فكرة بدقيقة

SMD | SMD Decoration Architecture

تصميم مباني لمقاومة الزلازل

تصميم مباني لمقاومة الزلازل

تاريخ: 2023/02/10

أخبارنا

جدول المحتوى

 

EPET 3-D animation PrintScreen.jpg

أظهرت التجارب والنتائج من الزلازل الأخيرة أن المرافق المصممة والمنفذة بشكل صحيح يمكنها تحمل الزلازل الشديدة دون الانهيار. ومع ذلك، فإن معظم هذه المرافق، وخاصة القديمة منها، من المحتمل أن تتعرض لأضرار جسيمة أو تنهار، مما يؤدي إلى خسائر [1] مسح لأداء المنشأ يتطلب حدوث الزلازل أن يتمتع الهيكل بمقاومة كافية للقوى الجانبية وفي نفس الوقت يتمتع بمرونة كافية، أي القدرة على الحفاظ على سلامته عندما يزداد الإجهاد، وذلك لحماية الحشد.

أكدت دراسات أداء الهياكل خلال هذه الزلازل أيضًا أن العناصر الهيكلية ذات المقاومة الكافية للقوى الجانبية يجب أن تتمتع أيضًا بالامتثال الكافي، أو القدرة على الحفاظ على سلامتها تحت ضغط متزايد، من أجل حماية المواطنين.

يمكن تلخيص آثار الزلازل على أي هيكل خرساني، اعتمادًا على موقع الهيكل وبعده أو بعده عن المنطقة الساحلية أو من مركز الزلزال الرئيسي، فهي تؤثر على مجال هذا الهيكل بقيم مختلفة من القوى الأفقية. تتعارض هذه القوى الأفقية مع مفهوم التوازن في أصل القوى الرأسية التي استخدمها مهندسو التصميم يعتمد فقط على التأثيرات التي تتجاهل أصل القوى الأفقية والتصميم بناءً على هذه القوى.

القوى الأفقية

التصميم الأفقي لمبنى

هو تحقيق دراسة توازنه الداخلي والخارجي تحت تأثير القوى الزلزالية.

الإتزان الداخلي لمنشأ

إنه مصدر القوة الداخلية مثل لحظة الانحناء وقوة القص والقوة العمودية، بحيث يكون للجزء الخرساني مقاومة داخلية كافية.

الإتزان الخارجي لمنشأ

هو تحقيق استقرار المبنى تحت تأثير العزم الالتوائي ولحظة الانقلاب، وكذلك تغيير إجهاد تشوه التربة.

التصميم الرأسي للمنشأ

تم تصميم الهيكل لتحمل الأحمال الميتة من وزن الألواح الخرسانية والأعمدة والأرضيات والجدران ... والأحمال الحية من وزن الأثاث والمفروشات ووزن شاغلي المبنى.

متطلبات تصميم المباني المقاومة للزلازل 

كان لا بد من اختيار شكل المبنى ليكون متماثلًا في المستوى الأفقي، وتجنب الأشكال الزاويّة. بالنسبة للمباني غير النظامية، يجب فصل المباني عن طريق مفاصل زلزالية لمنع المباني بعد الزلازل المتكررة، واستخدام قطع مثلثة أو متوازي الأضلاع لأنها تشكل جزءًا من فرصة تركيزات الإجهاد الزلزالي إجهاد إلتوائي ضعيف وقوي بسبب الزلازل.

تصميم إنشائي مناسب لمقاومة الزلازل

تنقسم المباني الخرسانية إلى نوعين:

1-مباني هيكلية

تتكون من أعمدة وعوارض خرسانية تتحمل وزن السقف الخرساني. هذا النوع لديه مقاومة جيدة للصدمات إذا تم تصميمه وتنفيذه بشكل صحيح. ينقسم هذا النوع من المباني إلى الأجزاء التالية:

  • المباني منخفضة الارتفاع: لا يزيد عدد الطوابق عن ستة أو سبعة طوابق.
  • عمارات متوسطة الارتفاع: لا يزيد عدد الطوابق عن 14 إلى 15 طابقا.
  • المباني الشاهقة: لا تزيد عن 30 دور.

مقاومة المباني الهيكلية للزلازل

  1. أولاً، اختر النظام الإنشائي المناسب للمباني ذات الارتفاعات المتوسطة والعادية.
  2. اختر النظام الهيكلي المناسب لتصميم المبنى الصحيح.
  3. يحسب الاستجابة متعدية لزلزال.
  4. تصميم القطعات الحرجة للعناصر الإنشائية.

ضع في اعتبارك: نظام من الأعمدة والعوارض الخرسانية التي، اعتمادًا على المنطقة الزلزالية، تدعم المباني التي يصل ارتفاعها إلى 14 طابقًا.

أسباب انهيار المباني

تتسبب الزلازل في انهيار المباني بسبب نقص الحديد أو ضعف الأسمنت، وهي عوامل تساهم بلا شك في الانهيار بطريقة ما، ولكنها غالبًا ليست السبب الحقيقي.

السبب الحقيقي لانهيار المباني يجب أن نشرح عامل الأمان المعتمد في تصميم المباني السكنية العادية:

  • أول شيء يقوم به مهندس التصميم هو تقدير أحمال الأرضية بدقة، وبما أن أحمال الوزن الثقيل وأوزان قاطع البلاط والكتل (الأحمال الميتة) يتم حسابها بدقة، فهي ليست مشكلة.

