مقایسه مقیاس شدت مرکالی و مقیاس بزرگای ریشتر - Comparing Richter Scale with Mercalli Intensity Scale

برای سنجش زلزله دو نوع مقیاس متداول و مهم وجود دارد.
1 - مقیاس ریشتر 
2 مقیاس مرکالی
که دامنه حدود و کاربرد آنها با هم متفاوت هست .مقیاس ریشتر بزرگی زلزله را نشان می دهد در حالی که مقیاس مرکالی در باره شدت آن است.اما ریشتر چیست؟مقیاس ریشتر که در سال 1935 توسط آقای ریشتر ارائه شده است ، بزرگی موج یک زمین لرزه را نشان می دهد. ( نه شدت آن را )که برابر است با لگاریتم در مبنای 10 دامنه موج زلزله بر حسب میکرون که در فاصله 100 کیلومتر از مرکز زلزله توسط دستگاه وود اندرسون ثبت شده باشد.به عنوان مثال زلزله ای که 5 ریشتر نامیده میشود ، دارای دامنه موجی به طول10 به توان 5 میکرون یا همان 10 سانتیمتر هست.در صورتی که زلزله 7 ریشتری دارای دامنه موجی به طول 10 متر هست!!همانطور که مشاهده می شود با توجه به لگاریتمی بودن مقیاس با افزایش یک واحد ، نتیجه 10 برابر می شود .البته این دامنه ی کانون زلزله می باشد ( پایین تر از پوسته )
مقایسه انرژی معادل آزاد شده توسط زمین  در جدول زیر با TNT :
بزرگی زلزله در مقیاس ریشتر انرژی معادل انفجار TNT
1 ریشتر = 190 گرم
2 ریشتر= 6.5 کیلو گرم
3ریشتر = 190 کیلو گرم
4ریشتر = 6 تن
5 ریشتر = 199 تن
6 ریشتر =6270 تن
7ریشتر =199000 تن
8 ریشتر =62700000 تن
9 ریشتر = 1990000000 تن
برخلاف تصور عموم این مقیاس برای تخمین و قضاوت در مورد مکانیسم های تخریب زلزله مستدل نمیباشد .و دلیل آن به شرح زیر می باشد:
1 - با توجه به متغییر بودن نوع زمین 
( در زمین های سنگی و متراکمتر بیشتر از زمین های نرم منتشر می شود )
2 - طول زمان ارتعاش ممکن است در زمین لرزه ها متفاوت باشد.3 - به شرایط منبع ایجاد و مکانیسم به وجود آورنده نیز بستگی دارد.4 - نوع امواج اعم از امواج طولی (p) ، عرضی (s) ، رایلی و یا لاو ودلایل دیگر که ذکر آنها نیاز به مطرح کردن مسائل فراتر دارد.پس به زبان ساده و قابل فهم برای دوستان اگر بگویم ، با شنیدن درجه ریشتر درباره شدت آن قضاوت نکنید .چه بسا تخریب زلزله 6.5 ریشتری بیش از 7 ریشتری باشد ، با توجه به دلایل فوق .تنها درجه ای که شدت و تخریب زلزله را نشان میدهد مقیاس مرکالی می باشد.مقیاس مرکالی چیست؟مقیاس مرکالی شدت زلزله را از لحاظ احساس و میزان خطرناکی بررسی می کند که دارای 12 درجه می باشد.ممکن است در یک شهر زلزله ای به بزرگی 6 ریشتر رخ دهد و تخریب گسترده صورت گیرد ولی همانزلزله 6 ریشتری در شهری دیگر نخریب چندانی به بار نیاورد در اینصورت مقیاس مرکالی آنها متفاوت خواهد بود/بنابر این مقیاس مرکالی با توجه به شتاب زمین در محل مورد نظر سنجیده می شود.که به صورت ضریبی از شتاب G بیان می شود.به عنوان مثال برای شدت 7 مرکالی تقریبا 0.2g در نظر گرفته می شود که طراحی سازه ها نیز بر حسب آن صورت می گیرد. پس با شنیدن کلمه ریشتر هیچ قضاوتی درباره زلزله نکنید !

