عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1 مقدمه3
1-2 مرور کارهای گذشته4
1-3 لرزه خیزی ایران7
1-4 گزارش برخی از زلزله های چند دهه اخیر10
1-4-1 زلزله 31 خردادماه 1369 رودبار و منجیل10
1-4-2 گزارش تصویری از زلزله بم13
1-4-3 اثرات زلزله اول تیر 1381 چنگوره- آوج بر ساختمان های بنایی و مختلط15
1-4-3-1 خسارت وارده به ساختمان ها در اثر زلزله چنگوره- آوج 16
1-4-3-2 گونه های ساختمانی منطقه آوج16
1-4-3-3 ساختمان های بنایی آوج با سقف طاق ضربی17
1-4-3-4 ساختمان های مختلط منطقه آوج17
1-4-3-5 بررسی آسیب های وارده به ساختمان های منطقه آوج17
1-4-3-6 بررسی علل خرابی ساختمان های مختلط و بنایی منطقه آوج19
1-4-4 رفتار و عملکرد ساختمان ها در زلزله داهوییه (زرند)19
1-5 گستردگی ساختمان های بنایی21
1-6 مقاوم سازی ساختمان های بنایی24
1-7روند انجام پایان نامه25
فصل دوم: تئوری های حکم بر رفتار ساختمان های بنایی
2-1 خواص سازه ای و دینامیکی ساختمان های بنایی28
2-2- توزیع نیروی زلزله در ساختمان های بنایی28
2-3 حالت های شکست29
2-3-1 شکست دیوارهای برشی30
2-3-2 شکست دیوارهای عرضی32
2-4 روش های ارزیابی کمی آسیب پذیری ساختمان های بنایی غیرمسلح32
2-4-1 روش ارزیابی دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود33
2-4-2 روش ارزیابی فصل هفتم دستورالعمل FEMA273, FEMA35634
2-4-3 روش ارزیابی لانگ- باخمن35
2-5 استفاده از روش قاب معادل در ارزیابی ساختمان های مصالح بنایی38
2-6 دلیل بنیادی ناپایداری لرزه ای ساختمان های آجری غیرمسلح در برابر زلزله40
2-7 ماهیت نیروهای زلزله41
2-8 عملکرد ساختمان های آجری غیرمسلح در برابر زلزله42
2-9 مقاومت جانبی دیوار برشی غیرمسلح43
2-10 تقویت لرزه ای ساختمان های بنایی45
2-10-1 روش تسلیح دیواری های آجری45
2-10-2 روش کلاف بندی دیوار آجری46
فصل سوم: معرفی آیین نامه ها
3-1 مقدمه49
3-2 معرفی آیین نامه ها49
3-2-1 آیین نامه FEMA-154 ایالات متحده آمریکا49
3-2-2 دستورالعمل ATC-20 (Applied Technology Council)55
3-2-2-1 ارزیابی ساختمان ها بعد از زلزله57
3-2-2-2 روش ارزیابی ساختمان ها58
3-2-3 مجموعه FEMA 306-307-30860
3-2-3-1 ارزیابی ساختمان طبق دستورالعمل FEMA 306-307-30860
3-2-3-2 ترمیم المان های آسیب دیده از زلزله طبق دستور FEMA (306-307-308)63

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

3-2-3-3 روش ترمیمی ارائه شده در دستورالعمل FEMA 30863
3-3 جمع بندی64
3-4 دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود66
3-4-1 بررسی کلی دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود66
3-4-2-بخش ساختمان های مصالح بنایی دستورالعمل70
3-4-3 انواع ساختمان های مصالح بنایی مشمول دستورالعمل بهسازی لرزه ای برای ساختمان 71
3-4-4 محدوده کاربرد72
3-4-5 مراحل روش بهسازی72
3-5 ساختمان های مصالح بنایی سنتی73
3-5-1 نواقص مربوط به مصالح ساختمان73
3-5-2 نواقص مربوط به سیستم سازه ای74
3-5-3 نواقص مربوط به دال های74
3-5-4 نواقص مربوط به اتصالات اعضا75
3-5-5 نواقص مربوط به اجزای غیرسازه ای75
3-5-6 نواقص مربوط به سیستم کلاف بندی75
3-6 پیش نویس دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های بنایی76
3-6-1 مراحل ارزیابی آسیب پذیری76
3-6-2 راهکارهای بهسازی77
3-6-2-1 بهسازی کلی78
3-6-2-2 بهسازی موضعی78
3-7 دستورالعمل تحلیل آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای ساختمان های بنایی غیرمسلح موجود79
3-7-1 فرآیند تحلیل و ارزیابی آسیب پذیری80
3-7-2 تحلیل آسیب پذیری ساختمان81
3-7-2-1 ارزیابی اولیه آسیب پذیری81
3-7-2-2 ارزیابی تفضیلی آسیب پذیری83
3-7-2 بهسازی ساختمان83

