راهکارهای مقاوم سازی ساز‌ه‌های بتن آرمه

سازه بتنی سازه‌ای است که در ساخت آن از بتن یا به طور معمول بتن آرمه (سیمان، شن، ماسه و پولاد به صورت میلگرد ساده یا آجدار) استفاده شده باشد. در ساختمان در صورت استفاده از بتن آرمه در قسمت ستون‌ها و شاه تیرها و پی، آن ساختمان یک سازه بتنی محسوب می‌شود. امروزه بسیاری از پل‌ها را از بتن آرمه می‌سازند. برای استفاده از پل‌های بلندتر و بیشتر شدن فاصله پایه پل‌ها از تیر پیش‌تنیده استفاده می‌شود.

راهکارهای مقاوم سازی ساز‌ه‌های بتن آرمه

راهکارهای مهم در کاهش نیاز لرزه‌ای در سازه‌های بتن آرمه

  1. انتخاب شرایط ساختگاهی مناسب با نوع خاک مطلوب طرح لرزه‌ای
  2. اجتناب در استفاده از جرم‌های غیرضروری در پیکربندی ساختمان
  3. استفاده از پیکربندی ساده سازه‌ای و با حداقل آثار پیچشی
  4. اجتناب از تغییرات ناگهانی مقاومت و سختی در ارتفاع ساختمان
  5. جلوگیری از تشکیل طبقه نرم
  6. تامین مهارجانبی کافی برای کنترل دریفت از طریق دیوارهای برشی
  7. جلوگیری از ایجاد اختلال در رفتار جانبی سازه توسط اجزای غیر سازه‌ای

انتخاب شرایط ساختگاهی مناسب با نوع خاک مطلوب طرح لرزه‌ای

یکی از نکات مهم و تعیین کننده در رفتار لرزه‌ای سازه‌ها شرایط ساختگاهی و نوع خاک محل است. بسته به نسبت پرید خاک به سازه، ممکن است پاسخ‌های سازه تشدید شده و یا اینکه فیلتراسیون توسط خاک انجام پذیرد. و همچنین در شرایط خاص وابسته به جنس خاک محل و درجه اشباع خاک ممکن است روانگرایی در خاک به وجود آید. هر دو مورد تشدید پاسخ‌های سازه و روانگرایی خاک موجب خرابی‌های فاجعه باری خواهند شد.

اجتناب در استفاده از جرم‌های غیرضروری در پیکربندی ساختمان

استفاده از جرم‌های غیرضروری در اکثر مواقع بدون طراحی قبلی بوده و یا اگر دارای طراحی باشد در اجرا ممکن است بسیار بیشتر از مقدار فرضی طراحی انجام گیرد.‌

استفاده از پیکربندی ساده سازه‌ای با حداقل آثار پیچشی

در طی زلزله‌های گذشته، رفتار لرزه‌ای بسیاری از ساختمان‌ها به دلیل پیچش بیش از حد، به شدت تحت تاثیر قرار گرفته است. بنابراین برای بهبود رفتار لرزه‌ای می‌توان با اطمینان از تقارن ساختمان (توزیع یکنواخت جرم و سختی در پلان) این پیچش‌ها را به حداقل رساند. (هر چند در بسیاری از مواقع پیچش اجتناب ناپذیر است). در صورتی که این پیچش‌ها اجتناب ناپذیر باشد بایستی محاسبات ویژه‌ای برای برش‌های مازاد ناشی از پیچش در المان‌های سازه‌ای و کل ساختمان لحاظ شود.

اجتناب از تغییرات ناگهانی مقاومت و سختی در ارتفاع ساختمان

در توزیع ارتفاعی مقاومت و سختی ساختمان بایستی به دو نکته مهم توجه داشت.

  1. پیوسته بودن توزیع سختی و مقاومت
  2. عدم تغییرات ناگهانی و شدید در مقاومت و سختی

جابجایی افقی محل موثر مقاومت و سختی تاثیر بسیار نامطلوبی در رفتار جانبی سازه خواهد گذاشت. عدم بهره گیری از ظرفیت کلی سازه، تمرکز خرابی و خسارت در طبقات دارای تغییرات ناگهانی و… از جمله عواقبی است که در انتظار چنین ساز‌ه‌هایی است.

جلوگیری از تشکیل طبقه نرم

به دلیل توزیع نامطلوب مفاصل پلاستیک در ارتفاع سازه احتمال تشکیل طبقه نرم بیشتر خواهد شد و به همین دلیل نه تنها از حداکثر ظرفیت جانبی سازه استفاده نمی‌شود بلکه شکل پذیری سازه نیز بسیار محدود میشو‌د. شرایط ایده‌آل حالتی است که تمامی تیرها مفصل شده و در نهایت در مرحله آخر پای ستون‌های اصلی وارد حوزه غیرخطی شود و ستون‌ها درطبقات خطی بمانند. مشخصاً این طرح برای ساختمان‌های مسکونی توجیه اقتصادی نخواهد داشت.‌

‌تامین مهارجانبی کافی برای کنترل دریفت از طریق افزایش سختی جانبی

یکی از معیارهای پنج گانه طراحی، معیار سختی یا کنترل دریفت سازه می باشد . با کنترل این معیار طراحی، سختی جانبی مناسبی برای سازه تامین شده و آثار P-Δ در هنگام ارتعاش سازه مخرب نبوده و عملاً خسارات وارده به سازه کنترل شده خواهد بود. در سازه‌های بتن آرمه این معیار طراحی معمولاً حاکم بر طرح بوده و تعیین کننده ابعاد نهائی تیرها خواهد بود. (در ماتریس سختی سازه سختی ستون‌ها مستقیماً وارد محاسبات می‌شود حال چرا برای افزایش سختی و کنترل دریفت، افزایش ابعاد تیرها تاثیر بیشتری از افزایش ابعاد ستون دارد).

جلوگیری از ایجاد اختلال در رفتار جانبی سازه توسط اجزای غیر سازه‌ای

هر کدام از اجزای سازه‌ای وظیفه‌ای مشخص دارند که اگر ندانسته و با فرض بهبود رفتار سازه، تغییر غیر محاسباتی در آنها ایجاد شود صلبیت بخش مورد نظر به صورت ناخواسته افزایش یافته و جذب نیروی مازاد بر مقدار محاسباتی را سبب می‌شود، که نهایتاً موجب اختلال در رفتار عضو مورد خواهد شد. از جمله این موارد عدم رعایت فاصله میانقا‌ب‌ها از ستو‌ن‌ها بوده که موجب تشکیل ستون کوتاه و خرابی‌های فاجعه بار می‌شود. و یا کارگذاری تیرهای میان طبقه برای اجرای راه پلهاست که باعث تخلیه لنگرهای عظیم در کمر ستون می‌شوند.

About دکتر حشمدار

پرفسور حشمدار دارای دانشنامه دکترای سازه در زمینه طراحی سازه های سه بعدی و دانشنامه دکترای کامپیوتر در زمینه الگوهای ژنتیکی ، مولف ده ها کتاب و مدال طلای بهترین پژوهشگر جهان در زمینه سازه در سال 2011 می باشد. Computers and Structures, Inc. CALL: +13473940002 Dr. Hashamdar

Check Also

انواع سنگ های ساختمانی با عکس و کاربردی که هریک دارند

 سنگ گرانیت سنگ گرانیت یکی متداول‌ترین انواع سنگ های ساختمانی از دسته سنگ‌های آذرین است …