خط مهندسی
مجله ی آنلاین مهندسی

تکنیک های طراحی ساختمان در برابر زلزله

0 587

کشور پهناور ایران از نظر زلزله خیز بودن شامل چهار منطقه زلزله خیز کمربند زاگرس، نواحی مرکزی و شرقی آذربایجان و رشته کوه های البرز است. به همین دلیل وقوع زلزله های مخرب گاه و بیگاه علاوه بر به بار آوردن خسارت های جبران ناپذیر جانی و مالی، تبعات روانی بسیاری دارد که تا چندین نسل ممکن است ادامه یابد. از همین جهت امروزه توجه جامعه علمی کشور و مهندسین به طراحی و ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله جلب شده است. تدوین آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد ۲۸۰۰) یکی از اقداماتی است که توسط مهندسین و متخصصان مربوطه انجام شده است.

زلزله چه تأثیری بر روی ساختمان ها دارد؟

شاید این سؤال پیش بیاید که اصلاً زلزله چگونه باعث تخریب یک ساختمان می شود. هنگامی که زلزله اتفاق می افتد، امواج ارتعاشی به سرعت در جهات مختلف و در فاصله های زمانی کوتاه به زمین ارسال می شوند. برخورد امواج به ساختمان و وارد شدن نیروهای جانبی بر سازه، باعث لرزش دیوارها، کف ها، ستون ها، تیرها و اتصالات می شود. بنابراین قسمت های بالا و پایین ساختمان جابجا می شود که تفاوت در این جایجایی، تنش شدیدی را ایجاد می کند که موجب ریزش کل سازه می شود.

روش های طراحی و ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله

 

۱.    استفاده از جداسازهای لرزه ای

یکی از روش های طراحی ساختمان در برابر زلزله، روش مقاومت است که طبق آن پایه سازه بالاتر از سطح زمین ساخته می شود. طبق این روش ساختمان ها معمولاً بر روی تکیه گاه هایی از جنس لاستیک، فولاد و یا سرب که توانایی تغییر شکل را دارند، بنا می گردند. این تکیه گاه ها جداسازهای لرزه ای نام دارند.

۲.    خنثی کردن نیروهای وارد به سازه بوسیله میراگرها

جالب است بدانید همان طور که خودروها دارای ضربه گیر هستند، مهندسان نیز برای مقاوم سازی سازه های ساختمانی از ضربه گیر برای کاهش شوک امواج استفاده می کنند که باعث پایداری بیشتر یک سازه می گردد. این نوآوری به دو شیوه ی تعبیه دستگاه های کنترل ارتعاشات و یا تجهیز ساختمان به میراگرهای آونگی می تواند تحقق یابد.

۳.    محافظت ساختمان از ارتعاشات

پژوهشگران به دنبال روش های جایگزینی هستند که بجای مقابله نیروی زلزله، بتوانند امواج آن را از اطراف ساختمان عبور داده و از فروپاشی ساختمان جلوگیری کنند. این دستاورد که پوشش نهان ساز لرزه ای” نام دارد، شامل جداره ای با حدود ۱۰۰ رینگ پلاستیکی و بتنی هم مرکز است و حداقل تا عمق یک متر زیر پی ساختمان دفن می شود.

۴.    تقویت سازه ساختمان

از مرسوم ترین روش ها برای مهار نیروی مخرب زلزله می توان به نصب دیوارهای برشی، مهاربندهای ضربدری و قاب های خمشی اشاره نمود. که هریک فناوری منحصربه فردی برای انتقال و استهلاک نیرو ی مخرب زلزله دارد.

مصالح مقاوم در برابر زلزله

طبق اصول آیین نامه طراحی ساختمان در برابر زلزله، مصالحی که در ساخت یک سازه بکار می رود در پایداری آن تأثیر بسزایی دارد.

فولاد و چوب

مصالح ساختمانی بکار رفته در یک سازه برای اینکه بتواند در برابر امواج زلزله مقاومت کند باید توانایی تغییر شکل را داشته باشد. سازه های فولادی در برابر تنش ها بدون شکست تغییر شکل می دهند. چوب نیز به علت وزن کم و مقاومت زیاد و شکل پذیری جز مصالح مقاوم در برابر زلزله محسوب می شود.