3-7-4 جزییات اجرایی طرح84
3-7-5 بررسی اقتصادی و اجتماعی برای بهسازی لرزه ای ساختمان84
3-8 آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (آیین نامه 2800)86
فصل چهارم: ویژگی های مهندسی دیوارهای با مصالح بنایی
4-1 ویژگی های مهندسی دیوارهای با مصالح بنایی89
4-2 انواع دیوارهای بنایی90
4-2-1 دیوارهای بنایی موجود91
4-2-2 دیوارهای بنایی جدید91
4-2-3 دیوارهای تقویت شده91
4-3 روش های تحلیل سازه91
4-3-1 تحلیل استاتیکی خطی92
4-3-1-1 تعیین زمان تناوب اصلی نوسان سازه92
4-3-1-2 برآورد نیروها و تغییر شکل ها92
4-3-1-3 توزیع نیروی جانبی در ارتفاع93
4-3-2 تحلیل دینامیکی خطی93
4-3-3 تحلیل استاتیکی غیرخطی94
4-4 رفتار درون صفحه ای دیوارها و پایه های مصالح بنایی94
4-4-1 سختی95
4-4-2 مقاومت96
4-4-2-1 مقاومت جانبی موردانتظار پایه ها و دیوارهای با مصالح بنایی غیرمسلح96
4-4-2-2 کرانه پایین مقاومت جانبی پایه ها و دیوارهای با مصالح بنایی غیرمسلح97
4-4-3 کرانه پایین مقاومت فشاری قائم پایه ها و دیوارهای مصالح بنایی غیرمسلح97
4-5 معیارهای پذیرش98
4-5-1 روش های خطی98
4-5-2 روش استاتیکی غیرخطی99
4-6 رفتار خارج از صفحه دیوار100
فصل پنجم: استفاده از روش قاب معادل در ارزیابی ساختمان های مصالح بنایی
5-1 استفاده از روش قاب معادل در ارزیابی ساختمان های مصالح بنایی آسیب دیده در زلزله های اخیر ایران103
5-2 مدل قاب G.MAGENES105
5-2-1 -روش قاب معادل با استفاده از نمودار M-θ: روش (G.Penelis)106
5-2-2 مدل قاب معادل با استفاده از نشریه 376107
5-2-3 چگونگی مدلسازی ارتفاع دیوارها108
5-3 استفاده از ارتفاع کامل دیوارها108
5-3-1 استفاده از ارتفاع متفاوت بین بازشوها109
5-3-2 استفاده از ارتفاع موثر دیوارها110
5-4 مشخصات مصالح دیوارهای آجری غیرمسلح110
5-4-1 مشخصات مصالح110
5-4-2 مقاومت فشاری مصالح بنایی (fme)111
5-4-3 مدول الاستیسیته مصالح بنایی در فشار (Eme)112
5-4-4 مقاومت برشی مصالح بنایی (vme)113
فصل ششم: اثر دیوار برشی بر ساختمان های بنایی
6-1 مراحل مدل سازی دیوار مصالح بنایی روش قاب معادل و بررسی نتایج یک نمونه دیوار117
6-2 مراحل مدل سازی یک دیوار مصالح بنایی در برنامه SAP 2000117
6-3 مدل سازی دیوار مصالح بنایی زیر و بررسی نتایج119
6-3-1 ارتفاع دیوارهای قائم (ستون های معادل)120
6-3-2 ارتفاع دیوارهای افقی (تیرهای معادل)120
6-3-3 طول دیوارها121
6-3-4 ممان اینرسی هر یک از دیوارها (I)121
6-3-5 سختی هر یک از دیوارها121
6-3-6 سطح بارگیری122
6-3-7 مقاومت برشی موردانتظار (Vme)122
6-3-8 مقاومت لغزش درز ملات QCE122
6-3-9 کرانه پایین مقاومت جانبی دیوارها مصالح بنایی غیرمسلح123
6-3-10 محاسبه و چگونگی به دست آوردن مفاصل برشی123
6-4 بررسی نتایج همراه با تغییرات پارامتری و هندسی بر روی دیوار مصالح125
6-4-1 تغییرات پارامتری بر روی دیوار مصالح بنایی با ارتفاع موثر126
6-5 بررسی نتایج تغییرات برروی دیوار مصالح بنایی128
6-6 تغییرات هندسی بر روی دیوار مصالح بنایی148
6-6-1 تغییرات بر روی ارتفاع دیوارها148
6-6-2 تغییرات بر روی ضخامت دیوارهای مصالح بنایی153
6-6-3 تغییرات بر روی طول هر قطعه155
6-7 اثر دیوار برشی بر روی ساختمان با دیوار مصالح بنایی156
6-8 چگونگی مدل سازی دیوار برشی در ساختمان های مصالح بنایی157
6-8-1 مقاومت دیوار برشی158
6-9 معیارهای پذیرش برای دیوارهای برشی در حالت انالیز غیرخطی استاتیکی159
6-10مشخصات دیواربرشی بتن مسلح161
6-10-1 ارائه حالتهای مختلف قراردادن دیوار برشی162
6-11 نتیجه گیری168
منابع و ماخذ
منابع و ماخذ159
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 1-1 نقشه صفحات زمین ساخت خاورمیانه و حرکات نسبی آن ها9
شکل 1-2 گسل های مهم ایران9
شکل 1-3 تصاویری از زلزله رودبار و منجیل در سال 136913
شکل (1-4) تصاویری از زلزله ویرانگر بم15
شکل (1-5) نمونه ای از ساختمان های منطقه اوج و آسیب های وارده به این منطقه18
شکل 1-6 تصاویر آسیب های وارده از زلزله زرند21
شکل 2-1 (الف) شکست خمشی (پایه های باریک)30
شکل 2-1 (ب) شکست برشی (پایه های پهن)30
شکل 2-2 ساختار ارزیابی کمی فصل هفتم دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود
34
شکل 2-3 ساختار ارزیابی ارزیابی در فصل هفتم FEMA273-FEMA35635
شکل 2-5 ساختار ارزیابی کمی در روش لانگ-باخمن36
شکل 2-4 درجات آسیب پذیری در روش لانگ باخمن36
شکل 2-6 منحتی ظرفیت ساختمان در روش لانگ- باخمن36
شکل 2-7 پلان سازه ای ساختمان مدرسه37
شکل 2-8 مدلسازی نمای یک ساختمان بنایی توسط قاب معادل39
شکل (2-9) دیاگرام آزاد دیوار مقاومت خمشی دیوار44
شکل 2-10 برخی روش های اجرایی دیوارهای آجری مسطح46
شکل 2-11 نحوه عملکرد دیوارهای آجری مسطح46
شکل 3-1 فرم های جمع آوری اطلاعات برای سه منطقه با لرزه خیزی کم، متوسط و زیاد52
