P
رویکرد شیلی (بخش پنجم) : سختی مؤثر سازه؛ شاخصی تعیینکننده در ارزیابی واقعی عملکرد لرزهای
در ادامه تحلیل نمونههای اجراشده در وینیا دل مار و مقایسههای انجامشده در خصوص ارتفاع، سیستم سازهای، مصرف مصالح و نسبت دریفت ساختمانهای شیلی در پستهای قبلی، اکنون میتوان یک جمعبندی مبتنی بر یک شاخص کلیدی ارائه داد؛ شاخصی که برآیند تمام تصمیمات طراحی را در خود منعکس میکند: سختی مؤثر ساختمان.
این پارامتر در ادبیات فنی مهندسی زلزله بهصورت نسبت تعداد طبقات به پریود ارتعاشی ترکنخورده تعریف میشود و بهطور مستقیم بیانگر ظرفیت سازه در کنترل تغییرمکانها و میزان آسیبپذیری آن است. بهعبارت دقیقتر، سختی مؤثر بالاتر نشاندهنده توانایی سازه در محدودسازی دریفت و در نتیجه، افزایش قابلیت بهرهبرداری پس از زلزله است.
بررسیهای تجربی و دادههای موجود نشان میدهد:
مقدار این شاخص در ساختمانهای ژاپن بطور متوسط در حدود 23در ساختمانهای شیلی بطور متوسط در حدود 21در سازههای قاب خمشی متداول در ترکیه بطور متوسط حدود 7و در ساختمانهای متداول ایران در بازه 7 تا 10 قرار دارد.
نکته حائز اهمیت آن است که بر اساس شواهد آزمایشگاهی، تحلیلهای عددی و دادههای میدانی، عبور سختی مؤثر از آستانه 15 بهطور مستقیم با تحقق قابلیت تعمیرپذیری سازه در زلزله طرح مرتبط است. به بیان دیگر، فاصله میان عملکرد قابل بهرهبرداری و تخریب، در بسیاری از موارد در همین شاخص خلاصه میشود.این اختلاف قابل توجه، ریشه در دو مؤلفه اصلی دارد:
1) ارتفاع طبقات
در ساختمانهای بلند ایران، بهدلیل استفاده گسترده از سیستم قاب خمشی بتنآرمه و ضرورت تأمین عمق تیرها، ارتفاع طبقات عموماً در بازه 3.6 تا 4 متر قرار میگیرد. در مقابل، در ساختمانهای شیلی و ژاپن که مبتنی بر دیوارهای بتنآرمه و حذف یا کاهش نقش تیرها طراحی میشوند، ارتفاع طبقات در حدود 3 متر کنترل میشود. این تفاوت ظاهراً ساده، بهصورت زنجیرهای منجر به افزایش ارتفاع کل ساختمان، افزایش پریود ارتعاشی و در نهایت کاهش سختی مؤثر میشود.
2) میزان سختی جانبی و سهم دیوارهای سازهای
در ساختمانهای شیلی و ژاپن، استفاده از دیوارهای بتنآرمه بهصورت هدفمند و با سهمی قابل توجه (عموماً بیش از 0.20 درصد مساحت پلان در هر راستا) انجام میشود. در حالیکه در بخش عمدهای از ساختمانهای متداول ایران، این سهم بسیار ناچیز بوده و در بسیاری موارد عملاً صفر است. نتیجه این رویکرد، شکلگیری سازههایی با سختی جانبی پایین و تغییرمکانهای قابل توجه است.
برآیند این دو عامل فوق (ارتفاع بیشتر و شاخص دیوار نزدیک به صفر)، بهوضوح در مقدار سختی مؤثر نمود پیدا میکند:
ساختمانهای بلند در ایران، بهدلیل ارتفاع بیشتر و سیستم سازهای نرمتر، در محدوده سختی مؤثر پایین قرار میگیرند؛ در حالیکه در شیلی و ژاپن، با کنترل ارتفاع و استفاده از سیستمهای سختتر، این شاخص بهطور معناداری افزایش یافته است.
این همان نقطهای است که نتایج چهار تحلیل پیشین نیز به آن ختم میشود:کاهش ارتفاع، استفاده از دیوارهای بتنآرمه، بهینهسازی مصرف مصالح و کنترل دریفت، همگی اجزای یک راهبرد واحد هستند که خروجی آن در قالب افزایش سختی مؤثر قابل مشاهده است.
