-تهران - کوی نصر - خیابان علالی غربی (پیروزی) -پلاک ۱۱۵- طبقه دوم - واحد۳ | تلفکس :۹ - ۸۸۴۸۶۷۷۸ | ۸۸۲۵۹۷۹۳ مشاوره رایگان : ۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

تلفکس :۹ - ۸۸۴۸۶۷۷۸ | ۸۸۲۵۹۷۹۳ مشاوره رایگان : ۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

مشاوره رایگان

۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

راه‌های کاهش زلزله

راه‌های کاهش زلزله

در هنگام وقوع زلزله در اثر تغییر مکان سازه، اجزای سازه نیز تحت تأثیر تغییر شکل‌هایی قرار می گیرند.

سه شنبه 15 مرداد 1398 ساعت 15:30
sara

یکی از مؤثرترین راه‌های کاهش زلزله و پتانسیل خسارت های ناشی از زلزله ارزیابی دقیق آسیب پذیری سازه‌ای موجود و ارایه و به کارگیری راه‌های مؤثر، برای مقاوم سازی و بهسازی سازه‌های موسوم به سازه‌های خطرناک است. در این فصل برخی از ابعاد اصلی موجود در ارزیابی لرزه‌ای و بهسازی ساختمان‌های موجود و دستورالعمل‌هایی برای ارزیابی منطقی و بهسازی، بر اساس معیارهای طراحی راه‌های کاهش زلزله ارائه می شود.

راه‌های کاهش زلزله

در هنگام وقوع زلزله در اثر تغییر مکان سازه، اجزای سازه نیز تحت تأثیر تغییر شکل‌هایی قرار می گیرند. در زلزله‌هایی خفیف پاسخ سازه و تغییر شکل‌های اجزا در محدوده خطی الاستیک باقی می‌ماند اما در زلزله‌های شدید پاسخ سازه و تغییر شکل‌هایی اجزا از محدوده ارتجاعی فراتر خواهد رفت که در نهایت ممکن است باعث خرابی سازه گردد. سازه‌ها باید توانایی تحمل نیروها‌ی ناشی از زلزله در سطح عملکرد مورد نظر را داشته باشند و در این تراز از زلزله تغییر مکان‌ها، دور آن‌ها و همچنین میزان خرابی اجزای مختلف آن در محدوده مورد نظر ضوابط طراحی قرار گیرد.

مهمترین پارامترهایی که بر رفتار سازه تحت اثر نیروهای ناشی از زلزله تأثیر می گذارند عبارتند از؛

جرم، سختی، میرایی، پیکربندی و هندسه، مقاومت، شکل پذیری اجزای سازه و پارامتر‌های جنبش زمین، به طور کلی عملیات بهسازی در دو بخش تشخیص و درمان صورت می گیرد. در مرحله تشخیص باید وضعیت سازه موجود به طور کامل برداشت و ظرفیت و توان ساختمان محاسبه گردد.

در واقع اولین گام تشخیص راه‌های کاهش زلزله در بهسازی لرزه‌ای سازه‌های موجود، ارزیابی آسیب پذیری لرزه‌ای آن‌ها است. در سال‌های اخیر روش‌های مختلفی برای بررسی میزان آسیب‌پذیری سازه‌ها ارائه گردیده که اکثر آنها مبتنی بر ارزیابی‌های کیفی و کمی سازه‌ها می‌باشند. در روش‌های کیفی با توجه به شرایط لرزه‌خیزی منطقه و بر اساس تجربیات حاصل از زلزله‌‌‌های گذشته فرم‌های ویژه‌ای جهت جمع‌آوری اطلاعات و نواقص موجود در اجزا و سیستم سازه مانند سیستم باربر قائم و جانبی شکل‌پذیری اجزا آسیب‌های فعلی وارد برسازه عملکرد اجزا گوناگون نسبت به شرایط طراحی و غیره تهیه شده و از آن‌ها جهت برآورد اولیه و تقریبی مقاومت لرزه‌ای سازه استفاده میشود.

در روش‌های کمی با توجه با بانک‌های اطلاعاتی که در مرحله ارزیابی کیفی تهیه شده‌اند مشخصات سازه با دقت و جزییات بیشتری مورد مطالعه قرار گرفته و مدل‌سازی سازه با توجه به شرایط فعلی آن و با استفاده از روش‌‌های متداول جهت راه‌های کاهش زلزله و شناخته شده ارزیابی آسیب‌پذیری لرزه‌ای سازه‌ها انجام می‌گیرد.

راه‌های کاهش زلزله

 

ارزیابی راههای کاهش زلزله و خطر لرزهای

علی‌رغم رشد سریع دانش درباره زلزله و اثراتش در سال‌های اخیر مهندسین سازه همچنان با یک مشکل بزرگی روبرو هستند که آن عدم قطعیت در ارزیابی لرزه‌ای سازه‌های موجود است. منابع مختلف عدم قطعیت موجود در این روند را می‌توان به صورت زیر ارائه کرد:

الف - عدم قطعیت در شدت و مشخصه‌های زلزله‌های رخ داده در یک منطقه

ب - عدم قطعیت در رفتار مکانیکی اعضای سازه‌ای تحت تأثیر تحریکات دینامیکی

ج- عدم قطعیت در مدل سازی فونداسیون رو سازه و مؤلفه‌های غیرسازه‌ای

د- عدم قطعیت در عملکرد سازه‌ای بر اساس برخی پارامتر‌های انتخابی پاسخ

یک اجماع کلی در راه‌های کاهش زلزله وجود دارد که بزرگ‌ترین منبع عدم قطعیت مربوط به ارزیابی خطر لرزه‌ای برای یک ناحیه مشخص شامل تخمین شدت و مشخصه‌های حرکات لرزه‌ای آینده است.

عدم قطعیت در ارزیابی خطر لرزه‌ای را می‌توان به مؤلفه‌های مختلفی تقسیم نمود که هر مؤلفه دارای درجات مختلفی از عدم قطعیت به قرار ذیل است:

۱- وقوع زلزله در  مکان و زمان

۲- مقدار انرژی آزاد شده در زلزله (بزرگا)

۳- مکانیزم منبع زلزله

۴- گسترش و کاهش زلزله

روش ارزیابی راه‌های کاهش زلزله بر اساس نسبت ظرفیت به نیاز سازه

در راه‌های کاهش زلزله عملکرد سازه در وضعیت حداکثر پاسخ آن تحت زلزله طرح ارزیابی می‌گردد. برای رسیدن به این وضعیت مقاوت سازه در برابر جابجایی و تغییر مکان جانبی یک نقطه از سازه در ساختمان‌ها معمولاً بام تعیین می‌‌شود. مقاومت مذکور به صورت منحنی‌ای که آن را منحنی ظرفیت می‌نامند تعیین می‌گردد. بعد از تعیین منحنی ظرفیت نقطه‌ای بر روی آن تعیین می‌شود که با جابجایی نیاز زلزله طرح سازگار باشد. نقطه مذکور را نقطه عملکرد و جابجایی متناظر با آن ‌را جابجایی نیاز یا هدف می‌نامند.

راه‌های کاهش زلزله

 

منحنی ظرفیت و طیف ظرفیت

منحنی ظرفیت نشان دهنده‌ی برش پایه قابل تحمل توسط سازه تحت بارگذاری تدریجی به ازاء تغییرشکل جانبی تراز معین شده سازه (بام) در برابر بار‌های وارد بر آن می‌باشد. در صورتی‌که ظرفیت خطی (الاستیک) سازه نامحدود باشد این منحنی به صورت یک خط ثابت بوده که شیب آن برابر با سختی سازه می‌باشد اما از آنجایی که ظرفیت خطی سازه محدود می‌باشد منحنی ظرفیت سازه‌‌ها به طور عمومی شامل مجموعه‌ای از خطوط مستقیم بوده که با کاهش شیب مواجه هستند. این کاهش شیب نشان دهنده کاهش سختی سازه می‌باشد. همان‌گونه که مشاهده می‌شود سطوح عملکرد سازه شامل استفاده ورق ایمنی جانی و آستانه فروریزش به کمک منحنی ظرفیت مشخص می‌گردد. منحنی طیف ظرفیت سازه منحنی شتاب طیفی قابل تحمل توسط سازه نسبت به تغییر مکان طیفی بام می باشد. به منظور تعیین منحنی ظرفیت سازه استفاده از روش‌های تحلیل غیر‌خطی (استاتیکی و دینامیکی) ضروری می‌باشد.

طیف نیاز

در خصوص راه‌های کاهش زلزله باید گفت، زلزله اعمالی به سازه به صورت شتاب وارد بر سازه تعریف می‌گردد نه به آن طیف نیاز سازه می‌گویند. منحنی‌های طیف نیاز به دو دسته طیف نیاز استاندارد و طیف نیاز و به ساختگاه طبقه بندی می‌شوند. این منحنی‌ها معمولاً دارای دو بخش شتاب ثابت و سرعت ثابت باشند. به طور معمول منحنی‌های طیف نیاز برای میرایی ۵ درصد تهیه می‌شوند که بر اساس آن نیاز با میرایی‌های مختلف قابل ترسیم خواهد بود.

 

راه‌های کاهش زلزله

 

نقطه عملکردی و جابجایی هدف سازه

به محل تقاطع منحنی‌های ظرفیت و نیاز سازه که در سیستم مختصات صحیح رسم شده باشند نقطه عملکردی سازه گویند که در آن نیاز سازه با ظرفیت موجود در آن مساوی است. در واقع نقطه عملکرد نقطه توقف سازه در  طول منحنی ظرفیت سازه است.لازم به ذکر است در صورتی که تقاطع دو منحنی در قسمت خطی اولیه قرار نگیرد. باید منحنی نیاز با میرایی متناسب ترسیم گردد. از این‌رو تعیین دقیق نقطه عملکرد مستلزم روش سعی و خطایی خواهد بود. همچنین جابجایی نیاز یا هدف حداکثر جابجایی بام را تحت اثر زلزله طرح یا هر زلزله بکار رفته در تحلیل غیرخطی نشان می‌دهد در واقع هدف از تحلیل غیر‌خطی تعیین پاسخ سازه در  نقطه عملکرد و جابجایی هدف می‌باشد.

در صورتی که در یک ساختمان موجود منحنی ظرفیت و نیاز همدیگر را قطع ننمایند این سازه نقطه عملکرد نداشته و مورد قبول واقع نمیشود. برای آنکه سازه یک نقطه عملکرد مشترک داشته باشد یا باید منحنی نیاز کاهش یابد یا منحنی ظرفیت افزایش یابد.

رفتار یا عملکرد هدف

سطح عملکرد لرزه‌ای مورد انتظار از سازه معمولاً با تعیین حداکثر خرابی مجاز اعضای سازه‌ای و غیرسازه‌ای برای سطح مشخصی از خطرپذیری لرزه‌ای بیان می‌شود. انتخاب تراز‌های عملکردی شامل شناسایی تراز خسارت قابل قبول برای شدت خاصی از زلزله است. تعداد ترازهای زلزله با توجه به معیار‌های آیین نامه‌ای انتخاب می‌شود که این معیار‌ها تابعی از اهمیت سازه از نظر اقتصادی و اجتماعی می‌باشد. آیین نامه‌های مختلف تعاریف متفاوتی از سطوح عملکردی ارائه کرده‌اند که با وجود اختلافات ظاهری مبنای همه آن‌ها یکی است.

(برگرفته از کتاب مقاوم سازه‌های بتن آرمه به کمک ورق و پروفیل فولادی و کامپوزیت‌های FRP)

 

راه‌های کاهش زلزله

ثبت نظر

ارسال