مجله فانوس توانمندسازی جوانان از طریق رسانه
مطالب مرتبط
ارسالی مروه
مقاومت هر سازه در برابر زلزله به دو عامل اساسي بستگي دارد: يكي نوع ساخت سازه و به كارگيري اصول و قوانين مهندسي در طراحي و اجراي آن و ديگري بزرگي و قدرت زلزله
در سالهاي اخير از طريق رسانه هاي گروهي هر چند وقت يك بار خبري در مورد روش هاي ابداعي مهندسان سازه براي مقاوم سازي ساختمان ها يا ساخت سازه هاي مقاوم در برابر زلزله شنيده مي شود؛ شيوه هايي مثل قرار دادن ساختمان روي بلوك هاي لغزشي، حفر كانال هاي بسيار بزرگ در اطراف فونداسيون ها (پي ها)، معلق كردن ساختمان از زنجير(!)، آويزان كردن پاندول هاي بزرگ از سقف و…. نكته قابل تامل در مورد اين راهكارها، تقريبا غير عملي بودن آنها با توجه به وضعيت ساخت وساز در كشوري مثل ايران آنهم در مقياس وسيع است. البته نه تنها در ايران بلكه در اكثر كشورها اين كار تا حدود زيادي نشدني است و اگر هم قابليت اجرايي داشته باشند بسيار هزينه بر بوده، براي تمام ساختمان ها قابليت اجرايي ندارند. در كنار اين روش ها، كارهايي مثل استفاده از جدا سازها، ميرا كننده ها و جذب كننده هاي انرژي (قرار دادن فنرهاي پلاستيكي ويژه يك يا چند لايه در پي ساختمان) براي كاهش خسارات و تلفات، عملي تر به نظر مي رسد.
با توجه به توضيحات فوق، در حال حاضر بهترين راه حل يافتن شيوه هايي براي بهبود روند ساختمان سازي كنوني است. يعني با تغييراتي چند در روش هاي اجرايي و صد البته با انجام كارها بر اساس ضوابط و آئين نامه ها از ابتدا تا اتمام كار اجرايي پروژه ها، مي توان به نتايج بسيار بهتري دست يافت.
مقاومت هر سازه در برابر زلزله به دو عامل اساسي بستگي دارد: يكي نوع ساخت سازه و به كارگيري اصول و قوانين
مهندسي در طراحي و اجراي آن و ديگري بزرگي و قدرت زلزله.
نوع، كميت و كيفيت مصالح
از اين ديدگاه ساختمان ها به طور كلي به چهار دسته ساختمان هاي فولادي، بتني، ساختمان هاي با مصالح بنايي (آجري) و ساختمان هاي چوبي تقسيم مي شوند. با توجه به كاربرد بيشتر و به روز بودن ساخت سازه هاي بتني و فولادي در عصر حاضر، قوانين موجود در زمينه ساخت اين دو نوع سازه را بيشتر مورد بحث و بررسي قرار مي دهيم. سازه هاي بتني و فولادي اگر براساس اصول مهندسي و ضوابط و آئين نامه هاي اجرايي موجود ساخته شوند، تفاوت آنچناني از نظر مقاومتي با هم ندارند. با يادآوري اين نكته كه، فولاد در برابر حرارت و مواد شيميايي نسبت به بتن مقاومت كمتري دارد (آتش سوزي و ذوب شدن، زنگ زدگي، پوسيدگي و…). در زلزله هر چه اعضاي سازه شكل پذيرتر و انعطاف پذيرتر باشند، خسارات مالي و جاني وارده كمتر خواهدبود. براي اين كار بهتر است از فولاد كم كربن، جوش پذير و داراي شكل پذيري بالا استفاده شود. البته صرفا فولادي بودن يك سازه تضميني بر مقاومت آن در برابر زمين لرزه نيست. به عنوان مثال برج 20 طبقه
Pinot Suarez كه يك برج فولادي بود در زلزله سال 1985 مكزيكوسيتي، كاملا فرو ريخت. بنابراين مقاومت بالاي سازه هاي فولادي مستلزم اجراي اتصالات و جوش ها و ساير مولفه هاي اجرايي آنها، به طور كاملا علمي و فني و بر اساس آئين نامه هاي ملي و بين المللي موجود است.
