مقاله تحلیلی: ارتباط کاهش ریسک و کنترل فروریزش نامتناسب

 عملکرد ساختمان – کنترل فروریزش نامتناسب

اهمیت سازه‌های ساختمانی در دوران مدرن به دلیل افزایش پیچیدگی در ساختمان‌ها که خود از افزایش نیازهای عملکردی، زیبایی و ارتفاع ساختمان‌ها، نشات گرفته، افزایش یافته است. این نیاز پروژه مانند بسیاری دیگر از عوامل خارجی خطر و احتمال حوادث را افزایش داده است.

همچنین این موضوع باعث افزایش اهمیت دخیل بودن مشاوران سازه از ابتدا تا انتهای پروژه و سپس ارزیابی و نگهداری ساختمان به‌منظور تأمین عملکرد ایمن شده است.

روش‌های غیر ایمن و نادیده گرفتن روش درست طراحی سازه و ساخت، به فروریزش ساختمان‌های زیادی در گذشته و حال منجر شده است. بعضی از این فروریزش ها، به‌صورت نامتناسب بوده که باعث خسارات و تلفات زیادی شده است.

فروریزش نامتناسب چیست؟

فروریزش حتی یک عضو کوچک و گاهی غیر سازه‌ای مانند یک دیوار می‌تواند فروریزش بزرگ‌تری را سبب شود که ممکن است به گسترش فروریزش و حتی فروریزش کل ساختمان منجر گردد.

 فروریزش نامتناسب باعث تلفات شدید و خسارات اقتصادی زیادی می‌شود که بسیار بیشتر از علت اصلی واقعه که کوچک است؛ بنابراین کنترل فروریزش نامتناسب با طراحی سازه و جزئیات مناسب بسیار ضروری است.

آیا فروریزش نامتناسب و کنترل آن ضروری است؟

لازم است که با توجه به برخی از فروریزش ها در ساختمان‌ها،‌ به تاریخچه و ضوابط فروریزش نامتناسب نگاهی بیندازیم.

IS – 456 – 2000، استاندارد سازه‌های بتنی هند، هیچ راهنمایی‌ در این رابطه ندارد. این به این معنی نیست که فروریزش نامتناسب قابل صرف‌نظر کردن است. موارد زیادی وجود داشته است که درگذشته فروریزش نامتناسب در هند اتفاق افتاده است.

بند 0.3.3 از بخش دوم IS – 875 (آیین‌نامه بارهای طراحی) بیان می‌کند که«سیستم‌های سازه‌ای و ساختمان‌ها باید به‌گونه‌ای یکپارچگی سازه‌ای داشته باشند که خطرات ایجاد شده در اثر فروریزش پیش‌رونده مانند شکست‌های موضعی ایجاد شده به‌واسطه بارهای شدید یا غیرمعمول که در اینجا پوشش داده نشده‌اند، کاهش پیدا کنند». این عبارت معمولاً به‌اشتباه تفسیر می‌شود به این معنا که روش‌های طراحی با جزئیات خوب از پیشرفت پیش‌رونده جلوگیری می‌کنند. این تفسیر می‌تواند برای ساختمان‌های کوچک با پیچیدگی کمتر درست باشد. بااین‌وجود بر اساس این بند، طراح مسئول است که بارهای تصادفی را کاهش دهد و با جزئیات مناسب، از سازه در برابر حوادث مراقبت کند. کاهش بار به‌گونه‌ای که اثرات فروریزش پیش‌رونده کاهش پیدا کند، تنها با طرح محتاطانه سازه و با فراهم کردن ستون و تیر به تعداد و اندازه مناسب امکان‌پذیر می‌شود. نکته اصلی وجود چند مسیر بار در سازه است، به‌گونه‌ای که شکست یک عضو در نواحی مجاور گسترش نیابد و از فروریزش پیش‌رونده جلوگیری شود.

تاریخچه ضوابط بریتانیا برای فروریزش نامتناسب

فروریزش جزئی یک ساختمان در سال 1968 باعث مطرح‌شدن موضوع قوانین مرتبط با بار تصادفی در بریتانیا شد. در سال 1968 یک انفجار در آشپزخانه‌ای در طبقه 18 ام اتفاق افتاد و بعضی از دیوارهای آن هم ترکید. دیوارهای روی دال طبقه 18 ام ریخت، دال طبقه هم روی طبقه پایین ریخت و یک فروریزش پیش‌رونده را فعال کرد، درحالی‌که انفجار بزرگ نبود و در طبقه 18ام اتفاق افتاده بود.

ضوابط فروریزش نامتناسب در BS – 8110

مقررات ساختمانی بریتانیا، BS – 8110، بخش اول و دوم، تائید کرده است که سند A3 و راهنمایی‌های فنی شورای ملی ساخت خانه را می‌توان برای کنترل فروریزش نامتناسب به کار برد.

استاندارد بریتانیا ساختمان‌ها را به چهار دسته 1، 2A، 2B و 3 دسته‌بندی کرده است (به ترتیب افزایش اهمیت).