Mercalli Scale

What is the Mercalli Scale

As we have already noted, the severity of an earthquake can vary from events which are barely detectable even using the most sophisticated devices, to devastating events which can level cities and trigger tsunamis and sometimes even volcanic activity. Various scales were proposed in the past to measure the magnitude of earthquakes until 1935, when the Richter Magnitude Scale was developed by Conrad Richter to measure the intensity of the seismic waves.

However, Richter ratings only give you a rough idea of the actual impact of an earthquake. As we've seen, an earthquake's destructive power varies depending on the composition of the ground in an area and the design and placement of man-made structures. The extent of damage is rated on the Mercalli Intensity Scale.

The Mercalli Intensity Scale was developed by the Italian volcanologist Giuseppe Mercalli in 1884 and expanded to include 12 degrees of intensity in 1902 by Adolfo Cancani. It was modified again by Harry O. Wood and Frank Neumann in 1931. It is known today as the Modified Mercalli Intensity Scale.

Mercalli ratings, which are given as Roman numerals, are based on largely subjective interpretations. A low intensity earthquake, one in which only some people feel the vibration and there is no significant property damage, is rated as a II. The highest rating, a XII, is applied to earthquakes in which structures are destroyed, the ground is cracked and other natural disasters, such as landslides or tsunamis, are initiated.

Richter scale ratings are determined soon after an earthquake, once scientists can compare the data from different seismograph stations. Mercalli ratings, on the other hand, can't be determined until investigators have had time to talk to many eyewitnesses to find out what occurred during the earthquake. Once they have a good idea of the range of damage, they use the Mercalli criteria to decide on an appropriate rating.

The Mercalli Intensity Scale measures the intensity of an earthquake by observing its effect on people, the environment and the earth’s surface.

While the Mercalli scale describes the intensity of an earthquake based on its observed effects, the Richter scale describes the earthquake's magnitude by measuring the seismic waves generated by an earthquake. The two scales have different applications and measurement techniques. The Mercalli scale is linear and the Richter scale is logarithmic. i.e. a magnitude 5 earthquake is ten times as intense as a magnitude 4 earthquake.

مقیاس شدت مرکالی - Mercalli intensity scale

مقیاس مرکالی مقیاس اندازه‌گیری زلزله است که شدت خسارت در زلزله را نشان می‌دهد.که این مقیاس دوازده درجه دارد.

قدرت زلزله

قدرت تخریبی یک زلزله علاوه بر قدرت آن به ساختار زمین در منطقه مورد نظر و طراحی و مکان سازه‌های ساخت بشر بستگی دارد. میزان ویرانی‌های به بار آمده را معمولاً با مقیاس مرکالی بیان می‌کنند. دانشمندان می‌توانند درجه مقیاس ریشتر را درست پس از زمین لرزه و زمانی که امکان مقایسه اطلاعات از ایستگاه‌های مختلف زلزله نگاری به وجود آمده، معین کنند. اما درجه مرکالی را نمی‌توان به این سرعت مشخص کرد و لازم است که محققان زمانی کافی برای بررسی اتفاقاتی که حین زمین لرزه روی داده‌است، در اختیار داشته باشند. هنگامی که تصور دقیقی از میزان خسارت‌های وارده به عمل آمد، می‌توان درجه مرکالی مناسب را تخمین زد. شدت زلزله با مقیاس مشهور مرکالی معرفی می‌شود این شدت در واقع بیانگر میزان احساس افراد و موجودات زنده از زلزله و تأثیر بر سازه‌ها می‌باشد.

برخلاف تصور عمومی مردم شدت زلزله علاوه بر بزرگا (ریشتر) به عوامل متعددی از جمله عمق کانون زلزله، سنگ بستر، لایه‌های زیرین، فاصله از کانون زلزله و… وابسته است.

به‌طور کلی بزرگا با مقیاس ریشتر یک پارامتر زمین‌شناسی و شدت با مقیاس مرکالی یک پارامتر مهندسی می‌باشد در ضمن ریشتر از ۱تا10 ولی مرکالی از ۱تا۱۲ درجه‌بندی می‌شود.

