كليات... 1

روند انجام پايان نامه. 2

چكيده3

فصل اول

كليات

1-1 مقدمه. 4

1-2 مرور كارهاي گذشته. 5

1-3 لرزه خيزي ايران. 6

1-4 گزارش برخي از زلزله‌هاي چند دهه اخير. 6

1-4-1 زلزله 31 خردادماه 1369 رودبار و منجيل.. 7

1-4-2 زلزله 5 مردادماه 1382 بم. 9

1-4-3 اثرات زلزله اول تيرماه 1381 چنگوره ـ آوج بر ساختمان‌هاي بنايي و مختلط 17

1-4-3-1 خسارات وارده به ساختمان‌ها در اثر زلزله چنگوره ـ آوج.. 17

1-4-3-2 گونه‌هاي ساختماني منطقه آوج.. 19

1-4-3-3 ساختماني بنايي آوج با سقف طاق ضربي.. 20

1-4-3-4 بررسي آسيب‌هاي وارده به ساختمان‌هاي منطقه آوج.. 20

1-4-3-5 بررسي علل خرابي ساختمان‌هاي مختلط و بنايي آوج.. 22

1-4-4 رفتار و عملكرد ساختمان‌ها در زلزله داهوييه (زرند)22

1-5 عملكرد ساختمان‌هاي آجري در زلزله‌هاي گذشته. 32

1-6 مقاومت سازي ساختمان‌هاي بنايي.. 33

فصل دوم

رفتار و طرح لرزه‌اي ساختمان‌هاي مصالح بنايي

2-1 مقدمه. 35

2-2 رفتار مواد. 36

2-3 نيروي زلزله. 36

2-4 گسيختگي ديوارهاي مصالح بنايي.. 37

2-5 گسيختگي ساختمان‌هاي مصالح بنايي.. 40

2-6 علل گسيختگي ساختمان‌هاي مصالح بنايي.. 42

2-6-1 كيفيت مصالح و اجرا43

2-6-2 شكل و سيستم سازه43

2-6-3ديوارهاي ساختمان. 45

2-6-4 سيستم سقف... 45

2-6-5 انسجام اجزاي ساختمان. 46

2-6-6 اجزاي غيرسازه اي.. 46

2-6-7 سيستم كلاف... 47

2-6-8 خاك محل.. 47

فصل سوم

خواص سازه‌ای و دینامیکی قاب‌های مرکب

3-1 مقدمه. 48

3-2 ضرورت توجه به نقش میانقاب... 48

3-3- اندرکنش قاب و میانقاب... 49

3-4- تبدیل کنش خمشی به کنش خرپایی.. 49

3-5- مودهای شکست دیوار آجری.. 51

3-5-1- شکست برشی.. 51

3-5-2- شکست برشی- لغزشی.. 52

3-5-3 -شکست خمشی.. 52

3-5-3-1- شکست خمشی در راستای قائم. 52

3-5-3-2- شکست خمشی در راستای افقی.. 53

3-6- مودهای شکست میانقاب... 53

3-6-1- لهیدگی گوشه‌ها53

3-6-2- شکست برشی- لغزشی.. 53

3-6-3- فشار قطری.. 54

3-6-4- ترک قطری.. 54

3-6-5- شکست قاب... 54

3-7- مودهای شکست سازه55

3-8- مودهای شکست سازه‌های آجری در زلزله‌های گذشته. 57

3-9- انواع ترک... 59

3-9-1- ترک‌های مرزی.. 59

3-9-2- ترک‌های قطری.. 60

5-3-2-1- تقسیم‌بندی ترک‌های قطری.. 61

3-10- شکست کنج.. 64

3-11- حالت‌ نهایی شکست... 65

3-12- عامل‌های مؤثر بر مقاومت ترک قطری.. 65

3-13- مقاومت شکست کنج.. 65

3-14- تأثیر درز بین قاب و میانقاب:66

3-15- خواص پسماند. 66

3-15-1 تأثیر نرمی بر رفتار لرزه‌ای.. 66

فصل 4

روشهای تعمیر، بازسازی و تقویت ساختمان‌ها

4-1- مقدمه. 69

4-2- راهکارهای بهسازی.. 70

4-2-1- روکش بتنی یا شاتکریت... 70

4-2-2- یکپارچه ساختن سقف... 71

4-2-3- افزایش تعداد مسیرهای انتقال بار. 72

4-2-4- استقرار دیوار جدید. 73

4-2-5- اصلاح بازشوها در دال. 73

4-2-6- روش‌های تزریق صمغ‌های چسبناک... 74

4-2-7- تعبیه دیوار برشی.. 74

4-2-8- مقاوم‌سازی توسط FRP.. 75

4-2-8-1- اجرای مقاوم‌سازی و بهسازی توسط FRP.. 76

4-2-9- تقویت پی.. 77

4-2-10- نصب صفحات فولادی با اندود ملات سیمان ریزدانه (فروسیمان) در گوشه‌ها برای اتصال دیوارها79

4-2-11- کاهش ابعاد بازشوها80

4-2-12- کلاف‌های افقی فولادی.. 80

3-2-12-1- کلاف افقی با نبشی در سقف طاق ضربی.. 81

4-2-12-2- کلاف افقی با نبشی در سقف تیرچه بلوک... 82

4-2-13- کلاف‌های قائم فولادی.. 83

4-2-13-1- کلاف‌های قائم با ورق در وسط دیوار. 83

4-2-14- تیرآهن کنسول (بالکن)84

4-2-15- کاربرد شناژ خورجینی.. 85

4-2-15-1- مقدمه:85

4-2-15-2- روش اجراي تدريجي و گام به گام به عنوان روش مرسوم. 85

4-2-15-3- روش اجراي خورجيني.. 86

4-2-15-4- مزايا87

4-2-15-5- معايب... 89

4-2-16- گزارشي كوتاه از انجام مقاوم سازي ساختمان موجود با استفاده از فونداسيون و شناژ خورجيني 89