برای ساختمان‌های کلاس 1 (خانه‌هایی تا 4 طبقه و کپرهای کشاورزی و...)، آیین‌نامه‌ها و روش‌هایی با جزئیات مناسب توصیه می‌شود.

استدلال: ساختمان‌هایی با پیچیدگی کمتر درصورتی‌که جزئیات مناسبی داشته باشند در برابر شکست موضعی مقاومت می‌کنند، زیرا نیروهای ناشی از یک فروریزش موضعی کوچک خواهند بود.

برای ساختمان‌های کلاس 2A (خانه‌های تا 5 طبقه، ساختمان‌های آموزشی یک طبقه و ...)، استفاده از بست‌های افقی و عمودی توصیه می‌شود. بست‌های پیرامونی و داخلی نیز توصیه می‌شوند. همچنین ساختمان باید برای یک بار افقی حداقل طراحی شود. باید به خاطر داشت که حتی اگر ساختمان برای بار باد جانبی طراحی شود، بار افقی فرضی در صورت کمتر بودن بار باد، بر طراحی حاکم است.

استدلال: بست‌ها در صورت شکست موضعی، یک مسیر بار جایگزین ارائه می‌دهند.

بار افقی حداقل به این خاطر توصیه می‌شود که بریتانیا در منطقه لرزه‌خیزی قرار ندارد. در هند یا مناطق مشابه، درصورتی‌که ساختمان برای بارهای لرزه‌ای طراحی شود، نیازی به این بار حداقل وجود نخواهد داشت.

برای ساختمان‌های کلاس 2B (ساختمان‌های مسکونی تا 15 طبقه، ساختمان‌هایی با مساحت بین 2000 تا 5000 مترمربع در هر طبقه و ...) مشابه ساختمان‌های کلاس 2A، باید از بست/مهار استفاده شود. به‌علاوه باید کنترل شود که در صورت حذف اجزای مهارکننده، ساختمان پایدار باقی بماند و خطر ریزش از 15% از سطح طبقه یا 70 مترمربع، هرکدام کوچک‌تر باشد، تجاوز نکند. اگر خطر ریزش از این مقادیر بیش‌تر شود، اعضا باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که قادر به تحمل بار طراحی تصادفی 34 کیلو نیوتن بر مترمربع در جهت افقی و عمودی باشند.

استدلال: برای ساختمان‌های مهم‌تر، داشتن بست ممکن است برای ایجاد مسیر بار جایگزین در هنگام وقوع شکست تصادفی کافی نباشد. تحلیل با حذف اعضای معین چیزی به‌جز کنترل کردن ظرفیت پل‌زنی سازه در صورت شکست اعضای خاص به دلیل اتفاق نیست. اگر این پل‌زنی شکست بخورد، نیروی طراحی اضافی 34 کیلو نیوتن بر مترمربع، مقداری از این اتفاق را جذب خواهد کرد.

این استدلال برای شرایط هند هم صحیح است. بااین‌وجود باید به خاطر داشته باشید که بار تصادفی 34 کیلو نیوتن بر مترمربع از فروریزش آپارتمان رونن پوینت در بریتانیا به‌دست‌آمده است. شاید بهتر باشد که مقدار واقعی‌تری برای شرایط هند و سازه‌های سایر مناطق به دست بیاوریم.

برای ساختمان‌های کلاس 3 (ساختمان‌هایی که از ساختمان‌های کلاس 2B مهم‌تر هستند) باید ارزیابی سیستماتیک ریسک انجام شود که در آن خطرات معمولی که ممکن است پیش بیاید پیش‌بینی و در نظر گرفته شود.

استدلال: ممکن است طراحی برای تمام انواع ریسک‌ها اقتصادی نباشد؛ بنابراین تحلیل ریسک توصیه می‌شود. همچنین از بسیاری از ریسک‌ها هم می‌توان با راه‌حل‌های غیر سازه‌ای و پرهیز از ریسک با اتخاذ تدابیری برای جلوگیری از وقوع آن، اجتناب کرد.

نتیجه: ساختمان‌های طراحی شده با توجه به فروریزش نامتناسب در طول اتفاقات عملکرد خوبی داشته و در نتیجه منطقی است که در طول فاز طراحی مفهومی به آن توجه شود. ازآنجاکه ساختمان‌ها در هند درهرحال برای نیروهای لرزه‌ای طراحی می‌شوند، به نظر می‌رسد که طراحی ساختمان‌ها برای بارهای تصادفی هزینه زیادی نخواهد داشت. به‌هرحال منطقی است که خطرها را کاهش دهیم. تحلیل دقیق ریسک‌ها و کاهش آن با ابزارهای سازه‌ای و سپس مقابله با خطرات غیرقابل‌اجتناب به‌صورت سازه‌ای باید برای کاهش اتفاقات الزامی باشد.

این موضوع مقاومت انفجاری سازه را هم افزایش می‌دهد. وقتی تمام این مزیت‌ها را با هزینه‌ای اندک می‌توان به دست آورد، منطقی است که تمام اصول کاهش ریسک را به کار بگیریم.

 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.