ارزیابی پدیده ستون کوتاه شکست زلزله روشهای مقابله

لینک دریافت خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  قابل ویرایش پرینت

تعداد صفحات: 10

ارزیابی پدیده ستون کوتاه شکست زلزله روشهای مقابله ان

چکیده:

پدیده ستون کوتاه طول زلزله‌های گذشته خسارات زیادی متوجه ساختمانها نموده است. پدیده بعلت قرار گرفتن ساختمان یک سطح شیبدار محدود شدن ستون دیوار عناصر غیرسازه‌ای نظیر دیوارهای اجری بازشوها اثر اختلاف سختی یک تراز معین (بعلت وجود عواملی نظیر اختلاف تراز طبقه، پله تیر نیم طبقه) ایجاد می‌گردد. ساختمانها قابلهای باربر توسط دیوارهایی مصالح بنایی پر می‌شوند. امر باعث افزایش سختی قاب شده اگر توزیع سختی بصورت متقارن باشد بهبود رفتار سازه منجر می‌گردد. اما عین حال بعضی دهانه‌ها بخصوص قسمتهای بیرونی ساختمان، بعلت وجود بازشوها دیوارهای کوتاه مجاور ستونها ایجاد می‌شوند. مساله باعث کوتاه شدن طول موثر ستون افزایش سختی می‌گردد. نتیجه ستون کوتاه علت سختی بیشتر نیروی زلزله بیشتری جذب نموده خرابی منجر می‌گردد. پس نیاز رعایت جزییات اجرایی مناسب جهت مقابله نیروی بزرگ مخرب الزامی جلوه می‌کند. مقاله تاثیر وجود میانقاب کامل رفتار ستون کوتاه اثار مخرب زلزله‌های گذشته بررسی شده روشهای جدید مقابله پدیده ستون کوتاه ارائه گردیده است.

واژه‌های کلیدی: ستون کوتاه، میانقاب اجری، افزایش سختی، تحلیل خرابی، روشهای مقابله

1- مقدمه

در ساختمان‌ها معمولا اینکه داخل ساختمان فضای بیرون جدا کنند دیوارهای مصالح بنایی استفاده می‌کنند که داخل قاب قرار می‌گیرند.

اگر چه وجود میانقاب باعث افزایش سختی کل سازه می‌شود اما اثر همواره جنبه مثبت ندارد. تغییر سختی سازه باعث تغییرات قابل ملاحظه‌ای رفتار می‌شود. یک حالت نامناسب، وجود دیوارهای کوتاهی که قسمتی ارتفاع طبقه ادامه یافته‌اند. صورت قسمتی ستون که مجاور دیوار است، تقریبا طور یکپارچه دیوار عمل نموده، ارتفاع موثر ستون کاهش سختی بسیار افزایش می‌یابد. تناسب افزایش سختی، ستون متحمل نیروهای شدیدتری می‌شود. ]1[ اغلب سازه‌های بتنی ستون‌ها بعلت ناکارامدی شکل‌پذیری خمش ضعف مقاومت برش خمش مقاطع بحرانی (عمدتا ناشی کمبود فولاد عرضی طول وصله فولاد طولی) اسیب‌پذیرترین اعضاء بوده‌اند. ]2و4[ تجربه نشان داده که یکی دلایل مهم خرابی سازه‌های دارای میانقاب، پدیده ستون کوتاه می‌باشد. زلزله‌های گذشته ساختمان‌های بتنی که دارای ستون‌هایی ارتفاع‌های مختلف هستند خسارات وارده ستون‌های کوتاه‌تر بیشتر ستون‌های بلندتر بوده است. (شکل 1و2و2و) ]3[

ستون‌های کوتاه بطور وسیعی ساختمان‌های شهری بوجود می‌ایند. تراز پارکینگ‌ها، قرارگیری ساختمان شیب‌های تند، ستون‌های واقع نیم طبقه‌ها ستون‌های حدفاصل پنجره‌های بزرگ جمله مهمترین محل‌های تشکیل ستون‌های کوتاه هستند. ]4[ دو نمونه ساختمان‌های ستون کوتاه شامل ساختمان‌هایی که زمین شیب‌دار قرار گرفته‌اند ساختمان‌هایی که دارای نیم طبقه می‌باشند شکل 4 نشان داده شده است.

در شکل 5 پدیده ستون کوتاه ساختمان‌های اختلاف تراز مشاهده می‌گردد.

رفتار ضعیف ستون‌های کوتاه بنا حقیقت که زلزله، یک ستون بلند یک ستون کوتاه مقطع عرضی یکسان، تغییر مکان یکسان حرکتی افقی می‌نمایند. (شکل 6)

با حال، ستون کوتاه مقایسه ستون بلند سخت‌تر نیروی زلزله بیشتری جذب می‌نماید، توجه رابطه سختی چنانچه طول ستون نصف گردد، سختی ستون نتیجه جذب نیروی زلزله 8 برابر می‌شود. سختی یک ستون معنای مقاومت برابر تغییر شکل می‌باشد. هر چه سختی بیشتر باشد، نیروی بیشتری تغییر شکل لازم می‌باشد. اگر یک ستون کوتاه طور مناسب چنین نیروی بزرگی طراحی نشود، می‌تواند خسارت مهمی طول زلزله متحمل شود، رفتار «اثر ستون کوتاه‌» نامیده می‌شود. ]3[ توجه ابعاد سطح مقطع ستون حسب ارتفاع بخش ستون کوتاه، مکانیزم‌های گوناگونی شکست وجود دارد. اگر ارتفاع ستون کوتاه، بسیار کم باشد (در مقایسه ابعاد مقطع ستون)، شکست برشی رخ می‌دهد که ترک‌های قطری خردشدگی شدید بتن منجر می‌گردد (تصویر 7).

اما اگر ستون باریک باشد ارتفاع دیوار زیاد نباشد، شکست ایجاد شده ستون صورت خمشی خواهد (تصویر 8). خرد شدگی بتن اثر نیروهای شدید برشی حضور نیروی فشاری زیاد تصویر 9 نشان داده شده است. نیروی فشاری نیروی برشی باعث کمانش میلگردهای طولی شده است.]1[