4-2-16-1- وضع موجود. 89

4-2-16-2- انتخاب روش... 90

4-2-16-3 - مروري بر عمليات اجرائي فونداسيون و شناژ خورجيني.. 90

4-3- روش‌های تقویت و تعمیر ساختمانهای سنگی موجود:94

4-3-1- روش تقویت دیوارهای سنگی:95

4-3-1-1- تقویت گوشه‌های ساختمان با استفاده از صفحات فلزی:95

4-3-1-2- استفاده از بتن مسلح در اتصال دیوارها:95

4-3-1-3- استفاده از شبکه فولادی.. 96

4-3-1-4- استفاده از تیرهای چوبی برای حمایت از دیوارهای بلند و طویل:99

4-3-2- تقویت سقف ساختمان‌های آجری و سنگی با تیرهای چوبی.. 100

فصل 5

کاربرد قاب مرکب در مقاوم‌سازی ساختمان‌های بنایی

5-1 طرح مسئله. 102

5-1-1- نقشه معماری.. 102

5-1-2- نقشه سازه‌ای.. 103

5-1-3- کدگذاری دیوارها104

5-1-4- خسارات وارده به دیوارهای سازه‌ای و غیرسازه‌ای و ارائه راهکارهای ترمیم 105

5-1-5- اطلاعات مربوط به طبقات ساختمان. 106

5-1-6- کنترل نواقص مربوط به مصالح.. 107

5-1-7- کنترل نواقص مربوط به سیستم سازه‌ای.. 107

5-1-8- کنترل نواقص مربوط به دیوار باربر. 108

5-1-9- کنترل نواقص مربوط به دال‌ها109

5-1-10- کنترل نواقص مربوط به اتصالات اعضا110

5-2- طرح مقاوم سازی.. 111

5-2-1- محاسبات طرح مقاوم‌سازی.. 111

5-2-2- اصلاح بازشوها و انجام تغییرات معماری.. 112

5-2-3- محاسبه بار دیوارها بعد از تغییرات معماری.. 112

5-2-4- بارگذاری سقف بام. 114

5-2-5-اثر پیچش در ساختمان. 115

5-2-6- برش پایه. 115

5-2-7- جایگذاری ستون‌های فلزی.. 116

5-2-8- مدلسازی.. 116

5-2-9- نقشه اجرایی با توجه به خروجی ETABS.. 118

5-2-10- محاسبات بار جانبی.. 118

5-2-11- نقشه‌های اجرایی.. 122

5-3- نتیجه‌گیری.. 127

منابع و مراجع. 129

كليات

وقوع زمین لرزه‌های متعدد در ایران و تحقیقات زمین شناسی انجام شده در مورد گسل‌های موجود همگی موید این مطلب است که ما در منطقه لرزه خیز زندگی می‌کنیم. از طرف دیگر به دلیل کم توجهی جامعه مهندسی به ساخت و ساز ایمن ساختمان‌های زیادی بجا مانده است که در آن تمهیدات خاصی برای زلزله در نظر گرفته نشده است آمار و ارقام نشان می‌دهد که در کشور اکثر ساختمان از نوع ساختمان‌های بنایی می‌باشند و از آن مهمتر در زلزله‌های اخیر بیشترین آمار تلفات و خسارات از جانب همین نوع ساختمان‌ها می‌باشد و این مطالب ضرورت توجه به امر مقاوم سازی این ساختمان هارا از بیش مسجل می‌سازد.

با بررسی‌های تجربی انجام گرفته در حین اجرای طرح‌ها نقاط ضعف و قوت روش‌های مقاوم‌سازی مشخص شده و روش متفاوتی ارائه می‌شود و این روش بر خلاف روش‌های دیگر با در نظر گرفتن رفتار نامطلوب ساختمان‌های بنایی در بارهای لرزهای اتخاذ شده است و از ویژگی‌های آن سطح ایمنی بسیار بالا با ایجاد خط دوم دفاعی استفاده از خواص مطلوب قاب‌های مرکب در بارهای لرزه ای، سادگی طرح،اجرایی بودن طرح و امکان انجام تغییرات معماری و حتی احداث یک طبقه جدید را می‌توان نام برد.

در این پایان نامه قرار است که یک ساختمان بنایی که در زلزله تا حدود 30 تا 40 درصد آسیب دیده به روشی مقاوم سازی شود که قابل اجرا باشد و بعضی از قسمت‌های آن باید با نرم‌افزار ETABS مدل شود که مسئله اقتصادی نیر لحاظ باشد و نکته دیگر که در مراجع برآن اشاره نشده این است که اگر نیروی برشی طبقه از ظرفیت برشی آن بیشتر باشد چه باید کرد ؟ و در این حالت به چه صورتی مقاوم سازی شود که این حالت جبران شود.

البته لازم به ذکر است که در قسمت پی قرار است از یک روشی مقاوم سازی خاصی استفاده شود که بسیار جالب توجه می‌باشد.

