بخشی از مقاله

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

 

مقایسه دستورالعملهاي ارزیابی لرزه اي قبل از وقوع زلزله در ساختمانهاي مسکونی سبک و رایج با دستورالعمل ارزیابی لرزه اي سریع ساختمانهاي موجود(نشریه 364)
چکیده:
وقوع زلزله هاي اخیر در ایران و دیگر مناطق جهان که خرابی ساختمانها و در نتیجه سبب کشته شدن انسانها شده است، مبین عدم کفایت ساختمانها درتحم ل نیروهايمخرّب زلزله می باشد. توجبا به بحث صنعتی سازي و بافت ساختمانهاي سبک و لزوم برآورد عملکرد لرزه اي سریع آنها، مؤسسات و محققان مختلف در کشورهاي مختلف مبادرت بهتهی ه دستورالعملهاي خاص بر اساس ملاحظات اقتصادي، اجتماعی فنّیو خود نموده اند. در این راستا سازمان مدیریت وبرنامه ریزي کشور در سال 1387 مبادرت تهیبه ه دستورالعمل ارزیابی لرزه اي سریع ساختمانهاي موجود نمود تامقد مات لازم جهت ارزیابی مقاومت لرزه اي ساختمانهاي موجود و متعاقبا"مقاومسازي آنها فراهم گردد. چنانچه در پیشگفتار این دستورالعمل ذکر شده است، دستگاه هاي اجرایی، مهندسان مشاور، پیمانکاران و عوامل دیگر میتوانند از این نشریه بعنوان راهنما استفاده کنند و در صورتیکه روشها، دستورالعمل ها و راهنماي بهتري در اختیار داشته باشند، رعایت مفاد این بخشنامه الزامی نیست.
در این مقاله در ابتدا به بررسی دستورالعملهاي مختلف ارزیابی لرزه اي سریع قبل از وقوع زلزله پرداخته می شود و سپس با در کنار هم قرار دادن فاکتورهاي در نظر گرفته شده در این دستورالعمل ها و انتقال این داده ها به برنامه آماريSPSS، زمینه مقایسه روشهاي مختلف ارزیابی آسیب پذیري سریع با روش ارزیابی آسیب پذیري سریع نشریه 364 فراهم می شود. نتایج نشان می دهد که آیتم هاي در نظر گرفته شده در دستورالعمل نشریه 364 بترتیب با روشهاي ارزیابی لرزه اي سریع FEMA154، مؤسسه تحقیقات ساختمانی شورايملّی کانادا وATC-21، تطابق مناسب(P-Value=1 )متوس، ط((P-Value=0/739وکم(P-0/096 (Value=دارد. مقایسه دستورالعملهاي فوق با دستور العمل ارزیابی لرزه اي سریع ساختمانهاي موجود(نشریه (364 سبب می شود تا نقاط ضعف قوو ت دستورالعمل نشریه 364مشخّص گردد و زمینه لازم براي ارتقاء آن در نسخه هاي آتی فراهم گردد.

واژه هاي کلیدي:زلزله، ساختمانهاي سبک و رایج، ارزیابی لرزه اي سریع، آسیب پذیري، مقاومسازي.

