مقالات سایت
دسته بندی مقالات
مقالات سایت
دسته بندی مقالات
بررسی کارکرد ساختمانها در حین زلزله
هدف از سفر انجام شده به شهر زلزله زده بم بررسی کارکرد ساختمانها در حین زلزله، نحوه مقاومت آنها در برابر زلزله و بررسی مکانیزم خرابی ساختمانها در اثر زلزله بود تا بتوان با شناسائی نقاط ضعف در مصالح، طراحی و اجرا با ارائه راهکارهایی از وقوع خرابی های مشابه جلوگیری نمود. نتایج این سفر در مقاله اخیر عنوان میشود.

گزارش زیر به نتایج این سفر می پردازد:

?- کارکرد مصالح در زلزله
مصالح بکار رفته در ساختمانهای شهر بم مشتمل بر موارد زیرند:
ملاتهای: گل، گل و گچ ، ماسه آهک و ماسه سیمان .
پرکننده های: آجر مجوف، آجر فشاری.
باربرهای: خشتی، آجری، بتنی و فلزی.

?-?- عملکرد ملاتها

ملات گل که در ساختمانهای خشتی بکار رفته است چنان که انتظار می رفت عملکرد بسیار ضعیفی در برابر نیروهای کششی وبرشی داشته است و در کاربرد ملات ماسه سیمان وماسه آهک بسیاری از مشکلات پدیدآمده در گسیختگی جرزها و جدائی گوشه ها به دلیل عدم تمهیدات اتصالات مناسب، آجرچینی صحیح در هشت گیرها، وعدم پیش بینی شناژ رخ داده است تا ضعف ملات.

اگرچه وجود گسیختگیهای موضعی به دلیل ضعف ملات با لحاظ کردن ملاحضات اقتصادی خیلی نگران کننده نبوده است ولی بسیاری مواقعملات ماسه سیمان به تنهائی نتوانسته است در تثبیت اتصالات نما (خصوصاً آجر سه سانتی) به ساختمان نقش مناسبی داشته باشد.

?-?- عملکرد مصالح پرکننده

زمانی که مصالحی از قبیل آجر به عنوان پرکننده (و نه عناصر باربر ) بکار رفته اند در مواردی به دلیل عدم اتصال مناسب به اسکلت جاکن شده یا از قاب در رفته اند. همچنین زمانی که به دلیل عدم طراحی مناسب سازه باربر بخشی از باربری جانبی ساختمان بر عهده این پر کننده ها با عملکرد میانقابی دچار خرابی های وسیعی گردیده اند. در مواردی که باربری جانبی ساختمان توسط عناصر بارگیر نسبتاً مناسب تأمین گردیده است خرابی ها عمدتاً به گوشه های چشمه پر شده (عمدتاً پنجه دیوار ) منحصر گردیده است. هنگام وجود عناصر بادبندی خرابیها علاوه بر گوشه ساختمان در محل اتصال بادبندها به یکدیگر نیز مشاهده گردیده است.

?-?- عملکرد مصالح باربر

دیوارهای باربر خشتی با وجود ضخامتهای زیاد تقریباً کاملاً در حین زلزله تخریب گردیده اند ودر بسیاری موارد با وجود اینکه طاقهای گهواره ای یا سقفهای گنبدی تخریب نگردیده اند این دیوارها به کلی ویران شده اند. بسیاری از تلفات ناشی از زلزله در اثر وزن و مشکلات تنفسی از تخریب این دیوارها بوده است.

عمده مشکلات در تخریب دیوارهای آجری باربر عدم در نظر گرفتن تمهیداتی جهت مقابله با بار جانبی و همچنین غلبه بر ضعف در اتصالات گوشه های بازشوها و همچنین اتصالات دیوارهای عمود برهم با رعایت جزئیات اجرائی بود. ولی به لحاظ مصالح متشکله (آجر و ملات ماسه سیمان) ضعف خاصی مشاهده نمی گردید.

بررسی رفتار مصالح فلزی که با استاندارهای کارخانه ای مطابقت دارند در برابر خستگی ناشی از دوره های بار گذاری و باربرداری مختلف نیاز به بررسی دقیق و آزمایشگاهی دارد اگر چه گاهاً پارگی های خشکی در مصالح فلزی مشاهده می گردید.

