شده حرف روی حجم و میزان خرابی‌های بوجود آمده در حوادث روی داده نشان می‌دهد که پاس ناشی از ترکیدن و تصادم از یک طبیعت دینامیک برخوردار می‌باشد، اما در اثنا طراحی اغلب ثانیه را بصورت استاتیکی فرض کرده و کنترل ها بر آن اساس انجام می‌گیرد.

طرحی سقف‌ها، دیواره ها و اتصالات مرتبط به نحوی که اسم فروپاشی و انهدام ساختمان گردد از اهمیت به سزائی بهره‌مند است. در این نوشته آماج ارائه روشهایی برای ایمن سازی ساختمانهای مسکونی آجری در مقابل انفجار و تصادم است. برای تحقق این آماج مطالعات باب چند مرحله انجام می‌گیرد.

نخست سعی می گردد، ساختمانهای بنایی رایج در کشور دسته‌بندی گردد و مشخصات فنی آنها بویژه از دیدگاه انفجار و تصادم، مورد بررسی حقیقت شود. سپس کوشش خواهد شد تا بر اساس روشهای متداول و استاندارد برای آنالیز و طراحی ساختمانهای آجری، عملکرد آنها در برابر ترکیدن و تصادم و مناطق ضعف احتمالی در طراحی‌های باب Kآنها در آنهامورد خواندن قرار گیرد.

در نهایت ، حرف اساس مباحث بعمل آمده، توصیه‌هایی برای بهبود اقدام و مقاوم‌سازی ساختمانهای بنایی عرضه خواهد شد.

2- دسته‌بندی ساختمانهای آجری

ساختمانهای بنایی شامل کلیة ساختمانهایی است که با صلاحدید فشاری نظیر آجر، بلوک بتنی، سنگ خشت و امثالهم و ملات بناگر گردیده و دیوارهای ضخیم بارکش باب آنها مسئولیت انتقال وزن سازه و سربارهای موجود را به شالوده دارند. باب میان انواع ساختمانهای بنایی،‌ ساختمانهای آجری بویژه در شهرها از فراوانی بیشتری انتساب به سایر انواع بهره‌مند می‌باشند و لذا تکیة ‌اصلی بحث بر روی این قبیل ساختمانها می‌باشد.

بطور کلی ساختمانهای بنایی به سمت چهار گروه تقسیم می‌گردند.

1- ساختمانهای بنایی غیرمسلح

2- ساختمانهای بنایی نیمه مسلح

3- ساختمانهای بنایی تفنگدار

4- ساختمانهای بنایی مرکب

خصوصیات کلی این چهار سنخ ساختمان، به اختصار بشرح زیر می‌باشد:

1- ساختمانهای بنایی غیر مسلح

این قبیل ساختمانها قدیمی‌ترین و متداولترین نوع بنا را در کشور تشکیل می‌دهند و در اکثر شهرها و روستاها بچشم می‌خورند. این ساختمانها در روستاها حرف استفاده از مصالح محلی مانند خشت صفت یا سنگ‌های رودخانه‌ای و حرف بکارگیری ملات گل ساخته شده و بام آنها بصورت گنبدی از خشت خام یا تیرهای چوبی پوشیده از تراب بناگر شده است. اما در شهرها اکثراً از آجرهای فشاری با کیفیت متوسط، و در برخی موارد از بلوک‌های بتنی دوست با ملات رمل سیمان بنا می‌گردند،‌ و پوشش سقف‌ها را تیر آهن یا تیرچه بلوک، و باب ساختمانهای قدیمی تر الوارهای چوبی، تشکیل می دهند. در این ساختمانها، یعنی ساختمانهای بنایی     غیر مسلح، آنچه بطور عمده مقاومت لازم را در برابر بارهای جانبی عمود حرف صفحه دیوار تأمین می‌نماید، دیوارهای برگشتی موجود است. در تصاویر (1) و (2) نمونه هایی از این ساختمانها مشاهده می‌گردد که پوشش سقف اولی حرف استفاده از سیستم تیرآهن و طاق ضربی و دیگری با بکارگیری تیرچه‌های پیش اسم تفنگدار و بلوکهای بتنی،‌ انجام شده است.