.1 مقدمه
آسیب پذیري اصطلاحی است که جهت نشان دادن وسعت و میزان خسارت احتمالی بر اثر وقوع سوانح طبیعی به جوامع، ساختمانها و مناطق جغرافیایی استفاده می شود. 1
در روشهاي ارزیابی آسیب پذیري سریع قبل از وقوع زلزله در ساختمانهاي مسکونی، فرمهاي مخصوصیتهی ه می شوند و مهندسینی که در این زمینه تجربه و مهارت کافی دارند به عنوان بازرسان ساختمان با مراجعه به محل و بازدید از ساختمان با استفاده از فرمهایی که حاوي مواردي همچون ارتفاع ساختمان،وضعی ت پلان، نوعواهمی ت سازهوضعی، ت خاكمحلّ احداث ساختمانکیفی، ت ساخت ساختمان و ... است، به جمع آوري این اطّلاعات پرداخته و در نهایت به کمک ایناطّلاعات، ساختمانها را امتیازبندي می کنند.
در زمینه ارزیابی آسیب پذیري سریع ،تحقیقاتمفص لی در خارج از کشور و در ایران انجام پذیرفته است. آریا در سال 1967 روشی ارائه نمود که روش ارزیابی آن داراي جدول طبقه بندي شده ي شامل پارامترها و شاخصهاي اصلی آسیب پذیري و ضرایب خسارت است، بطوریکه ضرایب خسارت برايشد ت هاي مختلف زمینلرزه قابل محاسبه می باشد. پارامترهایی که شاخصهاي اصلی ارزیابی را در این روش تشکیل می دهند، عبارتند از:شیب زمین، نوع زمین ، نوع سیستم سازه، نوع سیستم کف طبقات، ارتفاع ساختمان، بازشوها، پیشامدگی ها ، شکل پلان ساختمان، پوشش نماکاري کیفیو ت ساخت ساختمان. 2در سال 1975 کالور و همکارانش روشی براي برآورد آسیب ناشی از زلزله ارائه دادند که در این روش عواملی مانند عناصر مقاوم در برابر زلزله، تقارن این عناصر در سازه، تعداد عناصر مقاوم،وضعی ت فعلی عناصر مقاوم،صلبی تاتّصالات سازه، وجود یا عدم وجود کلاف یا بستهاي سازه اي و تغییرات احتمالی این پارامترها در نظر گرفته شده بود.3در سال 1992 پژوهشگران ونزئلایی روشی را ارائه دادند که در این روش جنبه هاي مختلف سازه اي بر مبناياطّلاعات موجود بررسی می شوند. هر مقداري بسته به سطح آسیب پذیري، دامنه اي بین صفر و یک خواهد داشت.
این مقادیر در یک فاکتور وزنی ضرب می شوند اهمیتا ت هر کدام در رفتارکلّی سازه به حساب بیاید. 4
در ایران نیز تحقیقاتی در زمینه ارزیابی لرزه اي سریع ساختمانها انجام پذیرفته که میتوان به تحقیقات شکیب و قطعی در سال 1374 براي ساختمانهاي آجري استانهاي گیلان و آذربایجان شرقی5،تسنیمی و همکاران در سال 1376 براي ساختمانهاي بتنی آجري6،جاودانی در سال 1379 براي ساختمانهاي استان چهارمحال و بختیاري7،شکیب و همکاران در سال 1380 براي ساختمانهاي روستایی استان بوشهر8،مقد سی در سال 1382 براي ساختمانهاي روستایی استان خوزستان9و زهرایی و همکاران در سال 1381 براي ساختمانهاي شهر قزوین اشاره کرد. 10

در این روش ها سعی بر آن بوده است تا با ارائه روشی،کمی تهاي کیفیبه تهاي برداشت شده از ساختمان نسبت داده شود و در نهایت بتوان برآوردي کم ی از میزان آسیب پذیري ساختمان را بدست آورد.
بعید نیست که نتایج آسیب پذیري سریع در یک ساختمان توجبا ه به بازدیدهاي گروه هاي متفاوت بازرسی با یکدیگر تفاوت داشته باشند. بنابراین قضاوت در مورد تقویت یا تخریب ساختمان با استفاده از این روش بسیار دشوار است.
در اغلب اوقات اگر تغییر عملکرد ساختمان امکانپذیر باشد و مقاومت ساختمان ازحد مطلوب، فاصله زیادي نداشته باشد میتوان به ترمیم و بهسازي ساختمانها اقدام کرد و در مواردي که مقاومت ساختمان به هیچ وجه رضایتبخش و مقاومسازي آن نیز امکانپذیر نباشد به ناچار باید در مورد تخریب و ساخت مجدد آن تصمیم گیري نمود.11

.2 روشهاي ارزیابی لرزه اي قبل از وقوع زلزله در ساختمانهاي مسکونی
براي ارزیابی آسیب پذیري سریع قبل از وقوع زلزله، مراکز علمی و محققان، روشهاي مختلفی را پیشنهاد کردند؛که از جمله میتوان به روشهاي ارزیابی لرزه اي سریع آژانس مدیریت وضع اضطراري فدرال، روش ارزیابی لرزه اي سریع شوراي تکنولوژي کاربردي، روش ارزیابی لرزه اي سریع مؤسسه تحقیقات ساختمانی شورايملّی کانادا و روش ارزیابی لرزه اي سریع ساختمانهاي موجود(نشریه (364اشاره کرد. در ادامه به بررسی جزئیات این روشهاي ارزیابی پرداخته می شود.
لازم به ذکر است که در اغلب روشهاي ارزیابی لرزه اي سریع قبل از وقوع زلزله نیاز به تکمیل فرمها و پرسشنامه هایی است که ارزیاب با مراجعه به محل و بازدید از ساختمان، این پرسشنامه ها را تکمیل می کند. در این پرسشنامه ها پارامترهاي لازم براي ارزیابی درج گردیده است.

