مقاومسازی سازههای آجری
سازههای آجری غیر مسلح، در سراسر دنیا به ویژه در ایران و در شهرهای کوچک سهم عمده انواع ساختمان را به خود اختصاص دادهاند. بنابراین بررسی آسیب پذیری این نوع سازه تحت اثر زلزله دارای اهمیت خاصی است. همچنین اغلب سازههایی که دارای اهمیت تاریخی هستند، با استفاده از مصالح بنایی ساخته شدهاند. سازههای آجری معمولاً در برابر زلزله دارای ضعفهای عمدهای هستند. شناخت این ضعفها مقدمهای بر انتخاب روشی مناسب برای مقاومسازی آنها است. سازههای آجری جزء آسیب پذیرترین نوع سازه در مقابل زلزله هستند.
از آنجا که سازههای آجری بیشترین پتانسیل خرابی در زلزله را داشته و نیز دارای مکانیزمهای متعدد شکست هستند، و نیز با توجه با وجود عدم قطعیتهای فراوان در پارامترهای موجود در این نوع سازه، باید مطالعه آسیب پذیری این سازهها با آگاهی مناسبی از این پارامترها و در نظر گرفتن تمام مودهای محتمل برای شکست سازه باشد.
مودهای شکست دیوار آجری
مودهای شکست یک دیوار آجری مجزا به دو گروه عمده شکست درون صفحهای و شکست برون صفحهای تقسیم میشود. در حالت شکست درون صفحهای معمولاً یکی از مودهای زیر رخ میدهد. در صورتی که دیوار تحت بار قائم زیاد بوده و نسبت ارتفاع به طول دیوار کمتر از واحد باشد مود شکست برشی رخ میدهد. همچنین اگر نسبت ارتفاع به طول بزرگتر از واحد باشد (تقریباّ برابر ۲) و مقدار بار قائم بسیار زیاد باشد، باز هم امکان شکست برشی وجود دارد. در صورتی که مقاومت برشی دیوار، اندک بوده و بار جانبی در مقایسه با بار قائم، بزرگ باشد، شکست برشی – لغزشی رخ خواهد داد. در صورتی که مقاومت برشی دیوار به اندازه کافی باشد و نسبت ارتفاع به طول ستون در حدود ۲ به ۱ باشد شکست خمشی رخ میدهد. اگر مقدار بار قائم اندک باشد، در صورت کم بودن مقاومت برشی نیز شکست خمشی اتفاق میافتد.
شکست برون صفحهای
در حالت شکست برون صفحهای معمولاً یکی از مودهای زیر رخ میدهد. اگر تنش کششی منجر به شکست، موازی درزهای افقی آجرها باشد، ترک قائم در ارتفاع دیوار به وجود میآید. این شکست معمولاً هنگامی رخ میدهد که طول دیوار بزرگ باشد. اگر تنش کششی منجر به شکست، عمود بر درزهای افقی آجرها باشد ترک افقی در میانه دیوار به وجود میآید. این شکست معمولاً هنگامی رخ میدهد که ارتفاع دیوار بزرگ باشد.
تعیین تنشهای مجاز
یکی از قسمتهای مهم در ارزیابی آسیب پذیری لرزهای ساختمانهای آجری، تعیین میزان تنشهای مجاز برای کار طراحی و تعیین مقاومت موجود برای ارزیابی لرزهای سازه موجود است.
کنترل مقاومت خمشی دیوارها در داخل صفحه
یکی از مودهای محتمل برای شکست دیوار آجری، وقوع ترکهای کششی ناشی از خمش در صفحه است. اگر نسبت ارتفاع به طول دیوار حدوداً بیشتر از واحد باشد شکست برشی رخ داده و در صورتی که این مقدار کمتر از واحد باشد، احتمال بروز شکست خمشی وجود دارد. در این مود شکست، ترکهای افقی درقسمت پائین دیوار به وجود میآید. به منظور بررسی این مود شکست، دیوارهای بحرانی در هر دو راستای اصلی، تعیین شده و مطابق زیر محاسبات مربوط به مقاومت خمشی انجام میگیرد. دیوار غیر مسلح پس از ترک خوردگی خمشی میتواند مقاومت کند. این مقاومت ناشی از برآیند بارهای قائم در مرکز ثقل فشاری است که پس از ترک خوردگی به طرف پنجه فشاری کشیده میشود. به منظور تعیین دیوار بحرانی در حالت سقف صلب باید به دو پارامتر سطح مقطع و طول دیوار توجه شود.
انواع نواقص موجود در سازههای آجری
ناقص بودن مسیر بار به علت عدم انسجام سقف به دیوارهای قائم، عدم وجود مهاربند ضربدری در سقف، توزیع نامناسب بار جانبی بین دیوارهای قائم در حالت انعطاف پذیر بودن سقف، وجود تأثیر نسبتاً مهم پیچش در حالت سقف صلب (پس از مهاربندی سقف)، عدم وجود کلاف قائم، عدم وجود کلاف افقی، طول بلند دیوار غربی ساختمان، وجود بازشوهای نسبتاً بزرگ، عدم عین ساخت بودن نقشه است.
بهسازی لرزهای سازههای آجری
کامل نمودن مسیر بار
برای حل مشکل انتقال بار از دیافراگم به دیوار باید توسط اتصالاتی بار جانبی وارده به دیافراگم را به دیوارهای قائم منتقل نمود. در صورتی که تیر آهن روی دیوار نشسته باشد و در حالت موازی بودن تیر آهنها با دیوار برای اتصال دیوار به سقف پیشنهاد میشود. این کار باعث ایجاد اتصال مناسب بین سقف و دیوارهای باربر میشود.
افزایش انسجام ساختمان و تقویت اتصال بین دیوارهای متقاطع با کلاف بندی قائم
میتوان از هر دو نوع کلاف فولادی و بتنی برای این کار استفاده نمود. با توجه به آنکه کلاف افقی تراز پی به صورت بتنی اجرا شده است، در نتیجه بهتر است از کلاف قائم بتنی استفاده شود. اما ایجاد کلاف قائم بتنی بامشکلات اجرائی همراه بوده و در نتیجه در کنار این روش، کلاف فولادی با نبشی به دو صورت اتصال جوش یا پیچ به شناژ پی پیشنهاد شده است.
کاهش طول آزاد دیوار
به منظور جلوگیری از شکست خارج از صفحه دیوارهای طویل باید پشت بند در موقعیت مشخص اجرا شود.
بهسازی دال سقف
برای افزایش انسجام سقف که به طور غیرمستقیم باعث استفاده بهتر از ظرفیت برشی دیوارها نیز میشود،اما اثرات پیچش را تا حدی بیشتر میکند، میتوان مهاربند ضربدری توسط تسمه در زیر سقف را اجرا نموده و یا آسفالت بام را برداشته و اجرا کرد.
رفع نامنظمی در پلان، کاهش اثرات پیچش و افزایش تراکم دیوار
با کوچک کردن بازشوها، تا حدی مقاومت برشی بهبود مییابد و همچنین، اثرات پیچش را میتوان تا حد زیادی کاهش داد. به جای کوچک نمودن نمودن بازشوها میتوان برخی از آنها را کاملاً پر نمود.