I. احساس نمی‌شود: احساس نمی‌شود، مگر در شرایط ویژه. تنها توسط دستگاه‌های لرزه‌نگار قابل ثبت است.

II. ضعیف: توسط افراد در حال استراحت و در طبقات بالای ساختمان‌ها حس می‌شود. برخی اشیاء آویزان ممکن است نوسان کنند.

III. جزئی: در فضای باز و در طبقات بالایی ساختمان‌ها کاملاً قابل احساس است. مردم آن را به صورت زلزله شناسایی نمی‌کنند. ارتعاش مانند عبور کامیون است. مدت زمان لرزش قابل تخمین است. 

IV. ملایم: در طی روز در فضای بسته توسط افراد زیادی حس می‌شود و در فضای باز عده معدودی حس می‌کنند. در شب عده‌ای را از خواب بیدار می‌کند. بشقاب‌ها، پنجره‌ها و درب‌ها تکان خورده و صدا می‌کنند. در ماشین‌های ایستاده ارتعاش قابل درک است.

V. قابل توجه: زلزله توسط هر فردی قابل احساس است. بسیاری ازخواب بیدار می‌شوند. برخی از پنجره‌ها، بشقابها و غیره شکسته می‌شوند. گچکاریهای ساختمان‌ها ترک می‌خورند. اشیاء ناپایدار، واژگون می‌گردند. سر و صدای درختان و سایر اشیاء مرتفع شنیده می‌شود و آونگ ساعت‌ها متوقف می‌گردند. دربها باز و بسته می‌شوند و امتداد حرکت زمین‌لرزه قابل درک است.

VI. شدید: زلزله توسط بسیاری از افراد حس می‌شود و بسیاری از مردم وحشت زده به فضای باز پناه می‌آورند. اشیای سنگین جابجا می‌شوند و قطعات از گچکاری کنده می‌شود. دودکشها فرو می‌ریزند و خسارات جزئی به بار می‌آید. افراد به حالت نامتعادل قدم می‌زنند یا می‌ایستند. پنجره‌ها، دربها و بشقابها شکسته می‌شوند. ساختمان‌های خشتی و ضعیف ترک برمی‌دارند. زنگهای کوچک به صدا در می‌آیند.

VII. بسیار شدید: مردم وحشت زده به فضای باز فرار می‌کنند. خسارت بسیار کمی در ساختمانهایی که خوب طراحی و ساخته شده‌اند وارد می‌شود. به ساختمان‌های متوسط و معمولی خسارات جزیی و متوسط وارد می‌گردد. خسارات قابل ملاحظه‌ای در ساختمان‌های ضعیف و بد طراحی شده وارد می‌شود. آجرهای سست، لق می‌شوند. ایستادن مشکل می‌شود و اثاثیه شکسته می‌شوند. زنگهای بزرگ به صدا در می‌آیند. زهکشهای سیمانی آبرسانی خسارت می‌بینند. لغزشهای کوچک اتفاق می‌افتد. 

VIII. مخرب: خسارت در ساختمانهایی که طراحی ویژه شده‌اند، بسیار جزیی است و در ساختمان‌های ضعیف بسیار شدید است. دیوارهای جداکننده به خارج از قاب ساختمان پرتاب می‌شوند. دودکشها، ستونها، دیوارها و دودکشهای کارخانه‌ها و سنگ‌های یاد بود سقوط می‌کنند. اشیاء سنگین واژگون می‌گردند. تغییراتی در سطح آب چاه‌ها ایجاد می‌شود. ماسه و گل به مقدار کم بیرون زده می‌شوند. رانندگی مشکل می‌گردد. ترکهایی در زمین‌های مرطوب و شیبهای ملایم ایجاد می‌شود. تغییراتی در آب و درجه حرارت چشمه‌ها و چاه‌ها ایجاد می‌شود. خانه‌های اسکلت دار بر روی سطح پی حرکت می‌کند. شاخه‌های درختان شکسته می‌شوند.

IX. ویرانگر: خسارت قابل ملاحظه‌ای در ساختمانهایی که طراحی ویژه شده‌اند، ایجاد می‌شود. ساختمان‌های اسکلتی خوب طراحی شده کج می‌شوند. ساختمان بر روی پی تغییر مکان می‌دهد. ترکهایی آشکار در زمین ایجاد می‌گردد. خطوط لوله زیر زمینی شکسته می‌شوند. وحشت عمومی بر مردم غالب می‌شود. به ساختمان‌های ضعیف خسارات سنگین وارد می‌شود و حتی ممکن است کاملاً فرو می‌ریزند. در مناطق آبرفتی ماسه و گل بیرون می‌آیند.