اکنون این سوال مطرح می‌شود که ابعاد قاب مرکب چه تأثیری در نتایج دارند؟ از چه نرم افزاری کمک گرفته شده است؟ در هنگام اعمال قاب مرکب کدام قسمت‌ها نیاز به تقویت مجدد خواهند داشت؟

 

روند انجام پايان نامه

با توجه به اينكه طيف گسترده‌اي از ساختمان‌هاي موجود در كشور از نوع ساختمان‌هاي بنايي مي‌باشند و از طرف ديگر كشور ايران از لرزه خيزي بالايي برخوردار است، همين مساله باعث شده است كه معايب ساختمان‌هاي بنايي به محاسن آن چيرگي يافته است. تجربه زلزله‌هاي مختلف، بيشترين آمار تلفات را در ميان اين نوع ساختمان‌ها نشان مي‌دهد.

انجام كارهاي تحقيقاتي در اين زمينه منجر به تدوين آيين نامه‌ها و دستورالعمل هايي در زمينه ساخت و يا مقاوم سازي اين ساختمان شده است، اما اين تحقيقات در مقايسه با حجم بالاي آسيب‌پذيري بسيار ناچيز بوده و ضرورت انجام تحقيقات گسترده‌تري را طلب مي‌كند.

در فصل اول اين پايان نامه، ابتدا آماري از وضعيت ساختمان‌هاي كشور ارائه شده است كه در آن درصد ساختمان‌هاي بنايي و اسكلت بتني در برهه‌اي از زمان ارائه شده است. اين آمار حجم بالاي اين نوع ساختمان‌ها را در كشور نشان مي‌دهد. در ادامه گزارشاتي از برخي زلزله‌هاي گذشته مانند زلزله مهم رودبار و منجيل، بم، چنگوره، آوج و داهوييه و نواقص و آسيب‌هاي وارده به ساختمان‌هاي آنها بررسي شده است. پس از آن وضعيت لرزه‌خيزي ايران بررسي شده است. اين بررسي نشان دهنده خطر لرزه خيزي بالاي اكثر مناطق كشور مي‌باشد. فصل اول با مطلبي در مورد ضرورت مقاوم سازي ساختمان‌هاي بنايي به پايان رسيده است.

در فصل دوم، خواص لرزه‌اي ساختمان‌هاي بنايي، عناصرسازه ای در اين ساختمان ها، انواع حالت‌هاي شكست اين عناصر ارائه شده است.

در فصل سوم، به خواص سازه‌اي و ديناميكي قاب‌هاي مركب پرداخته شده است.

در فصل چهارم، بررسي شيوه‌هاي مختلف ترميم و تقويت ساختمان‌هاي بنايي ارائه شده است.

در فصل پنجم، با استفاده از تئوري قاب‌هاي مركب، روش مسلح كردن ساختمان به عنوان روش برتر در مورد يك ساختمان به صورت گام به گام و به صورت كامل ارائه شده است.

 

 

 

چكيده

ساختمان‌هاي ساخته شده با مصالح بنايي درصد بالايي از ساختمان‌هاي موجود در كشور را به خود اختصاص داده‌اند. از طرفي كشور ايران در بخشي از كره زمين قرار گرفته كه از نظر لرزه‌خيزي بسيار ناآرام بوده و همواره در معرض زمين لرزه‌هاي مختلف قرار داشته است. اغلب ساختمان‌هاي موجود قبل از تدوين آخرين معيارهاي طراحي لرزه‌اي ساختمان‌سازي موجود در كشور ساخته شده‌اند و از سويي ديگر اين ساختمان‌ها اكثراً داراي ضعف در مقاومت برشي داخل صفحه و كمانش خارج از صفحه خود مي‌باشند.

با بررسي‌هاي تجربي انجام گرفته در حين اجراي طرح‌ها، نقاط ضعف و قوت روش‌هاي مقاوم سازي مشخص شده و در اين پايان نامه سعي شده است روشی متفاوت ارائه شود. اين روش بر خلاف روش‌هاي ديگر با درنظر گرفتن رفتار نامطلوب ساختمان‌هاي بنايي در بارهاي لرزه‌اي اتخاذ شده است و از ويژگي‌هاي سطح ايمني بسيار بالا با ايجاد خط دوم دفاعي، استفاده از خواص مطلوب قاب‌هاي مركب در بارهاي لرزه اي، سادگي طرح، اجرايي بودن طرح و امكان انجام تغييرات معماري و حتي احداث يك طبقه جديد را مي‌توان نام برد.

 

 

فصل اول

 

1-1 مقدمه

با قرار گرفتن ايران در بخشي از كمربند آلپ هيماليا كه به عنوان آخرين و جوانترين نواحي كوهزايي جهان شناخته شده است، پديده دگرشكلي به اشكال گوناگون در آن ظاهر مي‌گردد. باز شدن درياي سرخ و در نتيجه حركت پهنه عربستان به سوي ايران و جابجايي بستر اقيانوس هند در نواحي عمان و حركت به سمت شمال ـ شمال شرق و حركت ديگر صفحات ليتوسفري پيرامون ايران موجب فراهم آمدن شرايطي گرديده كه هرچندگاه با آزاد شدن انرژی در راستاي گسل‌هاي فعال شاهد زلزله‌هاي ويرانگر در ميهن عزيزمان باشيم.

گرچه دلايل بروز زلزله و يا زمان و مكان به روشني مشخص نيست، ولي در هرحال تا آنجا كه مشخص شده است، تغيير شكل‌هاي ناشي از حركت‌هاي قاره‌ها نسبت به يكديگر باعث افزايش انرژي ذخيره شده در پوسته جامد زمين مي‌گردد.

