OK
گروه بین المللی کارخانجات آجر نسوز نما آذرخش
مقالات معماری و عمران - بخش سی ام

جابجایی جداگرها بیشتر در طبقات بالا  مشخص می شود ، اما در ناحیه خطر پذیری زیاد توانایی زلزله برای جابجایی گاهی اوقات  تا 75 میلی متر و یا بیشتر  می رسد به همین دلیل حذف هر مانعی در نزدیکی سازه که در زمان پاسخ لرزه ای سازه مانع حرکت رفت و برگشتی ( حرکت پاندولی ) شود ضروری می باشد . با توجه به نوع مفصل جداگرها و افزایش جابجایی ساختمان در هنگام وقوع زمین لرزه ایجاد درز انقطاع در اطراف سازه برای همسازی با جابجایی سازه می باشد ضروری می باشد . درز انقطاع باید پایین تر از صفحه جداگر ایجاد گردد .

 قسمت های بالای دررز انقطاع می توان به منظور زیبایی و یا مسائل امنیتی با مصالح انعطاف پذیر پوشاند. در آسمان خراش ها که در آنها از آسانسورهای بسیار بزرگ استفاده می گردد ، نمی توان بدون در نظر گرفتن جزییات خاص آن ها را از صفحه تراز جداگر عبور داد . تاسیسات مکانیکی و برقی این ساختمان ها نیاز به توانایی تطبیق با جابجایی جداگر دارد و باید از اتصالات انعطاف پذیر در آن ها استفاده کرد ؛ پی هایی که که در زیر جداگر وجود دارد باید توانایی گرفتن نیرو و رساندن آن به جداگر را داشته باشند ،‌ صفحه و اتصالاتی که در بالای جداگر وجود دارد باید توانایی این که نیرو را به خوبی به جداگر برگرداند و در مقابل ممان ایجاد شده مقاومت کنند داشته باشد. تمامی این اجزا هزینه ساختمان های دارای جداگر را افزایش می دهد. در طراحی و محاسبه باید دقت کرد که ساختمان های دارای جداگر جابجایی بسیار گسترده تری نسبت به سازه های با پایه های ثابت دارند . در تحلیل تاریخچه زمانی این سازه ها باید حتماً ‌تمام جداگرها غیر خطی مدل شود . در این روش مشخصات مصالح باید مطابق با جزییات کارخانه سازنده و گزارش آزمایشگاهی شامل موارد مختلف: آزمایش بارگذاری ،‌ حرارت ، ‌سرعت ، ‌خوردگی ،‌کهنگی و سایر تاثیرات باید در نظر گرفته شود . آزمایش برای اینکه مشخصاتی که شرکت سازنده بیان می کند و حصول اطمینان پیدا کردن از این که مشخصات عضو کاملاً صحیح می باشد ضروری می باشد . محل نصب جداگرها در طراحی بسیار تعیین کننده می باشد آن ها معمولاً نزدیک به پی ساختمان هستند ولی نمونه های از جداگر وجود دارد که در بالای ستون و زیر سقف های سنگین نصب می شود تا نیرو وارده به ستون را کاهش دهد . بیشترین کاربرد آن ها در پی ساختمان و یا زیر پی ساختمان استفاده  می باشد .     نمونه های جداگر لرزه ای   ·       تکیه گاه لاستیک لامینت شده     فشرده شده از لایه های لاستیکی برای فراهم کردن انعطاف و صفحات فولادی که ظرفیت تحمل بار قایم را ایجاد می کند . در بالا و پایین صفحات لامنیت شده فولادی قرار دارند که بارهای قائم توزیع و منتقل می کنند و نیرو برشی را به لایه های داخلی لاستیک منتقل می کنند .در بالا و پایین صفحات فولادی لامینت شده وجود دارد یک پوشش لاستیکی که محافظ وجود دارد .   ·       تکیه گاه لاستیکی با میرایی بالا  (  )   شبیه تگیه گاه بالا می باشد که جنس لاستیک آن طبیعی و یا مصنوعی می باشد که یک میرایی قابل ملاحظه ای اعمال می کند .   ·       تکیه گاه سربی لاستیکی (  ) :    از یک میله سربی تشکیل شده می باشد که با فشار در داخل سوراخی در یک تکیه گاه لاستیکی با میرایی پایین قرار می گیرد. میله سربی سختی اولیه را برای بارهای سرویس بوجود می آورد و انرژی را در زیر بارهای جانبی مستهلک می کند .   ·       تکیه گاه اصطکاکی (  )   نتیجه گیری   یکی از چالش های همیشگی در مهندسی یافتن ابزاری جدید و مثمر ثمر برای حفاظت     سازه ها و تجهیزات در برابر اثرات مخرب نیروهای طبیعی می باشد. در این بین زلزله یکی از رخدادهایی می باشد که با وجود تحقیقات زیادی که در مورد آن صورت گرفته می باشد هنوز امکان پیش بینی زمان و مکان دقیق آن وجود ندارد. بنابراین به نظر می رسد روش مقابله با زلزله ایمن سازی سازه ها در برابر آن است. یکی از روش هایی که در چند دهه اخیر موضوع مطالعات بسیاری بوده می باشد ، ایده کنترل سازه هاست که برای افزایش کارآیی و ایمنی آنها در برابر خطرات طبیعی به کار می رود .در این پژوهش انواع روش های کنترل سازه ها که در کشور های پیشرفته مورد استفاده قرار گرفته است، بررسی گردید .از بین این روش ها ، سیستم های جذب انرژی غیرفعال سازه ها در سالهای اخیر به طور وسیعی در صنعت ساختمان مورد توجه قرار گرفته اند. به طور کلی این سیستم ها شامل وسایل و مصالحی    می شوند که میرایی، سختی و مقاومت سازه را افزایش داده و می توانند به منظور کاهش خطرات طبیعی محتمل و نیز مقاوم سازی سازه های جدید یا ساخته شده ، به کار روند . در سال های اخیر تلاش های بسیاری از سوی پژوهشگران و مهندسان سراسر دنیا صورت گرفته می باشد که مفهوم جذب انرژی سازه یا ایجاد میرایی اضافی را به یک تکنولوژی قابل اجرا در صنعت ساختمان تبدیل نماید . در سایه این کوشش ها ابزار آلات و وسایل مختلفی ساخته شده اند که ویژگی مشترک همه آنها ، افزایش میزان جذب انرژی سازه است. این امر توسط تبدیل انرژی جنبشی به گرما یا توزیع انرژی بین مودهای ( شکلهای ) ارتعاشی سازه انجام   می شود که برای هریک از دو روش فوق، دستگاه های متفاوتی ساخته شده می باشد که نسبتاً ارزان، کارآمد و قابل اعتماد هستند. شکل مود : تغییر شکلهای ناشی از ارتعاش آزاد یک قاب یا یک سیستم چند درجه آزادی می باشد و به تعداد درجات آزادی شکل مود خواهیم داشت. هر شکل مود فرکانس طبیعی ارتعاش و پریود طبیعی ارتعاش، مخصوص به خود را دارد. همچنین شکل مود اول دارای بیشترین مقدار پریود است.

