منبع : انجمن بتن ایران
مفهوم « لرزه ای »
مفهوم
« لرزه ای» از زمانی در نوشته ها وخدمات مهندسی وارد شد ، که مهندسان به
تجربه دریافتند که برای تامین ایمنی آنچه می سازند، ناگزیر باید اثر
تکانهای شدید زمین را ، که به صورت ادواری حادث می شوند، در نظر بگیرند.
در
واقع، لطمات ناشی از زلزله های بزرگ و کوچک و کوشش برای احتراز از این
لطمات، محمل اصلی تکوین ورشد روشها و مشخص شدن معیارهای تامین ایمنی
ساختمانها در برابر زلزله بوده اند و بطور بدیهی، هرچه مراکز تجمع جمعیت
بزرگتر شده اند، به دلیل افزایش آسیب پذیری بالقوه آنها در برابر زلزله،
ضرورت تامین ایمنی آنها در برابر زلزله محسوستر وتلاش برای یافتن راه حلی
به منظور تامین ایمنی بیشتر شده است. پیشگامان این راه دانشمندان کشور ژاپن
و در پی آنان دانشمندان ایالات متحده آمریکا بوده اند.
اولین
اقدام عملی در این راه ، انجام پژوهشهائی در دانشگاه توکیو از سالهای 1910
برای شناختن رفتار ساختمانها در موقع زلزله و تامین پایداری آنها ، به
ابتکار دکتر ر.سانو (Dr.R.SANO) بوده است.
در ایالات
متحده آمریکا پس از زلزله سال 1906 سانفرانسیسکو و حریق فراگیر ناشی از آن
در ساختمانهای چوبی ، ابتدا حریق در مرکز توجه قرار گرفت ولی بتدریج توجه
به سمت تامین پایداری ساختمانها در برابر زلزله معطوف شد و درسال 1925 پس
از زلزله سانتاباربارا ، برای اولین بار ضوابط و معیارهائی برای تامین
پایداری ساختمانها در برابر زلزله در آئین نامه متحدالشکل آمریکا U.B.C.
مطرح شدند که رعایت آنها اختیاری بود و حدود 10 سال طول کشید که رعایت این
ضوابط از حالت اختیاری خارج و اجباری گردد. این امر در سال 1935 در U.B.C.
تصریح شد.
تدوین ضوابط برای تامین ایمنی ساختمانها در
برابر زلزله، بتدریج در سایر کشورها هم آغاز گردید و هنوز تلاش برای تدقیق
و پالایش این ضوابط، بطور گسترده وجهانی ادامه دارد. در کشور ما نیز پس
اززلزله ویرانگر بوئین زهرا در سال 1341، تلاش برای تدوین اولین مدرک آئین
نامه ای به منظور تامین ایمنی ساختمانها در برابر زلزله ، به ابتکار و
هدایت آقای مهندس علی اکبر معین فر در چارچوب دفتر فنی سازمان برنامه آغاز
گردید.
با توجه به اینکه تلاش مهندسان برای طراحی
ساختمانها در برابر زلزله وقتی شروع شدکه دهها سال از تدوین ضوابط طراحی و
تامین ایمنی ساختمانها در مقابل بارهای قائم می گذشت، بطور طبیعی برای
طراحی ساختمانها در برابر زلزله، از همان الگوی تامین ایمنی در مقابل
بارهای قائم کمک گرفتند و همانطور که تامین ایمنی در مقابل بارهای قائم و
گاه بارهای جانبی باد، با برداشتی « یقین اندیشانه» به «تامین مقاومت» اجزا
و عناصر سازه ای مشخص، در محیط ارتجاعی ، در مقابل نیروهای مشخص، محدود می
شد، کوشش به عمل آمد که اثر زلزله را هم به صورت نیروئی جانبی در نظر
گرفته و بر روی ساختمان اثر بدهند.