در احداث این قبیل ساختمانها اکثراً نکات اجرایی بسیاری نادیده گرفته می‌شود از جمله این موردها می‌توان به سمت نکات زیر اشاره نمود:

1- زوال اجرای دیوارهای برگشتی باب انتهای دیوارهای باربر و طول کوتاه آنها در صورت ادا که عملکرد مناسبی را از خود نشان نخواهد داد.

2- التصاق نامناسب دیوارهای بارکش با دیوارهای عمود بر ادامه آنها به نحوی که اسم عملکرد دیوارهای مذکور بصورت پشت بند خواهد شد. این قبیل دیوارها یا باید بصورت هشتگیر و با قفل و بست کافی و بطور همزمان احداث گردند و یا آنکه بوسیله میل مهارهای کافی به یکدیگر دوخته شوند.

3- عدم اجرای زیر سری مناسب برای قرار د ادن سیستم سقف بر روی دیوارهای باربر که سبب انتقال و پخش نامناسب بارها از سقف به دیوار و بروز ترکهای برشی در دیوار باربر و باب زیر نقاط اعمال پاس می‌ گردد. همچنین این امر باعث عدم پیوستگی کافی مابین سقف و دیوار گردیده و بام در برابر بارهای جانبی می‌تواند از روی دیوار فرار نماید. در ضمن همانطور که در ادامه تشریح خواهد شد، دیوارهای بارکش کناری بدلیل زوال اتصال کافی به سقف، بصورت طره عمل نموده و اوج مؤثر آنها در عمل بیش از ارتفاع واقعی دیوار خواهد شد. تصویر(3) نمونة‌ مستندی از فرار دیوار باربر از زیر بام طاق ضربی و عملکرد طره‌ای دیوار در زلزلة واحد زمان ( 1369 در شهر منجیل را نمایش می‌ دهد. بسته و باغ ناچیز دیوار برگشتی نتوانسته است اسم فرار دیوار گردد.

2- ساختمانهای بنایی نیمه مسلح

این دسته از ساختمانهای بنایی صفت تالی گروه قبل می‌باشند با این اختلاف که جانب بهبود رفتار آنها در برابر بارهای جانبی و تأمین پیوستگی سقف از عناصری بسان کلاف فوقانی و تحتانی استفاده می‌گردد. وجود این کلافها که باید بطور پیوسته دور حرف دور ساختمان را فرا گیرد اتصال سقف و دیوارهای بارکش را بهبود می‌بخشد و با ایجاد تکیه‌گاه درخور برای پانلهای دیوار،‌ ارتفاع مؤثر دیوار را در حدود ارتفاع واقعی آن رسم می‌دهد.

در تصویر (4) الگو ای از این قبیل ساختمانها ملاحظه می‌گردد. چنانچه دید می‌شود در این ساختمان از کلاف افقی اسم سقف بعنوان زیر سری استعمال شده است و تیرآهن‌های بام طاق ضربی بر روی آن قرار گرفته است. در این روش اجرایی اگر چاه بدلیل عدم مهار تیرآهن‌های بام به تکیه‌گاه‌های جانبی پیوستگی مناسبی در حاکی بام ایجاد نمی‌گردد، اما بخاطر وجود کلاف یکپارچة محیطی، ساختمان در برابر بارهای جانبی استحکام بیشتری نسبت به سمت ساختمانهای گروه قبل خواهد داشت. ] لازم به سمت ذکر است این ساختمان پس از زلزلة واحد زمان ( 69 منجیل،‌ تندرست برجا مانده است [