 

 

 

مبانی نظری ساختمانهای مرتفع

 

تعریف برج

 

سازه‌هایی که همیشه ارتفاع آن‌ها از پهنای آن‌ها بسیار بیشتر می باشد و مساحت کمتری از زمین را به نسبت فضای درونی و ارتفاع خود اشغال می‌کنند و معمولاً برای کاربردهای مختلف و ویژه ای احداث می شوند .

 

معماری برجها

 

معمولا در برجها سعی می شود که معماری آن به شکل متقارن وکلیه خطوط ارتباطی در هسته مرکزی قرار گیرند . این عملکرد از لحاظ انتقال نیروهای افقی وبه منظور مقابله با زلزله وحفظ پایداری برج ارجح می باشد .

 

همچنین دیافراگمهای افقی در اطراف هسته مرکزی به شکل متقارن قرار می گیرند و به لحاظ ارتفاع برج حفظ تقارن معماری و در نتیجه سازه آن وتقارن در طراحی و بارگذاری از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

 

به منظور صرفه جویی در استفاده از اراضی وحفظ فضای سبز وباز ، استفاده از ارتفاع برای ساختمانها در شهرهای بزرگ توصیه می گردد ، زیرا هزینه های تاسیسات زیر بنایی در شهرهای بزرگ وتحمیل آن به ارگانهای مملکتی و در نتیجه به عموم مردم ، باعث می شود که بیشتر از ارتفاع استفاده شود وضمنأ با در نظر گرفتن عواملی مثل زلزله ، مقاومت زمین و شرایط ایمنی ارتفاع مناسب ساختمانها را تعیین می نماید.

 

علاوه بر برجهای مسکونی ، برجها برای کاربریهای دیگری مثل اداری – تجاری و غیره استفاده شده می باشد . لیکن به طور کلی جهت سکونت برجهای بسیار بلند مناسب نبوده و برجهای متوسط مناسبت تر می باشد . برجهای بلند دارای مسائل و مشکلات شناخته شده   می باشند . ساخت و کاربری برجها در کشورهای مختلف نیز در رابطه با محدودیت زمین و تراکم و استفاده حداکثر از زمین بوده و به طور کلی از نظر اقتصادی چنانچه هزینه ساخت یک متر مربع بنا از قیمت زمین کمتر باشد ، طبیعتا ساختمانهای بلند با صرفه تر بوده و مورد استفاده قرار می گیرند.

 

اشکال ساختمانی

 

شکل پلان – یک پلان باید سادگی ، فشردگی و سختی پیچشی بالا داشته باشد.

 

سادگی – از نقطه نظر مقاومت در برابر زلزله یک پلان ساده نظیر شکل مربع یا دایره مطلوب می باشد . در ساختمانهای دارای بال و انواع دیگر در قسمت بال غالبا تحت اثر  زلزله ، فرو        می ریزد . در این حالات ، درزهای زلزله که از نظر سازه ای بالها را مجزا می سازند بکار روند . همچنین باید در درزهای زلزله فاصله کافی وجود داشته باشد به طوری که قسمتهای منتهی به آن به یکدیگر برخورد نکنند.

