مقدمه
یکی از متداولترین نوع ساختمان موجود در کشور، ساختمانی آجری میباشد که حجم عمده ای از سـاختمانهـای اجـرا شـده و موجود در کشور را پوشش میدهد. با توجه به اینکه عمده این سازه ها فاقد مسیر بار پیوسته و کلاف قائم و افقی می باشد یکی از آسیب پذیرترین انواع ساختمانهای موجود در کشور در زلزله های به وقوع پیوسته در سالیان گذشته این نوع سـازه هـا و بـوده انـد حجم وسیعی از این ساختمانها نیاز به مقاومسازی دارند. در ویرایش جدید دستورالعمل مقاومسازی ساختمانهای موجود (نشریه ۳۶۰)، ضوابط کلی مربوط به مطالعات آسیبپذیری کمی این دسته از ساختمانهـا ارائـه شـده اسـت. در حـالی کـه در خصـوص مطالعات آسیب پذیری کیفی و همچنین روشهای مقاومسازی و جزئیات اجرایی روشهای مورد نظر مطلبی ارائه نشـده اسـت. در این دستورالعمل به صورت مشروح به بررسی این مسائل موضوعات پرداخته شده است. از سوی دیگر با توجه به اینکه هدف اصلی این دستورالعملها تدوین ضوابط برای ساختمانهای متـداول مـیباشـد، تـلاش شـده است که محاسبات کمی موجود حتی الامکان ساده سازی شود تا بدین ترتیب استفاده مهندسین تسهیل شود.
محدوده کاربرد
در این دستورالعمل روش ارزیابی باربری ساختمانهای آجری متداول موجود بدون کلاف و دارای کلاف و راهکارهای بهسازی لرزه ای برای بهبود عملکرد آنها در هنگام زلزله تا رسیدن به سطح عملکرد مورد نظر ارائه شده است. ساختمانهای آجری بدون کلاف ً عموما به واسطه شکل نامناسب سازه ای، ضعف مصالح و اجرای نامناسب، در برابر زلزله مقاومت چندانی نداشته و فاقد عناصر مقاوم لرزه ای میباشند. ساختمانهای آجری دارای کلاف معمولا با رعایت ضوابط مهندسی ساخته میشوند و در اجرای آنها برخی اصول طراحی لرزه ای از جمله استفاده از عناصر مقاوم یا حداقل کلاف افقی، استفاده شده است. رفتار این قبیل ساختمانها در برابر زلزله مناسبتر از ساختمانهای آجری بدون کلاف است. سقف این ساختمانهای آجری ممکن است طاق ضربی، تیرچه بلوک، چوبی و غیره باشد.
حدود کاربرد این دستورالعمل ساختمان های آجری متداول کوتاه مرتبه با حد اکثر سه طبقه از روی تراز پایه میباشند.
ساختمانهای زیر مشمول ضوابط این دستورالعمل نمی باشند.
- ساختمانهای با اهمیت خیلی زیاد (بر اساس تعریف استاندارد ۲۸۰۰ ایران)
- ساختمانهای مجاور گسلهای فعال و محلهائی که احتمال شکست سطحی زمین هنگام زلزله وجود دارد.
- ساختمانهایی که خرابی آنها موجب از دست رفتن ثروت ملی می شود مطابق بند ب گروه ۲ ساختمانهای با اهمیت زیاد در استاندارد ۲۸۰۰ ایران
- ساختمانها و تاسیسات صنعتی مطابق بند پ گروه ۲ساختمانهای با اهمیت زیاد در استاندارد ۲۸۰۰ ایران
- ساختمانهای آسیب دیده پس از زلزله
ارزیابی کیفی ساختمانهای آجری کوتاه مرتبه
هدف از ارزیابی کیفی ساختمانهای آجری کوتاه مرتبه، بررسی وضعیت موجود آنها از نظر رفتار در برابـر بارهای ناشی از زلزلـه است به نحوی که بر مبنای آن بتوان سطح عملکرد آستانه فروریزش را از طریق بهسازی جزئی تامین کرد. بنابراین لازم است با ارزیابی و سپس تحلیل کلی ساختمان، سطح عملکرد مورد نظر را متناسب با سطح خطر زلزلهایی که احتمالاً در طول عمر آن اتفاق میافتد، تعیین کرد. ارزیابی کیفی هر ساختمان وضعیت آنرا برای تعیین میزان آسیب پذیری مشخص میکند. در این ارزیابی برداشتهای اولیه شامل جزئیات معماری و سازه ای، گردآوری اطلاعاتی که بر رفتار و مقاومت ساختمان اثر گذار است انجام میشود. سپس این اطلاعات بر اساس تجربه و دانش مهندسی و برخی نتایج حاصل از مطالعات آزمایشگاهی، به اعداد کمی نسبت داده شده و با استفاده از روابط قابل قبول وضعیت کلی ساختمان ارزیابی میشود. هزینه ارزیابی و مقاوم سازی نباید بیشتر از %۴۰ ارزش نهایی ساختمان جدیدالاحداث معادل ساختمان موجود شود. روش ارزیابی کیفی برای ساختمانهایی که برای هدف بهسازی جزئی با سطح عملکرد آستانه فروریزش در نظر گرفته می شوند اجباری و برای سایر اهداف بهسازی اختیاری می باشد. در این روش با توجه به شاخص خسارت کل ساختمان میزان آسیب پذیری ساختمان تعیین می شود.