الف- روش ارزیابی لرزه اي سریع آژانس مدیریت وضع اضطراري فدرال121
آژانس مدیر یت وضع اضطراري فدرال براي بررسی سریع آسیب پذیري لرزه اي ساختمانها، راهنمایی را تحت عنوان FEMA154 منتشر کرد.
او لین نسخه این راهنما در سال 1988 و ویرایشدو م این نسخه در سال 2002 منتشر شد.
این راهنما براي بازرسان و مأموران ساختمان، آژانسهايدولتّی و صاحبان بخش خصوصی ساختمانها نوشته شده است تا کاربر با مشاهده از پیاده رو بتواند ساختمانها را به دو گروه زیر طبقه بندي کند:
ساختمانهایی که عملکرد قابل قبول در برابر زلزله دارند.
ساختمانهایی که از نظر لرزه اي خطرناك بوده و می بایستیتوس ط متخصص طرح لرزه اي با جزئیات بیشتر بررسی گردند. راهنماي FEMA154 ، گامهاي ارزیابی لرزه اي چشمی ساختمانها را بصورت زیر خلاصه می کند:
1. تأمین بودجه و تخمین هز ینه
2. پیش برنامه ریزي منطقه مورد ارزیابی
3. انتخاب فرم جمع آورياطّلاعات توجبا ه به لرزه خیزي منطقه
4. انتخاب ارزیاب ها و آموزش آنها
5. بازنگرياطّلاعاتی که می بایستی گردآوري گردند و تعیین نوع خاك منطقه توجبا ه به بانک هاي اطّلاعاتی ژئوتکنیک
6. بازنگري نقشه هاي ساختمانهاي موجود در صورت در دسترس بودن به منظور تعیین زمان ساخت و نوع سازه و نامنظمی
7. مشاهده ساختمان از خارج ازکلّیه جهات ممکن و ترسیم کروکی هاي مربوطه
. 8 در صورتیکه بازدید از داخل سازه ممکن باشد، نوع سیستم و نامنظمی هاي در پلان وارسی گردد. .9 از ساختمان بصورت فوري یا دیجیتال عکس گرفته شود.
10اطّلاعات. برداشت شده در سیستم بایگانی مناسب نگهداري شود.
مد ت زمانی که هر ساختمان ارزیابی می گردد،10 الی30 دقیقه می باشدالبتّه. در شرایط استثنایی و بزرگی سازه این زمان ممکن است به 1 ساعت هم برسد ولی بطورکلّیحد اکثر زمان ارزیابی به روشRVS، 30 دقیقه می باشد. انواع سیستمهاي مقاوم جانبی در راهنماي FEMA154 عبارتند از:
1. ساختمانهاي مسکونی یا تجاري با قاب سبک چوبی کوچکتر یا مساوي با5000 فوتمرب ع(W1)
2. ساختمانهاي داراي قاب چوبی بزرگتر از5000 فوتمرب ع(W2)
3. ساختمانهاي داراي قاب خمشی فولادي(S1)
4. ساختمانهاي داراي قاب فولادي مهاربندي شده(S2)
5. ساختمانهايفلّزي سبک(S3)
6. ساختمانهاي اسکلتفلّزي با دیوارهاي برشی بتنی در جا(S4)
7. ساختمانهاي اسکلتفلّزي با دیوارهاي پرکُننده مصالحبنّایی غیرمسلّح(S5)
8. ساختمانهاي با قاب خمشی بتنی(C1)
9. ساختمانهاي بتنی با دیوار برشی(C2)
1. ساختمانهاي اسکلت بتنی با دیوارهاي پرکُننده مصالحبنّایی غیرمسلّح(C3)
11. ساختمانهاي پیش ساخته در محل(PC1)
21. ساختمانهاي بتنی پیش ساخته(PC2)
31. ساختمانهاي مصالحبنّاییمسلّح با دیافراگم کف بامِو انعطاف پذیر(RM1)
41. ساختمانهاي مصالحبنّاییمسلّح با دیافراگم صلب(RM2)
51. ساختمانهاي دیوار باربر مصالحبنّایی غیرمسلّح(URM)