در اين زمان پديده لغزش زمين بوجود مي‌آيد. چون انرژي آزاد شده بسيار زياد و ناگهاني است و باعث ارتعاش زمين گرديده و ساختمان‌هايي كه براي مقاومت در برابر اين ارتعاش‌ها طرح نشده‌اند، دچار گسيختگي و انهدام مي‌گردند.

در حال حاضر ساختمان ساخته شده با مصالح بنايي (بخصوص ساختمان‌هاي آجري)، درصد بالايي از ساختمان‌هاي موجود يا در حال احداث در كشور ما را تشكيل مي‌دهند. مهمترين عامل مقبوليت ساختمان‌هاي بنايي در ايران، به ويژه در شهرستان ها، در دسترس بودن مصالح، ساده بودن تكنولوژي توليد آجر و بلوك سيماني، آشنايي سازندگان با نحوه ساخت و ساز و سرانجام ارزانتر بودن قيمت تمام شده اين قبيل ساختمان‌ها نسبت به ساختمان هايي با اسكلت فولادي و بتن مسلح مي‌باشد.

با توجه به اينكه در ساخت بيشتر ساختمان‌هاي بنايي ضوابط و معيارهاي مهندسي مربوط به مقاومت سازه در برابر زلزله مورد توجه قرار نمي گيرد و معمولاً توسط سازندگان محلي و بدون توجه به اثر تخريبي زلزله، طراحي و اجرا مي‌شوند، رويدادهاي هر زمين لرزه در هر نقطه از كشور فاجعه آميز بوده و پيامدهاي بسيار نگران كننده‌اي دربر خواهد داشت.

1-2 مرور كارهاي گذشته

نصب دستگاه‌هاي لرزه نگار در نقاط مختلف جهان از اواخر قرن نوزدهم آغاز شد و طي مدت كوتاهي از ميان اين همه اطلاعات شايد يك مطلب بيش از همه شايان توجه باشد و آن اينكه، زلزله‌ها به هر سبب كه ايجاد شده باشند، تكرارپذيرند و تنها راه مقابله با زلزله، طراحي و اجراي ساختمان‌ها به گونه‌اي است كه تاب ايستادگي در مقابل زلزله‌هاي مخرب را داشته باشد.

زلزله‌هاي مرگبار زيادي در ايران اتفاق افتاده است، اما مهمترين آنها كه به عنوان نقطه عطفي در رويكرد جامعه مهندسي به شمار مي‌رود، زلزله 1369 رودبار ـ منجيل مي‌باشد كه تلفات بسيار زيادي به همراه داشته است. بررسي عملكرد سازه‌هاي مختلف در اين زلزله، گواه اين مطلب است كه اگر ساختمان‌هاي آجري را در يك كفه و سازه هايي نظير پل، سد، ساختمان‌هاي فلزي و بتني كه تحت عنوان سازه‌هاي مهندسي عنوان مي‌شوند را در كفه ديگر بگذاريم، آمار و تلفات جاني و تخريب كامل بنا، تمام به گروه اول اختصاص يافته و گروه دوم به طور نسبي آمار بسيار پاييني دارند. همين امر جامعه مهندسي را بر آن داشت كه در كنار تدوين آيين نامه‌ها براي ساختمان‌هاي مهندسي، به بررسي رفتار ساختمان‌هاي بنايي نيز پرداخته و درصدد تدوين دستورالعمل‌هاي جامع براي طرح و اجراي اين نوع سازه‌ها برآيند. ماحصل اين تلاش، تدوين فصل سوم آيين نامه 2800 به عنوان تنها مرجع معتبر داخلي در زمينه طرح و اجراي اين نوع ساختمان‌ها مي‌باشد.

1-3 لرزه خيزي ايران

فلات ايران تقريباً در مركز كمربند خشك و بزرگ اوراسيا قرار گرفته و بطور متوسط 800 تا 1000 متر از سطح دريا بلندتر است و از تمام جهات بوسيله رشته كوه‌هاي مرتفع احاطه شده است. فلات ايران به سيستم بزرگ كوه‌هاي چين خورده اوراسيا وابسته است. بدين ترتيب كه ديواره كوهستاني البرز و رشته كوه‌هاي خراسان در شمال ايران، تحت تاثير گروه‌هاي كوهستاني عظيم فلات ارمنستان و آذربايجان از طرف غرب و هندوكيش از شرق تا ارتفاع 5670 متر (دماوند) سر برافراشته است. كوه‌هاي زاگرس در جنوب غربي و جنوب و نيز در امتداد آن، يعني كوه‌هاي ساحلي جنوب شرق ايران (كوه‌هاي مكران) بخش داخلي ايران را احاطه نمونه است.

1-4 گزارش برخي از زلزله‌هاي چند دهه اخير

از آنجا كه زلزله‌هاي واقعي بهترين ميدان محك كارهاي جامعه مهندسي و مسئولين ساخت و ساز كشور مي‌باشد، و همينطور يك آزمايشگاه بزرگ براي محققان و از طرف ديگر مرجعي براي تحقيقات و تدوين آيين نامه‌هاي آتي مي‌باشد. به دنبال هر زمين لرزه گروه‌هاي مختلفي درصدد جمع آوري و ارائه گزارشات مختلفي از آن زمين لرزه مي‌نمايند كه در ادامه به ارائه مختصري از اين گزارشات پرداخته شده است. البته لازم به ذكر است كه در انتخاب گزارشات سعي بر آن بوده است تا حد امكان به موضوع اين پايان نامه نزديك باشد.

با توجه به نوع كار انجام گرفته در اين پايان نامه، كه به گمان نگارنده به عنوان مرجعي مناسب در اين مقياس به بررسي مقاوم سازي ساختمان‌هاي بنايي مي‌پردازد، ارائه پيشينه تحقيقاتي مرتبط مشكل بوده، اما گزارشاتي كه در ادامه آمده است، همگي به طور مستقيم و غيرمستقيم در شكل‌گيري ضوابطي كه در فصل‌هاي بعد آمده است، موثر مي‌باشند.

1-4-1 زلزله 31 خردادماه 1369 رودبار و منجيل

در حدود 35 دقيقه صبح روز پنجشنبه 31 خردادماه 1369 زلزله شديدي در استان گيلان و زنجان به وقوع پيوست كه در آن شهرهاي رودبار و منجيل و صدها پارچه از دهات و آبادي‌هاي پرجمعيت به كلي ويران شد. بزرگي اين زلزله بين 3/7 و 7/7 ريشتر مي‌باشد و طبق آماري كه از طرف مراجع رسمي اعلام شد، روي هم بيش از 35000 نفر از مردم كشورمان جان خود را در اين حادثه از دست دادند و قريب يكصد هزار ساختمان و خانه مسكوني خراب و يا بلااستفاده گرديد. به باغات و اراضي كشاورزي و كانال‌هاي آبياري صدمات فراواني وارد شد.

از ويژگي‌هاي زلزله اخير گيلان و زنجان، آن است كه برخلاف زلزله‌هاي گذشته ايران كه در مناطق كم جمعيت و يا در مناطق روستايي و فاقد ساختمان‌ها و تاسيسات مهم اتفاق مي‌افتاد، اين زلزله در منطقه‌اي روي داده است كه علاوه بر آنكه از مناطق پرجمعيت محسوب مي‌شود، چند شهر را نيز فرا گرفته است كه داراي ساختمان‌هاي مهم و تاسيسات زيربنايي شامل سد سفيدرود، نيروگاه برق و كارخانجات سيمان لوشان و پل‌هاي بزرگ و سيلوي يكصد هزار تني سراوان رشت قرار داشتند و همه اين مسائل دلايلي براي توجه بيشتر جامعه مهندسي به امر ساخت و ساز بعد از اين زلزله مي‌باشد. در شكل (1-1)، تصاويري از خسارات اين زلزله مشاهده مي‌شود.

 

شكل 1-1: تصاويري از زلزله رودبار و منجيل در سال 1369

1-4-2 زلزله 5 مردادماه 1382 بم

زمین لرزه روزجمعه 5/10/1382 بم با بزرگی M=6/5 رخ داد وموجب کشته شدن بیش از 41000 نفر و مجروح شدن بیش از 30000 نفر گردید. این زمین لرزه در امتداد گسل شناخته شده بم و با عمق کانونی حدود 8 كيلومتر بوقوع پیوست. ساختمان‌های خشتی و گلی که خصوصیات معماری کویری را داشتند در بیش از 80 درصد موارد دچار تخریب و فرو ریزش کامل گردیدند.

مدهای انهدام غالب در ساختمان‌های خشتی و گلی عبارت بودند از:

- فروریزش بخشی از دیواره و سقف ساختمان

- انهدام کلی ساختمان

- انهدام وریزش دیوارها و سقوط سقف قوسی

ساختمان‌های آجری نسبت به ساختمان‌های خشت وگلی رفتار مناسب‌تری را ازخود نشان می‌دهد. مکانیزم‌های اصلی تخریب این ساختمان ها بصورت زیر بودند:

-تخریب دهانه‌های آخر طاق‌های ضربی

- فروریزش کامل دیوارها وسقوط سقف

- تخریب وفروریزش آجرهای بخشی از طاق ضربی

 

 

 

تخريب ديوارهاي باربر پيراموني منجر به ناپايداري سقف و ريزش آن شده است. در تصاوير اتصال تير سقف با ورق زير سري بدون وجود کلاف افقي نشان داده شده است. اين اتصال به صورت اتکايي بوده است. تير‌هاي سقف به کمک يک ميلگرد در فواصل تقريبي ۱۰۰ سانتي متر از بال بالايي به يکديگر متصل شده اند اما اين کار مانع از ريزش آجرهاي بين تيرها نشده است (شكل 1-2).

 

 

شکل (1-2) تصاویری از زلزله بم

در تصاوير زير نمونه‌هايي از ساختمانهاي بنايي ديده مي‌شود که مواردي از کنترلهاي استاندارد ۲۸۰۰ در مورد آنها بررسي شده است.

 

 

 

فرو افتادن تير انتهايي سقف که به تيرهاي کناري خود در سقف مهار نشده است.

 

 

 

حرکت خارج از صفحه ديوار باربر. تير برق مانع از افتادن ديوار شده است. طبق دستورالعمل بهسازي ساختمانها در برابر زلزله براي ممانعت از حرکت خارج از صفحه ديوار لازم است از اتصال يا تسليح مناسب استفاده شود

 

شکل (1-2) تصاویری از زلزله بم

 

ساختمان‌هاي بنايي سنتي در منطقه با سيستم سقف گنبدي آجري.در صورتيکه پايه هاي نگهدارنده سقف پايدار بمانند، سقف استقامت خود را حفظ مي‌کند.

 

 

 

شکل (1-2) تصاویری از زلزله بم

 

در تصوير ابعاد بازشو و فاصله آن از کنار ديوار نشان داده شده است. طبق ضوابط فاصله بازشو از کنار ديوار بايد بزرگتر از 3/2 ارتفاع بازشو باشد. که در اين مورد رعايت شده است.

