مقاومسازی سازههای آجری
سازههای آجری غیر مسلح، در سراسر دنیا به ویژه در ایران و در شهرهای كوچك 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 كه 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 كه سازههای آجری بیشترین پتانسیل خرابی در زلزله را داشته و نیز دارای مكانیزمهای متعدد شكست 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 شكست سازه باشد.
مودهای شكست دیوار آجری
مودهای شكست یك دیوار آجری مجزا به دو گروه عمده شكست درون صفحهای و شكست برون صفحهای تقسیم میشود. در حالت شكست درون صفحهای معمولاً یكی از مودهای زیر رخ میدهد. در صورتی كه دیوار تحت بار قائم زیاد بوده و نسبت ارتفاع به طول دیوار كمتر 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 امكان شكست برشی وجود دارد. در صورتی كه مقاومت برشی دیوار، اندك بوده و بار جانبی در مقایسه با بار قائم، بزرگ باشد، شكست برشی – لغزشی رخ خواهد داد. در صورتی كه مقاومت برشی دیوار به اندازه كافی باشد و نسبت ارتفاع به طول ستون در حدود ۲ به ۱ باشد شكست خمشی رخ میدهد. اگر مقدار بار قائم اندك باشد، در صورت كم بودن مقاومت برشی نیز شكست خمشی اتفاق میافتد.
شکست برون صفحهای
در حالت شكست برون صفحهای معمولاً یكی از مودهای زیر رخ میدهد. اگر تنش كششی منجر به شكست، موازی درزهای افقی آجرها باشد، ترك قائم در ارتفاع دیوار به وجود میآید. این شكست معمولاً هنگامی رخ میدهد كه طول دیوار بزرگ باشد. اگر تنش كششی منجر به شكست، عمود بر درزهای افقی آجرها باشد ترك افقی در میانه دیوار به وجود میآید. این شكست معمولاً هنگامی رخ میدهد كه ارتفاع دیوار بزرگ باشد.
تعیین تنشهای مجاز
یكی از قسمتهای مهم در ارزیابی آسیب پذیری لرزهای ساختمانهای آجری، تعیین میزان تنشهای مجاز برای كار طراحی و تعیین مقاومت موجود برای ارزیابی لرزهای سازه موجود است.
كنترل مقاومت خمشی دیوارها در داخل صفحه
یكی از مودهای محتمل برای شكست دیوار آجری، وقوع تركهای كششی ناشی از خمش در صفحه است. اگر نسبت ارتفاع به طول دیوار حدوداً بیشتر از واحد باشد شكست برشی رخ داده و در صورتی كه این مقدار كمتر از واحد باشد، احتمال بروز شكست خمشی وجود دارد. در این مود شكست، تركهای افقی درقسمت پائین دیوار به وجود میآید. به منظور بررسی این مود شكست، دیوارهای بحرانی در هر دو راستای اصلی، تعیین شده و مطابق زیر محاسبات مربوط به مقاومت خمشی انجام میگیرد. دیوار غیر مسلح پس از ترك خوردگی خمشی میتواند مقاومت كند. این مقاومت ناشی از برآیند بارهای قائم در مركز ثقل فشاری است كه پس از ترك خوردگی به طرف پنجه فشاری كشیده 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 كلاف قائم، عدم وجود كلاف افقی، طول بلند دیوار غربی ساختمان، وجود بازشوهای نسبتاً بزرگ، عدم عین ساخت بودن نقشه است.
بهسازی لرزهای سازههای آجری
كامل نمودن مسیر بار
برای حل مشكل انتقال بار از دیافراگم به دیوار باید توسط اتصالاتی بار جانبی وارده به دیافراگم را به دیوارهای قائم منتقل نمود. در صورتی كه تیر آهن روی دیوار نشسته باشد و در حالت موازی بودن تیر آهنها با دیوار برای اتصال دیوار به سقف پیشنهاد میشود. این كار باعث ایجاد اتصال مناسب بین سقف و دیوارهای باربر میشود.
افزایش انسجام ساختمان و تقویت اتصال بین دیوارهای متقاطع با كلاف بندی قائم
میتوان از هر دو نوع كلاف فولادی و بتنی برای این كار استفاده نمود. با توجه به آنكه كلاف افقی تراز پی به صورت بتنی اجرا شده است، در نتیجه بهتر است از كلاف قائم بتنی استفاده شود. اما ایجاد كلاف قائم بتنی بامشكلات اجرائی همراه بوده و در نتیجه در كنار این روش، كلاف فولادی با نبشی به دو صورت اتصال جوش یا پیچ به شناژ پی پیشنهاد شده است.
كاهش طول آزاد دیوار
به منظور جلوگیری از شكست خارج از صفحه دیوارهای طویل باید پشت بند در موقعیت مشخص اجرا شود.
بهسازی دال سقف
برای افزایش انسجام سقف كه به طور غیرمستقیم باعث استفاده بهتر از ظرفیت برشی دیوارها نیز میشود،اما اثرات پیچش را تا حدی بیشتر میكند، میتوان مهاربند ضربدری توسط تسمه در زیر سقف را اجرا نموده و یا آسفالت بام را برداشته و اجرا كرد.
رفع نامنظمی در پلان، كاهش اثرات پیچش و افزایش تراكم دیوار
با كوچك كردن بازشوها، تا حدی مقاومت برشی بهبود مییابد و همچنین، اثرات پیچش را میتوان تا حد زیادی كاهش داد. به جای كوچك نمودن نمودن بازشوها میتوان برخی از آنها را كاملاً پر نمود.