شکل 3-2 نمونه ای از چک لیست های ارزیابی سریع دستورالعمل ATC-2059
شکل 3-3آزمایش مقاومت برشی ملات73
شکل 4-1 نمودار رابطه بین نسبت نیرو و تغییر مکان المان ها برای المان های مصالح بنایی90
شکل6-1 نمای یک دیوار مصالح بنایی119
شکل6-2 نمای یک دیوار مصالح بنایی120
شکل6-3 نمای یک دیوار مصالح بنایی126
شکل6-4 ایجاد مدل با توجه به میانگین ارتفاع آزاد127
شکل6-5 ایجاد مدل با توجه به میانگین ارتفاع موثر129
شکل 6-6 چگونگی تعریف مفصل در نرم افزاز SAP2000132
شکل 6-7 نمودار بار –تغییر مکان بعد از تحلیل134
شکل6-8 ایجاد مدل با توجه به میانگین ارتفاع موثر149
شکل6-9 دیوار مصالح بنایی با دیوار میانی از جنس دیوار بری بتن مسلح157
شکل 6-10 دیوار مصالح بنایی با دیوار میانی از جنس دیوار بری بتن مسلح161
شکل6-11 ایجاد مدل با توجه به میانگین ارتفاع موثر163
شکل6-12 چگونگی تعریف مفصل برشی در نرم افزار164
شکل 6-13نمایش ایجاد مفاصل در میانه پایه های دیوار165
شکل6-14 نمودار بار – تغییر شکل بعد از انجام عملیات تحلیل166
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول 1-1 خسارات وارد بر روستا در زلزله چنگوره- آوج16
جدول 1-2 زلزله های بابزرگی بیش از 5/6 در فاصله های 1284تا 138423
جدول 2-1 مقایسه نتایج حاصل از ارزیابی ساختمان یک مدرسه38
جدول 3-1 تعاریف نتیجه ارزیابی56
جدول 3-3 آزمایشات ارزیابی بر اساس آیین نامه FEMA 30662
جدول 3-4 روش های ترمیم و محدوده کاربرد64
جدول 3-5 نواقص مربوط به مصالح73
جدول 4-1 ضریب m برای تحلیل خطی99
جدول 4-2 پارامترهای تغییرشکل غیرخطی و معیارهای پذیرش در شیوه آنالیز غیرخطی100
جدول 4-3 محدودیت نسبت h/t برای دیوارها101
جدول (5-1) ضرایب تبدیل کرانه پایین مشخصات به مشخصات موردانتظار111
جدول 6-1 مشخصات دیوار مصالح بنایی125
جدول 6-2 محاسبات دیوار مصالح بنایی125
جدول 6-3 مشخصات دیوار مصالح بنایی یک130
جدول 6-4 محاسبات مقاومت لغزش درز ملات برای دیوار مصالح بنایی یک130
جدول 6-5 مشخصات مفاصل باتوجه به معیارهای پذیرش131
جدول 6-6 نتایج آنالیز غیر خطی برای دیوار مصالح بنایی133
جدول 6-7 مشخصات حالت دوم دیوار مصالح بنایی135
جدول6-8 مشخصات مفاصل برای حالت دوم دیوار مصالح بنایی136
جدول6-9 مشخصات حالت سوم دیوار مصالح بنایی137
جدول6-10 مشخصات مفاصل برای حالت سوم138
جدول6-11 مشخصات حالت چهارم139
جدول 6-12محاسبات حالت چهارم139
جدول6-13 مشخصات مفاصل برای حالت چهارم140
جدول 6-14مشخصات حالت پنجم141
جدول6-15 محاسبات حالت پنجم141
جدول6-16 مشخصات مفاصل برای حالت پنجم141
جدول6-17 مشخصات حالت ششم142
جدول6-18 محاسبات حالت ششم143
جدول6-19 مشخصات مفاصل برای حالت ششم143
جدول6-20 مشخصات حالت هفتم144
جدول6-21 محاسبات حالت هفتم144
جدول 6-22مشخصات مفاصل برای حالت هفتم145
جدول6-23 مشخصات برای حالت هشتم145
جدول6-24 محاسبات برای حالت هشتم146
جدول6-25 مشخصات مفاصل برای حالت هشتم146
جدول6-26 مشخصات حالت نهم147
جدول6-27 محاسبات حالت نهم147
جدول 6-28مشخصات مفاصل حالت نهم148
جدول6-29 مشخصات مربوط به کمترین ارتفاع موثر150
جدول6-30 محاسبات مربوط به کمترین ارتفاع موثر150
جدول6-31 مفاصل مربوط به کمترین ارتفاع موثر151
جدول6-32 مشخصات مربوط به بیشترین ارتفاع موثر151
جدول6-33 محاسبات مربوط به بیشترین ارتفاع موثر151
جدول6-34 مفاصل مربوط به بیشترین ارتفاع موثر152
جدول6-35 نتایج زمانی که از بیشترین و کمترین ارتفاع موثر استفاده شود152
جدول 6-36 نتایج زمانی که در ضخامت دیوار تغییر بدهیم154
جدول 6-37 نتایج زمانی که در طول هر پایه تغییرات ایجاد کنیم155
جدول 6-38 محاسبات مربوط به مقاومت دیوار برشی162
جدول 6-39 محاسبات مربوط به ایجاد مفصل برشی162
جدول6-40 نتایج انالیز غیر خطی در حالتی که دیوار برشی بتن مسلح ایجاد کنیم166
جدول6-41 نتایج در حالتی که تغییرات بر روی دیوار برشی بتن مسلح ایجاد کنیم167
فهرست نمودار ها
عنوان صفحه
نمودار 3-1 روند ارزیابی ساختمان پس از زلزله57
نمودار 3-2 مراحل روش ساده بهسازی72
نمودار 3-3 مراحل مختلف ارزیابی76
نمودار 3-4 روند تحلیل و ارزیابی آسیب پذیری بر اساس دستورالعمل تحلیل آسیب پذیری80
فهرست علائم اختصاری
Wوزن ساختمانHمقاومت برشی دیوار آجریτ_fتنش برشی شکست دیوار آجریμضریب اصطکاکσ_nتنش قائم در دیوار ناشی از وزن دیوار و سربارτتنش برشیσ_yتنش محوری در جهت قائم میانقابσ_tتنش کششی حداکثر در مرکز میانقابtضخامت دیوارM_cلنگر نهایی ستونM_jلنگر نهایی اتصالM_bلنگر نهایی تیرf_cتنش مجاز فشار آجر چینیV_uمقاومت نهایی قاب مرکبCضریب تاثیر بازشوV_toتنش برشی نمونه ملاتV_testنیرو در اولین جابجایی مشاهده شده در آزمایش برش ملاتA_bمجموع دو سطح آجر در درزهای افقی بالا و پایینσ_Cتنش ناشی از بار ثقلی واقعی در محل نمونه برداری در زمان آزمایشVنیروی برش پایهAشتاب مبنای طرحIضریب اهمیت ساختمانF_iنیروی جانبی در تراز طبقه iW_iوزن طبقه i شامل وزن سقف و سربار زنده و نصف وزن دیوارها که در بالا و پایین سقف قرار گرفته اند.h_iارتفاع سقف طبقه i از تراز پایهV_iنیروی برشی طبقه iA_iمجموع سطح مقطع دیوارهای موجود در طبقه i می باشدF_Pنیروی عمود بر صفحه دیوارW_Pوزن دیوار و ملحقات آن
