عملكرد ساختمان در مقابل نيروي زلزله و نيروي باد

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: کلیدواژه : زلزله,ساختمان,نیرو,مهندسی زلزله,نیروی باد,عملکرد,بتن مسلح,سازه,میلگرد,مشخصات مصالح بكار رفته در سيستم طبق استاندارد امريكا «astm» بوده و طراحي سازهاي آن براساس مقررات ملي ساختماني كانادا و همچنين آئيننامه بتن آمريكا «aci» انجام شده است. اين سيستم با توجه به نوع مصالح پركننده داخل ديوارهاي پليمري به سه گروه به شكل زير تقسيم ميشود:

الف- بتن پركننده غيرمسلح يا مواد پركننده ديگر

ب- بتن پركننده مسلح شده با مواد پليمري

پ- بتن پركننده مسلح شده با ميلگرد فولادي

نوع اول براي ساختمانهاي يك طبقه بدون نيروهاي جانبي زياد و براي نيروهاي ثقلي كم، در مناطق با خطر زلزله پايين و بدون باد شديد مناسب است. نوع دوم معمولا در مواردی مورد استفاده قرار ميگيرد كه مقاومت در برابر بارهاي جانبي نظير باد يا زلزله به ميزان كم تا متوسط، آن هم در ساختمانهاي يك تا دو طبقه مدنظر باشد، اما قويترين حالت يعني نوع سوم بيشتر براي ساختمانهاي چند طبقه با نيروهاي ثقلي و بارهاي جانبي زياد در نظر گرفته ميشود، در ايران به واسطه زلزله خيربودن اكثر نواحي، نوع سوم يعني بتن پركننده مسلح شده با ميلگرد فولادي مناسبتر ميباشد.
براي اثبات عملكرد مناسب سازههاي فوق و اطمينان از تامين خواستههاي آئيننامهها و مقررات ساختماني ساير كشورها، آزمايشات عملي بسياري روي مقاومت و پايداري اين ساختمانها در مقابل نيروهاي متفاوت موثر بر ساختمان، در كانادا، آمريكا، چين و ژاپن و همچنين مراكز تحقيقاتي و علمي معتبر دنيا صورت گرفته است. اين آزمايشات را ميتوان بيشتر در قالب چهار گروه زير دستهبندي كرد:

الف- آزمايش بارگذاريهاي ثقلي (شبيهسازي بارهاي مرده، زنده و بار برف در ساختمان)

ب- آزمايش فشار باد (شبيهسازي بارهاي ناشي از بادهاي قوي)

پ- آزمايش بارگذاري جانبي (شبيهسازي بارهاي ناشي از زلزله)
ت- آزمايش نمونههاي اصلي با مقياس واقعي (براي مشخصشدن عملكرد كار سازه شامل ديوارها، سقف و
اتصالات آنها)

نتايج اين آزمايشات، پايداري ساختمان را تحت شرايط مختلف بارگذاري به اثبات رساندهاند. در ادامه هر يك از عوامل فوق به تفكيك بررسي شدهاند.

- نيروي زلزله

از لحاظ مقاومت ساختمان در برابر نيروي زلزله، چنانچه قابهاي پليمري پرشده از بتن مسلح، بهعنوان ديوارهاي برشي فرض شود، ساختمانهاي ساخته شده با این سيستم را ميتوان به دو گروه زير تقسيمبندي نمود:

الف - ساختمانهايي كه برش پايه ناشي از نيروي زلزله در آنها كمتر از 15 درصد وزن ساختمان باشد.

ب- ساختمانهايي كه برش پايه ناشي از نيروي زلزله در آنها برابر يا بيش از 15 درصد وزن ساختمان باشد.

بهطور كلي تفاوت عمده در اين دو گروه ميزان مصرف آرماتور جهت مسلحسازي بتن داخل فريمهاي پی وی سی و تغيير در حداكثر فاصله مجاز بين تيرهاي افقي يا شيبدار سقف ميباشد كه با محاسبه به شكل دقيق اندازهگيري شده و بهينهسازي ميشوند. در ايران با توجه به آئيننامه 2800، معمولا ساختمانها در گروه اول قرار ميگيرند.

در اين بخش، گزارش مورخ 15 ژانويه سال 2004 ، مدير مهندسي شركت فناوري ساختماني مادر درخصوص مقاومت این سيستم در مقابل نيروي زلزله ارائه ميگردد:

گزارش ذيل به بررسي اجمالي عملكرد ساختمانهاي ساختهشده با این سيستم در مقابل نيروهاي ناشي از زلزله ميپردازد:
ظرفيت باربري براي ديوارهاي بتني مسلح متداول، بر اساس دستورالعملهاي آئيننامهاي مانند استاندارد Csa-a23.3 طراحي سازههاي بتني در كانادا و آييننامه Ac1318 و ساير آييننامهها تعيين ميشود.