X. فاجعه بار:سازه‌های چوبی خوب ساخته شده ویران می‌شوند. بسیاری از سازه‌های اسکلت دار بنایی به همراه پی ویران می‌شوند. در زمین ترکهای بزرگی ایجاد می‌گردد. خطوط راه‌آهن کج می‌شوند. زمین لغزشهای قابل ملاحظه‌ای در کنار رودخانه‌ها و شیبهای ملایم اتفاق می‌افتد. خسارات جدی به سدها و مخازن وارد می‌گردد. در زمین، لغزشهای بزرگ اتفاق می‌افتد و آب از مخازن و کانال‌ها و رودخانه‌ها و دریاچه‌ها و غیره بیرون ریخته می‌شود. 

XI. بسیار فاجعه بار:تعداد کمی از ساختمان‌ها استوار باقی می‌مانند. پلها ویران می‌گردند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً غیرقابل استفاده می‌شوند. خطوط راه‌آهن به شدت کج می‌شوند. زمین باتلاقی می‌شود. لغزشهایی در زمین‌های نرم ایجاد می‌شود.

XII. مصیبت بار و فجیع: ویرانی کامل، امواج بر روی سطح زمین مشاهده می‌شوند. اشیاء به هوا پرتاب می‌شوند و سنگ‌های بزرگ جابجا می‌شوند. 

Modified Mercalli Intensity scale

The lower degrees of the Modified Mercalli Intensity scale generally deal with the manner in which the earthquake is felt by people. The higher numbers of the scale are based on observed structural damage. This table gives Modified Mercalli scale intensities that are typically observed at locations near the epicenter of the earthquake.

نیارش گستر ایران - Niaresh Gostar Iran

رفتار لرزه ای ساختمانهای بلند بتن آرمه .... - Response of Vertically Irregular Tall Reinforced Concrete Buildings

رفتار لرزه ای ساختمانهای بلند بتن آرمه نامنظم در ارتفاع تحت زمین لرزه شدید

Response of Vertically Irregular Tall Reinforced Concrete Buildings Subjected to Strong Ground Motion

چکیده:

احداث بناهای عظیم از زمان های قدیم که غالبا به شکل نمادین مورد استفاده قرار می گرفته است، بیانگر اشتیاق انسان به بلند مرتبه سازی می باشد. ولی آنچه باعث احداث و گسترش روزافزون ساختمان های بلند مرتبه در سده های اخیر شده است، عواملی نظیر شهرنشینی و تمایل به دسترسی سریع و آسان به مراکز تجاری است. با افزایش ارتفاع سازه، پیش بینی رفتار سازه در برابر بارهای دینامیکی باد و زلزله بیشتر از سازه های متعارف حائز اهمیت خواهد بود. عوامل مختلفی در رفتار دینامیکی سازه ها مؤثر است. تغییرات سختی سازه در ارتفاع می تواند تأثیر قابل توجهی در پاسخ سازه در برابر نیروهای دینامیکی داشته باشد. تجربه زلزله های گذشته نشان می دهد که بسیاری از خرابی ها ناشی از نامنظمی در سختی سیستم لرزه بر جانبی سازه است. با توجه به رشد بلندمرتبه سازی در کشور و نیز با درنظر گرفتن اینکه نامنظمی در ارتفاع سازه در سیستم لرزه بر جانبی بسیاری موارد اجتناب ناپذیر است، در این تحقیق سعی شده است با ارائه مدل هایی از قاب های خمشی ویژه نامنظم تحت تأثیر زلزله های شدید و انجام تحلیل های خطی و غیرخطی، اثر این نامنظمی بر پاسخ دینامیکی سازه ها با ارائه اعداد و نمودار، با حالت منظم مقایسه گردد. نامنظمی در مدل های قاب خمشی ویژه شامل مواردی چون طبقه نرم-ضعیف در ترازهای پایینی ،میانی و بالایی در دو حالت "بدون در نظر گرفتن میانقاب مصالح بنایی و با در نظر گرفتن میانقاب مصالح بنایی در دیوارهای محیطی سازه" می باشد.