چکیده
وقوع زمین لرزه های متعدد در ایران و تحقیقات زمین شناسی انجام شده در مورد گسل های موجود همگی موید این مطلب است که ما در منطقه ای لرزه خیز زندگی می کنیم. از طرف دیگر به دلیل کم توجهی جامعه مهندسی به ساخت و ساز ایمن، ساختمان های زیادی به جا مانده است که در آنها تمهیدات خاصی برای زلزله در نظر گرفته نشده است. آمار و ارقام نشان می دهد که در کشور اکثر ساختمان ها از نوع ساختمان های بنایی می باشند و از آن مهم تر در زلزله های اخیر بیشترین آمار تلفات و خسارات از جانب همین ساختمان می باشد و این مطالب ضرورت توجه به امر مقاوم سازی این ساختمان ها را بیش از پیش مسجل می سازد.
با بررسی های تجربی انجام گرفته در حین اجرای طرح ها، نقاط ضعف و قوت روش های مقاوم سازی مشخص شده و در این پایان نامه سعی شده است روشی متفاوت ارائه شود. این روش بر خلاف روش های دیگر با در نظر گرفتن رفتار نامطلوب ساختمان های بنایی درباره های لرزه ای اتخاذ شده است و از ویژگی های آن سطح ایمنی بسیار بالا با ایجاد خط دوم دفاعی، استفاده از خواص مطلوب قاب های مرکب در بارهای لرزه ای، سادگی طرح، اجرایی بودن طرح و امکان انجام تغییرات معماری و حتی احداث یک طبقه جدید را می توان نام برد.
کلید واژه ها:
ساختمان مصالح بنایی- مقاوم سازی- مدل سازی روش قاب معادل- دیوار برشی بتن مسلح- تحلیل استاتیکی غیرخطی
فصل اول
« مقدمه »
1-1 مقدمه:
از آنجا که کشور ایران به عنوان یکی از مناطق زلزله خیز جهان در مسیر کمربند زلزله آلپ هیمالیا قرار دارد و وجود گسل های فراوان و رخداد زلزله های شدید در گذشته های دور و دهه های اخیر در راستای گسل های شناخته شده و همچنین نقشه پهنه بندی موجود خطر زلزله نشانگر این واقعیت است که اکثر مناطق کشور در معرض وقوع زلزله های شدید یا نسبتاً شدید قرار دارند. از طرفی با توجه به وضعیت آسیب پذیری بسیار نگران کننده شهرها و روستاهای کشور که حاصل قرن ها غفلت در تاریخ ایران بوده است، تا قبل از زلزله منجیل- رودبار (در سال 1369) اقدامات و فعالیت های موثر علمی-فنی در زمینه کاهش خطرات ناشی از زلزله بسیار اندک بوده و آن هم به صورت پراکنده انجام پذیرفته است. پس از این زلزله و بدنبال انجام کارهای گوناگون در زمینه مهندسی زلزله موقعیت کشور از این نظر بهبود یافت به طوری که تهیه و تدوین مقررات، بازبینی آیین نامه های زلزله، تهیه و تدوین دستورالعمل های ایمن سازی و بهسازی لرزه ای ساختمان ها بخشی از دست آوردهای حاصل از خودآگاهی جامعه فنی و مدیران کشور پس از زلزله مهم سال 1369 در رودبار و منجیل می باشد.
در کنار این پیشرفت ها، کمبودهای شدید و نگران کننده ای وجود دارد، که حاصل ساخت و سازهای غیرفنی و ناامن بوده، به طوری که شهرها و روستاهای کشور با ساختمان های نامقاوم در برابر زلزله، پرهزینه، کم دوام، پر مصرف از نظر انرژی و گران قیمت از نظر نگهداری شکل گرفته است.
در حال حاضر ساختمان های ساخته شده با مصالح بنایی (بخصوص ساختمان های آجری)، درصد بالایی از ساختمان های موجود یا در حال احداث در کشور ما را تشکیل می دهند. مهمترین عامل مقبولیت ساختمان های بنایی در ایران، به ویژه در شهرستان ها در دسترس بودن مصالح، ساده بودن تکنولوژی تولید آجر و بلوک های بنایی، آشنایی سازندگان با نحوه ساخت و ساز یا مصالح بنایی و سرانجام ارزانتر بودن قیمت تمام شده این قبیل ساختمان ها نسبت به ساختمان های با اسکلت فولادی و بتن مسلح می باشد. با توجه به این که در ساخت بیشتر ساختمان های بنایی ضوابط و معیارهای مهندسی مربوط به مقاومت سازه در برابر زلزله مورد توجه قرار نمی گیرد و معمولاً توسط سازندگان محلی و بدون توجه به اثر تخریبی زلزله، طراحی و اجرا می شوند. رویداد هر زمین لرزه در هر نقطه از کشور فاجعه آمیز بوده و پیامدهای بسیار نگران کننده ای در برخواهد داشت. برای داشتن ساختمان هایی مقاوم در برابر زلزله با سطح ایمنی مطلوب دو مساله اساسی را باید به طور منطقی پاسخ داد.
1)ساختمان هایی که از این به بعد ساخته می شوند چگونه طراحی، محاسبه و اجرا شوند تا دارای مقاومت کافی در برابر زلزله باشند.
2)ساختمان های متعدد موجود که در برابر زلزله آسیب پذیرند چچگونه بررسی و مقاوم سازی شوند.
در این پروژه سعی شده است پاسخی بر پایه تجربیات و پژوهش های انجام گرفته در کشور ارائه شود و روش های اجرایی و مراجع آیین نامه ای جمع آوری شود و در پایان روشی مطمئن برای مقاوم سازی ساختمان های بنایی ارائه گردد.