نسبت ساختمانهای با عناصر باربر بتنی به ساختمانهای فلزی بسیار محدودتر بود. متأسفانه مصالح بتنی شهر عمدتاً به صورت دستی و یا توسط میکسرهای کوچک تهیه گردیده و عوامل دخیل در تهیه آن کمتر آموزش علمی در رابطه با تهیه بتن و اجرا ئ عمل آوری آن دیده اند. از اینرو بجز در برخی تأسیسات عمده همانند منبع آب شهر عمدتاً ساختمانهای بتنی دارای بتنی نامطلوب، کرمو و کم مقاومت بوده اند و خرابیهای زیادی هر چند موضعی در شناژها، ستونها وتیرهای بتنی مشاهده می گردید. پی های بتنی ساختمانها دچار مشکل خاصی مرتبط با نوع مصالح از قبیل پانچ شدن نگردیده بودند که البته می تواند به دلیل ضخامت بیش طراحی (Over Design ) پی ها در منطقه باشد تا کسب مقاومت توسط تهیه و اجرای مطلوب بتن. همچنین سقفهای تیرچه بلوک نیز کمتر دچار مشکل خاص مقاومتی شده است.

? - عملکرد سقفها

?-?- سقف طاق خشت و گل

در مواردی این سقف ها توانسته اند با حفظ مقاومت کافی به لحاظ توزیع مناسب بار پایداری خود را حفظ کنند اگر چه به دلیل بنا شدن بر روی دیوارهای خشتی تاب بار زلزله را نیاورده و فرو ریخته اند. وزن سنگین این سقف ها عمدتاً باعث تسهیل در تخریب و افزایش تلفات گردیده است. در مواردی از جمله یک مدرسه سقف های قوسی گنبدی توانسته بودند در دهانه های حدود ? متر سالم پایداری خود را حفظ کنند.

?-?- سقف طاق ضربی

موارد بسیاری از تخریب این سقف ها در شهر بم مشاهده می گردید. این نوع سقف به دلیل عدم صلبیت لازم بسیار گسسته عمل نموده بود و باعث تلفات جانی بسیاری گردیده بود. در مواردی که عمدتاً به دلیل عدم اتصال تیرهای طاق ضربی به دیوار باربر رخ داده بود تیرها از روی دیوار لغزیده بودند و بدون اینکه دیوار تخریب شده باشد سقف فرو ریخته بود. تقریباً در تمامی موارد روی دیوار شناژ افقی توصیه شده در آئین نامه ???? و همچنین مهاربندی های افقی توصیه شده این آئین نامه و همچنین تمهیدی در اتصال تیرها به دیوار پیش بینی نگردیده بود و سقف و دیوارها کاملاً مجزا عمل نموده بودند.

2-3- سقف تیرچه بلوک

به لحاظ پیوستگی و صلبیت خوب این سقف ها کمتر در خود این خرابی عمده ای مشاهده می گردید و عمدتاً سقف به صورت یکپارچه عمل نموده بود. دربسیاری موارد تمهیدی جهت اتصال تیرچه به تیر فلزی صورت نپذیرفته بود و این موضوع باعث شده بود سقف از تیر جدا شود. از جمله مواردی که نحوه اجرای سقف بسیار نامناسب بود می توان به ساختمان کیمیا اشاره نمود که در مواردی خرده بلوک های سفالی از روی تیرچه جمع آوری نشده بود و بتن ریزی در همین وضعیت انجام شده بود که باعث جدا شدن لایه بتن فوقانی از تیرچه گردیده بود.

3 – اتصالات

?-1- اتصالات ساختمانهای فلزی

در ساختمان های فلزی معایب عمده ای به لحاظ اتصالات مشاهده گردیده که به شرح زیر می باشد:

- در بسیاری ساختمان ها بین اتصالات مفصلی ( درجهت بادبندی ) واتصالات گیردار ( درجهت قاب خمشی ) تمایزی در نظر گرفته نشده بود وهر دو اتصال بصورت مفصلی یا نیمه گیردار اجرا گردیده بودند.

- وجود پلهای خورجینی در جهت قاب خمشی

- اتصال نامناسب بادبند به اسکلت که در بسیاری موارد با کنده شدن بادبند از صفحه اتصال یا صفحه اتصال از تیر و ستون رخ داده بود. مشکلات اساسی در این حالت مشتمل بر عدم ابعاد مناسب صفحه اتصال و عدم تأمین طول جوش مناسب، اتصال ورق اتصال فقط به تیر یا ستون، کیفیت پائین جوش خصوصاً جوشهای سربالا ودر یک مورد پارگی جان ستون در محل اتصال صفحه در اثر کم بودن ضخامت جان.

- اتصال نامناسب بادبندها به یکدیگر که شامل عدم استفاده از ورق میانی اتصال و جوش کردن بادبندها به یکدیگر و عدم وجود ابعاد کافی ورق بود. در مواردی که بادبند ناودانی یا نبشی پشت به پشت به ورق اتصال جوش شده بودند، عملکرد بسیار بهتری مشاهده می شد.