در اولین ضوابط
مربوط به طراحی ساختمانها در برابر زلزله، با این استدلال که در موقع زلزله
، ساختمان تحت اثر(شتاب زمین) شتاب می گیرد واین شتاب به پدید آمدن نیروی
اینرسی می انجامد، در صدی از وزن ساختمان و اشیاء، مواد و بارهای دیگر
موجود در آن را به صورت نیروئی افقی برساختمان اثر دادند و تصور حاکم این
بود که با تامین «مقاومت» اجزا و عناصر سازه ای در برابر این نیرو در محیط
ارتجاعی ، می توان ایمنی در برابر زلزله را تامین کرد و مانع خرابی ساختمان
شد. به این ترتیب « طراحی برای مقاومت در برابر زلزله» شکل گرفت . ولی به
دلیل قدرت تخریبی زیاد مشاهده شده در زلزله های شدید ونامشخص بودن سقف آن،
در هر تجدید نظر، درصد منظور شده در ضوابط افزایش داده می شد و خیلی
زودآشکار گردید که با پذیرش رفتار ارتجاعی اجزا و عناصر سازه ای، ابعاد این
اجزا وعناصر بطور غیر متعارف بزرگ می شوند وعملا" امکانات موجود انسان
پاسخگوی این راه حل نیست. رسوبات ذهنی آن دوره هنوز هم کاملا" از بین
نرفته وهنوز هم عده ای از مهندسان، تامین ایمنی در برابر زلزله را به «
تامین مقاومت» تعبیر می کنند.
وقتی مهندسان دریافتند
که تامین ایمنی ساختمانها در برابر نیروهای زلزله با همان الگوی تامین
ایمنی در برابر بارهای قائم عملی نیست، جستجوی راه حلهای دیگر را در دستور
کارشان قراردادند.
در اولین پژوهشها، مشخص گردید که
باید فرق ماهوی موجود بین بارهای قائم ونیروهای اینرسی ناشی از زلزله را در
بررسی ایمنی ساختمانها در برابر زلزله مد نظر داشت. مقادیربارهای قائم در
جریان زلزله تغییری
نمی کنند و ثابت اند ولی نیروهای اینرسی تابع شتاب
داده شده به ساختمان دراثر زلزله اند و با تغییر مقدار شتاب تغییر می کنند و
در واقع نمایانگر انرژی حرکتی القا شده به ساختمان می باشند که باید توسط
ساختمان جذب و مستهلک شوند. با عنایت به اینکه بخشی از این انرژی می تواند
با تغییر شکلهای ارتجاعی و بخشی دیگر با تغییر شکلهای فرا ارتجاعی جذب
شوند واگر ساختمان قادر به جذب و اتلاف انرژی حرکتی از این طریق نباشد،
خرابی آن حتمی خواهد بود، مهندسان کوشش کردند با پذیرش خرابیهای محدود قابل
کنترل وبا قبول درهم شکستن موضعی بخشهائی از اجزا وعناصر متشکله سازه
ساختمان که خرابی آنها باعث فروپاشی ساختمان نمی شود وپس از زلزله، بسادگی
قابل بهسازی اند، نیروهای زلزله را جذب و مستهلک نمایند. به عبارت دیگرسعی
کردند که اگر نمی توانند از بروزخرابی جلوگیری کنند، آن را به جائی منتقل
نمایند که آثار زیانبارش کمتر وجبران آنها پس از زلزله آسانتر باشد.به
علاوه برای محدود کردن آثار جانبی خرابی، سعی کردند که پدیدار شدن گسیختگی
در اجزا و عناصر سازه حالت ترد و ناگهانی نداشته و به صورت تغییر شکلهای
فرا ارتجاعی و تشکیل مفصلهای خمیری باشد. به این ترتیب بتدریج ، اهمیت
تغییر شکلهای فرا ارتجاعی برای جذب و اتلاف انرژی القا شده به ساختمان در
اثر زلزله ، روشن شد و ابتدا مفهوم « شکل پذیری » در ضوابط طراحی منعکس و
سپس «طراحی برای ظرفیت» شکل گرفت.
