الدراسة الزلزالية للمباني ( نظرياً )

الدراسة الزلزالية للمباني ( نظرياً )

مـقـدمــة :

لم يعد يخفى على أحد تأثير الكوارث الطبيعية التي تحدث في مختلف بلدان العالم و على رأسـهـا الكـوارث الزلزالية ، و ما تتـركه من دمار على البنية الاقتصادية و الاجتماعية في المنطقة المنكوبة .
و قد أدركت المؤسـسات المعينة على المسـتوى المحلي و العالمي بأن الاستعداد لمواجهة الأخطار الزلزالية واجب وطني تتحمل مسـؤوليته الجهات الرسمية و الخاصة في مختلف البلدان .

متطلبات التصميم المقاوم للزلازل :

نظراً للطبيعة الاحتمالية للزلازل و المتطلبات الإقتصادية فقد اعتمدت المعايير التالية للمنشآت المقاومة للزلازل :
‌أ. أن يستطيع المنشـأ مقاومة الزلازل المتوسطة الشـدة دون أن تتجاوز الإجهادات في مختلف عناصره حـد المرونة ، مما يعني بأن الجملة الإنشائية للمبنى المقاوم للزلازل يجب أن لا تتـأثر عند تعرض هـذا المنشـأ إلى زلازل متوسـطة الشـدة مع السماح بإمكانية حدوث بعض الأضرار غير الإنشائية و السـهلة الإصلاح .
‌ب. ينبغي أن يدخل المنشـأ المقاوم للزلازل في المجال اللامرن عند تعرضه لـزلازل قوية ، مما يعني حـدوث بعض الأضرار الإنشـائية و غير الإنشـائية القـابـلـة للإصلاح دون حـدوث أيّ إنهيـار جـزئي في المبنى .
‌ج. يجب أن يتمكن المنشـأ المقاوم للزلازل من الصمود في حالة تعرضه إلى زلازل قوية و مدمرة ، مما يعني عـدم الانهيار الكلي للمنشـأ بالرغم من إمكانية حدوث أضرار شـديدة في المبنى غير قـابلـة للإصلاح . و يهدف هـذا المتطلب إلى ضمانة سـلامة السـكان و تقـليل الخسائر البشـرية إلى أدنى حد ممكن في حالة تعرض المنطقة إلى زلازل كبيرة وعلى فترات زمنية مختلفة .
العوامل المـؤثـرة على السـلوك الـزلـزالي للمنشـأ :

I ) تأثير شـكل المبنـى :

أثبتت العديد من الزلازل العالمية بأن المنشآت ذات الأشكال البسيطة تملك أفضل الفرص لمقاومة الحركات الزلزالية ، و يعود ذلك بشكل أساسي إلى عزوم الفتل المتولدة بفعل الزلازل على المنشآت ذات الأشكال المعقدة ، و يظهر الشكل التالي بعض التوزيعات الممكنة في المسقط الأفقي ، و تأثير هذه التوزيعات على المقاومة الزلزالية للمبنى .

II ) تأثير اســتطالة المبنـى الأفـقـيــة :

تـؤثـر الاسـتطالـة المفـرطـة في الاتجاه الأفقي بشكل سلبي على سلوك المبنى عند تعرضه للحركة الزلزالية ، و ذلك لاختـلاف طبيعة التربة على طول المنشأ مما يؤدي إلى اهتزاز أجزاء المنشأ بشكل غير متوافق ، و يمكن تقليـل هـذه الآثـار السـلبية بتجزئة المنشـأ انشائياً إلى أجزاء متعددة تحتوي على فـراغات حـركـة ، تسمح باهتزاز الأجزاء المختلفة للمبنى .

III ) تأثير نحالة المبنى شاقوليا ً :

أثبتت الدراسات على أن المباني ذات النحالة المفرطة شاقولياً تتعرض إلى اهتزازات واسعة ، مما يؤدي إلى نشـوء قوى قص و عزوم انعطاف كبيرة على عناصر المنشأ و خاصة على الأعمدة ، الأمر الذي يمكن أن يـؤدي إلى مشـاكل انشـائية مختـلفة .
كذلك ينصح بأن يتم تجنب التغير المباشـر في المسـاحة الطابقية ( الإرتداد الطابقي ) ، وذلك لأن مثل هـذا التغير يقـود إلى مشـاكل انشـائية مختـلفة ناشـئة من اختلاف الخصائص الديناميكية للمنشأ على جوانب هـذه الإرتدادات ، و ينصح باسـتخدام طرق التحليل الديناميكي بدلاً من الطرق المبسطة ، و كذلك ينصح باسـتخدام طرق التحليل الدينـاميكي بـدلاً من الطرق المبسـطة في حال وجود إرتـدادات أفقيـة في المبنى .

IV ) توزع كتلة المبنى :

أظهرت الدراسات بأن مقاومة المنشـأ الزلزالية تتحسن إذا كان توزيع كتلة المنشأ و مقاومته الزلزالية موزعة بشكل منتظم ضمن المبنى ، و ينصح باعتماد العوامل التالية :
1. توزيع العناصر المقاومة للأحمال الزلزالية كجدران القص و الإطارات بشكل منتظم ضمن المبنى .
2. يجب أن لا تحتوي الأعمدة و جدران القص على انقطاع في المتانة كما هو مبين في الشكل .
3. يجب أن لا تحتوي الأعمدة أي تغير مفاجئ في مقطعها .
4. يجب أن تتطابق محاور الجوائز مع محاور الأعمدة المسـتندة عليهـا .
5. يفضل أن يكون عرض الجوائز مماثـلاً لعرض الأعمـدة في أماكن الاتصال .

V ) قسـاوة المبنى :

تعتبر قساوة المنشأ عامل أساسي في تحديد مقاومته الزلزالية حيث ترتبط بعاملين كما يلي :
‌أ. ترتبط الهيئة الاهتزازية للمنشأ بشكل أساسي بقساوته ، و حيث أن مهمة مهندس الزلازل الأساسية أن يمنع حدوث توافق بين دور اهتزاز المنشـأ و دور الحركة الزلزالية في الموقع ، لذا يتوجب تجنب استخدام المنشآت الصلبة ذات الأدوار الصغيرة في الأماكن الصخرية ذات الأدوار الصغيرة ، و ينصح اسـتخدام المنشآت المرنة ( كالمنشآت الإطارية العالية ) في هذه الأماكن ، وكذلك يمكن اسـتخدام المنشآت الصلبة ( الأبنية قليلة الارتفاع ) في الأماكن ذات الأدوار الكبيرة (ترب التأسيس الناعمة و العميقة القادرة على امتصاص الموجات الزلزالية ذات التواتر العالي و الأدوار الصغيرة ).
و بشكل مشابه فلإن الأماكن القريبة من الصدوع و التي تتلقى موجات

شارك هذه الصفحة وتابعنا على صفحاتنا الرسمية

شارك الموضوع →

تويت

تابعنا →

إنشر الموضوع →