 

فشردگی – در یک ساختمان با شکل طولانی و گسترده به علت وجود اختلاف در فاز حرکت لرزه ای نیروهای پیچیده ای عمل خواهند کرد . در چنین ساختمانهایی درز زلزله لازم است.

 

تقارن وسختی پیچشی بالا – برای احتراز  از تغییر شکل پیچشی لازم می باشد مرکز سختی ساختمان بر روی مرکز جرم آن منطبق باشد . برای ارضای این شرط لازم می باشد هم شکل ظاهری ساختمان و هم سازه آن دارای تقارن باشد . اگرچه می توان مرکز سختی یک ساختمان غیر متقارن را بر مرکز جرم آن منطبق نمود ، اما غالباً حفظ این انطباق در وضعیت تنش غیر الاستیک مشکل است.

 

اگر بین مرکز سختی و مرکز جرم برون محوری وجود داشته باشد ، در ساختمانی که سختی پیچشی آن کمتر می باشد تغییر شکل پیچشی و تقویت حرکت زلزله بیشتر خواهد بود.

 

شکل قائم – شکل قائم بایستی یکنواختی وپیوستگی و نیز تناسب داشته باشد.

 

یکنواختی وپیوستگی – لازم می باشد از تغییرات ناگهانی در شکل بندی قائم یک ساختمان دوری جست . هرگاه شکل بندی قائم ناپیوسته باشد ، در بعضی از قسمتها یک حرکت عمده ارتعاشی بوقوع می پیوندد و برای انتقال نیروها از برج به پایه نیاز به یک کنش دیافراگمی بزرگ در مرز قسمتها می باشد . در چنین حالتهایی ، تحلیل پاسخ دینامیکی برای اطمینان در برابر زلزله الزامی است.

 

تناسب – یک ساختمان با تناسب بزرگ ارتفاع به پهنا تحت بارهای جانبی از خود جابجایی جانبی زیادی نشان می دهد . در چنین ساختمانی نیروی محوری ستونها که حاصل از لنگر واژگونی می باشد ، بطور غیر قابل کنترلی زیاد می شود . نظیر همین وضعیت در مورد نیروهای فشاری و بالا کشیدگی عمل کننده بر روی پی صادق می باشد . در ژاپن ، برای طراحی ساختمانی که نسبت ارتفاع به پهنای آن بیش از 4 می باشد ، به نیروی استاتیکی زلزله افزوده می شود.

 

سختی و مقاومت

 

راستای قائم – توصیه می شود که از هر گونه تغییر ناگهانی در توزیع قائم سختی و مقاومت احتراز شود . شاخص مناسب بیان این مورد سختی طبقه به وزن طبقه بین طبقات مجاور     می باشد.

 

راستای افقی – اگر در یک طبقه هم ستونهای کوتاه و هم ستونهای بلند وجود داشته باشند ، نیروی برشی در ستونهای نسبتا کوتاه متمرکز شده و لذا منجر به شکست این ستونها قبل از ستونهای بلند می شود . در یک قاب ساختمانی کاربرد تیرهای محیطی می تواند ستونهای بلند را تبدیل به ستونهای کوتاه نماید . برای احتراز از این وضعیت باید دیوارهای غیر سازه ای از اعضای سازه ای جدا شود . در تیرهای کوتاه نیز نیروی زیادی متمرکز می شوند . می توان با تنظیم عمق تیر از چنین وضعیتی اجتناب نموده و از تمرکز تنش رهایی جست . اعضاء بتن مسلحی را ممکن می باشد در معرض تمرکز تنش باشند ، می توان با کاربرد میلگردهای تسلیح قطری که منجر به شکل پذیری می شود ، اصلاح نمود.

 

موارد قابل توجه دیگر

 

قیود – از نقطه نظر تنشهای حرارتی و نشست غیر یکسان بهتر می باشد قیود یک سیستم سازه ای پائین نگه داشته شود . از طرف دیگر ، تحت عملکرد نیروهای زلزله قیود بیشتر مطلوب می باشد ، زیرا چنانچه ظرفیت تغییر شکل پلاستیک زیاد باشد ، گسیختگی موضعی باعث سقوط کامل ساختمان نمی شود.

 

مود گسیختگی – اگر چه یک طراح سازه می تواند در مورد اینکه ابتدا ستونها و یا تیرهای سازه به حالت تسلیم برسند تصمیم گیری کند ، اما عموماً داشتن ستونهای قوی مطلوب تر می باشد زیرا در این حالت  تسلیم خمشی تیرها ، مقدم بر ستونها خواهد بود . دلایل این انتخاب چنین هستند:

 

شکست ستون به مفهوم سقوط کامل ساختمان است.


1397/05/30
Bookmark and Share شماره مقاله :2369 تعداد بازديد :105
مقالات معماری و عمران - بخش سی ام

درج نظرات مقاله

نويسنده
نظر