موضوع محوری « طراحی
برای ظرفیت» جذب و اتلاف انرژی حرکتی زلزله به کمک تغییر شکلهای فرا
ارتجاعی و تشکیل مفصلهای خمیری در مقاطع و مناطق از پیش تعیین شده سازه می
باشد که بطور بدیهی مستلزم آن است که سازه نا معین (هیپرستاتیک) و دارای
پیوندهای اضافی مناسب باشد، بطوریکه با از بین رفتن تعدادی از این پیوندها
دراثر تغییر شکلهای فرا ارتجاعی ، سازه فرو نریزد.
بموازات
این تغییر وتحولات ، اهمیت تغییر مکانهای جانبی نقاط مختلف اجزا و عناصر
سازه ای در پایداری سازه ها روشن و محدود کردن این تغییر مکانها به
منظورتامین ایمنی در برابر نیروهای زلزله ضرورت یافت، بویژه توجه به این
نکته معطوف گردید که گرچه بروز تغییر شکلهای فرا ارتجاعی وتشکیل مفصلهای
خمیری کار جذب و اتلاف انرژی حرکتی ناشی از تکانهای شدید زمین را تسهیل می
نماید، ولی تغییر مکانهای جانبی سازه نسبت به تغییر مکانهای نظیر رفتار
ارتجاعی بیشتر می شوندو این مسئله از لحاظ انطباق با ضوابط و قیود آئین
نامه ای مربوط به تغییر مکانهای جانبی باید در طراحی ملحوظ شود.
همچنین
بتدریج با توجه به اینکه در همه احوال منظور از طراحی ، تامین و حفظ
قابلیت بهره برداری از ساختمان است و سازه فقط بخشی از این قابلیت را فراهم
می کندو اجرا و عناصر غیر سازه ای هم در تامین قابلیت
بهره برداری از
ساختمان نقش اساسی دارند، بتدریج ضوابط و قیودی، هرچند کمرنگ، در آئین نامه
ها وضوابط تایمن ایمنی ساختمانها در برابر زلزله وارد شدند.
منبع :
شبکه اطلاع رسانی ساختمان ایران شاسا
سیستم سقف جدید
طراحی
این سیستم سقف جدید دربرگیرنده یک سیستم تهویه منفعل است که هوایی را که
داخل خانه می رود از اتاق زیر شیروانی جذب می کند و آن را وارد یک فضای
هوای شیبدار بالای سقف کرده تا بتوان آن را به بالا و بیرون منتقل کرد. از
دیگر ویژگیهای این سقف این است که می تواند تشعشع، انتقال گرما و عایق پوشش
داده شده را خنثی و کنترل کند. این عایق قلب این سیستم را تشکیل داده و می
توان آن را میان تیغه اصلی اتاقک زیر شیروانی قرار داد و یا آن را در روی
سیستم سقف توخالی قرار داد تا مسئول نصب مجبور به از بین بردن تیغه قدیمی
نباشد.
گروه محققان این آزمایشگاه اظهار
داشتند که شبیه سازیهای کامپیوتری نشان می دهد که سیستمهایی که به خوبی
مهروموم نشده و سیستمهای تهویه هوایی که هوای تهویه شده را به یک اتاق زیر
شیروانی منتقل می کند می تواند سالانه بین 100 تا 300 دلار هزینه داشته
باشد، اما مهرو موم کردن این اتاقک با اسپری فوم می تواند به صرفه جویی در
هزینه های مصرفی منتهی شود؛ اما هزینه ابتدایی این سیستم حدود 8 هزار دلار
است.
در مقام مقایسه این گروه تحقیقاتی
اظهار می دارند که افزودن این سیستم به سقفهای کنونی مالکان خانه ها سالانه
100 دلار صرفه جویی در انرژی را به دنبال دارد و هزینه نصب و راه اندازی
اولیه به 2 هزار دلار کاهش می یابد. این گروه مقاله علمی خود را با عنوان
نمونه اولیه طراحی سقف برای تنظیم دمای خودکار و کاهش انتقال گرما توسط
انجمن ملی پیمانکاران سقف منتشر شده است.