أما الأحمال الحية فهي تختلف حسب طبيعة الاستثمار الإنشائي.

  • بعد الانتهاء من تحليل الحمل (الأحمال الميتة والمباشرة)، سيتم حساب التصميم بناءً على مقاومة الخرسانة.

وبالتالي، يتم ضمان عامل أمان المبنى من حيث تقدير الأحمال ذات القيمة العالية المثالية وتقليل قيمة مقاومة الخرسانة والحديد.

انهيار المباني

مما لا شك فيه أن البناء كما تم تصميمه أكثر أمانًا من تنفيذ مبنى استنفد خياراته الأمنية، لذا فإن تعديل قطر الحديد وتقليل نسبة الأسمنت في الخرسانة يضعف القيمة الإجمالية لمقاومة المبنى. لكن نادرًا ما يكون هذا سببًا في حدوث تصادم مفاجئ.

حدث الانهيار المفاجئ بسبب عدم وجود دراسة كافية للتربة وجهل المصمم باطن الأرض.

يعتمد حساب أي منشأة على حساب القوى التي تؤثر عليها. اجعل المنشأة تقاوم العناصر بنجاح وتحافظ على ثباتها طوال فترة خدمتها المتوقعة.

يجب أن يفهم المهندسون الجوانب المختلفة للمنطقة ... أنواع التربة والتضاريس ... المناخ ... الزلازل ومتوسط ​​حدوثها وتواترها ... إلخ.

تقوية المباني المقاومة للزلازل

المعالجة والإصلاح

لضمان المقاومة الأساسية المطلوبة للأعضاء الهيكلية غير الهيكلية التالفة، فإن الأعضاء الهيكلية التي تم إصلاحها جيدًا تحتفظ تقريبًا بنفس المقاومة كما كانت قبل الفشل.

التقوية أو التدعيم

هو تعديل وتصحيح المقاومة والصلابة لعنصر هيكلي واحد أو الهيكل بأكمله من أجل تحسين أداء الهيكل ضد الزلازل اللاحقة. يتضمن التعزيز عادةً زيادة مقاومة العناصر الفردية أو امتثالها أو إضافة عناصر هيكلية جديدة لأداء أفضل - يزيد بشكل كبير من مقاومة الهيكل للقوى الجانبية، بينما قد يتخلى التعزيز في بعض الأحيان عن صنع العناصر تم اختيار العناصر الهيكلية ذات المقاومة المنخفضة والليونة لتحسين قابلية التشغيل البيني للعناصر الهيكلية ومنع الانهيار المبكر للعناصر المجاورة الأضعف.

اضرار الزلازل

مباشرة بعد وقوع زلزال مدمر، من المهم أن يكون لديك تقييم أولي لكل هيكل من قبل فريق بحث متخصص من أجل تحديد المدى العام للضرر الذي لحق بالهيكل بسرعة. عندما تحدث مثل هذه الكوارث الطبيعية، يُطلب من الجميع اتباع تدابير السلامة. عملية البحث الأولية التي تلي عملية التقييم الأولي هي تقييم مستقل وأكثر شمولاً. يتم إعداده من قبل مهندسي التصميم، بدءًا من تحديد مفصل لطبيعة ومدى الضرر وما إذا كانت تدابير الطوارئ أو التعزيز مطلوبة. أما المرحلة الثانية فيتعين دراسة الضرر بالتفصيل لفهم الضرر بالتفصيل. بعد التحقيق الأولي، يمكن تصميم إجراءات الإصلاح والتعزيز وصياغتها، ويمكن البدء في إجراءات الطوارئ للتعزيز والحماية المؤقتة. تم على الفور تنفيذ المباني التي لحقت بها أضرار جسيمة ولكنها لم تنهار وقت وقوع الزلزال.

تهدف الحماية المؤقتة إلى ضمان المقاومة المؤقتة أو تعزيز العناصر والوصلات التالفة التي تعتمد عليها سلامة الهيكل بأكمله. يجب أن تضمن تدابير الحماية المؤقتة سلامة القريبين.

  • يجب أن أقرر التحصين في حالة الخطر، لكن يجب أن أمر بهدم المنشآت التي تهدد الخطر.

تتمثل العملية الأولى في عملية الحماية المؤقتة في دعم الأعضاء الرأسية للأعمدة والجدران الحاملة التي انهارت أو تعرضت لأضرار جسيمة، وعندما تكون الأعضاء الرأسية واضحة، يجب تنفيذ الدعم الرأسي في الأرضية. وقد تضررت.

  • كان على المصممين تقدير الخسائر بطريقة نموذجية، باستخدام بيانات المسح المسجلة، ثم تنفيذ إجراءات الإصلاح والتعزيز التي حسنت استجابة الهيكل في الزلازل اللاحقة عن طريق تجنب الانحرافات في المستويات الأفقية والتغيرات المفاجئة في الصلابة بين البلاط.
  • يوصى بإجراء تقييم دقيق لنتائج تقوية الأعضاء المضافة إلى الهيكل للتأكد من أنها لا تؤدي إلى زيادة الضرر في الزلازل اللاحقة.