 

فاصله ۳/2 ارتفاع بازشو از انتهاي ديوار رعايت نشده است.

شکل (1-2) تصاویری از زلزله بم

 

فاصله ۳/2 ارتفاع بازشو از انتهاي ديوار رعايت شده است.

 

 

 

ديوارهاي آجري که آجرهاي آن از جهت کم عرض خود چيده شدهاند(۵سانتي متري). استفاده از نبشي‌هاي فلزي به عنوان نگهدارنده ديوار در اين زلزله و زلزله آوج عملکرد خوبي در نگهداشتن ديوار داشته است.

ساختمان‌هاي بنايي جديد الحداث در حاشيه شرقي شهر بم. ساختمان‌ها با کلاف بندي قائم و افقي بتني ساخته شده اند. عليرغم کيفيت نا مناسب اجراي کلافها (بتن ريزي ناقص، استفاده ار خرده آجر در بتن) رفتار سازهاي مناسبي ديده ميشود. تنها مشکل موجود خرابي خرپشته ها در جهت شرقي – غربي (عمود بر گسل) است که ميلگردهاي المانهاي قائم آنها در طبقه بام و خرپشته مهار نشده اند.

 

 

 

 

در تصاویر اجرای کیفیت کلافهای بتنی در ساختمان دیده میشود

 

شکل (1-2) تصاویری از زلزله بم

 

 

شکل (1-2) تصاویری از زلزله بم

1-4-3 اثرات زلزله اول تيرماه 1381 چنگوره ـ آوج بر ساختمان‌هاي بنايي و مختلط

در روز اول تيرماه 1381 زمين لرزه‌اي به بزرگي 3/6 در مقياس ريشتر، منطقه‌اي از استان قزوين، همدان و زنجان را به لرزه درآورد. بر اثر اين زلزله، بيش از 235 نفر كشته و بيش از 1466 نفر مجروح شدند.

بررسي‌هاي به عمل آمده نشان مي‌دهد كه ساختمان‌هاي سنتي در روستاها و شهرهاي منطقه داراي سيستم سازه‌اي منسجم و يكپارچه نبوده و از مصالح بسيار ضعيف و توسط افراد غيرفني و ناآشنا به اصول ساخت و ساز ساخته شده‌اند و از كيفيت بسيار نامطلوبي برخودارند. به همين دليل كه با وجود زلزله نه چندان شديد، آسيب‌هاي نسبتاً زيادي به منطقه وارد شده است.

1-4-3-1 خسارات وارده به ساختمان‌ها در اثر زلزله چنگوره ـ آوج

بر اثر اين زلزله، به ساختمان‌هاي مسكوني و عمومي در شهر آوج و بيش از 80 روستا در استان‌هاي قزوين، همدان و زنجان خسارات فراواني وارد شده است. جدول 1-1 ميزان خسارات وارده به روستاهاي منطقه آسيب ديده را بنا به گزارش سازمان هلال احمر نشان مي‌دهد.

نوع ساختمان‌هاي منطقه زلزله زده خشت و گلي و غيرمقاوم در برابر زلزله است. معمولاً اين قبيل ساختمان‌ها با زلزله‌هائي با (MM) VI فرود مي‌آيند، اگر اين زلزله با ژرفاي بيشتري اتفاق مي‌افتاد گستره آسيب با شدتي حدود VI و كمتر بود و احتمالاً ميزان تلفات كمتر از اين مي‌شد، ولي ژرفاي اندك زلزله موجب گرديد كه شدت زلزله در گستره محدود به حدود VII برسد و موجب خرابي‌هاي عمده اي در اين منطقه گرديد. در چنگوره ساختمان‌هاي آجري با روش متداول در شهرها نيز ساخته شده بود. اين قبيل ساختمان‌ها معمولاً در مقابل شدت‌هاي VII (و يا كمي بيشتر) گرچه خسارت زيادي مي‌بينند، ولي تا حدودي از خرابي كامل مصون مي‌مانند.

در دره چنگوره به تعداد زيادي از ساختمان‌هاي نوساز كه به سبك شهري و به صورت ويلائي ساخته شده بود آسيب وارد شد. در آب دره تقريباً تمام ساختمان‌هاي خشتي و گلي ويران شده است، ولي بعضي از ساختمان‌هاي آجري نسبتًا سالم مانده است، مانند مسجد آب دره كه با سقف سبك ساخته شده است از جمله ساختمان‌هائي است كه تا حدودي سالم مانده است.

 

جدول 1-1: خسارت وارده به روستاها در زلزله چنگوره ـ آوج

نام استان	درصد خرابي	تعداد روستاهاي آسيب ديده
قزوين	50 تا 100	52
همدان	10 تا 100	22
زنجان	62 ساختمان بين 85 درصد و 85 ساختمان بين 20 تا 60 درصد	10
مركزي		1

 

 

 

 