- اتصال نامناسب صفحه ستون به پی که در اثر عدم تأمین طول مناسب پیچ ها جهت مهره شدن کافی بود باعث جدا شدن صفحه ستون از پی گردیده بود.

3-2- اتصالات ساختمانهای بتنی

در ساختمانهای بتنی معایب عمده ای به لحاظ اتصالات مشاهده گردید که به شرح زیر می باشد:

- عدم تأمین طول پیوستگی و طول وصله در محلهای اتصالات و وصله ها که گاهی منجر به جدائی ستون در طبقات مختلف از محل وصله شده بود.

- عدم استفاده از بتن مناسب در محل اتصالات.

- عدم پیش بینی تمهیدی در اتصال ستون به تیر یا سقف صلب که باعث ایجاد مشکلاتی در اتصال شده بود. ( ازجمله منبع آب شهر)

4 – عملکرد سازه ای

به لحاظ عملکرد سازه ای مشکلات اساسی در طراحی و اجرا به چشم می خورد که برای انواع سازه ها به شرح زیر می باشد.

4-1- سازه های فلزی

?-1-1- جهت قاب خمشی

در طراحی عمدتاً لنگرهای ناشی از زلزله موثر بر این وجه در نظر گرفته نشده بود وستونهای ساختمانهان ها ابعادی به مراتب کمتر از ابعاد طراحی بر اساس آئین نامه های طراحی داشتند. نحوه اجرای اتصالات بصورت صلب انجام نشده بود. با توجه به اینکه ساختمان های با طبقه همکف با کاربری تجاری که بیشتر ساختمان های شهر را تشکیل می دادند در طبقه همکف داری دربهای ویترینی بودند طبقات نرم تشکیل شده و در ساختمان های موجود در طرفین خیابان های عمود بر راستای گسل ( همچون خیابان صدوقی ) دچار تغییر شکل جانبی شدید در طبقه همکف در راستای خیابان شده بودند. تحت نیروی جانبی خصوصاً در پاساژ فرشته به لحاظ بادبندی ناقص و نمره پائین ستونها این موضوع به وضوع مشاهده می گردید. قابل ذکر است در قابهای خمشی موازی راستای گسل همچون خیابان امام خمینی بار زیادی به قابها اعمال نشده بود به نحوی که در بعضی ساختمان ها حتی به شیشه های ویترینها نیز صدمه ای وارد نیامده بود. همچنین مشکل عدم تقویت ستونها در بعضی جاها همانند ساختمان کیمیا باعث بریده شدن ستون از محل قطع نامناسب ورق وصله گردیده بود. همچنین مشاهدات بیانگر مناسب بودن ضوابط آئین نامه در رابطه با طبقات زیر زمین ( حداقل برابر بودن با طبقه همکف ) بود.

4-1-2- جهت بادبندی شده

در بسیاری موارد قابهای بادبندی شده در قابهای عمود بر جهت گسل ( در خیابانهای موازی گسل) به خوبی توانسته بودند بارهای زلزله را تحمل کنند اگر چه در ساختمان های بادبندی شده مشکلاتی به شرح زیر مشاهده گردید:

- عدم کفایت بادبندها در فشار و کمانش آنها. مشاهدات لزوم توجه به طراحی فشاری و محدودیتها ی لاغری ویرایش دوم آئین نامه 2800 را بیش از پیش آشکار می ساخت.

- اتصالات نامناسب که در بخش اتصالات به تفصیل گفته شد.

4- 2 – ساختمانهای بتنی

میتوان خسارات وارده به ساختمان های بتنی را در اثر عوامل زیر دانست:

- به وجود آمدن طبقه با سختی کم عدم طراحی مناسب ساختمان بتنی که در بعضی موارد به نظر می آمد با خلط مبحث سازه دیوار باربر شناژبندی شده و سازه قاب خمشی بتن آرمه ابتدا شناژهای افقی و قائم با ابعاد و مشخصات توصیه شده در آئین نامه برای ساختمان های آجری اجرا شده وسقف روی آنها به عنوان عناصر باربر بنا شده بود و سپس دیوارهای تیغه اجرا گردیده بودند.

- عدم اتصالات مناسب که در بخش اتصالات شرح داده شد.

- عدم استفاده از بتن با شرایط تهیه، اجرا و عمل آوری مناسب

4-3- ساختمان های آجری

تخریب زیادی در ساختمان های آجری به چشم می خورد که می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- کلاف بندی نامناسب. این مهمترین مشکل ساختمانه های آجری بود که در بسیاری موارد به تخریب کامل سازه منجر شده بود.

