مقاله تحلیلی: ۱۰ علت آسیب‌ های لرزه‌ ای در ساختمان‌ های بنایی غیرمسلح

ضعف‌های متعددی در سازه‌های بنایی غیرمسلح باعث شکست و فروریزش آن‌ها در حین زلزله می‌شوند. این ضعف‌ها ممکن است ناشی از بروز خطا و اشتباه در فاز طراحی یا ساخت باشند که باید حتماً این موارد در این دو فاز مدنظر قرار گیرند.

اشتباهات قابل‌توجه در طراحی و ساخت سازه‌های بنایی غیرمسلح که منجر به آسیب‌های لرزه‌ای گسترده می‌شوند، عبارت‌اند از:

• کافی نبودن مقاومت آجر
• ضعیف بودن ملات
• بی‌نظمی در پلان و راستای عمودی
• ضعیف بودن دیوارهای باربر
• فقدان المان‌های محصورکننده عمودی
• ضعیف بودن طبقه اول
• بازشوهای دیوارها
• دیوارهای بلند و بدون تکیه‌گاه
• ظرفیت ناکافی برش پایه 
• سنگین و صلب بودن سازه

دلایل آسیب‌های لرزه‌ای در ساختمان‌های بنایی غیرمسلح

۱- کافی نبودن مقاومت آجر

معمولاً از سنگ طبیعی، اجر توپر، بلوک‌های بتنی توپر و اجرهای حفره‌دار برای ساخت دیوارهای باربر استفاده می‌شود. اگر مقاومت اجر کمتر از مقاومت طراحی‌شده باشد، سازه ممکن است در حین زلزله متحمل آسیب‌های گسترده‌ای شود.

 شکل ۱. مقاومت ناکافی اجر

۲- ضعیف بودن ملات

استفاده از ملات ضعیف در دیوارهای باربر موجب ازهم‌پاشیدگی سازه و از بین رفتن تکیه‌گاه‌های طبقات می‌شود. دلیل این است که دیوارهای باربر با ملات ضعیف مقاومت کششی و مقاومت برشی بسیار کمی دارند که همین موجب ضعف سازه و نهایتاً ریزش دیوار بنایی در زلزله می‌شود.

ساختمان‌های بنایی ساخته‌شده با ملات گِل و آهک به دلیل عدم استحکام پیوند در معرض آسیب‌های شدید قرار دارند. استفاده از سنگ‌های گرد در ردیف‌های عمودی بدون سنگ تمام ریشه/ دوکله مشکل را حادتر می‌کند. شکست چنین سازه‌هایی عمدتاً به دلیل خمش خارج از صفحه رخ می‌دهد.

 شکل ۲. ملات ضعیف

۳- بی‌نظمی در پلان و راستای عمودی

عدم تقارن در پلان و ارتفاع یک سازه از عوامل دیگری است که موجب خرابی سازه‌های بنایی در زلزله می‌شود. دیوارهای باربر در ساختمان‌های بنایی باید به‌گونه‌ای طراحی شود که پلان منظم و متقارنی نسبت به محورهای اصلی داشته باشند.

۴- ضعیف بودن دیوارهای باربر

با توجه به نسبت ابعاد المان‌های ساختمان‌های بنایی غیرمسلح، ممکن است برش و خمش زیادی ایجاد شود که نهایتاً منجر به شکست درون صفحه‌ای خواهد شد. بسیاری از ساختمان‌های بنایی متحمل آسیب‌های قابل‌توجهی در دیوارها به شکل ترک‌های ضربدری می‌شوند که ازجمله عیوب معمول دیوارهای بنایی غیرمسلح در برش هستند. اگر زلزله رخ دهد و شکاف ضربدری کامل روی دیوار ایجاد شود، مقطع مثلثی ترک به دلیل ناپایداری ممکن است دچار فروریختگی شود.

 شکل ۳. دیوارهای باربر ضعیف

۵- عدم وجود المان‌های محصورکننده عمودی

فقدان المان‌های محصورکننده عمودی منجر به شکل‌گیری ترک‌های عمودی و شکست در گوشه‌های ساختمان بنایی محصور نشده می‌شود. این موضوع باعث نوسان و تکان خوردن دیوار می‌شود. از المان‌های محصورکننده عمودی باید با در انتهای دیوارهای باربر، در درها و پنجره‌ها استفاده کرد تا به این شکل از آسیب‌های لرزه‌ای سازه جلوگیری شود.