کلمات کلیدی: رفتار لرزه ای، ساختمان بلند مرتبه، نامنظم درارتفاع، نامنظمی سختی، میانقاب

Abstract:

 

Since long time ago, Construction of magnificent buildings as memorial is an indication of human eagerness to establish tall buildings. However the real reason for the construction and development of tall buildings is transformation of people life from rural into metropolitan. This revolution also creates a desire to access the business centers, faster and easier than what was before. With increasing the height of the structures, it would be more important to predict the responses of the buildings against lateral loads, such as wind and earthquake. There are various factors that could affect the dynamic response of a particular building. Changes in the stiffness of lateral force resisting system, across the height of the structure may produce a large effect in the total response of the structure. Experiences from incidents of past earthquakes reveal that many of collapses in buildings are due to irregularity in the stiffness of lateral force resisting system. Regarding to development and expansion of tall buildings in our country and knowing that the occurrence of irregularity is often unavoidable in the vertical geometry of the building, the main objective in this research is to evaluate the effect of the stiffness irregularities in the lateral force resisting system across the height of the structure and compare it with regular structure by means of graphs and tables. These issues could be executable via modeling the special moment resisting frames including Irregularity cases such that soft-weak storey is located in the first, middle and top storey of the building and with two major assumptions: 1.perimete infilled frames around the building are not considered 2. Perimeter infilled frames are considered.

Keywords: seismic response, tall building, vertically irregular, stiffness irregular, infilled frames

جهت دانلود اصل مقاله اینجا را کلیک کنید.

نیارش گستر ایران - Niaresh Gostar Iran

۱۰ عامل تخریب ساختمان در اثر زلزله - 10Building Destruction Factors Caused By Eathquakes

زلزله یک بلای طبیعی است که در صورت وقوع، خسارات جانی و مالی بسیاری در پی خواهد داشت، هر چند با رعایت راهکارهای ایمنی در برابر زلزله می توان تا حدودی میزان خطرات را کاهش داد اما نمی توان صد در صد از ایجاد حادثه جلوگیری نمود. سالیانه زمین لرزه های بسیاری در شهرهای مختلف کشور رخ می دهند که هر کدام با توجه به شدت لرزش خسارت های متفاتی به جا می گذارند. آنچه که بیشتر در معرض خطر این حادثه قرار می گیرد، ساختمان است. ساختمان ها با روش های گوناگون و مقاومت های متفاوت ساخته می شوند و در صورتی که سازندگان و مهندسین نکات اجرایی در خصوص مقاوم سازی سازه را رعایت نکنند، مسلماً ساختمان در اثر تکان های زمین لرزه فرو خواهد ریخت. فاکتورهای بسیاری نظیر ستون های آسیب پذیر، المان های شکننده، زمین نرم، ستون های کوتاه، اشکال، سایزها، تعداد طبقات، نوع فونداسیون، موقعیت ساختمان های مجاور، پلان ساختمان و … میزان خساراتی که در اثر زلزله به ساختمان وارد می شوند را تحت تاثیر قرار می دهند. در این مقاله از ساختمانچی به بررسی این فاکتورها و تاثیر آن ها بر سازه را می پردازیم. با ما همراه باشید.

ارزیابی و پیش بینی نادرست زمین لرزه

بررسی و ارزیابی نادرست خصوصیات زلزله پیش بینی شده که در طرح زلزله سازه انجام گردیده، رایج ترین و مهمترین عامل آسیب دیدن ساختمان ها است. البته این تنها فاکتور مهم محسوب نمی شود زیرا ویژگی های دیگری از سازه وجود دارند که به عنوان نقطه ضعف در برابر لرزه در نظر گرفته می شوند.

ستون های آسیب پذیر

آمارها نشان داده اند که اکثر تخریبات ناشی از زلزله در ساختمان ها، به دلیل مقاوم نبودن ستون ها و شکست آن ها بوده است. ستون ها ممکن است در اثر تخریب بتن به دلیل بارهای وارده و یا ناکافی بودن تعداد گره ها در مکان های مشخص آسیب ببینند.