1-2 مرور کارهای گذشته
نصب دستگاه های لرزه نگار در نقاط مختلف جهان از اواخر قرن نوزدهم آغاز شد و طی مدت کوتاهی به سرعت بر تعداد آنها افزوده شد به کمک آنها مجموعه اطلاعات بسیار ارزشمندی به دست می آید. از میان همه این اطلاعات شاید یک مطلب بیش از همه شایان توجه باشد و آن اینکه، زلزله ها به هر سبب که ایجاد شده باشند- تکرار پذیرند و تنها راه مقابله با زلزله، طراحی و اجرای ساختمان ها به گونه ای است که تاب ایستادگی در مقابل زلزله های مخرب را داشته باشد.
زلزله های مرگبار زیادی در تاریخ ایران اتفاق افتاده است اما مهمترین آن ها که به عنوان نقطه عطفی در رویکرد جامعه مهندسی به شمار می رود، زلزله 1369 رودبار و منجیل می باشد که تلفات بسیار زیادی را به همراه داشته است، بررسی عملکرد سازه های مختلف در این زلزله گواه آن است که اگر ساختمان های آجری را در یک کفه و سازه هایی نظیر پل، سد، ساختمان های فلزی و بتنی که تحت عنوان سازه های مهندسی عنوان می شوند را در کفه دیگر بگذاریم، آمار تلفات جانی و تخریب کامل بنا، تماما به گروه اول اختصاص داشته و گروه دوم به طور نسبی آمار بسیار پایینی دارند. [1] همین امر جامعه مهندسی را بر آن داشت که در کنار تدوین آیین نامه برای ساختمان های مهندسی، به بررسی رفتار ساختمان های بنایی نیز پرداخته و درصدد تدوین دستورالعمل جامع برای طرح و اجرای این نوع سازه ها برآیند. ماحصل این تلاش ها تدوین فصل سوم آیین نامه 2800 به عنوان تنها مرجع معتبر داخلی در زمینه طرح و اجرای این نوع ساختمان ها می باشد.
به دلیل برجای ماندن تعداد زیادی از ساختمان های بنایی که در آن ها اصول آیین نامه 2800 رعایت نشده است و رفتار نامطلوب این ساختمان ها در زلزله های گذشته، ضرورت امر مقاوم سازی آنها، محققان را برآن داشته تا درصدد تدوین آیین نامه هایی برای بهسازی این ساختمان برآیند. در ادامه برخی از این آیین نامه ها را که در متن پایان نامه به تفضیل در مورد آن ها بحث شده را مرور می نماییم.
آیین نامه FEMA-154 ایالات متحده آمریکا [2] یک روش ارزیابی سریع چشمی را ارائه می دهد. این روش برای ساختمان های موجودی می باشد که هنوز در معرض زلزله قرار نگرفته اند و روش های موجود در این آیین نامه ماحصل تجارب و بررسی خرابی های زلزله گذشته در سطح ایالات متحده می باشد. نتیجه این بررسی ها میزان آسیب پذیری ساختمان را در یک زلزله احتمالی نشان می دهد.
دستورالعمل Applied Technology Council) ATC-20) [3] برای کمک به تعیین میزان امنیت در ساختمان هایی می باشد که در معرض زلزله قرار گرفته اند. نیروهای متخصص، کار خود را با نیروهای امدادی آغاز می کنند و وضعیت ایمنی هر ساختمان را با نصب علایم، مشخص می نمایند. به طور خلاصه آیین نامه ATC-20 را می توان راهنمای ارزیابی سریع سطح ایمنی ساختمان های آسیب دیده از زلزله دانست.
مجموعه FEMA (306-307-308)، را می توان راهنمای ترمیم ساختمان های آسیب دیده از زلزله دانست. این آیین نامه ها را سازمان مدیریت بحران فدرال (FEMA) در پروژه ای به نام پروژه ATC-43 با هدف ارزیابی و تعمیر خرابی های ساختمان های بتنی و یا مصالح بنایی در سال 1996 شروع کرد. نتایج این پروژه در قالب 3 گزارش ارائه شده است، که این گزارش ها مجموعه (FEMA 306-307-308) را تشکیل می دهند. FEMA 306 [4] و FEMA 307 [5] برای ارزیابی ساختمان ها و FEMA 308 [6] به عنوان راهنمای بهسازی می باشد. برخی روش های ترمیمی این آیین نامه ها در پایان نامه آورده شده است.
دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان موجود که اولین ویرایش آن را در دفتر تدوین معیارهای سازمان مدیریت و برنامه ریزی در خرداد ماه 1381 کشور با همکاری پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله منتشر کرد. این دستورالعمل در حقیقت اولین و تنها آیین نامه ملی موجود در زمینه ارزیابی آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای ساختمان ها می باشد.
البته بخش های عمده این آیین نامه ترجمه پیش نویس آیین نامه FEMA 356، تحت عنوان «Pre standard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings» می باشد که با توجه به شرایط و آیین نامه های داخلی تا حد امکان بومی شده است. بدیهی است که در صورت انجام ارزیابی آسیب پذیری تفضیلی و ارائه طرح بهسازی برای یک ساختمان، استفاده از این دستورالعمل به عنوان تنها دستورالعمل داخلی توصیه می شود. بخش مربوط به ساختمان های بنایی اکتفا کرده است و روش ساده بهسازی را پیشنهاد نموده است.
دستورالعمل تحلیل آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای ساختمان های بنایی غیرمسلح موجود (وزارت مسکن و شهرسازی) [2] که با هدف بالابردن توان و حفظ ایستائی و کاهش تلفات جانی ناشی از اثرات مخرب زلزله بر ساختمان بنایی غیرمسلح موجود از طریق بهبود عملکرد تدوین شده است. این دستورالعمل دارای روش هایی برای ارزیابی و راهکارهایی برای بهسازی لرزه ای با جزییات اجرایی می باشد.
در کنار آیین هایی که در بالا مطرح شد، تحقیقات دیگری نیز صورت گرفته است که به صورت مقالات و گزارش هایی از زلزله های گذشته منتشر شده است، می باشند. این مقالات همگی سعی بر آن دارند که روش هایی برای ارزیابی و تحلیل این نوع ساختمان ها ارائه دهند. از روش های مهم ارزیابی ساختمان های بنایی می توان به روش هایی از قبیل روش ارزیابی دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود[7] ، روش ارزیابی فصل هفتم دستورالعمل FEMA 273[8]، FEMA 356 [9]، و روش ارزیابی لانگ- باخمن [10] اشاره کرد. در ادامه ضمن بررسی لرزه خیزی ایران، گزارش برخی از زلزله های گذشته را مرور می نماییم.