پرسش نهایی بسیار روشن است:با علم به اینکه کنترل ارتفاع طبقات و افزایش سهم دیوارهای بتنآرمه میتواند سختی مؤثر را از محدوده 7–10 به بیش از 15 برساند و این تغییر، مستقیماً به بهبود عملکرد لرزهای و قابلیت تعمیر سازه منجر میشود،بر چه مبنایی همچنان بر رویکردی اصرار میشود که بهطور همزمان موجب افزایش ارتفاع، افزایش تقاضای لرزهای و کاهش کارایی سازه میگردد؟
آیدی کانال PBD:@PBD_ir
در ادامه تحلیل نمونههای اجراشده در وینیا دل مار و مقایسههای انجامشده در خصوص ارتفاع، سیستم سازهای، مصرف مصالح و نسبت دریفت ساختمانهای شیلی در پستهای قبلی، اکنون میتوان یک جمعبندی مبتنی بر یک شاخص کلیدی ارائه داد؛ شاخصی که برآیند تمام تصمیمات طراحی را در خود منعکس میکند: سختی مؤثر ساختمان.
این پارامتر در ادبیات فنی مهندسی زلزله بهصورت نسبت تعداد طبقات به پریود ارتعاشی ترکنخورده تعریف میشود و بهطور مستقیم بیانگر ظرفیت سازه در کنترل تغییرمکانها و میزان آسیبپذیری آن است. بهعبارت دقیقتر، سختی مؤثر بالاتر نشاندهنده توانایی سازه در محدودسازی دریفت و در نتیجه، افزایش قابلیت بهرهبرداری پس از زلزله است.
بررسیهای تجربی و دادههای موجود نشان میدهد:
مقدار این شاخص در ساختمانهای ژاپن بطور متوسط در حدود 23در ساختمانهای شیلی بطور متوسط در حدود 21در سازههای قاب خمشی متداول در ترکیه بطور متوسط حدود 7و در ساختمانهای متداول ایران در بازه 7 تا 10 قرار دارد.
نکته حائز اهمیت آن است که بر اساس شواهد آزمایشگاهی، تحلیلهای عددی و دادههای میدانی، عبور سختی مؤثر از آستانه 15 بهطور مستقیم با تحقق قابلیت تعمیرپذیری سازه در زلزله طرح مرتبط است. به بیان دیگر، فاصله میان عملکرد قابل بهرهبرداری و تخریب، در بسیاری از موارد در همین شاخص خلاصه میشود.این اختلاف قابل توجه، ریشه در دو مؤلفه اصلی دارد:
1) ارتفاع طبقات
در ساختمانهای بلند ایران، بهدلیل استفاده گسترده از سیستم قاب خمشی بتنآرمه و ضرورت تأمین عمق تیرها، ارتفاع طبقات عموماً در بازه 3.6 تا 4 متر قرار میگیرد. در مقابل، در ساختمانهای شیلی و ژاپن که مبتنی بر دیوارهای بتنآرمه و حذف یا کاهش نقش تیرها طراحی میشوند، ارتفاع طبقات در حدود 3 متر کنترل میشود. این تفاوت ظاهراً ساده، بهصورت زنجیرهای منجر به افزایش ارتفاع کل ساختمان، افزایش پریود ارتعاشی و در نهایت کاهش سختی مؤثر میشود.
2) میزان سختی جانبی و سهم دیوارهای سازهای
در ساختمانهای شیلی و ژاپن، استفاده از دیوارهای بتنآرمه بهصورت هدفمند و با سهمی قابل توجه (عموماً بیش از 0.20 درصد مساحت پلان در هر راستا) انجام میشود. در حالیکه در بخش عمدهای از ساختمانهای متداول ایران، این سهم بسیار ناچیز بوده و در بسیاری موارد عملاً صفر است. نتیجه این رویکرد، شکلگیری سازههایی با سختی جانبی پایین و تغییرمکانهای قابل توجه است.
برآیند این دو عامل فوق (ارتفاع بیشتر و شاخص دیوار نزدیک به صفر)، بهوضوح در مقدار سختی مؤثر نمود پیدا میکند:
ساختمانهای بلند در ایران، بهدلیل ارتفاع بیشتر و سیستم سازهای نرمتر، در محدوده سختی مؤثر پایین قرار میگیرند؛ در حالیکه در شیلی و ژاپن، با کنترل ارتفاع و استفاده از سیستمهای سختتر، این شاخص بهطور معناداری افزایش یافته است.
این همان نقطهای است که نتایج چهار تحلیل پیشین نیز به آن ختم میشود:کاهش ارتفاع، استفاده از دیوارهای بتنآرمه، بهینهسازی مصرف مصالح و کنترل دریفت، همگی اجزای یک راهبرد واحد هستند که خروجی آن در قالب افزایش سختی مؤثر قابل مشاهده است.
پرسش نهایی بسیار روشن است:با علم به اینکه کنترل ارتفاع طبقات و افزایش سهم دیوارهای بتنآرمه میتواند سختی مؤثر را از محدوده 7–10 به بیش از 15 برساند و این تغییر، مستقیماً به بهبود عملکرد لرزهای و قابلیت تعمیر سازه منجر میشود،بر چه مبنایی همچنان بر رویکردی اصرار میشود که بهطور همزمان موجب افزایش ارتفاع، افزایش تقاضای لرزهای و کاهش کارایی سازه میگردد؟
آیدی کانال PBD:@PBD_ir
۱۲