جدول 1-2: تقسيم‌بندي ساختمان‌هاي شناسايي شده بر حسب سال ساخت

نوع سيستم سازه‌اي و منطقه آن	درصد ساختمان‌هاي ساخته قبل از تدوين آيين‌نامه 2800 (سال 1366)	درصد ساختمان‌هاي ساخته شده بعد از تدوين آيين‌نامه 2800 و قبل از ويرايش دوم از سال 1366 تا سال 1378	درصد ساختمان‌هاي ساخته شده بعد از ويرايش دوم آيين‌نامه از سال 1378 به بعد
ساختمان اسكلت فلزي با بادبند، واقع در منطقه يك	25/6%	5/37%	25/56%
ساختمان‌هاي اسكلت فلزي بدون بادبند، واقع در منطقه يك	5/77%	20%	5/2
ساختمان‌هاي بنايي، واقع در منطقه يك	90%	8%	2%
ساختمان‌هاي اسكلت فلزي با بادبند، واقع در منطقه دو	5/1%	5/28%	70%
ساختمان‌هاي اسكلت فلزي بدون بادبند، واقع در منطقه دو	60%	40%	0%
ساختمان‌‌هاي با اسكلت بتني، واقع در منطقه دو	5/12%	5/12%	75%
ساختمان‌هاي بنايي، واقع در منطقه دو	90%	10%	0%
ساختمان‌هاي اسكلت فلزي با بادبند، واقع در منطقه سه	5/3%	18%	5/78%
ساختمان‌هاي اسكلت فلزي بدون بادبند، واقع در منطقه سه	50%	0%	50%
ساختمان‌هاي مهم اسكلت فلزي با بادبند	0%	43%	57%
ساختمان‌هاي مهم اسكلت فلزي فاقد بادبند	54%	46%	0%
ساختمان هاي مهم با اسكلت بتني	6/29%	48%	4/22%
ساختمان‌هاي مهم بنايي	88%	12%	0%
كل ساختمان‌هاي برداشت شده	3/43%	7/24%	32%

 

1-4-3-2 گونه‌هاي ساختماني منطقه آوج

ساختمان‌هاي منطقه آسيب ديده اعم از ساختمان‌هاي شهري و روستايي را مي‌توان به گروه‌هاي زير تقسيم نمود:

1. ساختمان‌هايي با سازه‌هاي فولادي
2. ساختمان‌هاي خشتي و گلي
3. ساختمان‌هاي با شناژ افقي و عمودي
4. ساختمان‌هاي بنايي كه شامل بنايي كامل و مختلط مي‌باشند.

1-4-3-3 ساختماني بنايي آوج با سقف طاق ضربي

ساختمان‌هاي بنايي در آوج از ديوارهاي باربر آجر فشاري به ضخامت 22 الي 35 سانتيمتري مي‌باشند. در ساختمان‌هاي داراي سقف فلزي، تيرآهن‌هاي طاق ضربي بر روي ديوارهاي بنايي تكيه دارند. عدم اتصال طاق ضربي در محل تكيه گاه روي ديوارهاي باربر و حركت ديناميكي ديوارها در هنگام زلزله موجب خارج شدن تيرهاي سقف از محل تكيه‌گاه و فرو ريختن بخشي از سقف شده است. ساختمان‌هاي بنايي داراي بازشوهاي بزرگ بوده و در برخي از ديوارهاي داخلي به دليل ايجاد درگاهي و يا كمدهاي ديواري، ضخامت ديوار به 5 تا 10 سانتيمتر رسيده است.

1-4-3-4 بررسي آسيب‌هاي وارده به ساختمان‌هاي منطقه آوج

در اين زمين لرزه به ساختمان‌هاي خشتي و گلي آسيب‌هاي شديدي وارد شد و بسياري از آنها به كلي فرو ريخت. در شهر آوج ساختمان‌هاي بنايي و نيمه اسكلت نيز دچار خسارت‌هاي شديدي شدند، به طوري كه ديوارهاي جدا كننده داخلي اغلب دچار واژگوني شده و در بسياري از ساختمان‌ها سقف‌هاي ضربي در بخش‌هاي انتهايي به علت عدم اتصال تيرها با يكديگر و نيز عدم اتصال با ديوارها فرو ريختند. در محل تقاطع ديوارها، ترك‌هاي عميقي مشاهده مي‌شود. در برخي از ساختمان‌ها ديوارهاي متقاطع به كلي از هم جدا شده‌اند و بخشي از آنها فرو ريخته است. در روستاي چنگوره آب دره و بسياري از روستاهاي منطقه، ساختمان‌هاي خشتي و گلي به كلي ويران شده و ساختمان‌هاي بنايي نيز دچار تخريب شده‌اند و بسياري از ديوارها و سقف‌هاي آن فروريخته است. در روستاها ساختمان تمام اسكلت نيز به چشم مي‌خورد كه به علت عدم مهاربند و استفاده از پروفيل‌هاي بسيار ضعيف در سازه اغلب فرو ريخته و يا دچار تغيير شكل‌هاي زيادي شده‌اند و لازم است تخريب يا بازسازي شوند. در شكل (1-3)، تصاويري از ساختمان‌هاي منطقه و آسيب‌هاي وارد نشان داده شده است.

 

 

شكل (1-3) نمونه‌اي از ساختمان‌هاي منطقه آوج و آسيب‌هاي وارد به ساختمان‌هاي منطقه

1-4-3-5 بررسي علل خرابي ساختمان‌هاي مختلط و بنايي آوج

1. عدم استفاده از سيستم سازه‌اي مقاوم در برابر بارهاي وارده
2. عدم طراحي و محاسبه سازه در برابر بارهاي وارده
3. استفاده از پروفيل‌هاي بسيار ضعيف براي تيرها و ستون‌ها
4. عدم اتصال تيرهاي طاق ضربي با يكديگر
5. عدم اتصال ديوارهاي متقاطع با يكديگر
6. اجراي ناصحيح ديوارچيني
7. استفاده از مصالح بسيار ضعيف
8. استفاده از افراد غيرفني در اجراي ساختمان

1-4-4 رفتار و عملكرد ساختمان‌ها در زلزله داهوييه (زرند)

