مقالات ايمن سازي و بهسازي سازه ها

به طور كلي اجزا سازه ها و ماشين ها در هنگام ساخت ممكن است داراي نقص هاي پنهان و يا تركها و درزهاي خاص باشندو يا پس از نصب و در شرايط كاري دچار آسيب ديدگي و نقص شوند. از طرفي با توجه به شرايط كاري و نوع خسارت، امكان رشد خسارت، تحت بارگذاريها و شرايط مرزي مختلف وجود دارد، كه امكان تخريب سازه را در زمان كمتري نسبت به كاركرد واقعي آن، فراهم مي سازد. يكي از راههاي جلوگيري از رشد خسارت، ترميم آن توسط روش وصله زدن (Patch) مي باشد. در اين روش با استفاده از يك ماده ترميم كننده از جنس مواد مركب پليمري، قسمت خسارت ديده ترميم مي شود. براي استفاده بهينه و موثر از اين مواد، در ترميم و تقويت سازه ها، پارامترهاي گوناگوني بايد در نظر گرفته شوند، كه عبارتند از: نوع بارگذاري، شرايط مرزي، هندسه ترميم (نحوه ترميم: يك طرفه يا دو طرفه بودن)، كيفيت ترميم يا اتصال،زاويه قرار گرفتن الياف، محل قرارگيري خسارت، نوع و شكل خسارت. با توجه به مطالب فوق در اين مقاله پارامترهاي مختلف تقويت و تعمير براي يك المان سازه اي، صفحه تخت با بريدگي دايره اي در مركز، كه تحت بار فشاري محوري قرار دارد مورد بررسي قرار گرفته است. تاثير پارامترهاي ذكر شده به طور عام و كيفيت اتصال وصله به طور خاص در ظرفيت بار كمانش صفحه فوق ارايه مي شود. نتايج به دست آمده در راستاي تقويت قسمتهايي از سازه هاي خسارت ديده كه شريط فوق را دارند، راهنما خواهد بود.

استفاده از ملاك جذب انرژي و توزيع خسارت، يكي از ايده هايي است كه مي تواند به عنوان معياري براي طراحي مقاوم يا مقاوم سازي ساختمانها مطرح باشد. بنظر مي رسد الحاق ميراگرهاي جذب انرژي در طبقات يك ساختمان، توزيع خسارت زلزله را در ارتفاع آن تغيير دهد. در اين راستا بمنظور مشاهده تاثير ميراگرهاي جذب انرژي در توزيع خسارت در اعضاي سازه اي و ميزان انرژي جذب شده در ميراگرها، تعدادي ساختمان بتني مسلح طرح گرديده و با برنامه كامپيوتري IDARC كه قادر به تحليل ديناميكي غيرخطي مي باشد، مورد مطالعه قرار گرفته اند. توزيع خسارت در اعضا و طبقات مختلف، در دو دسته ساختمانهاي بدون ميراگر و با ميراگر فلزي جاري شونده و همچنين رفتار هيسترتيك ميراگرها و ميزان جذب انرژي آنها در طبقات مختلف از نتايج بدست آمده مي باشد.

اختلاف مود تغيير شكل قاب و ديواربرشي در ساختمانهاي بلند با سيستم قاب - ديواربرشي باعث ايجاد برش منفي در طبقات بالاي سازه مي شود. تحقيقات زيادي جهت حذف برش منفي با روش قطع نمودن ديواربرشي در طبقات بالاي سازه و بر مبناي حداقل قرار دادن تغيير مكان جانبي سازه انجام شده است. در اين مقاله، روشهاي كاهش برش منفي در طبقات بالاي سازه و اثرات آن بر رفتار سازه مورد مطالعه قرار مي گيرد. ابتدا با يك روش پيشنهادي جهت قطع ديواربرشي اثرات اين روش در كاهش برش منفي، همچنين اثرات آن بر رفتار سازه بررسي شده و سپس با توجه به سختي زياد ديواربرشي، طرح كاهش سختي ديواربرشي د ر طبقات بالاي سازه بررسي مي شود. اين كار با جايگزيني بادبند فلزي بجاي ديوار برشي در طبقاتي كه ديوار حذف شده، انجام مي گيرد. حسن ديگر طرح اخير براي وقتي است كه به تعداد طبقات يك ساختمان بتن آرمه موجود افزوده شود. در اينصورت مي توان در طبقات اضافه شده، تنها 30 طبقه و در 4 مرحله،، 20، از بادبند فلزي بعنوان عناصر مقاوم جانبي استفاده نمود. بر اين اساس با انتخاب سه ساختمان 10 موارد فوق و مزايا و معايب آن مورد بررسي قرار مي گيرد. بررسي نتايج نشان مي دهد، در صورت قطع ديواربرشي با استفاده از روش پيشنهادي، با توجه به اينكه ديوار تا حد زيادي باربري خود را از دست مي دهد، لذا انتقال ناگهاني بار جانبي از ديوار به قاب ايجاد نشده و در نتيجه تغييرات ناگهاني نيروهاي داخلي در اعضاي قاب ايجاد نمي شود. همچنين در صورت استفاده از بادبند ضربدري در طبقاتي كه ديواربرشي حذف شده، بعلت كمتر بودن سختي بادبند نسبت به ديواربرشي، برش كمتري توسط بادبند جذب شده و در نتيجه از برش منفي ايجاد شده در طبقات بالا كاسته مي شود.