عدم قرارگیری هسته سازه در موقعیت مناسب

اصلی ترین و سخت ترین المان در سازه، هسته آن می باشد و موقعیت آن با توجه به ساختمان مسلماً رفتار سازه را در طول زلزله تحت تاثیر قرار داده و نقش مهمی در میزان خسارات ایفا خواهد کرد. با این حال، آمارها نشان داده اند که درصد پایینی از ساختمان ها به علت بی قاعدگی هسته راه پله ها و آسانسورها تخریب شده اند.

طبقه همکف نرم

ساختمان با طبقه نرم به ساختمانی گفته می شود که یک یا چند طبقه از آن به دلیل دارا بودن درب ، پنجره یا فضاهای تجاری بزرگ از مقاومت و سختی لازم در برابر زلزله برخوردار نیستند. نرم بودن طبقه همکف از دیگر عواملی است که می تواند خسارات جبران ناپذیری در اثر زلزله به ساختمان وارد کنند. هنگامی که شدت سختی در سطح مشخصی از سازه کاهش پیدا می کند، تاکید بر المان های ساختاری اعضای انعطاف پذیر افزایش پیدا کرده، در نتیجه دچار شکست می شوند. زمانی طبقه همکف نرم ساخته می شود که برای اهداف تجاری و ایجاد فضاهای وسیع مورد استفاده قرار گیرد.

ستون های کوتاه

شکست ستون های کوتاه در اثر زلزله در مقایسه با شکست ستون های معمولی کمتر رایج است اما با این حال ستون کوتاه ممکن است به روش انفجاری برش خورده و در نهایت منجر به فروپاشی سازه شود.

شکل پلان کف

پلان کف مربعی شکل، بهترین رفتار لرزه ای را در مقایسه با اشکالی نظیر x، I و + از خود نشان می دهد. از این رو می توان گفت میزان تخریب ناشی از زمین لرزه به شکل پلان کف بستگی دارد.

شکل ساختمان در ارتفاع

این واقعیت ثابت شده که ساختمان هایی که دارای طبقات بالایی منظم تری هستند واکنش لرزه ای بهتری در مقایسه با ساختمان هایی که طبقات بالایی آن ها دارای شکست یا عقب نشینی است از خود نشان می دهند.

دال هایی که بدون تیر توسط ستون نگه داشته شده اند

سیستم دال تخت یک سیستم ساختاری آسیب پذیر در نظر گرفته می شود که مقاومت قابل قبولی در برابر تاثیرات لرزه ای از خود نشان نمی دهد. این سیستم ساختاری از قابلیت شکل پذیری کمی برخوردار است. به همین دلیل توصیه می شود از دال های تخت استفاده نشود مگر اینکه ساختارهای مقاوم در برابر لرزش نظیر دیوارهای برشی و قاب های انعطاف پذیر همراه با آن به کار برده شوند.

دال هایی که بدون تیر توسط ستون نگه داشته شده اند

سیستم دال تخت یک سیستم ساختاری آسیب پذیر در نظر گرفته می شود که مقاومت قابل قبولی در برابر تاثیرات لرزه ای از خود نشان نمی دهد. این سیستم ساختاری از قابلیت شکل پذیری کمی برخوردار است. به همین دلیل توصیه می شود از دال های تخت استفاده نشود مگر اینکه ساختارهای مقاوم در برابر لرزش نظیر دیوارهای برشی و قاب های انعطاف پذیر همراه با آن به کار برده شوند.

نوع فونداسیون

نوع فونداسیون ساختمان به طور مستقیم یا غیر مستقیم بر میزان خسارات ناشی از زلزله اثرگذار خواهد بود. در رابطه با تاثیر مستقیم فونداسیون می توان ویژگی هایی نظیر گسیختگی خاک فونداسیون، شکست اعضای فونداسیون نظیر تیرها، نشست خاک، لغزش عمومی یا بخشی از خاک را در نظر گرفت. تاثیرات غیر مستقیم نیز شامل حرکات صفحه پایه ستون های منفرد در فونداسیون های مجزا می باشند که به یکدیگر متصل نشده اند و یا هنگامی که تیرهای بین فونداسیون انعطاف پذیر باشند.

منبع: ساختمان چی.