در صورتیکه نسبت به نوع سیستم شک وجود داشته باشد، به روي فرم هر دو امتیاز را محاسبه کرده و مینیمم آنها را باید به عنوان امتیاز ساختمان در نظر گرفت. براي یک ساختمانمعی ن، امتیاز نهایی سازه((S، از جمع جبري امتیاز پایه و امتیازهاي اصلاحی تعیین می شود و در نهایت در جواب این سؤال که آیا ساختمان به بررسی دقیقتر نیاز دارد یا نه، گزینه (بله ) و یا (خیر) علامت زده می شود. در این راهنما، ساختمانها پس از ارزیابی، امتیازي بین

0 تا 7 کسب می کنند که این امتیاز عرف مقاومت و عملکرد آنها در هنگام زلزله می باشد. امتیاز S تخمینی از احتمال تخریب ساختمان در هنگام ر خداد یک زمینلرزه مساوي یا بزرگتر از زمینلرزه در نظر گرفته شده می باشد. براي مثال امتیاز S  3 نشاندهنده یک شانس در 103 می باشد که ساختمان در چنین زلزله هایی تخریب شود. حدودي از S که براي ما قابل قبول است بستگی زیادي به چالش بین هزینه هاي ایمن سازي لرزه اي و منافع بهسازي دارد. امتیاز قابل قبول براي ساختمانهاي معمولی عدد 2 یا به عبارتی پذیرفتن 0/01 خرابی این نوع سازه ها پس از وقوع زلزله توصیه گردیده است. چنانچه امتیاز ساختمان ازحد اقل امتیاز قابل قبول بیشتر باشد، سازه نیاز به ارزیابی دقیقتر جهت بررسی توان لرزه اي را ندارد؛در غیر اینصورت می بایستی مورد ارزیابی دقیقتر قرار گیرد.
فرمی که براي گردآورياطّلاعات بکار برده می شود مطابق با FEMA154 به 3 گروه لرزه خیزي بالامتوس، ط و کم طبقه بندي می شود که تفاوت آنها در میزان امتیاز پایه و امتیازهاي اصلاحی براي سیستمهاي مختلف سازه اي می باشد.
در ادامه براي نمونه، فرم گردآورياطّلاعات براي منطقه با لرزه خیزيمتوس ط در جدول((1 آورده شده است.

ب- روش ارزیابی لرزه اي سریع شوراي تکنولوژي کاربردي132
بعد از اینکه آژانس مدیر یت وضع اضطراري فدرال، یک برنامهملّی را براي ارزیابی لرزه اي سریع ساختمانهاي موجود پایه ریزي نمود، انجمن ATC تحت نظارت FEMA به منظورتوسعه روشهاي ارزیابی لرزه اي سریع، یک گروه براي پروژه ATC-21 تشکیل داد.

جدول(:(1 فرم گردآورياطّلاعات براي منطقه با لرزه خیزيمتوس ط


این پروژه با بررسی 60 روش از روشهاي ارزیابی لرزه اي سریع موجود و تجربه ي عمومی اعضاي پروژه در ارزیابی و تحلیل ساختمانهاي موجود، روش ارزیابی لرزه اي سریع ایده آل را بصورت زیر در نظر گرفت:
1. توصیف کننده ي واضح حرکت زمین باشد.

2. انواع سازه ها را مورد بررسی قرار دهد.
3. خطرات لرزه اي را از نظرکمی ت ارزیابی کند.
4. بصورت منطقی تحلیل شده باشد.
5. براي عموم قابل استفاده باشد.
6. داراي ایده هاي احتمالی براي شناخت سازه باشد.
7. پارامترهاي گوناگون مانند سن، شرایط عدم هماهنگی و عدم یکنواختی سازه در پلان و نما را مورد مطالعه قرار دهد.

اساس این روش، طبقه بندي ساختمان از نظر نوع سیستم باربر جانبی و تعیین یک درجه خسارت پذیري سازه اي پایه براي آن می باشد. سپس این درجه خسارت پذي سازه اي با اضافه و کم کردن ضرایب تصحیح عملکرد اصلاح می شود تا درجه سازه اي نهایی((S بدست آید.

درجه نهایی S در بازه اي بین صفر و شش در نظر گرفته می شود که درجات بالاتر نشانگر عملکرد لرزه اي بهتر می باشند. تیم محققین این روش با عنایت به حدود مجاز آیین نامه ساختمانی NBS1980 توصیه کردند که براي ساختمانهاي با درجه کمتر از 2، مهندسینمجرّب طراحی لرزه اي، ساختمانها را بازنگري نمایند.این دستورالعمل، فرمهاي جمع آورياطّلاعات و درجه بندي سازه را مطابق محدوده هایی که آئین نامه 3NEHRP از نظر لرزه

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید