-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

طبقات ضعیف ساختمان و مشکلات سازه‌ای

طبقات ضعیف ساختمان و مشکلات سازه‌ای

تخریب طبقات میانی در ساختمان‌های تقریباً قدیمی که در آن‌ها ملزومات آیین نامه‌ای در خصوص آرماتورها برشی، جهت جلوگیری از گسیختگی برشی‌تر کافی نبوده است.

شنبه 26 مرداد 1398 ساعت 17:39
sara

طبقات اول نرم/ ضعیف خصوصاً در ساختمان‌های مسکونی چند طبقه در نواحی شهری متداول هستند. در این ساختمان‌ها، طبقه اول معمولاً به عنوان فضای باز، گاراژ یا کاربری تجاری و نمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دیوارهای سازه‌ای که واحدهای مسکونی را در طبقات فوقانی از یکدیگر جدا می‌کنند به دلیل تغییر صورت گرفته در طبقه همکف، قطع می‌شوند که این عامل، منجر به یک طبقه نرم/ ضعیف در طبقه مذکور می‌شود. ستون‌های طبقه همکف در طول لرزش زمین باید بتوانند برش پایه‌ی بزرگی را تحمل کنند که بدون شک، منجر به تمرکز تغییر مکان بسیار بزرگی در طبقه مذکور می‌شود. اگر ستون‌های طبقه همکف دارای جزئیات فولاد گذاری مناسبی نباشند و یا دارای بار محوری بالایی باشند، ستون‌ها قادر به تحمل تغییر مکان نسبتاً بزرگ بدون گسیختگی نخواهند بود. علاوه بر آن، لازم به یادآوری است که ستون‌های خارجی ممکن است تحت تغییرات زیادی به علت نیروهای محوری حاصل از گشتاور واژگونی نیروهای جانبی وارد شده به ساختمان، قرار گیرند. در ادامه با مقاوم سازی ساختمان نیز آشنا خواهید شد.

 

طبقات ضعیف ساختمان و مشکلات سازه‌ای

تخریب طبقات میانی در ساختمان‌های تقریباً قدیمی که در آن‌ها ملزومات آیین نامه‌ای در خصوص آرماتورها برشی، جهت جلوگیری از گسیختگی برشی‌تر کافی نبوده است. گسیختگی ترد یک ستون و به دنبال آن زوال مقاومت در برابر بارهای جانبی و قائم سبب توزیع بار نیروها، به دیگر ستون‌ها می‌شود و موجب گسیختگی پیش رونده ستون‌ها در آن طبقه می‌شود.

به دلیل بهبود جزئیات فولاد گذاری ستون‌ها جهت تأخیر در گسیختگی برشی، چنین گسیختگی‌ای در ساختمان‌های جدید و نوساز مشاهده نشد. گسیختگی طبقات فوقانی نیز در برخی  از ساختمان‌های فولادی - بتنی مشاهده می‌شود که در آن‌ها  مقاطع فولاد سازه‌ای در طبقات فوقانی قطع شده بودند. کاهش مقاومت به وضوح، منجر به افزایش نیازها و به دنبال آن گسیختگی اعضاء در بالای نقطه‌ی انقطاع اتفاق می‌افتد.

نوع دیگر از نامنظمی در ارتفاع مربوط به عقب نشستگی‌ها در ساختمان می‌شود، که در آن عرض ساختمان به سمت بالای ساختمان کاهش می‌یابد. چنین پیکربندی، سازه را وادار به ارتعاش در مد دوم در طول زلزله نموده و موجب تغییر مکان‌های بسیار بزرگی دقیقاً روی ناحیه‌ی عقب نشستگی می‌شود. از آنجایی که نیروهای جانبی تجمعی در طبقات فوقانی از طریق دیافراگم کف به قاب‌های هم جوار منتقل می‌شود، نیروهای برشی بسیار زیادی در دیافراگم طبقه‌ی عقب نشسته به وجود می‌آید. یک مثال بسیار واضح در این خصوص مربوط به حالتی است که یک سازه‌ی کوچک مثلاً پنت هوس در طبقات فوقانی ساختمان ساخته شود.

 

طبقات ضعیف ساختمان و مشکلات سازه‌ای

 

  • نامنظمی در پلان

فاصله بین مراکز جرم و سختی، سبب ارتعاشات پیچشی، در طول زلزله می‌شود که منجر به نیازهای بزگ‌تر در اعضای دور از مرکز سختی هستند. این مشکل خصوصاً در ساختمان‌هایی که در گوشه‌ی بلوک ساختمانی قرار دارند، رایج است که در آن‌ها دیوارها در پشت ساختمان مقاومت بسیار بالایی را به وجود می‌آورند در حالی که نماهای رو به خیابان، دارای مقاومت کمتری هستند.

نمونه‌ی دیگر در ساختمان‌های اداری اتفاق می‌افتد که در آنها آسانسور و دیوارهای برشی اطراف آن که یک هسته بتنی را تشکیل می‌دهند، جهت تأمین فضای باز مناسب در گوشه ای از ساختمان قرار گرفته باشند. در بهسازی ساختمان‌های حساس به پیچش، هدف برقراری تعادل بین جرم و سختی سازه و تأمین مقاومت پیچشی لازم برای تأثیرات پیچش تصادفی است.

 

طبقات ضعیف ساختمان و مشکلات سازه ای

 

  • دیافراگم‌های نامناسب

دیافراگم‌های سازه‌ای وظیفه‌ی انتقال نیروهای اینرسی ایجاد شده در کف افقی سازه به المان‌های قائم مقاوم، دارند. در دیافراگم ساختمان‌هایی که فاصله‌ی زیادی بین المان‌های مقاوم قائم وجود دارد، تنش‌های خمشی و برشی بسیار بالایی تولید شده که منجر به رفتار غیرالاستیک در دیافراگم می‌شود. چنین رفتارهای غیرالاستیکی معمولاً در طراحی سیستم سازه‌ای در نظر گرفته نمی‌شود و می‌تواند منجر به رفتار دور از انتظار سیستم گردد. گسیختگی دیافراگم‌های پیش ساخته با دال فوقانی نازک از بتن درجا در سازه پارکینگی پیش ساخته بعد از زلزله سال 1994 در نورتریج مشاهده شد.

دیافراگم‌های نسبت به المان‌های قائم مقاوم در برابر زلزله ضعیف‌تر بودند. لذا تبدیل به یک لینک ضعیف در سیستم شدند. همچنین در جایی که المان‌های قائم سیستم مقاوم، در برابر بار جانبی ناپیوسته و منقطع هستند، به عنوان مثال در ساختمان‌هایی با عقب نشینی، دیافراگم‌ها باید توانایی داشته باشند تا نیروها را از یک صفحه قائم ساختمان به نزدیک‌ترین صفحه قائم ممکن انتقال دهند.

 

طبقات ضعیف ساختمان و مشکلات سازه ای

 

  • اعضای ثانویه

یک روش متداول در برخی نواحی جهت طراحی سازه، این است که بخشی از یک سیستم سازه‌ای به عنوان سیستم مقاوم در برابر بار جانبی اولیه در نظر گرفته می‌شود و بخش دیگر نیز به عنوان المان‌های ثانویه یا فقط ثقلی طراحی می‌شود. در بدترین حالت فقط المان‌های بسیار کمی به عنوان عناصر مقاوم در برابر بار جانبی طراحی می‌شوند و بخش اعظمی از عناصر سیستم به عنوان عناصر ثانویه در نظر گرفته می‌شود. در بیشتر حالات، این سیستم‌های ثانویه جهت تحمل تغییر مکان‌های ایجاد شده در طول یک زلزله به طور مناسب طراحی و فولادگذاری نمی‌شوند.

مثال‌های مختلفی از این گسیختگی در زلزله سال 1994 در نورتریج کالیفرنیا مشاهده شد. گسیختگی این المان‌ها معمولاً به همراه فقدان ظرفیت باربری ثقلی، در بخشی از سازه می‌باشد که منجر به تخریب پیش رونده ساختمان می‌شود. توانایی این سیستم برای تحمل بارهای ثقلی در یک گسیختگی محلی باید برای کل سیستم سازه‌ای مورد بررسی قرار گیرد. در این حالت انتقال بار توسط دیوارهای سازه‌ای، شاه تیرهای پیرامونی و دال‌های بالا و پایین  عضو گسیخته شده باید با موفقیت صورت پذیرد.

 

طبقات ضعیف ساختمان و مشکلات سازه‌ای

 

  • اثر تداخلی سیستم سازه‌ای با المان‌های غیر سازه‌ای

اندر کنش سازه با اعضای غیر سازه‌ای می تواند هم مشکل برای سیستم به عنوان یک ساختار کلی و هم برای المان‌های مجزا باشد. اعضای مهم غیر سازه‌ای شامل دیوارهای پرکننده‌ی بتنی یا مصالح بنایی و راه پله‌ها می باشند. این المان‌ها می‌توانند در محلی که قرار دارند، سختی قابل ملاحظه‌ای را به سیستم وارد کنند و از آنجایی که این سختی اضافی مورد انتظار نبوده، منجر به رفتار معکوس سیستم می‌گردد به عبارت دیگر با افزایش سختی پریود سازه کاهش یافته و امکان افزایش نیاز لرزه‌ای وجود دارد. به عنوان مثال در ساختمان‌هایی که از دیوارهای پرکنند در انتهای ساختمان استفاده می‌شود و نمای رو به خیابان باز است، منجر به خروج از مرکزیت سختی و جرم می‌گردد.

یک نمونه از این حالات در محل‌هایی است که دیوارهای پرکننده، سختی اولیه  بسیار زیادی دارند اما رفتار ترد و ضعیف آن‌ها منجر به گسیختگی آن‌ها در یک طبقه شده که به تبع آن طبقه نرم را تولید نمی‌کنند. همچنین مثال دیگر از این دست، محل‌هایی است که دیوارهای پرکننده در طبقات فوقانی یک ساختمان استفاده می‌شوند که به دنبال آن طبقه اول که طبقه‌ای ضعیف و نرم است مستعد تغییر مکان‌های نسبی بسیار بالا و گسیختگی می‌شود.

 

طبقات ضعیف ساختمان و مشکلات سازه‌ای

ثبت نظر

ارسال