رفتار ناهمسان، ناهمگن و غيرخطي و وجود ترك هاي فراوان از يك سو و صفحه اي بودن اجزاي سازه هاي آجري از سوي ديگر پيچيدگي خاصي ايجاد كرده است كه غالبا جز با روشهاي پيشرفته اجزاي محدود نمي توان از وضعيت تنشها و كرنشهاي آن اطلاعاتي بدست آورد. عليرغم تفاوت هاي اساسي بين طاقهاي ضربي و ساير كفهاي ساختماني، آيين نامه 2800 ايران بدون داشتن پشتوانه علمي مناسب اين گونه سقفها را با فرض اجراي بتن رويه در رده ديافراگمهاي انعطاف پذير تلقي نموده است. از اين نظر در خصوص چگونگي و نحوه مدل سازي اين ديافراگم و ميزان باز توزيع نيرو هاي جانبي آن در اعضاي مقاوم و همچنين اثبات يكپارچگي سقف در هنگام زمين لرزه اطلاع دقيقي در دست نمي باشد. به همين منظور در اين مقاله نخست با تحليل سه بعدي اين سقف مورد مطالعه قرار مي گيرد و سپس يك روش دستي جهت تخمين سختي ديافراگم و كنترل معيار صليبت آيين نامه اي ارايه مي گردد.

با توجه به عدم پيش بيني زماني زلزله و برآورد تقريبي شدت تخريب آنها، به طور ادواري آئين نامه هاي زلزله تحت بازنگري قرار گرفته و ضوابط جديدي براي طرح ساختمانها ارايه مي گردد در نتيجه ساختمانهاي موجود ممكن است ضوابط جديد آئين نامه هاي بازنگري شده را نتوانند ارضا كنند و نياز به مقاوم سازي جهت مقابله با نيروي زلزله داشته باشند. بدين منظور براي مقايسه آسيب پذيري ساختمانهاي بتن آرمه طرح شده با آئين نامه هاي 2800 جديد و 2800 قديم ايران و بررسي نياز مقاوم سازي آنها ساختمانهاي بتني با سيستمهاي مختلف قاب خمشي و قاب خمشي با ديوار برشي با شكل پذيري (معمولي و متوسط و زياد) در آئين نامه هاي فوق اعم از ساختمانهاي با ديوار برشي و بدون ديوار برشي با پلان متعارف و با تعداد طبقات 10، 8، 5، 3 با آئين نامه هاي فوق طراحي شده اند و بدليل رفتار غيرخطي ساختمانها به هنگام وقوع زمين لرزه بر روي آنها آناليز ديناميكي غيرخطي با استفاده از برنامه I DARC صورت گرفته و سپس شاخص خسارت كه بنا به تعريف عبارت است از نسبت تغيير شكل اعضاء تحت بار زمين لرزه به تغيير شكل نهايي آنها تحت بارگذاري يكنواخت، با در نظر گرفتن اثر كاهش مقاومت و اتلاف انرژي در حلقه هاي هيسترزيس، با يكديگر مقايسه شده اند. نتايج اين بررسي ها نشان مي دهد ساختمان هاي با قاب خمشي بدون ديوار برشي با سيستم شكل پذيري زياد طرح شده در هر دو آئين نامه جديد و قديم در شتاب هاي بزرگ زمين لرزه دچار خسارت سازه اي زياد مي شوند و بدليل تغيير مكان بسيار زياد ساختمانهاي 8 و 10 طبقه طرح شده با آئين نامه قديم بخصوص در شتاب هاي بزرگ زمين لرزه نسبت به آئين نامه جديد نياز به مقاوم سازي اين سازه ها احساس مي شود.