آنچه باید در ساختن خانه ها بدانیم

مقاومت هر سازه در برابر زلزله به دو عامل اساسي بستگي دارد: يكي نوع ساخت سازه وبه كارگيري اصول و قوانين مهندسي در طراحي و اجراي آن و ديگري بزرگي وقدرت زلزله

در سالهاي اخير از طريق رسانه هاي گروهي هر چند وقت يك بارخبري در مورد روش هاي ابداعي مهندسان سازه براي مقاوم سازي ساختمان ها ياساخت سازه هاي مقاوم در برابر زلزله شنيده مي شود؛ شيوه هايي مثل قراردادن ساختمان روي بلوك هاي لغزشي، حفر كانال هاي بسيار بزرگ در اطراففونداسيون ها (پي ها)، معلق كردن ساختمان از زنجير(!)، آويزان كردن پاندولهاي بزرگ از سقف و.... نكته قابل تامل در مورد اين راهكارها، تقريبا غيرعملي بودن آنها با توجه به وضعيت ساخت وساز در كشوري مثل ايران آنهم درمقياس وسيع است.

البته نه تنها در ايران بلكه در اكثر كشورها اين كار تاحدود زيادي نشدني است و اگر هم قابليت اجرايي داشته باشند بسيار هزينه بربوده، براي تمام ساختمان ها قابليت اجرايي ندارند. در كنار اين روش ها،كارهايي مثل استفاده از جدا سازها، ميرا كننده ها و جذب كننده هاي انرژي (قرار دادن فنرهاي پلاستيكي ويژه يك يا چند لايه در پي ساختمان) براي كاهشخسارات و تلفات، عملي تر به نظر مي رسد

باتوجه به توضيحات فوق، در حال حاضر بهترين راه حل يافتن شيوه هايي برايبهبود روند ساختمان سازي كنوني است. يعني با تغييراتي چند در روش هاياجرايي و صد البته با انجام كارها بر اساس ضوابط و آئين نامه ها از ابتداتا اتمام كار اجرايي پروژه ها، مي توان به نتايج بسيار بهتري دست يافت.

مقاومت هر سازه در برابر زلزله به دو عامل اساسي بستگي دارد: يكي نوع ساخت سازه و به كارگيري اصول و قوانين

مهندسي در طراحي و اجراي آن و ديگري بزرگي و قدرت زلزله.

نوع كميت و كيفيت مصالح

ازاين ديدگاه ساختمان ها به طور كلي به چهار دسته ساختمان هاي فولادي، بتني،ساختمان هاي با مصالح بنايي (آجري) و ساختمان هاي چوبي تقسيم مي شوند. باتوجه به كاربرد بيشتر و به روز بودن ساخت سازه هاي بتني و فولادي در عصرحاضر، قوانين موجود در زمينه ساخت اين دو نوع سازه را بيشتر مورد بحث وبررسي قرار مي دهيم.

سازه هاي بتني و فولادي اگر براساس اصول مهندسي وضوابط و آئين نامه هاي اجرايي موجود ساخته شوند، تفاوت آنچناني از نظرمقاومتي با هم ندارند. با يادآوري اين نكته كه، فولاد در برابر حرارت ومواد شيميايي نسبت به بتن مقاومت كمتري دارد (آتش سوزي و ذوب شدن، زنگزدگي، پوسيدگي و...). در زلزله هر چه اعضاي سازه شكل پذيرتر و انعطافپذيرتر باشند، خسارات مالي و جاني وارده كمتر خواهدبود. براي اين كار بهتراست از فولاد كم كربن، جوش پذير و داراي شكل پذيري بالا استفاده شود. البته صرفا فولادي بودن يك سازه تضميني بر مقاومت آن در برابر زمين لرزه نيست.

به عنوان مثال برج 20 طبقه

Pinot Suarez كه يك برج فولادي بود درزلزله سال 1985 مكزيكوسيتي، كاملا فرو ريخت. بنابراين مقاومت بالاي سازههاي فولادي مستلزم اجراي اتصالات و جوش ها و ساير مولفه هاي اجرايي آنها،به طور كاملا علمي و فني و بر اساس آئين نامه هاي ملي و بين المللي موجوداست.

باد بندها

در ساختمان هايفولادي، بادبندها بعد از تير و ستون و در موقع زلزله و باد حتي مي توانگفت بيش از آنها داراي اهميتند و عامل بسيار مهمي براي مقاومت در برابرزلزله و بارهاي جانبي ديگرهستند. انواع باد بندهاي هم مركز و خارج ازمركز، به اشكال مختلف vو v معكوس و ضربدري (X) مورد استفاده قرار ميگيرند.

بادبندهاي X براي مقابله با باد كاربردي ترند تا در برابر زلزله ودر برابر بارهاي متناوب از شكل پذيري كمتري برخوردارند، زيرا كه در ايننوع بادبندها در هنگام وارد شدن نيروهاي جانبي، همواره يك عضو مورب آن دركشش و ديگري در فشار است و اين باعث شكست آني يا اصطلاحا شكست ترد مي شود . طراحي و اجراي بادبندها بايد با نهايت دقت و بر اساس اصول و قوانينمهندسي خصوصا در مورد محل قرارگيري خود بادبندها، نوع و اندازه پروفيلمصرفي، مقدار و نوع و طول جوش ها، نوع درز جوش و... صورت گيرد.

