مقاله تحلیلی: ضرورت وجود میلگردهای عمودی در دیوارهای ساختمان‌های بنّایی

 رفتار دیوارهای بنایی در زلزله

شناژهای افقی جهت بهبود عملکرد ساختمان‌های بنّایی در مقابل زلزله اجرا می‌شوند. این شناژها شامل شناژهای زیر سری دیوار (ازاره)، شناژهای نعل درگاهی و شناژهای زیر سری تیرها (زیر سقفی) هستند. اما حتی اگر شناژهای افقی اجرا شوند، به علت وجود بازشو در دیوارها این نوع سازه‌ها آسیب‌پذیر خواهند بود (شکل شماره 1). در هنگام بروز لرزش‌های ناشی از زلزله، دیوارهای بنّایی به سه ناحیه مطابق شکل شماره 1 تقسیم می‌شوند. تاج دیوار، قسمت ستونی و پایه دیوار.

 یک ساختمان بنّایی با سقف شیروانی دو جهته با دو بازشو پنجره و یک بازشو در درون دیوارهایش فرض کنید (شکل 2a). این ساختمان دارای شناژهای نعل درگاهی و ازاره است. از آنجا که سقف از نوع شیروانی است ساختمان شناژ زیر سقفی نیز خواهد داشت. هنگام رخ دادن زمین‌لرزه، اینرسی ناشی از آن باعث می‌شود در اطراف بازشوها قسمت ستونی از تاج و پایه دیوار جدا شود. بخش ستونی به عقب و جلو نوسان می‌کند و تنها در گوشه‌های متقابل با تاج و پایه دیوار در تماس خواهد بود (شکل 2b). نوسان کردن بخش ستونی باعث خرد شدن گوشه‌های دیوار در قسمت بازشو می‌شود. نوسان دیوار زمانی که بخش ستونی لاغر (کم‌عرض) بوده و همچنین وزن سقف کم باشد رخ می‌دهد. در غیر این صورت به‌احتمال زیاد در قسمت ستونی بهارخواب‌های قطری برشی (X شکل) به وجود خواهد آمد.( شکل 2c). این معمول‌ترین نوع خرابی در دیوارهای بنّایی تحت لرزش‌های ناشی از زلزله است.

در یک ساختمان بنّایی غیرمسلح (شکل شماره 3) سطح مقطع دیوارها در محل بازشو کاهش می‌یابد. در حین لرزش‌های ناشی از یک زمین‌لرزه قوی، ممکن است ساختمان درست در زیر سقف، زیر شناژ نعل درگاهی و یا در قسمت پایه دچار خرابی ناشی از لغزش شود. بعضی اوقات حتی ساختمان در روی شناژ ازاره نیز ممکن است دچار این نوع خرابی شود. 

محل دقیق خرابی لغزشی به عوامل زیادی شامل وزن ساختمان، اینرسی القا شده توسط زلزله، سطح بازشوها و نوع چهارچوب در و پنجره‌ها بستگی دارد.

مقاوم سازی عمودی چه کمکی می‌کند؟

قرار دادن میلگردهای عمودی در گوشه بخش ستونی دیوار و اتصال آن‌ها در پائین به فونداسیون و در بالا به شناژ زیر سقفی (شکل شماره 4c) باعث می‌شود که بخش لاغر دیوار به‌جای نوسان کردن، رفتار خمشی از خود نشان دهد. در قسمت‌های ستونی عریض‌تر میلگردهای عمودی باعث بهبود توانائی دیوار در تحمل نیروی افقی ناشی از زلزله و تأخیر در بروز ترک‌های قطری برشی (X شکل) خواهد شد.

تعبیه میلگردهای عمودی با سطح مقطع کافی در دیوارها از جاری شدن کششی آن‌ها جلوگیری خواهد کرد. علاوه بر این، میلگردهای عمودی به جلوگیری از شکست لغزشی و همین‌طور فروپاشی دیوار در جهت ضعیف کمک می‌کنند.

محافظت از بازشوها در دیوار

شکست لغزشی که در بالا به آن اشاره شد به‌خصوص در ساختمان‌های بنّایی غیرمسلح بسیار شایع است. اگرچه معمول‌ترین نوع خساراتی که بعد از زمین‌لرزه رخ می‌دهد بروز ترک‌های X شکل در قسمت ستونی دیوارها و همچنین ترک‌های مورب در گوشه بازشو در و پنجره‌ها است.

وقتی یک دیوار دارای بازشو در حین زلزله دچار تغییر شکل می‌شود، بازشوها از شکل عادی خود خارج‌شده و به متوازی‌الاضلاع تبدیل می‌شوند. دو گوشه متقابل آن از هم دور شده و دو گوشه متقابل دیگر به هم نزدیک می‌شوند.

تحت این شرایط از تغییر شکل، در گوشه‌های نزدیک شونده ترک‌ها توسعه‌یافته (شکل 5a) و هرچه ابعاد بازشو بزرگ‌تر باشد، ترک‌های عمیق‌تری تولید خواهند شد. میلگردهای فولادی که در اطراف بازشوها اجرا می‌گردند این ترک‌ها را محدود می‌کنند (شکل 5b).

به شکل خلاصه، شناژهای نعل درگاهی و ازاره در بالا و پائین بازشوها و همین‌طور میلگردهای عمودی در مجاورت لبه بازشوها می‌توانند از ساختمان‌های بنّایی در مقابل این نوع خسارت‌ها محافظت کنند.

منبع

ترجمه شده توسط تیم مترجمین ۸۰۸

اگر دوست دارید به تیم مترجمین ۸۰۸ 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.