1-3 لرزه خیزی ایران
فلات ایران تقریبا در مرکز کمربند خشک و بزرگ اوراسیا قرار گرفته و به طور متوسط 800 تا 1000 متر از سطح دریا بلندتر است و از تمام جهات به وسیله رشته کوه های مرتفعی احاطه شده است. فلات ایران به سیستم بزرگ کوه های چین خورده ارواسیا وابسته است. بدین ترتیب که دیواره کوهستانی البرز و رشته کوه های خراسان در شمال ایران، تحت تأثیر گره های کوهستانی عظیم فلات ارمنستان و آذربایجان از طرف غرب و هندوکش از شرق تا ارتفاع 5670 متر (دماوند) سر برافراشته است. کوه های زاگرس در جنوب غربی و جنوب نیز در امتداد آن، یعنی کوه های ساحلی جنوب شرق ایران (کوه های مکران)، بخش داخلی ایران را احاطه نموده اند. [11]
در دوره زمین شناسی میوسین میانی (حدود 26 میلیون سال پیش) جوش خوردگی نهایی بین صفحات عربستان و اوراسیا ابتدا سبب بالاآمدگی و ضخیم شدگی در زاگرس و بیتلیس (در ترکیه) گردید و به دنبال آن حرکت مستقل صفحه عربستان نسبت به آفریقا را متوقف نمود، یعنی از این پس صفحه عربستان با سرعت از صفحه آفریقا به سوی اوراسیا حرکت می کرد. در دوره زمین شناسی پلیوسن آغازین (6 میلیون سال پیش) و مقارن با آغاز مرحله دوم کشیدگی در دریایی سرخ و تشکیل پوسته دریایی در آن، قابلیت تحمل فشار در منطقه جوش خورده، به صورت بالاآمدگی و ضخیم شدگی به پایان رسید و کوه های قاره ای محدود در گسل های شمال و شرق آناتولی، به سمت غرب به حرکت درآمد و بلوکلوت، محدود بین گسل های راستگرد زاگرس و گسل های چپگرد شمال ایران (البرز)، به سمت شرق حرکت کرد.
فلات ایران جزو مناطق لرزه خیز جهان است و در آن زمین لرزه های قاره ای ایجاد می شوند. کشور ایران در قسمت میانی کمربند کوه زای آلپ- هیمالیا واقع شده است و هنوز تحت تأثیر حرکات کوه زایی آلپ پایانی می باشد. از طرف دیگر حرکات صفحه عربستان به طور دائمی به صفحه ایران تنش وارد می کند و فرونشینی مکران در جنوب و باز شدن صفحه اقیانوس هند نیز سبب زیر راندگی صفحه اقیانوسی به زیر منطقه مکران می گردد. مجموعه این شرایط سبب به هم خوردن تعادل پوسته ایران می گردد و اثر آن به صورت جابجایی در طول شکستگی های قدیمی و بروز زمین لرزه مشاهده می شود. همانطور که در شکل 1-2 می بینیم گسل های ایران به طور کلی دارای روند شمالی- جنوبی (امتداد ایران شرقی)، شمال غرب-جنوب شرق (امتداد ناحیه زاگرس) و شمال شرق-جنوب غرب (امتداد البرز شرقی) می باشند. گسل هایی که در طول دوره کواترنر (از 2 میلیون سال پیش تا کنون) فعالیت نسبتا مهمی داشته اند عبارتند از:
گسل های آغاجاری، دامغان، البرز، آستارا، ترود، شمال تبریز، شاهرود، کازرون، کوه بنان کرمان، عباس آباد.

