سفارش تبلیغ
صبا ویژن

مهندسی عمران
ابن وبلاگ ابتدا تقدیم به مهندس شهید کاظم عبدی و برای دوست داران مهندسی عمران میباشد و دانلود از آن هیچ محدودیتی ندارد
قالب وبلاگ
توزیع یکنواخت جرم، سختی، مقاومت و شکل پذیری در ساختمانها
  1. چکیده
    دراین مقاله لزوم توزیع یکنواخت جرم، سختی، مقاومت و شکل پذیری در ساختمانها بررسی شده و خسارتهای
    ناشی از تغییرات ناگهانی در جرم، سختی و مقاومت در اثر زلزله بصورت نمونه های عینی در اسلاید هایی ارائه
    می شود. سپس موارد مختلفی که منجر به ایجاد طبقه نرم می شوند با ارائه مثالهایی همراه با خسارتهای وارده به این
    ساختمانها بررسی و ارائه می شود. در پایان نیز روشهای بهسازی و تقویت ساختمانهای با طبقه نرم بیان می گردد.
    واژه های کلیدی : طبقه نرم، پیوستگی سختی و مقاومت، شکل پذیری
    1- مقدمه
    زلزله ها همواره در هنگام وقوع بدنبال نقاط ضعیف ساختمان هستند یعنی اثر آنها بر روی این قسمتها م یتواند
    مشکل ساز شود، این نقاط ضعیف معمو ً لا در اثر تغییرات سریع در سختی و مقاومت و یا شکل پذیری بوجود می آیند
    و اثرات این نقاط ضعیف با توضیع نادرست جرمهای موثر برجست هتر و نمایان تر می گردد.
    وارد آمدن خسارتهای سازه ای شدید به ساختمانهای مدرن در خلال زلزل ههای اخیر میزان اهمیت، و اجتناب از
    تغییرات ناگهانی در سختی و مقاومت جانبی را نشان می دهد.
    یکی از نمونه های خسارت ناشی از این عدم پیوستگی در سختی و مقاومت ایجاد طبقه نرم در ساختمان بصورت
    ناخواسته میباشد.بررسی خسارات زلزله بعنوان نتایج یک مطالعه تحقیقاتی نشان می دهد که سیست مهای سازه ای
    می توانند منجر به بروز مشکلات خطرناکی در خلال زلزله های شدید و تکانهای زمین « طبقه نرم » دارای
    شوند.اسلاید های 1تا 7 چنین خسارتهایی را نشان می دهند، بنابراین خودداری از ایجاد طبقه نرم با استفاده از توزیع
    یکنواخت شکل پذیری، مقاومت و جرم اهمیت و نیاز پیدا می کند

    2- نمونههای ساختمانهای با طبقه نرم همراه با خسارات وارده
    اسلاید 1- نمای کلی از سردر ورودی ساختمان اصلی 10 طبقه یک هتل بعد از زلزله سال 1967 کاراکاس
    Hotel Macuto Sheraton, Caraballeda, Venezuela
    سازه اصلی 10 طبقه ترکیبی از قابهای بتن مسلح همراه با دیوارهای برشی در جهت دیگر و در طبقات 4 تا 8
    می باشد. دیوارهای برشی در طبقه چهارم قطع شد ه اند جایی که قطر ستونهای بتنی 1,1 متر می باشد و ملاحظه
    می شود که این ستونهای قطور در این محل شدیدًا آسیب دیده اند (اسلاید 2) دیوارهای آجری خارجی نیز دچار
    آسیب شده اند.
    اسلاید 2- جزئیات سازه ای اسلاید 1 را نشان می دهد.
    1,1 در میانه ارتفاع طبقه سوم مشاهده می شود، میلگردهای طولی این m خسارتهای وارد آمده به ستونهای با قطر
    12 در فواصل 15 سانتیمتر بسته شد هاند . تنگ ه ا mm 34 تا 40 که با تنگ هایی با میلگردهای ساده mm ستونها
    را می توان در قسمت بالای ستون یعنی جایی که پوستة بتنی خرد شده مشاهده نمود.
    این خسارت اصلی وارده به ساختمان اسلاید 2 می باشد و آن دقیقًا در محل ناپیوستگی در سیستم ساز ه ای اتفاق
    افتاده (انقطاع دیوارهای ب تن مسلح ) همچنین خسارت های دیگری نیز به دیوارهای آجری خارجی وارد شده، این
    ساختمان بوسیله ادامه دادن دیوار های بتن مسلح تا روی فونداسیون بهسازی و ترمیم شده است.

    اسلاید 3 – ساختمان تجاریManagua, Nicarajua در Casa Micasa S.A.
    این ساختمان دو طبقه بتن مسلح دچار آسیب و تغییر مکان جانبی قابل توجهی در تراز طبقه دوم در اثر زلزله
    در سال 1972 شده است. Managua
    به مفصل های ایجاد شده در بالا و پایین ستون های طبقه اول در اسلاید 3 توجه شود . طبقه اول این ساختمان
    طبقه نرم می باشد، چون دور تا دور آن شیشه ای بوده و دیو اری داخل قابها وجود ندارد در حالیکه طبقه دوم دارای
    دیوار های پارتیشن می باشد که سختی جانبی این طبقه را نسبت به طبقه اول به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش
    می دهد .
     
    اسلاید 4 – بیمارستانی در کالیفرنیاOlive View Hospital , San Fernando, California
    نمای بخشی از ساختمان پنج طبقه واحد درمان و مراقبت ( قسمت راست پشت اسلاید ) قسمت راه پله و طبقه اول
    San Fernando ، بخش انجمن پزشکان (سمت چپ اسلاید) خسارات وارده به این ساختمانها را در خلال زلزله
    در سال 1971 نشان می دهد.
    به تغییر مکان جانبی در تراز طبقه دوم مربوط به واحد درمان و مراقبت توجه شود ( تغییر مکان نسبی 81
    سانتیمتری در ستونهای گوشه که در اسلاید 4 مشخص شده)
    این تغییر مکان بزرگ که باعث وارد آمدن خسارات سازه ای وغیر ساز های قابل توجه و تخریب ساختمان شده نتیجه
    ایجاد یک طبقه نرم در طبقه اول بخاطر وجود دیوا رهای بتن مسلح د ر بالای این طبقه م یباشد. همچنین به خرد
    شدن کامل ستونهای گوشه در اثر اجرای ضعیف تنگهای آنها توجه شود.
     
    اسلاید 5 – جزئیاتی از رفتار یکی از ستونهای طبقات اول و دوم اسلاید 4 در اثر زلزله 1971San Fernando
    به جدایی پایدار ستون طبقه اول (چون جزئی از ط بقه نرم در این تراز می باشد) توجه شود . وقتی که هسته داخلی
    ستون به خوبی توسط تنگ های مارپیچی محصور شود توانایی نگهداری ساختمان را خواهد داشت، و پوشش محدود
    نشده خرد خواهد شد . همچنین به شکست ستون طبقه دوم در اثر ترد شکنی به علت وجود دیوارهای پانل در بالا
    و پایین این طبقه توجه شود .
    کالیفرنیا Olive View
    اسلاید 6 – بخش روانپزشکی بیمارستان
    این واحد دو طبقه از بتن مسلح تشکیل شده که س یستم سازه ای آن قابهای لنگر گیر (خمشی) می باشد . همچنین
    در طبقه دوم دیوا رهای بنایی برای افزایش سختی طبقه قرار داده است.
    San Fernando برای ساختن این ساختمان از بتن سبک استفاده شده است. این ساختمان در زلزله سال 1971
    در طبقه اول خود کام ً لا متلاشی شد و طبقه دوم نیز پس از حرکت جانبی دو متری بر روی زمین افتاد .
    خسارت دیدند.
  2. اسلاید 7- آپارتمانهای سه طبقه El Asanm که در زلزله سال 1980 El Asanm Algeria
    با وجود اینکه بسیای از ساختمانهای ساخته شده به این روش جدید خانه سازی پس از زلزله بدون آسیب در جای
    خود ماندند، اما بعضی از آنها نیز پس از وقوع زلزله در حدود 20 درجه خم شده و 1متر از سطح خود بالا افتادند که
    باعث ایجاد خسارات سازه ای و غیر سازه ای قابل توجه به اجزای طبقه اول این ساختمانها شد.
    یک فضای خزشی در حدود یک متر ) Vide Sanitaire دلیل وقوع چنین خسارتهایی در این ساختمانها استفاده از
    بالای سطح زمین ) می باشد. این فضاها برای لوله کشی و تهویه در زیر کف طبقه اول و همچنین بعنوان یک سد و
    مانع در برابر انتقال رطوبت از زمین به کف طبقه اول تعبیه شده بودند، که متاسفانه شیوه ساخت این فضاها باعث
    ایجاد طبقه نرم با مقاومت برشی کم شد. از این رو پایه این ستونها در اثر اعمال نیروی اینرسی زلزله قیچی شدند.
    سال 1979 مثال خوبی Imperial Valley در زلزله Imperial Country Services نمایش ساختمانهای
    برای لزوم تغییر تدریجی و ملایم در سختی، مقاومت و شکل پذیری در طراحی ساختمانها برای پیشگیری از ایجاد
    طبقه نرم می باشد. ساختمان نشان داده شده در اسلایدهای 8و 9 یک ساختمان مدرن 6 طبقه با اتاقک روی بام
    و پلان مستطیل شکل می باشد.مقاومت جانبی بوسیله قابهای خمشی لنگرگیر در جهت طولی (penthouse)
    (شرقی، غربی ) تامین شده است و همچنین در جهت عمود یعنی جهت (شمالی، جنوبی ) از دیوارهای برشی استفاده
    شده است.
    دیوارهای برشی در طبقات بالاتر برای کل عرض ساختمان در روی شرقی غربی در نظر گرفته شده بودند
    (اسلایدهای 8و 9) اما در تراز زمین دیوارهای برشی در جهت عمود بطور قاب ل ملاحظه ای کوچکتر بودند.
    در طبقات بالاتر پاسخ سازه در جهت شرقی غربی در طبقه اول بصورت یک spandral بخاطر استفاده از پانل های
    طبقه نرم بود، این دو عامل با همدیگر همچنین ناپیوستگی دیوارها در انتها هایشان بدلیل ملاحظات معماری (تحمیل
    کردن شکل معماری مورد نیاز ) منجر به ایجاد خسارات شدید در ستونهای طبقه اول شد، بویژ ه ستونهایی که در
    ( انتهای شرقی واقعند.(اسلایدهای 10 و 11
     
    اسلاید 8- نمای کلی از ساختمانهای 6 طبقه بتنیImperial Country Services
    ناپیوستگی دیوارهای برشی در انتهای شرقی (که در طبقه دوم ناپیوست ه اند) باعث ایجاد طبقه نرم در طبقه اول و در
    جهت شرقی، غربی شده است.
     
    اسلاید 9- ساختمانهای اسلاید 8 در اثر زلزله سال 1979 Imperial Valley
    نیروی اینرسی قابل توجهی که بطور همزمان در دو جهت اصلی ظاهر شده است (نشان داده شده با قرمز ) ستونهای
    گوشه را در معرض کج شدن قرار داده است . نیروی برشی و محوری که باعث شکست در ستونهای گوشه می شود در
    اسلایدهای 10 و 11 نشان داده شده است . خرابی ستونهای طبقه اول در گوشه ساختمان بخوبی در اسلاید 10 دیده
    می شوند.
    اسلاید 10 - ساختمان اسلاید 8 ، نمای ستونهای طبقه اول که در انتهای شرقی ساختمان واقعند.
    به نحوه انهدام و شکست ستون درست در بالای سطح زمین توجه شود.
    اسلاید 11 - ساختمان اسلاید 8 ، نمای شکست قسمت پاینی ستون جنوبی ترین قسمت ساختمان.
    شکست در جایی از ستون اتفاق افتاده که محدودیت کافی از طریق تنگهای فولادی و پوشش بتنی اعمال نشده
    است.
    3- بهسازی و ترمیم ساختماتهای با طبقه نرم
    ساختمانهای بسیاری در نواحی با خطر لرزه ای بالا وجود دارد که بخاطر سیستم سازه ای آنها و یا اندرکنش آن با
    اجزای غیر سازه ای دارای طبقات نرم با مقاومت برشی کم یا شکل پذیری کم ( قابلیت جذب انرژی ) که در معرض
    تکانهای شدید ناشی از زمین لرزه م یباشند بنابراین این ساختمانها نیاز به بهسازی و تقویت دارند.
    معمو ً لا اقتصادی ترین شیوه برای بهسازی و تقویت این ساختمانها، اضافه کردن دیوارهای برشی مناسب و یا بادبند به
    طبقات نرم و در محلهای مناسب که سختی و مقاومت آنها کم است می باشد. شیوه استفاده از مهاربندهای مورب
    برای این منظور در اسلاید 12 نشان داده شده است.
    اسلاید 12 - ساختمانهای چند طبقه سانفرانسیسکو که بوسیله اضافه کردن بادبندهای مورب در دو دهنه از طبقه
    اول تقویت و ترمیم شده است.
    4- نتیجه گیری
    پس از بررسی ساختمانهای با طبقه نرم و توجه به خسارتهای وارد آمده به اینگونه ساختمانها در اثر زلزله، در
    طراحی های سازه ای باید حت یالامکان از تغییرات ناگهانی در جرمها، سختیها، مقاومتها و ارتفاع طبقات خودداری
    نمود، همچنین نباید در سیستم باربر جانبی در صفحه قائم انقطاعی وجود داشته باشد
    5- فهرست مطالب
    - مطالب جمع آوری شده از سایتهای مختلف اینترنتی
    - مطالب گردآوری شده از اساتید دانشگاه

[ پنج شنبه 91/3/4 ] [ 10:57 عصر ] [ سهیل ] [ نظر ]
.: Weblog Themes By WeblogSkin :.
درباره وبلاگ

این صفحه را به اشتراک بگذارید
امکانات وب


بازدید امروز: 0
بازدید دیروز: 36
کل بازدیدها: 61926
:. چت با مدیریت .:
کد وضعیت یاهو در وبلاگ