در این روش با استفاده از سه شاخص خسارت، میزان آسیی پذیری ساختمان تعیین میشود. این شاخص ها عبارتند از:
- شاخص خسارت ساختگاهی، که بر اساس وضعیت ساختگاه و نوع خاک زمین تعیین میشود.
- شاخص خسارت کیفیت ساخت که بر اساس نوع کاربری، عمر ساختمان و سایر عوامل مشابه تعیین می شود.
- شاخص خسارت سازه ای، که بر اساس اجزای سازه ای و کیفیت آنها تعیین میگردد.
شاخص خسارت کلی ساختمان از ترکیب این سه شاخص، به دست میآید.
ارزیابی کمی ساختمانهای آجری کوتاه مرتبه
مطابق با هدف بهسازی محدود تا مبنا، پس از ارزیابی کیفی ساختمان های آجری کوتاه مرتبه، باید ارزیابی کمی آنها بـه منظور تامین سطح عملکرد آستانه فروریزش تا ایمنی جانی مطابق بند ۱-۴، انجام شود. بنابراین لازم است با ارزیـابی و سپس تحلیل ساختمان، سطح عملکرد مورد نظر، متناسب با سطح خطر تعیین شود.
بهسازی ساختمانهای آجری کوتاه
در این فصل مبانی و اصول کلی بهسازی لرزه ای که در بر گیرنده بهسازی کلی یا موضعی ساختمان است در قالب برخی روشها و جزییات مقاومسازی که با استفاده از آن می توان با سرعت مناسب و بکارگیری ابزار و وسایل ساده ساختمان را مقاوم کرد، ارائه شده است. پس از ارزیابی ساختمان که در فصل های قبلی بیان شد، کاستی ها و مشکلات لرزه ای ساختمان مشخص شده که برای رفع هر یک از آنها باید راهکار مناسب ارائه شود. از اینرو آنچه در این فصل آمده است صرفا جنبه راهنما و مثال برای رفع کاستی ها است و هرگز نباید به معنای راه حل های نهایی تلقی شود. زیرا راهکارهای لازم برای رفع کاستی های یک ساختمان به طور کلی به وضعیت سازه ای، کاربر و نظر کارفرما یا مالک (اقتصاد طرح) بستگی دارد. لازم به ذکر است که باید برای مقاوم سازی چند گزینه ارائه و از آن میان یکی به عنوان گزینه منتخب در نظر گرفته شود. گزینه منتخب، باید بر اساس معیارهای ارائه شده در این دستورالعمل مجددا ارزیابی و کنترل شود. روشن است که اگر گزینه منتخب مناسب نباشد و با اصلاحات جزئی و کلی معیارهای پذیرش را تامین نکند، لازم است این گزینه اصلاح شود و یا گزینه دیگری انتخاب و ارزیابی گردد.
روش طراحی دیوارهای آجری با پوشش بتن مسلح
در این فصل روش تحلیل و طراحی دیوارهایی که به روش شاتکریت یکطرفه و دو طرفه تقویت شده باشند ارائه شده است. در این روش دیوار آجری و پوشش بتن مسلح (لایه تقویت) به صورت فنرهای موازی در نظر گرفته شده و بر اساس جمع آثار قوا، نتایج منحنی های رفتار غیرخطی مصالح بنایی و پوشش بتن مسلح با یکدیگر جمع جبری شده که رفتار کلی نمونه تقویت شده را بدست میدهد.
برای تعییین منحنی رفتار دیوار تقویت شده مراحل زیر باید انجام شود.
- بدست آوردن منحنی رفتار لایه تقویت پس از تعییین ظرفیت، سختی محوری، سختی خمشی، و برشی آن
- بدست آوردن منحنی رفتاری دیوار آجری موجود پس از تعییین ظرفیت، سختی محوری، سختی خمشی، و برشی آن
- تعییین منحنی رفتاری کلی دیوار برای تحلیل غیر خطی
مقطع دیوار یکطرف تقویت شده با پوشش بتن مسلح
نشریه شماره ۷۴۰ – دستورالعمل ارزیابی و بهسازی لرزه ای ساختمانهای آجری متداول موجود