مصالح نوین

در سال های اخیر دانشمندان و مهندسان به دنبال کشف مصالح جدید با قابلیت شکل پذیری بالاتری هستند. مصالحی همچون آلیاژهای حافظه دار که توانایی تغییر شکل های زیاد و بازگشت مجدد به شکل اولیه خود را دارند.

آیین نامه ۲۸۰۰ زلزله چیست؟

یکی از اقدامات شایسته مهندسان و محققان در راستای کاهش مخاطرات ناشی از زلزله، تهیه و تدوین آیین نامه طراحی ساختمان در برابر زلزله است. آیین نامه ۲۸۰۰ که نقش مهمی در ترویج ساخت و ساز ایمن در کشور ایفا کرده است، به مجموعه قوانین سازه ای برای طراحی لرزه ای سازه در برابر زلزله گفته می شود. تدوین آیین نامه ۲۸۰۰ و به دنبال آن اجرای اجباری آن، موجب رونق ضوابط مهندسی و به دنبال آن کاهش خسارات ناشی از زلزله شده است. با دانلود استاندارد ۲۸۰۰ و مطالعه آن می توانید با اهداف و اصول این آیین نامه بیشتر آشنا شوید.

اهداف آیین نامه ۲۸۰۰

آیین نامه ۲۸۰۰ جهت تعیین حداقل ضوابط و مقررات به منظور طراحی و ساخت ساختمان ها در برابر زلزله تدوین شده است. با استناد به مفاد این آیین نامه، سازندگان ملزم به ساخت ساختمان های مقاوم در برابر زلزله هستند. بگونه ای که در این آیین نامه برای تمام بخش های سازه ای یک ساختمان اعم از ستون ها، سقف ها و پی  ساختمان مباحث جداگانه ای در نظر گرفته شده که سازندگان موظف به رعایت آن ها هستند. اهداف عمده این آیین نامه عبارت است از:

·      ساختمان های با درجه اهمیت بسیار زیاد، در صورت وقوع زلزله، تغییری در مقاومت و سختی اجزای سازه ای و غیر سازه ای نداشته باشند.

·      ساختمان های با درجه اهمیت زیاد، آسیب زیادی در صورت وقوع زلزله نبینند و در مدت زمان کوتاهی قابل تعمیر باشند.

·      ساختمان های با درجه اهمیت متوسط، با وقوع زلزله، در قسمت سازه ای و غیرسازه ای آسیب جدی نبینند و دارای حداقل تلفات جانی باشند.

·      ساختمان های با تراکم بیش از ۱۵ طبقه و بیش از ۵۰ متر و همچنین ساختمان های با درجه اهمیت زیاد و خیلی زیاد، بعد از وقوع زلزله آسیب عمده ای نبینند و همچنان قابلیت بهره برداری خود را حفظ کنند.

زلزله های مبنای طراحی در آیین نامه ۲۸۰۰

زلزله های مبنای طراحی در این آیین نامه بصورت زیر می باشند:

۱.    زلزله طرح: به زلزله ای گفته می شود که احتمال فراگذشت آن در ۵۰ سال حدود ۱۰ درصد باشد و دوره بازگشت آن ۴۷۵ سال است.

۲.    زلزله بهره برداری: زلزله ای است که احتمال فراگذشت آن در ۵۰ سال ۵/۹۹ درصد است و دوره بازگشت آن حدود ۱۰ سال باشد.

کلام آخر

در طول تاریخ حیات بشر، زلزله باعث تخریب شهرها و روستاهای بسیاری شده و حیات انسان را با مخاطرات جدی روبرو کرده  است. آیین نامه ۲۸۰۰ ایران از مهم ترین آیین نامه های ساختمانی است که در جهت عزم ملی و برنامه های دولت به منظور کاهش خسارات مالی، جانی و روانی این بلای طبیعی تهیه و تدوین گردیده است. پیشنهاد می کنیم با خرید آیین نامه ۲۸۰۰ و مطالعه آن، با اهداف و اصول این کتاب کاربردی بیشتر آشنا شوید. همچنین لازم به ذکر است این آیین نامه هر ۵ سال مورد تجدید نظر و بازنگری قرار می گیرد.

نظر شما درباره این مطلب

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.