شکل 1-1 نقشه صفحات زمین ساخت خاورمیانه و حرکات نسبی آن ها

شکل 1-2 گسل های مهم ایران
1-4 گزارش برخی از زلزله های چند دهه اخیر [12]
از آنجا که زلزله های واقعی بهترین میدان محک کارهای جامعه مهندسی و مسئولین ساخت و ساز کشور می باشد، و همین طور یک آزمایشگاه بزرگ برای محققان و از طرف دیگر مرجعی برای تحقیقات و تدوین آیین نامه های آتی می باشد. به دنبال هر زمین لرزه گروه های مختلفی درصدد جمع آوری و ارائه گزارشات متخلفی از آن زمین لرزه می نمایند، که در ادامه به ارائه مختصری از این گزارشات پرداخته شده است. البته لازم به ذکر است که در انتخابات گزارشات سعی بر آن بوده است که تا حد امکان به موضوع این پایان نامه نزدیک باشند. با توجه به نوع کار انجام گرفته در این پایان نامه، که به گمان نگارنده به عنوان مرجعی مناسب در این مقیاس به بررسی مقاوم سازی ساختمان های بنایی می پردازد. ارائه پیشینه تحقیقاتی مرتبط مشکل بوده، اما گزارشاتی که در ادامه آمده است همگی به طور مستقیم و غیرمستقیم در شکل گیری ضوابطی که در فصل های بعد آمده است موثر می باشند.

1-4-1 زلزله 31 خردادماه 1369 رودبار و منجیل
در حدود 30 دقیقه صبح روز پنج شنبه 31 خرداد 1369 زلزله شدیدی در استان های گیلان و زنجان به وقوع پیوست که در آن شهرهای منجیل و رودبار و صدها پارچه از دهات و آبادی های پرجمعیت منطقه به کلی ویران شد، بزرگی این زلزله بین 3/7 تا 7/7 ریشتر می باشد و طبق آماری که از طرف مراجع رسمی اعلام شد، روی هم بیش از 35000 نفر از مردم کشورمان جان خود را در این حادثه از دست دادند و قریب یکصد هزار ساختمان و خانه مسکونی خراب و یا بلااستفاده گردید، به باغات و اراضی کشاورزی و کانال های آبیاری صدمات فراوان وارد شد.
از ویژگی های زلزله اخیر گیلان و زنجان آن است که بر خلاف زلزله های گذشته ایران که اغلب در مناطق کم جمعیت و یا در مناطق روستایی و فاقد ساختمان ها و تأسیسات مهم اتفاق می افتاد، این زلزله در منطقه ای روی داده است که علاوه بر آنکه از مناطق پرجمعیت محسوب می شود، چند شهر را نیز فرا گرفته است که دارای ساختمان های مهم و تأسیسات زیربنایی شامل سد سفید رود، نیروگاه برق، و کارخانجات سیمان لوشان و پل های بزرگ و سیلوی یکصد و بیست هزار تنی سراوان رشت قرار داشتند و همه این مسائل دلایلی برای توجه بیشتر جامعه مهندسی به امر ساخت و ساز بعد از این زلزله می باشد. در واقع مانند آژیری عمل کرد که نشان می داد، وقوع یک زلزله مشابه در یکی از مناطق مهم و پرجمعیت کشور چه پیامدهایی را در برخواهد داشت در شکل 1-3 تصاویری از خسارت های این زلزله مشاهده می شود.

شکل 1-3 تصاویری از زلزله رودبار و منجیل در سال 1369

1-4-2 گزارش تصویری از زلزله بم
این گزارش به بررسی نواقص موجود در ساخت و ساز شهر بهم و آسیب های وارده پرداخته است. در این گزارش بعضاً نواقص موجود با موارد آیین نامه ای مقایسه شده است. در برخی موارد عملکرد نسبتاً مناسب بعضی اجزای غیرسازه ای مانند نماهای شیشه ای و قالب های فلزی درهای ورودی در تراز پارکینگ و مغازه ها نشان داده شده است. در شکل 1-4 نمونه هایی از عواملی که موجب خسارت در ساختمان های بتنی و بنایی و نیمه بنایی گردیده آورده شده است. [13]