3- ساختمانهای بنایی مسلح

باب صورتی که علاوه حرف تعبیة کلافهای افقی در تراز پی و سقف ساختمان بنایی، حرف بکارگیری کلافهای استوار در  دیوارهای باربر، کلافهای مذکور را به یکدیگر مرتبط نموده و یا به کمک میلگردهای افقی و قائم دیوارهای برشی تسلیح گردند، ساختمان بنایی تفنگدار می‌گردد و بخاطر بود این کلاف بندی،‌ سازه قادر به عملکرد خمشی و برشی خواهد بود. بکارگیری شبکه های میلگرددردیوارهای استوار گرچه مناسب‌ترین اقدام را دربرابربارهای جانبی درون برگ ای  و عمود حرف آن بوجود می‌آورد،‌ اما بدلیل صعوبت اجرا و هزینه‌های نسبتاً بالا،‌ کمتر مورد تدقیق واقع شده‌اند. بهر حال، آنچه بعنوان یک حداقل در ساخت ساختمانهای بنایی الزام شده است،‌ بکارگیری کلافهای افقی و استوار پیوسته به یکدیگر است.

لازم به سمت ذکر است که این قبیل ساختمانها را نباید با ساختمانهای اسکلت فلزی و بتنی که در آنها اسکلت باربر مسئولیت انتقال بارها را حرف عهده دارد،‌ و دیوارها بصورت میانقابهای پرکننده بکار می‌ روند. اشتباه گرفت.

عملکرد این ساختمانها، بعلت نحوة دیگرسان ساخت آنها،‌ حرف یکدیگر تارک اساسی دارد؛ بطوری که در ساختمانهای با اسکلت باربر پس از احداث اسکلت، قابهای خارجی به سمت وسیله مصالح بنایی آکنده می‌گردد. اما در ساختمانهای بنایی مسلح، اجرای کلافهای قائم و یا ستونها غالباً بطور همزمان با اجرای دیوارهای باربر اجرا می‌گیرد و پس از تتمیم احداث دیوارهای خارجی کلاف افقی فوقانی، در تراز سقف بر روی دیوارها قرار افسرده و به کلافهای قائم متصل می‌شود. مثالی از این نحوه اجرا در تصویر  (7) مشاهده می‌گردد.

اجرای مناسب این نوع از ساختمانهای بنایی می تواند مانع ابراز معایبی که برای ساختمانهای بنایی غیرمسلح بر شمرده شده، گردد و بر آن اساس یکپارچگی و استحکام کافی برای سازه بنایی آماده می‌آید.

ایجاد تکیه‌گاه درخور برای پانلهای دیوار و سقف،‌ توزیع و انتقال بارهای ثقلی و جانبی توسط سقف و دیوارهای پیوسته، و افزایش پایداری کلی عامل در برابر بارهای مختلف، مزیت‌های اجرای صحیح ساختمانهای بنایی مسلح می‌باشد.

4- ساختمانهای بنایی مرکب

ترکیب یکی از سه سیستم بالا حرف اسکلت بندی معمولاً فلزی و بندرت بتنی که اکثراً برای افزایش فضای مفید ساختمان انجام می‌ گیرد، ساختمانهای بنایی مرکب را تشکیل می دهد. هزینة اجرایی این قبیل ساختمانها که دارای دیوارهای خارجی بارکش می‌باشند به مراتب از سازه‌های اسکلت فلزی یا بتنی کمتر می‌‌باشد. در فضای داخلی ساختمانهای بنایی مرکب، برای احتراز از دیوارهای حائل حجیم باربر، از ستونهای فلزی یا بتنی استفاده می‌گردد و در نتیجه بارهای ثقلی توسط هر تاخت سیستم دیوار بارکش و اسکلت بندی به شالوده منتقل می‌شود. لیک تحمل بارهای جانبی بدلیل اتصالات مفصلی تیرها به سمت ستونها،‌ تنها حرف دیوارها باربر جانبی محلول می‌گردد حرف با عملکرد برشی خود اسم بروز خرابی در سازه گردند. اجرای این قبیل ساختمانها که حجم وسیعی از ساختمانهای بنایی حاضر در شهرها را در برگرفته و غالباً بصورت یک یا دو اشکوبه و در عامل قدیمی‌تر حتی تا چهار طبقه نیز احداث گردیده‌اند، نیازمند رعایت اصول فنی مربوط به تمام تاخت سیستم دیوار و اسکلت باربر بوده و تمهیدات کافی جهت ایجاد پیوستگی بایست در اتصالات و یکپارچگی سازه باید باب نظر گرفته شود. تصاویر (5) تا (7) نمونه‌ای از این ساختمانها را نمایش می‌دهند که به سمت ترتیب بنا بنایی غیر مسلح، نیمه مسلح و مسلح با اسکلت فلزی داخلی ساختمان تشکیل شده‌اند، که حال اخیر،‌ مستحکمترین عامل بنایی مرکب را ایجاد می‌نماید.

وجود سیستم باربر مقاوم و مناسب در ساختمان تا حدودی زیادی از فروپاشی و تخریب کامل ساختمان جلوگیری می‌ نماید. بدین ترتیب ساختمانهای بنایی غیر مسلح و نیمه مسلح، در مقایسه حرف سایر انواع ساختمانها، کمترین مقاومت را باب برابر بارهای غیر مترقبه و به خصوص انفجار و تصادم از خود آرم خواهند داد. اگر در این ساختمانها دیوارهای برگشتی اجرا نشده و یا به سمت خوبی به دیوارهای بارکش متصل نگردند، دیوارها بارکش خارجی که تنها شامل پوشش سقف ساختمان می‌باشد، بصورت دال یک طرفه‌ای در راستای ضعیف دیوار،‌ یعنی عمود بر درزهای افقی دیوار، ادا نموده و باب صورتی که بارگذاری ناشی از انفجار بر مقاومت دیوار غلبه نماید،‌ دیوار و در پی آن بام سازه پایین می‌ریزد. همچنین زوال التصاق مناسب سیستم سقف سازه به دیوارهای بارکش اطراف،‌ به خصوص در ساختمانهای بنایی غیرمسلح که فاقد کلاف افقی می‌باشند،‌ امکان حرکت نسبی سقف از روی دیوارها و فروریزی آن‌‌ را افزایش می‌دهد.عدم پیوستگی سقف ودیوارها موجب عملکردطره‌ای دیوار گردیده و برامکان حرکت نسبی بام و دیوار می‌افزاید. این مسئله در تصویر (8) بطور شماتیک نمایش داده شده است.

سازه های بنایی تفنگدار بشرط اجرای صحیح و مناسب جزئیات اجرای مرتبط و تامین پیوستگی‌های مورد نیاز در اتصالات،‌ کاملترین نوع سازه بنایی را تشکیل می دهند. نحوه صحیح اجرای جزئیات مذکر در اکثر مراجع ارزشمند اجرایی بسان دستورالعملهای منتشره از سوی اداره برنامه و بودجه، ذکر شده اند. در این دسته از سازه‌های بنایی وجود کلافهای افقی و قائم عملکرد سازه را در برابر نیروهای جانبی درون صفحه‌ای و عمود بر صفحه به میزان قابل توجهی تندرستی می‌ بخشند.

کلافهای افقی پیوستگی مورد نیاز را باب سیستم سقف آماده نموده و از فروریزی آن تا حد زیادی ممانعت می نماید؛ و اتصال مناسب کلافهای افقی و استوار به دیوار،‌ عملکرد دیوار را به جانب دال تختی با تکیه گاه‌های ساده در چهار جانب متمایل می‌کند.

چنانکه ذکر شد ، محصور شدن دیوارهای باربر در کلافهای پیرامون آن، نه عزب بر توانایی مقاومت دیوار در بربر بارهای غیرمترقبه‌ای می‌افزاید بلکه در افزایش استطاعت خمشی و برشی دیوار در تطبیق با بارهای درون صفحه ای به ویژه نیروهای ناشی از زلزله، مؤثر می‌باشد.

ساختمانهای بنایی مرکب،‌ که آخرین گروه از طبقه‌بندی اجرا گرفته را تشکیل می‌دهند. شرایط بسیار متغیری دارند؛ و بر حسب آنکه از ترکیب کدامیک از سه گروه پیشین سازه‌های بنایی، با اسکلت فلزی یا بتنی ایجاد شده باشند،‌ در برابر بارهای غیر مترقبه عملکرد خاصی از خویش آرم می‌دهند. این نوع از ساختمانها بدلیل التصاق نسبتاً مقاوم تیرهای سقف با ستونهای داخلی کمتر دچار ریزش سقف در فضاهای میانی می‌گردند.