باد بندها
در ساختمان هاي فولادي، بادبندها بعد از تير و ستون و در موقع زلزله و باد حتي مي توان گفت بيش از آنها داراي اهميتند و عامل بسيار مهمي براي مقاومت در برابر زلزله و بارهاي جانبي ديگرهستند. انواع باد بندهاي هم مركز و خارج از مركز، به اشكال مختلف vو v معكوس و ضربدري (X) مورد استفاده قرار مي گيرند. بادبندهاي X براي مقابله با باد كاربردي ترند تا در برابر زلزله و در برابر بارهاي متناوب از شكل پذيري كمتري برخوردارند، زيرا كه در اين نوع بادبندها در هنگام وارد شدن نيروهاي جانبي، همواره يك عضو مورب آن در كشش و ديگري در فشار است و اين باعث شكست آني يا اصطلاحا شكست ترد مي شود . طراحي و اجراي بادبندها بايد با نهايت دقت و بر اساس اصول و قوانين مهندسي خصوصا در مورد محل قرارگيري خود بادبندها، نوع و اندازه پروفيل مصرفي، مقدار و نوع و طول جوش ها، نوع درز جوش و… صورت گيرد.
تير و ستون هاي بتني
بتن مسلح بتني است كه در آن براي مقاومت و شكل پذيري بيشتر در قديم از مواد و اليافي طبيعي مثل موي اسب، بز و در عصر حاضر از فولاد (اكثرا ميلگرد يا سيم هاي ضخيم و…) يا از الياف مصنوعي استفاده مي شود. در اجراي اين نوع اعضا رعايت نكات زير الزامي است:
بكار بردن ميزان آرماتور در حد مورد نياز طبق نقشه نه بيشتر و نه كمتر، فاصله گذاري مناسب بين آرماتورها، عدم استفاده از ميلگردها و مسلح كننده هاي زنگ زده و آغشته با گرد و خاك يا هر ماده ديگر، برس كشيدن آرماتورها قبل از بتن ريزي و تميز كردن آنها، استفاده از بتن با عيار (مثلا بتن با عيار 350 يعني بتني كه در هر متر مكعب آن كه در حدود 4/2 تن وزن دارد ميزان سيمان مصرفي 350 كيلوگرم است) سيمان خواسته شده طبق نقشه اجرايي، رعايت زمانبندي بتن ريزي، استفاده از سيمان با تيپ بندي متناسب با شرايط محيطي محل احداث سازه و نيز متناسب بامقاومت خواسته شده، استفاده از سنگدانه ها (شن و ماسه )با دانه بندي مناسب و درصد اختلاط صحيح و نهايتا استفاده از آب مناسب بتن ريزي. زيرا هر آبي كه املاح آن از حد طبيعي بيشتر يا كمتر باشد براي بتن ريزي مناسب نيست و بتن ساخته شده با آن مقاومت مطلوب را نخواهد داشت. بهترين آب براي ساخت بتن، آب آشاميدني و قابل شرب است.
يك بتن ايده آل
بتن مصالحي است متشكل از سنگدانه (شن وماسه حدودا 70 درصد) و مابقي آب و سيمان است. بتن بعد از 28 روز به حدود 90 درصد از مقاومت نهايي خود
مي رسد و هر آن به مقاومت آن افزوده مي شود تا به مقاومت كامل خود برسد.
براي دستيابي به يك بتن ايده آل بايد نسبت آب به سيمان مناسب بوده، دانه بندي استاندارد و مقاومت و سختي كافي سنگدانه ها (شن وماسه) و مخلوط كردن آنها با نسبت هاي تعيين شده نيز بايد بر اساس
دستور العمل هاي موجود باشد. استفاده از نوع سيمان (تيپ 1،۲، ۳، 4،۵، ضد سولفات) متناسب با شرايط محيطي و مقاومت مورد نياز مهمترين عامل در كيفيت بتن است، متراكم كردن كامل و هواگيري بتن در هنگام بتن ريزي به كمك لرزاندن بتن در مدت زمان معين براي خروج آب و حباب اضافي بتن و جلوگيري از تخلل (حفره حفره شدن) بتن و در نتيجه كاهش مقاومت آن بعد از گيرش بتن نتيجه اي بي نقص را به همراه خواهد داشت.