براساس آزمايشهاي متعدد انجام شده بر روي این سيستم ، اثبات گرديده كه سيستم قالبهاي Tpr، هيچگونه اثر كاهشدهندهاي بر ظرفيت باربري ديوارهاي برشي در مقابل نيروي زلزله ندارند و بر پايه اين آزمايشات ميتوان نتيجهگيري نمود كه طراحي اين نوع ديوارها با این سيستم همانند طراحي ديوارهاي بتن مسلح متداول در مقابل نيروهاي محوري باد و زلزله ميباشد.
در اين ارتباط از مناطق زلزلهخيز جهان مانند ژاپن و چین ، تأئيديههاي آئيننامهاي براي این سيستم دريافت نمودهايم. بر اساس آزمايشات انجام شده طبق استانداردهاي آئيننامهاي كشورهاي چين و ژاپن مشخص گرديده كه این سيستم بر ظرفيت باربري ديوارهاي بتن مسلح نهتنها اثر كاهنده اي ندارد، بلكه باعث بهبود عملكرد اين ديوارها در مقابل نيروي زلزلهشده و شكلپذيري و ظرفيت را نيز افزايش ميدهد.

گزارش شماره T94-18 مورخ دسامبر 1994 آقاي ترو، به بررسي عملكرد ديوارهاي بتن مسلح كه براساس آئين نامه ژاپن طراحي شدهاند، ميپردازد و همچنين گزارش آقاي دكتر تسو مورخ جولاي 1997 به عملكرد ديوارهاي بتن مسلح بر پايه آئيننامه چين ميپردازد و ديوارهاي بتن مسلح را با يكديگر مقايسه ميكند. يكي از خصوصيات منحصر بفرد قالبهاي این سیستم در اين ويژگي است كه قالب پی وی سی مانند آرمارتور در بتن نقش مسلحكردن را ايفا ميكند. بدين معني كه تركهاي ايجادشده در بتن را محدود كرده و با مقاومت كششي خود از گسترش تركها جلوگيري ميكند. ظرفيت باربري ديوارهايي كه با این سیستم مسلح شدهاند، براي ساختمانهاي يك يا دو طبقه در مناطق با خطر زلزلهخيزي بالا ، غالبا مكفي ارزيابي شده است، چون بر پايه آزمايشات، ظرفيت برشي ديوارهاي مسلح شده با این سيستم تعيين شده، بنابراين چنانچه نياز باشد، ميتوان براي افزايش ظرفيت برشي ديوارها از ميلگرد براي مسلح نمودن بتن استفاده نمود.

گزارش مورخ ژانويه سال 1995 آقاي ترو، مقاومت در مقابل زلزله را براي ديوارهايي كه تنها با این سيستم مسلح شدهاند و هيچگونه ميلگردي در آنها استفاده نشده را مشخص مينمايد. همچنين آزمايشهايي انجام شده كه به مقايسه اين ديوارها (بدون ميلگرد) با ديوارهايي كه طبق آييننامه ژاپن طراحي و مسلح شدهاند، ميپردازد. آزمايشات مبين اين نتيجه ميباشند كه ظرفيت شكلپذيري و تقريبا مقاومت برشي اين دو نوع ديوار يكسان ميباشد. همچنين آزمايشات نشان ميدهد كه استفاده از ميلگرد عمودي در هر انتهاي ديوار براي كنترل تغيير شكل ديوار مفيد ميباشد.

بطور خلاصه ميتوان اظهار نمود كه مزاياي قابل ملاحظهاي در استفاده از ديوار بتني با این سيستم در مناطق زلزله خيز متصور ميباشد و استفاده از قالبهاي این سیستم در ساختمانهاي بتني مسلح ميتواند عملكرد اين ديوارها را در مقابل نيروي زلزله افزايش بخشد.

و همچنين در ساختمانهاي كوچك با خطر زلزله كم، استفاده از پانل هاي Tpr با كاهش شديد آرماتور مصرفي همراه خواهد بود. در پايان ذكر اين نكته نيز لازم است كه با استفاده از پانل هاي Rbs، شرايط تخريب اين نوع سازه در زلزلههاي بسيار شديد بهگونهاي خواهد بود كه از ريزش قطعات جلوگيري ميك ند و فرصت كافي را براي تخليه محل، جهت ساكنين فراهم ميآورد.

- نيروي باد

در ايران براساس آئيننامههاي موجود، معمولا نيروي باد بهعنوان يك نيروي غالب در طراحي ساختمانهاي كمارتفاع محسوب نميشود. با اين وجود مقاومت ساختمان در برابر نيروي باد طبق اطلاعات ارائهشده توسط شركت به شكلي است كه بادهاي تا سرعت 230 كيلومتر در ساعت، هيچگونه آسيبي به ساختمان نميرساند.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 217]