مقاله تحلیلی: پیچش ساختمان ها در زلزله - دلایل و اثرات

 پیچش ساختمان‌ها یکی از دلایلی است که موجب آسیب‌های شدید در حین زلزله می‌شود.  پیچش معمولاً در ساختمان‌هایی اتفاق می افتد که در پلان و ارتفاع بی نظمی سختی و  جرم دارند.

زمانی که زمین لرزه اتفاق می افتد، نیروهای لرزه‌ای موجب حرکت و جابجایی بیشتری در قسمتی از ساختمان می‌شوند که یا جرم بیشتری دارند یا توزیع المان‌های عمودی در آن مشابه قسمت‌های دیگر نیست.

دلایل پیچش ساختمان در زلزله

بی نظمی سختی در پلان

بی نظمی سختی در پلان به دلیل استفاده از ستون‌هایی با ابعاد مختلف در سازه، وجود دیوار مسلح در یک قسمت از ساختمان یا وجود  دستگاه پله و آسانسور در یک گوشه از ساختمان رخ می‌دهد.

 در ساختمان‌هایی که دارای المان‌ها عمودی مثل ستون‌ها یا دیوارها هستند،  در صورتی که نیروهای لرزه‌ای موجب حرکت فونداسیون در راستای خاصی شوند، کف نسبت به محور عمودی دچار پیچش و و نسبت به محور افقی دچار جابجایی می‌شود.

 به طور مشابه ساختمان‌هایی که دارای دیوار مسلح در یک یا دو سمت یا دیوار در یک سمت و  ستون‌های لاغر در سمت دیگر هستند، با وقوع زمین لرزه دچار پیچش می‌شوند.

عدم تقارن جرم در پلان ساختمان

اگر جرم کف یا طبقه در یک سمت از ساختمان بیشتر باشد، همان سمت هنگام وقوع زمین لرزه حرکت بزرگتری را تجربه می‌کند. در واقع آن قسمت از ساختمان  دچار جابجایی افقی و پیچش می‌شود.

 به طور مثال ممکن است در یک سمت از ساختمان یک انبار، یک کتابخانه یا یک تانک آب وجود داشته باشد. تانک‌های بسیار بزرگ آب  معمولاً  در گوشه بام قرار داده می‌شوند که همین بر هم زدن توزیع جرم در پلان را به همراه خواهد داشت. این بی نظمی در جرم موجب پیچش ساختمان در حین زمین لرزه به دلیل عدم تطابق مرکز جرم و مرکز ثقلی ساختمان می‌شود.

 بی نظمی سختی در ارتفاع

بی نظمی سختی در ارتفاع معمولاً از ملاحظات معماری و سازه‌ای سرچشمه می‌گیرد. ساختمان‌هایی که دارای بی نظمی شکل در پلان هستند، تحت نیروهای زمین لرزه دچار پیچش می‌شوند. به طور مثال قسمت پیش آمده در شکل زیر که روی ستون‌های نسبتاً لاغر قرار دارد، دچار چرخش می‌شود. در نتیجه کف دچار پیچش و جابجایی افقی می‌شود.

 تأثیر پیچش بر ساختمان‌ها

پیچش در ساختمان‌ها موجب حرکت افقی قسمت‌های مختلف یک طبقه می‌شود. این حرکت ممکن است مقدار متفاوتی در قسمت‌های مختلف داشته باشد. پیچش موجب آسیب شدیدتر ستون‌ها و دیوارها در سمتی می‌شود که حرکت بیشتری داشته است.

در زلزله‌های گذشته ساختمان‌های بسیاری به دلیل پیچش بیش از حد به شدت  تحت تأثیر قرار گرفته‌اند. بهترین اقدام این است که پلان تقارن داشته باشد (توزیع یکنواخت جرم و  المان‌های عمودی).

در صورتی که پیچش اجتناب ناپذیر باشد، باید  محاسبات خاصی انجام شود تا نیروهای برشی مضاعف در طراحی ساختمان لحاظ شوند.

منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.