ساختمان‌هاي موجود در منطقه اكثراً از نوع خشت يا سنگ با ملات گل بوده و سقف آنها نيز از نوع قوسي و يا بعضاً تخت كه هيچگونه پيوستگي و انسجامي بين سقف و ديوارها موجود نبود. اين نوع ساختمان‌ها، بارها و بارها در روستاهاي كشورمان و حتي در بعضي از شهرها در مقابل زلزله‌هاي متوسط باعث تخريب و كشته شدن تعداد بسيار زيادي از هموطنانمان شده است. هنوز هم متاسفانه در اكثر روستاهاي كشور و در بافت قديم بسياري از شهرهاي بزرگ نيز اين نوع ساختمان‌ها نه به عنوان تامين كننده امنيت جان ساكنين، بلكه به عنوان قاتلي تهديد كننده جان ساكنين آن مي‌باشد.

زلزله فوق نشان داد كه در كنار تخريب كامل اين ساختمان‌ها، ساختمان‌هاي ديگري نيز كه حداقل اصول فني در آنها رعايت شده بود وجود داشت كه حتي تركي را نيز تجربه نكردند. بر اساس گزارشات منتشر شده تاكنون موجب خسارات 7000 واحد مسكوني و 700 ميليارد ريال خسارات مالي گرديده است.

 

 

شکل (1 -4) جابجايی قائم در مسير اسلام آباد – حتکن

شکل (1-5)

شکل (1-5-1): ترک عمود بر مسير جاده اسلام آباد - حتکن. ترکهای مذکور در فاصله ۱۳الی ۱۴کيلومتری ريگ آباد در سه موقعيت

شکل (1-5-3)سنگ ريزش مشاهده شده در کيلومتر ۱۶جاده ريگ آباد- حتکن

شکل (1-5-4)آب شستگی مشاهده شده در کيلومتر ۲۴جاده ريگ آباد – حتکن

شکل (1-5-5)اختلاف نشست مشاهده شده در سطح جاده در طرفين يک پل آبگذر در مسير جاده اسلام آباد-حتکن

شکل (1-5-6)مشاهده اختلاف در سطح خرابی ساختمانهای روستای داهوئيه به دليل تاثير احتمالی ساختگاه به هنگام زلزله

 

شکل (1-6)

شکل (1-6-1)نمايی از خسارات در ساختمان‌های روستای خانوک

شکل (1-6-2)نمايی از خسارات در ساختمان‌های روستای خانوک

شکل (1-6-3) نمايی از ترک در سقف گهوارهای يکی از ساختمانهای روستای خانوک

شکل (1-6-4) تخريب در يکی از ساختمان‌های سنگی- گلی روستای خانوک

شکل(1-6-5) نمايی از خسارت در يکی از ساختمان‌های سنگی-گلی روستای خانوک

شکل (1-6-6) نمايی از خسارت در ساختمان‌های آجری بدون شناژ قائم شهرک ذوب آهن روستای اسلام آباد

شکل (1-6-7) نمايی از ريزش موضعی در يکی از ساختمانهای آجری بدون شناژ قائم شهرک ذوب‌آهن روستای اسلام آباد

شکل (1-6-8) نمايی از عملکرد خوب ساختمان آجری با شناژ افقی و قائم در روستای حتکن

(ساختمان پست حتکن)

 

شکل (1-6-10) نمايی عمومی از تخريب ساختمان‌های خشتی-گلی و سنگی-گلی در روستای حتکن

 

شکل (1-6-12) نمايی عمومی از ويران شدن ساختمانهای خشتی-گلی و سنگی-گلی در روستای داهوئيه

شکل (1-6-13) نمايی عمومی از ويران شدن ساختمان‌های خشتی - گلی و سنگی - گلی

در روستای داهوئيه بعضی از ساختمان‌های آجری پابرجا هستند

شکل (1-6-14) نمايی از خسارت در ساختمان نيمه اسکلتی امامزاده سلطان سيد ابراهيم در روستای داهوئيه

شکل (1-6-15) نمايی از خسارت در ساختمان آجری با شناژ قائم و بدون شناژ افقی زير سقف در روستای داهوئيه

1-5 عملكرد ساختمان‌هاي آجري در زلزله‌هاي گذشته

در دهه‌هاي اخير در ايران چندين زلزله بزرگ و مخرب روي داده است كه موجب تلفات سنگین شده اند، آخرين آنها، زلزله منجيل 1369 با بزرگي 3/7 ريشتر، سبب مرگ ده‌ها هزار تن شد. علاوه بر زلزله‌هاي بزرگ، حتي زلزله‌هاي متوسط نيز گاهي در ايران فاجعه آفريدند. در جدول 1-2، تعدادي از زلزله‌هاي ثبت شده همراه با تعداد تلفات آمده است.

به طور كلي با نگاهي به تاريخچه زلزله‌هاي كشور مشخص مي‌شود كه خانه‌هاي روستايي كه در ناحيه مركزي زلزله هايي با بزرگي بيش از 5/5 ريشتر قرار گرفته باشند، در معرض خطر ترك خوردن و فرو ريختن هستند. البته ساختمان‌هاي آجري شهري كه با ملات سيمان چيده شده باشند، مقاومت بيشتري دارند و ممكن است در برابر زلزله هايي با بزرگي 5/6-6 ريشتر پايدار بماند، اما براي اغلب ساختمان‌هاي آجري غيرمسلح زلزله هايي با بزرگي 7 يا بيشتر امكان پذير نيست و اين قبيل ساختمان‌ها بر اثر زلزله فرو مي‌ريزند.