تير و ستون هاي بتني

بتنمسلح بتني است كه در آن براي مقاومت و شكل پذيري بيشتر در قديم از مواد واليافي طبيعي مثل موي اسب، بز و در عصر حاضر از فولاد (اكثرا ميلگرد ياسيم هاي ضخيم و...) يا از الياف مصنوعي استفاده مي شود. در اجراي اين نوعاعضا رعايت نكات زير الزامي است:

بكار بردن ميزان آرماتور در حد موردنياز طبق نقشه نه بيشتر و نه كمتر، فاصله گذاري مناسب بين آرماتورها، عدماستفاده از ميلگردها و مسلح كننده هاي زنگ زده و آغشته با گرد و خاك يا هرماده ديگر، برس كشيدن آرماتورها قبل از بتن ريزي و تميز كردن آنها،استفاده از بتن با عيار (مثلا بتن با عيار 350 يعني بتني كه در هر مترمكعب آن كه در حدود 4/2 تن وزن دارد ميزان سيمان مصرفي 350 كيلوگرم است) سيمان خواسته شده طبق نقشه اجرايي، رعايت زمانبندي بتن ريزي، استفاده ازسيمان با تيپ بندي متناسب با شرايط محيطي محل احداث سازه و نيز متناسببامقاومت خواسته شده،

استفاده از سنگدانه ها (شن و ماسه )با دانه بنديمناسب و درصد اختلاط صحيح و نهايتا استفاده از آب مناسب بتن ريزي. زيرا هرآبي كه املاح آن از حد طبيعي بيشتر يا كمتر باشد براي بتن ريزي مناسب نيستو بتن ساخته شده با آن مقاومت مطلوب را نخواهد داشت. بهترين آب براي ساختبتن، آب آشاميدني و قابل شرب است.

يك بتن ايده آل

بتن مصالحي است متشكل از سنگدانه (شن وماسه حدودا 70 درصد) و مابقي آب و سيماناست. بتن بعد از 28 روز به حدود 90 درصد از مقاومت نهايي خود مي رسد و هر آن به مقاومت آن افزوده مي شود تا به مقاومت كامل خود برسد.

براي دستيابي به يك بتن ايده آل بايد نسبت آب به سيمان مناسب بوده، دانه بندياستاندارد و مقاومت و سختي كافي سنگدانه ها (شن وماسه) و مخلوط كردن آنهابا نسبت هاي تعيين شده نيز بايد بر اساس دستور العمل هاي موجود باشد. استفاده از نوع سيمان (تيپ 1،۲، ۳، 4،۵، ضد سولفات) متناسب با شرايط محيطيو مقاومت مورد نياز مهمترين عامل در كيفيت بتن است، متراكم كردن كامل وهواگيري بتن در هنگام بتن ريزي به كمك لرزاندن بتن در مدت زمان معين براي خروج آب و حباب اضافي بتن و جلوگيري از تخلل (حفره حفره شدن) بتن و درنتيجه كاهش مقاومت آن بعد از گيرش بتن نتيجه اي بي نقص را به همراه خواهد داشت.

شكل هندسي نقشه ساختمان

يكسازه مقاوم در برابر زلزله داراي نقشه ساده، متقارن وبدون كشيدگي درسطح(پلان) و ارتفاع (نما و مقاطع عرضي) است؛ چنين سازه اي داراي توزيعمقاومت يكنواخت و پيوسته بوده، در برابر زلزله مقاوم تر است. هرچه نقشه يك ساختمان ساده تر باشد، باعث قدرت بيشتر مهندسان در درك رفتار لرزه ايسازه از يك طرف و از جهت ديگركسب اطلاعات بيشتري از رفتار ديناميكي (حركتي) اتصالات آن مي شود. بهترين شكل پلان به صورت مربع يا اشكال منظم هندسي نزديك به آن (مثلا مستطيلي) است. نقشه هاي دايره اي هم مناسبند. نقشه هايي كه شماي كلي آنها بصورت (L - صليبي - U - H -T) هستند، نامناسببوده، محاسبات اين سازه ها كه داراي نقشه هاي كشيده هستند، پيچيده تر ازديگر ساختمان هاست ..و حتما باید از درز زلزله استفاده شود

ارتفاع ساختمان

نسبتارتفاع (h ) به عرض (b) ساختمان نبايد از 4 تجاوز كند. اگر اين نسبت بين 4تا 6 باشد حالت بحراني داشته، هر چه اين نسبت بيشتر شود احتمال واژگوني واز جا كنده شدن ساختمان وجود دارد. حتي الامكان بايد سعي شود كه تمام طبقات داراي ارتفاع يكسان و يكنواخت بوده و در ساختمان طبقات با ارتفاعغير معمول كوتاه يا بلند نداشته باشيم. پرهيز از داشتن تراز هاي دوقسمتي در ساختمان و ساخت باز شوها در ديافراگم ها (منظور از ديافراگم صفحهاي است فرضي كه نقاط مقاوم را به هم متصل مي كند تا به صورت يكپارچه عملكرده و در برابر نيروها مقاومت كنند. عمده ترين ديافراگم ها در ساختمان هاسقف طبقات هستند كه باعث عملكرد همزمان و هم جهت تير ها و ستون ها و بهطور كلي عمل كردن همزمان تمام اجزاي طبقه و نهايتا كل سازه مي شوند) نيزامري ضروري است.