شكل هندسي نقشه ساختمان
يك سازه مقاوم در برابر زلزله داراي نقشه ساده، متقارن وبدون كشيدگي در سطح(پلان) و ارتفاع (نما و مقاطع عرضي) است؛ چنين سازه اي داراي توزيع مقاومت يكنواخت و پيوسته بوده، در برابر زلزله
مقاوم تر است. هرچه نقشه يك ساختمان ساده تر باشد، باعث قدرت بيشتر مهندسان در درك رفتار لرزه اي سازه از يك طرف و از جهت ديگركسب اطلاعات بيشتري از رفتار ديناميكي (حركتي) اتصالات آن مي شود. بهترين شكل پلان به صورت مربع يا اشكال منظم هندسي نزديك به آن (مثلا مستطيلي) است. نقشه هاي دايره اي هم مناسبند. نقشه هايي كه شماي كلي آنها بصورت (L – صليبي – U – H -T) هستند، نامناسب بوده، محاسبات اين سازه ها كه داراي نقشه هاي كشيده هستند، پيچيده تر از ديگر ساختمان هاست ..و حتما باید از درز زلزله استفاده شود
ارتفاع ساختمان
نسبت ارتفاع (h ) به عرض (b) ساختمان نبايد از 4 تجاوز كند. اگر اين نسبت بين 4 تا 6 باشد حالت بحراني داشته، هر چه اين نسبت بيشتر شود احتمال واژگوني و از جا كنده شدن ساختمان وجود دارد. حتي الامكان بايد سعي شود كه تمام طبقات داراي ارتفاع يكسان و يكنواخت بوده و در ساختمان طبقات با ارتفاع غير معمول كوتاه يا بلند نداشته باشيم. پرهيز از داشتن
تراز هاي دو قسمتي در ساختمان و ساخت باز شوها در ديافراگم ها (منظور از ديافراگم صفحه اي است فرضي كه نقاط مقاوم را به هم متصل مي كند تا به صورت يكپارچه عمل كرده و در برابر نيروها مقاومت كنند. عمده ترين ديافراگم ها در ساختمان ها سقف طبقات هستند كه باعث عملكرد همزمان و هم جهت تير ها و ستون ها و به طور كلي عمل كردن همزمان تمام اجزاي طبقه و نهايتا كل سازه مي شوند) نيز امري ضروري است.
شرايط زمين محل احداث
اگر ناگزير به ساخت در يك زمين با نقشه نامنظم باشيم، با ايجاد درز انقطاع (جدا كننده) با عرض مناسب پلان را به شكل هاي منظم هندسي تقسيم مي كنيم تا هم اجرا راحت و اصولي تر باشد و هم از
ضربه زدن ساختمان هاي مجاور به همديگر در هنگام زلزله جلوگيري شود. دوري از احداث سازه روي سطوح شيب دار يا تپه ها، از مواردي است كه مي تواند ما را به ساخت سازه اي مقاوم رهنمون شود. البته ساخت وساز در اينگونه مكان ها هم ضوابط خاص خود را دارد ؛ از جمله قرار دادن عناصر مقاوم مركز سختي در پايين شيب.
پي سازي
اجراي فونداسيون ساختمان بايد به طور كاملا فني و دقيق روي زمين با مقاومت كافي و كنترل شده، باخاك كاملا متراكم و داراي دانه بندي و جنس مطلوب باشد، تا احيانا مسئله نشست و لغزش در پي رخ ندهد. به جرات مي توان گفت كه خرابي در فونداسيون ساختمان ها، همواره به سبب گسيختگي خاك زير آن صورت
مي گيرد و واژگوني در اثر بلندشدن پي بندرت پيش مي آيد.در انتها، شايان ذكر اينكه، اگرچه ممكن است براي مالكان ،پيمانكاران ، سازندگان و شركت هاي بيمه از نظر هزينه هاي اجرايي، تفاوت چنداني بين فروريختن كامل يا آسيب ديدگي جزئي سازه وجود نداشته باشد كه منجر به عدم كارايي آن شده كه نياز به تخريب كامل و جايگزيني داشته باشد، ولي براي ساكنان ساختمان ها اين تفاوت بسيار حياتي و در واقع مرز بين زندگي و مرگ است.
بنابراين، رعايت نكات فوق هر چندكه نتواند مانع آسيب ديدگي جزئي ساختمان ها شود ولي، اگر از تخريب صد در صد آنها جلوگيري كند، در اين صورت بازهم در كارمان موفق بوده ايم و تا حدودي به اهدافمان رسيده ايم…. ولي مسلم بدانيد كه، در پيش گرفتن مسير رعايت قوانين و مقررات و بندهاي آئين نامه هاي اجرايي به يك جا ختم مي شود و آن جايي است كه با ساخت سازه هاي مقاوم در برابر زمين لرزه و ساير نيروهاي خارجي و داخلي وارد بر ساختمان ها، تلفات و خسارات جاني و مالي، تا حد بسيار زيادي كاهش پيدا خواهد كرد…، اميد آن داريم كه چنين شود.