نیارش گستر ایران  - Niaresh Gostar Iran

اﺛﺮات زﻟﺰﻟﻪ ﺑﺮ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن و راﻫﮑﺎرﻫﺎی مقاوم‌سازی ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن در ﺑﺮاﺑﺮ زﻟﺰﻟﻪ - The Impacts of Earthquakes on buildings and endurance ...

اﺛﺮات زﻟﺰﻟﻪ ﺑﺮ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن و راﻫﮑﺎرﻫﺎی مقاوم‌سازی ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن در ﺑﺮاﺑﺮ زﻟﺰﻟﻪ

The Impacts of Earthquakes on buildings and endurance strategies of buildings against Earthquakes

ﻋﻠﺖ اﯾﺠﺎد زﻟﺰﻟﻪ:

ﺻﻔﺤﺎت زﻣﯿﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻫﻢ ﺳﻪ ﻧﻮع حرکت‌دارند: ﻫﻤﮕﺮا، واﮔﺮا و اﻧﺘﻘﺎﻟﯽ. درحرکت ﻫﻤﮕﺮا ﺻﻔﺤﺎت زﻣﯿﻦ ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻧﺰدﯾﮏ ﺷﺪه و ﺑﺎﻋﺚ اﯾﺠﺎد کوه‌ها می‌شود. درحرکت واﮔﺮا ﻧﯿﺰ ﺻﻔﺤﺎت از ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﮔﺮﻓﺘﻪ و دره‌ها را ﺑﻪ وﺟﻮد می‌آورند. اﻣﺎ ﺣﺮﮐﺖ اﻧﺘﻘﺎل ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﯽ در زمین‌لرزه اﯾﻔﺎ می‌کند. در اﯾﻦ ﻧﻮع ﺣﺮﮐﺖ ﺻﻔﺤﺎت زﻣﯿﻦ در ﮐﻨﺎر ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﺷﺮوع ﺑﻪ ﻟﻐﺰش می‌کنند. اﮔﺮ ﺻﻔﺤﺎت در ﻧﻘﻄﻪ ﺿﻌﯿﻔﯽ از ﺳﻄﺢ زﻣﯿﻦ ﺣﺮﮐﺖ ﮐﻨﻨﺪ، ﻟﻐﺰش ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﯽ ﺑﺎﻋﺚ ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﺷﺪه و اﻧﺮژی ﺑﺴﯿﺎر زﯾﺎدی آزاد می‌گردد. اﯾﻦ ﻟﻐﺰش ﺑﺎﻋﺚ اﯾﺠﺎد زﻟﺰﻟﻪ می‌شود.

اﺛﺮات ارﺗﻌﺎش روی ﺳﺎزه:

ﺗﺼﻮر ﮐﻨﯿﺪ در اﺗﻮﺑﻮس ایستاده‌اید و اﺗﻮﺑﻮس ﺷﺮوع ﺑﻪ ﺣﺮﮐﺖ می‌کند، در اﯾﻦ ﻫﻨﮕﺎم ﭘﺎﻫﺎﯾﺘﺎن ﺑﻪ ﺟﻠﻮ ﮐﺸﯿﺪه ﺷﺪه درحالی‌که ﺑﺪﻧﺘﺎن ﺗﻤﺎﯾﻞ دارد ﺳﺮﺟﺎﯾﺶ ﺑﺎﻗﯽ ﺑﻤﺎﻧﺪ(ﻗﺎﻧﻮن اﯾﻨﺮﺳﯽ ﯾﺎ اوﻟﯿﻦ ﻗﺎﻧﻮن ﺣﺮﮐﺖ ﻧﯿﻮﺗﻦ). اﯾﻦ دقیقاً ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ زﻣﺎﻧﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ زﻟﺰﻟﻪ ﺷﺪه و پایه‌های ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺷﺮوع ﺑﻪ ﺣﺮﮐﺖ می‌کند درحالی‌که ﺗنه اﺻﻠﯽ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺗﻤﺎﯾﻞ ﺑﻪ ﺣﻔﻆ ﺣﺎﻟﺖ اوﻟﺶ را دارد.

درﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﯽ ﮐﻪ ﺳﻘﻔﺶ ﺗﻮﺳﻂ ستون‌ها ﻧﮕﻬﺪاری می‌شود ﺑﻬﻨﮕﺎم زﻟﺰﻟﻪ در ﺳﻘﻒ ﻧﯿﺮوی اﯾﻨﺮﺳﯽ ایجادشده ﮐﻪ ﺑﻨﺎﺑﺮ ﻗﺎﻧﻮن دوم ﺣﺮﮐﺖ ﻧﯿﻮﺗﻦ ﺑﺎ ﺟﺮم و ﺷﺘﺎب ﺳﻘﻒ ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ می‌باشد. بنابراین ﻫﺮﭼﻪ ﺳﺎزه سبک‌تر ﺑﺎﺷﺪ(ﺟﺮم ﮐﻤﺘﺮ)ﻧﯿﺮوی اﯾﻨﺮﺳﯽ ایجادشده در ﺳﻘﻒ ﮐﻤﺘﺮ خواهد بود و ﻣﻘﺎوﻣﺖ در ﺑﺮاﺑﺮ زﻟﺰﻟﻪ ﺑﯿﺸﺘﺮ می‌شود.

در ﻫﻨﮕﺎم زﻟﺰﻟﻪ در ستون‌های ﻣﺘﺼﻞ ﺑﻪ ﺳﻘﻒ در ﺧﻼف ﺟﻬﺖ ﺷﺘﺎب ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﯾﮏ ﻧﯿﺮوی اﯾﻨﺮﺳﯽ اﯾﺠﺎد می‌شود ﮐﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﺧﻢ ﺷﺪن ﺳﺘﻮن می‌گردد اﮔﺮ ﻓﺎﺻﻠﻪ اﻓﻘﯽ ﭘﺎﯾﯿﻦ و ﺑﺎﻻی ﺳﺘﻮن خم‌شده را u در ﻧﻈﺮ ﺑﮕﯿﺮﯾﻢ ﻧﺘﯿﺠﻪ می‌شود ﮐﻪ ﻫﺮﭼﻪ u ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ ﻧﯿﺮوی اﯾﻨﺮﺳﯽ ﺳﺘﻮن ﺑﯿﺸﺘﺮ اﺳﺖ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻫﺮﭼﻘﺪر اﻧﺪازه ستون‌ها بزرگ‌تر ﺑﺎﺷﺪ اﯾﻦ ﻧﯿﺮو ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.

نیروی اﯾﻨﺮﺳﯽ واردشده ﺑﻪ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن می‌بایست از ﻃﺒﻘﺎت ﺑﻪ ستون‌ها، دﯾﻮارﻫﺎ، فونداسیون و ﺳﭙﺲ ﺑﻪ ﺧﺎک ﻣﻨﺘﻘﻞ ﺷﻮد. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﻫﺮﯾﮏ از اﯾﻦ ﻋﻨﺎﺻﺮ و اﺗﺼﺎﻻت ﺑﯿﻦ آن‌ها ﺑﺎﯾﺪ به‌گونه‌ای اﯾﻤﻦ ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﻮﻧﺪ ﮐﻪ اﻣﮑﺎن اﻧﺘﻘﺎل ﻧﯿﺮو را داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ. در اﯾﻦ ﻣﯿﺎن ستون‌ها و دﯾﻮار در اﻧﺘﻘﺎل ﻧﯿﺮوی اﯾﻨﺮﺳﯽ ﻧﻘﺶ اصلی‌تری دارﻧﺪ درحالی‌که در ساختمان‌های ﻗﺪﯾﻤﯽ دال‌ها و ﺗﯿﺮﻫﺎ موردتوجه ﺑﯿﺸﺘﺮی ﻗﺮار می‌گرفتند. دﯾﻮارﻫﺎ ﻧﺎزک ﺑﻮده و از ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺑﻨﺎﯾﯽ شکننده‌ای ﺳﺎﺧﺘﻪ می‌شدند و باضخامت ﮐﻤﯽ ﮐﻪ داﺷﺘﻨﺪ در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﻧﯿﺮوی اﯾﻨﺮﺳﯽ اﻓﻘﯽ زﻟﺰﻟﻪ ﺿﻌﯿﻒ ﺑﻮدﻧﺪ.

ادامه مطلب را اینجا بخوانید.

نیارش گستر ایران - Niaresh Gostar Iran