 شکل ۴. آسیب گسترده ساختمان بنایی در اثر فقدان المان‌های محصورکننده عمودی

۶- ضعیف بودن طبقه اول

طبقه اول در ساختمان‌های بنایی وقتی فرومی‌ریزد که ظرفیت شکل‌پذیری و مقاومت مصالح استفاده شده کافی نباشد.

 شکل ۵. مکانیزم شکست طبقه اول در ساختمان‌های بنایی چندطبقه

۷- اتصالات در دیوارهای متقاطع

در ساختمان‌های بنایی مقاوم در برابر زلزله، دیوارهای متقاطع باید به نحو مناسبی در هم قفل شوند تا مقاومت خارج از صفحه سازه تأمین شود. عدم اتصال مشکل رایجی در این نوه دیوارها است. اگر جزئیات اتصال این دیوارها کافی نباشد، در نتیجه ایمنی دیوار تنها متکی بر مقاومت کششی ملات خواهد بود.

این دیوارها بیشتر در معرض شکست‌های خارج از صفحه قرار می‌گیرند. درصورتی‌که در گوشه‌ها یعنی جایی که دو دیوار خارجی به هم می‌رسند اگر همپوشانی کافی وجود نداشته باشند، نمی‌توان از مقاوم بودن اتصالات در برابر زلزله اطمینان حاصل کرد.

 شکل ۶. آسیب وارد برسازه در محل تقاطع دو دیوار خارجی

۸- بازشوها

عدم تقارن ناشی از متعادل نبودن ابعاد و موقعیت بازشوها ممکن است باعث شکست دیوارهای بنایی غیرمسلح در حین زلزله می‌شود. به همین دلیل است بازشوها باید منظم و حداقل باشند تا مقاومت لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی غیرمسلح افزایش یابد. این افزایش ناشی از مقاومت جانبی دیوارها است. معمولاً فاصله دو بازشو، فاصله بین بازشو و یک گوشه بر اساس الزامات آیین‌نامه‌ای تعیین می‌شود.

 شکل ۷. شکست دیوار بین بازشوها

 ۹- نامناسب بودن ابعاد و مقاطع دیوار

این مورد شامل دیوارهای باریک، بلند و بدون تکیه‌گاه (شکل ۸ و ۹) و مقاطع نامناسب دیوار (شکل ۱۰) می‌شود. این عیوب در ویارهای بنایی غیرمسلح منجر به شکست خارج از صفحه می‌شود که یکی از مؤلفه‌های مهم رفتار غیرخطی سازه بنایی به‌حساب می‌آید.

شکل ۸. دیوار بلند و دیوار کوتاه

شکل ۹. پاسخ دیوار بنایی بلند در مقابل نیروهای زلزله

شکل ۱۰. دیوار بنایی باضخامت زیاد و دیوار بنایی باضخامت کم 

۱۰- کافی نبودن ظرفیت برش پایه

استفاده از ملات کم کیفیت مثل گِل در دیوارهای اجری موجب کاهش مقاومت دیوار در برابر ترک‌خوردگی و ظرفیت برش پایه می‌شود. در نتیجه بلوک‌های دیوار تحت اثر نیروهای برشی کوچک هم از هم جدا می‌شوند.

وزن زیاد بام و صلب بودن سازه از عواملی هستند که منجر به شکست سازه بنایی براثر نیروهای زلزله می‌شوند. دلیل این است که ساختمان‌های سنگین و صلب نیروهای اینرسی لرزه‌ای بزرگی را جذب می‌کنند.

شکل ۱۱. آسیب ناشی از کافی نبودن ظرفیت برش

توضیح مترجم:

سنگ تمام ریشه، سنگ دوکله: سنگی مستطیلی که طوری نصب می‌شود که طویل‌‌ترین بُعد آن بر سطح دیوار بنایی عمود باشد؛ در تمام ضخامت دیوار ادامه دارد، به‌طوری‌که در هر دو نمای دیوار دیده می‌شود.

  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.