- عدم استفاده از شناژ قائم در طرفین بازشوهای نزدیک به هم که با تخریب ستون آجری ما بینی تخریب عمده ای صورت گرفته بود. ( همانند بخشی از بیمارستان امام خمینی )

- عدم استفاده از نعل درگاهی مناسب در بازشوها خصوصاً استفاده از شناژهای بتنی بی کیفیت در سقف تیرچه بلوک به عنوان نعل درگاهی.

- عدم مهار کافی تیر کنسول در سقف و همچنین به دیوار و تیر ریزی بر روی کنسول.

- بار زیاد بام در اثر استفاده از کاهگل برای ایزولاسیون یا آجرفرش.

- عدم مهار سقف به دیوارها.

5 – پی ها و ژئوتکنیک

به لحاظ عرصه بندی شهر از نظر ضخامت لایه آبرفتی در محلهائی که لایه آبرفتی ضخامت زیادی داشته ( مثل خیابان پاسداران ) میزان خرابی بیشتر از مناطقی بوده که نزدیک سنگ بستر قرار گرفته بودند. با توجه به سطح پائین آب زیر زمینی پی ها عمدتاً دارای عملکرد مناسبی بوده و کمتر مشکلی در رابطه با آنها مشاهده گردید.

6- نتیجه گیری

با توجه به موارد مشاهده شده وذکر شده فوق الذکر به نظر می رسد باید به موارد زیر در ساختمان سازی توجه بیشتری مبذول کرد.

الف – گسترش فرهنگ مستحکم سازی در جامعه

این موضوع از مواردی است که متأسفانه هیچگونه بسترسازی خاصی در رابطه با آن صورت نمی گیرد. گویا متولی بالقوه این موضوع یعنی وزارت مسکن و شهر سازی بالکل فراموش کرده است که مقاومتهای زیادی در جامعه در برابر فرهنگ مستحکم سازی وجود دارد. این وزراتخانه با محول کردن استحکام بخشی ساختمان به دو عنصر صنعت ساختمان یعنی شهرداری و سازمان نظام مهندسی متأسفانه عامل اصلی در عدم گسترش فرهنگ مستحکم سازی یعنی مردم را ازیاد برده است و هیچگونه فعالیتی در این رابطه نمی نماید. مسلماً تنظیم قوانین شداد و غلاظ و آئین نامه هائی همچون مجری ذیصلاح زمانی کا کرد خواهد داشت که مردم نیاز به مستحکم سازی را درک کنند و منافع آن را بشناسند. در بازدید به عمل آمده از بم بسیار مشاهده می گردید که مردم مرگ عزیزان خود را به عواملی همچون قسمت، مشیت، گناه مرتبط نموده و امکان وجود تلفات کمتر در صورت مستحکم بودن ساختمان ها را بعید می دانستند. مسلماً این نگاه که عمیقاً در جامعه ریشه دارد بدون برنامه جامعی ریشه کن نخواهد شد، وزارت مسکن و شهرسازی می تواند در این زمینه ازموفقیتهای وزرات بهداشت ودرمان در کنترل بیماریها، واکسیناسیون و اصول بهداشتی الگو بگیرد.

ب – لزوم ابزار نظارتی دقیق تر و جامع تر بر عملکرد مهندسین ناظر

متأسفانه در بسیاری از شهرهای نه چندان کوچک سازمان نظام مهندسی دفتر نمایندگی ندارد که باعث می شود امور مهندسی متولی خاصی نداشته باشد.

ج – لزوم وجود شهرداران متخصص در امرساختمان

با توجه به اینکه عمده فعالیت شهرداری های شهرهای کوچک فعالیتهای عمرانی می باشد به نظر لازم می آید از شهرداران متخصص در امر ساختمان بیشتر استفاده شود. کافی است مجوز شهردار سابق بم به جانبازان برای حذف شناژ را به یاد بیاوریم.

د – لزوم وجود آموزش مهندسین در امر طراحی

با توجه به تعدد دانشگاههای بی کیفیت در کشور لازم است سازمان نظام مهندسی در انتخاب مهندسین برای اعطای پروانه اشتغال دقت بیشتری به عمل آورده و با ایجاد دوره های مستمر و کنترل مقطعی سطح اطلاعات آنان، آنها را به روز نگه دارد.

هـ – لزوم آموزش نیروهای کارگر و پیمانکار متخصص در امر ساختمان

این موضوع امری است که متأسفانه جامعه مهندسی ازآن رنج بسیاری می برد. با وجود تصویب مجلس وارجاع امر به سازمان آموزش فنی و حرفه ای در آموزش و استفاده از نیروی صاحب صلاحیت متأسفانه هیچ اقدام عملی از سوی مسئولین ذیربط صورت نگرفته و موضوع عملاً مسکوت مانده است.