3- روشهای مقاوم سازی ساختمانهای آجری در برابر بارهای غیرمترقبه

3-1- روشهای طراحی

پیوسته ممکن نیست حرف آنالیز یک سازة‌ معمولی را برای تحمل بارهای غیرمترقبه‌ای ماند تصادم وسائط نقلیه و یا ترکیدن مواد منفجره و امثالهم انجام دادن، زیرا مکان و حجم بارگذاری ناشی از بروز چنین حوادثی معمولاً غیر قابل پیش‌بینی است، از طرفی باب بسیاری از موردها طراحی اعضایی که توان تحمل قید نیروهایی را داشته باشند پرهزینه و غیراقتصادی خواهد بود. حرف وجود این، نادیده گرفتن خطر بارهای غیر مترقبه باب طراحی ساختمانها نیز می‌تواند به سمت عواقب غیرقابل قبولی بیانجامد.

البته می‌توان بحرانی‌ترین فضاها را که بیشترین میزان اتفاق حوادث را بخود اختصاص می دهند، تعیین نمود و استوار سازی سازه را کمینه برای آن فضاها انجام داد.

باب حقیقت پس از حادثة انفجار در طبقة هجدهم ساختمان پانلی Ronan Point باب سال 1968، در لندن، و انهزام یکی از پانلهای خارجی طبقة مذکور، فروپاشی پنج طبقه بالای ثانیه که موجب بروز خرابی پیش رونده تا طبقة همکف ساختمان گردید، توجه محققان بر طراحی ساختمانهای مقاوم در جلو چنین بارهای غیرمترقبه‌ای مورد نظر گردید.

روشهای جوراجور جانب کاهش اثرات مخرب بارهای غیرمترقبه بصورت زیر دسته‌بندی می‌گردند:

1- طراحی برای جلوگیری  از وقوع یا محدود ساختن خطر بارهای غیر مترقبه

2- طراحی در جلو بارهای غیر مترقبه به سمت روش غیر مستقیم

3- طراحی دربرابربارهای غیرمترقبه به سمت روش مستقیم یک طراح بسته به ماهیت الگو سازه،‌ اهمیت آن واحتمال بروزحوادث غیرمترقبه وهمچنین داده‌ها و آگاهی‌های موجود، می‌ تواند یکی از این روشهای طراحی را که درذیل تشریح خواهند شد، انتخاب نموده و بکار بندد.

3-2- طراحی برای جلوگیری از وقوع یا محدود ساختن بیم بارهای غیرمترقبه

مقصود از این حلف طراحی ثانیه است که احتمال بروز خرابی در سازه حرف الغا یا دور نمودن علل و منابع وقوع حادثه به حداقل برسد. بدین معنی که مثلاً حرف ممانعت از ذخیره مواد برازنده انفجار در ساختمان از وقوع انفجارهای مخرب پیشگیری شود و یا حرف اتخاذ روشهای حفاظتی خاص،‌ بسان ایجاد حصار و مانع باب مجاورت نقاط حساس ساختمان،‌ از تصادم وسائط نقلیه حرف آن جلوگیری بعمل آید،

3-3- طراحی در بربر بارهای غیرمترقبه به روش غیرمستقیم

در روش طراحی غیر مستقیم طرح‌ریز سعی می‌نماید حرف ایجاد حداقل استحکام لازم، پیوستگی و شکل پذیری قابل قبولی برای عامل در مقابل نیروهای غیرمترقبه آماده آورد. باب واقع درا ین روش،‌ طراحی بطور مستقیم حرف پایة بارگذاری انفجاری و تصادمی و حوادث مترتب حرف آن انجام نمی‌گیرد و صرفاً تدابیری عملی برای صیانت ایمنی و یکپارچی ساختمان اعمال می گردد. در این راستا،‌ اقدامات زیر جانب سیستم دیوارها، سقف و اتصالات قابل اجرا است...

خرید این محصول