شکل (1-4) تصاویری از زلزله ویرانگر بم

1-4-3 اثرات زلزله اول تیر 1381 چنگوره- آوج بر ساختمان های بنایی و مختلط
در روز اول تیرماه 1381 زمین لرزه ای به بزرگی 3/6 در مقیاس ریشتر منطقه ای از استان های قزوین، همدان و زنجان را به لرزه درآورد. بر اثر این زلزله بیش از 230 نفر کشته و بیش از 1466 نفر مجروح شدند.[14]
بررسی های به عمل آمده نشان می دهد که ساختمان های سنتی در روستاها و شهرهای منطقه دارای سیستم سازه ای منسجم و یکپارچه نبوده و از مصالح بسیار ضعیف و توسط افراد غیرفنی و ناآشنا به اصول ساخت و ساز ساخته شده اند و از کیفیت بسیار نامطلوبی برخوردارند. به همین دلیل است که با وجود زلزله نه چندان شدید، آسیب های نسبتا زیادی به منطقه وارد شده است.
1-4-3-1 خسارت وارد به ساختمان ها در اثر زلزله چنگوره- آوج
بر اثر این زلزله به ساختمان های مسکونی و عمومی در شهر آوج و بیش از 80 روستا در استان های قزوین، همدان و زنجان خسارت فراوانی وارد شده است. جدول 1-1 میزان خسارت وارده به روستاهای منطقه آسیب دیده را بنا به گزارش سازمان هلال احمر نشان می دهد. [14]
جدول 1-1 خسارت وارد به روستاها در زلزله چنگوره اوج
نام استاندرصد خرابیتعداد روستاهای آسیب دیدهقزوین50 تا 10052همدان10 تا 10022زنجان62 ساختمان بین 85 درصد
85 ساختمان بین 20 تا 60 درصد10مرکزی1
1-4-3-2 گونه های ساختمانی منطقه آوج
ساختمان های منطقه آسیب دیده اعم از ساختمان های شهری و روستایی را می توان گروه های زیر تقسیم کرد.
1-ساختمان های بنایی که شامل بنایی کامل و مختلط بنایی و فلزی می باشند.
2-ساختمان های با سازه فولادی
3-ساختمان های خشتی و گلی
4-ساختمان های با شناژ افقی و عمودی

1-4-3-3 ساختمان های بنایی آوج با سقف طاق ضربی
ساختمان های بنایی در آوج از دیوارهای باربر آجر فشاری به ضخامت 22 الی 35 سانتیمتر می باشند. در ساختمان های دارای سقف فلزی، تیرآهن های سقف طاق ضربی بر روی دیوارهایی بنایی تکیه دارند عدم اتصال طاق ضربی در محل تکیه گاه روی دیوارهای باربر و حرکت دینامیکی دیوارها در هنگام زلزله موجب خارج شدن تیرهای سقف از محل تکیه گاه و فرو ریختن بخشی از سقف شده است. ساختمان های بنایی دارای بازشوهای بزرگ بوده و در برخی از دیوارهای داخلی به لحاظ ایجاد درگاهی و یا کمدهای دیواری ضخامت دیوار به 5 تا 10 سانتیمتر رسیده است.

1-4-3-4 ساختمان های مختلط منطقه آوج
در ساختمان های مختلط، ترکیبی از دیوارهای باربر و ستون های فولادی تحمل بارهای وارده به ساختمان را به عهده دارند. دیوارهای جانبی ساختمان از آجر فشاری با ملات ماسه سیمان ساخته شده و در داخل ساختمان از چند ستون فولادی مرکب از دو تیرآهن جوش شده به یکدیگر و یا یک پروفیل فولادی استفاده شده است.

1-4-3-5 بررسی آسیب های وارده به ساختمان های منطقه آوج
در این زمین لرزه به ساختمان های خشتی و گلی آسیب های شدیدی وارد شد و بسیاری از آن ها به کلی فرو ریخت. در شهر آوج ساختمان های بنایی و نیمه اسکلت نیز دچار خسارت های شدیدی شدند به طوری که دیوارهای جداکننده داخلی اغلب دچار واژگونی شده و در بسیاری از ساختمان ها سقف های ضربی در بخش های انتهایی به علت عدم اتصال تیرها با یکدیگر و نیز عدم اتصال با دیوارها فرو ریخته اند. در محل تقاطع دیوارها ترک های عمیقی مشاهده می شود. در برخی ساختمان ها دیوارهای متقاطع به کلی از هم جدا شده اند و بخشی از آن ها فرو ریخته است. در روستای چنگوره، آب دره و بسیاری از روستاهای منطقه ساختمان های خشتی و گلی به کلی ویران شده و ساختمان های بنایی نیز دچار تخریب شده اند و بسیاری از دیوارها و سقف های آن ها فرو ریخته است. در روستا ساختمان تمام اسکلت نیز به چشم می خورد که به دلیل عدم وجود مهاربندی و استفاده از پروفیل های بسیار ضعیف در سازه اغلب فرو ریخته و یا دچار تغییر شکل های زیادی شده اند و لازم است تخریب و یا بازسازی شوند. در شکل 1-5 تصاویری از ساختمان های منطقه و آسیب های وارده نشان داده شده است.

شکل (1-5) نمونه ای از ساختمان های منطقه اوج و آسیب های وارده به این منطقه

1-4-3-6 بررسی علل خرابی ساختمان های مختلط و بنایی منطقه آوج
در این ساختمان ها که سازه آن ها توسط افراد غیرمتخصص ساخته شده است و فاقد هر گونه طراحی و محاسبه و رعایت ضوابط آیین نامه ای می باشند، مهم ترین علل خرابی آنها به قرار زیر می باشد:
1-عدم استفاده از سیستم سازه ای مقاوم در برابر بارهای نقلی و جانبی
2-استفاده از پروفیل های بسیار ضعیف در برابر بارهای وارده
3-استفاده از پروفیل های بسیار ضعیف برای تیرها و ستون ها
4-عدم انسجام بخش های مختلف از قبیل سقف ها با دیوارها و دیوارها با فونداسیون
5-عدم اتصال تیرهای طاق ضربی با یکدیگر
6-عدم اتصال دیوارهای متقاطع با یکدیگر
7-عدم اتصال تیغه های داخلی به سقف و کف و دیوارهای جانبی آن ها
8-اجرای ناصحیح دیوار چینی
9-استفاده از مصالح بسیار ضعیف
10-استفاده از افراد غیرفنی در اجرای ساختمان

دسته بندی : پایان نامه ارشد

پاسخ دهید