تخریب سازه های بتنی بر اثر زلزله نورثریج ( 126 اسلاید )

-زمین ‌لرزه نورت‌ ریج در تاریخ ۱۷ ژانویه ۱۹۹۴ میلادی، برابر با ‎۲۷ دی ۱۳۷۲، ساعت ۱۲:۳۰:۵۵ در منطقه نورت ‌ریج رخ داد.

-زلزله  ‍۱۹۹۴ نورث‌ریج در کالیفرنیا ویرانگرترین زلزله از زمان زلزله سانفرانسیسکو در سال 1906 و پرهزینه‌ترین زلزله در تاریخ آمریکا بوده است.

-در قاب‌های بتنی، آسیب‌ های وارد شده در اثر زلزله اغلب شامل موارد زیر می‌شد:

• ایجاد طبقه نرم به دلیل جزییات میلگردگذاری ضعیف ستون‌ها ( آرماتورهای عرضی با فاصله زیاد و استفاده از میلگردهای طولی صاف -بدون آج )
• تسلیم برشی ستون‌ها به دلیل به وجود آمدن ستون کوتاه و تیر قوی-ستون ضعیف به صورت ناخواسته بدلیل نحوه اجرا و نوع نما

-البته این موضوع قابل توجه است که پیشرفت عملکرد سازه‌هایی که بر اساس آیین‌نامه‌های اصلاح شده (بعد از تغییرات آن‌ها در سال 1971) ساخته شده بودند، کامل مشهود بوده است. در این تغییرات جزییات مربوط به میلگردگذاری ستون‌ها بهبود داده شده بود ، در نتیجه آسیب‌های مربوط به ضعف در این موارد ، در این سازه‌های تازه ساخته شده کمتر دیده شده بود.

-در زلزله ۱۹۹۴ نورتریج طبقه نرم عامل ایجاد خرابی در بیش از دو سوم از ۴۶۰۰۰ ساختمان تخریب شده، بود. بر اساس آمار اعلام شده ۶۰ش نفر در اثر ریزش این ساختمانها فوت و صدها نفر زخمی شدند. ساخت این ساختمانها در دهه ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ یعنی قبل از تدوین آیین نامه در آمریکا بسیار رایج بود. با تجارب بدست آمده از این زلزله و تدوین آیین نامه جدید ، در زلزله ۲۰۰۳ سانفرانسیسکو تنها ۲ نفر در اثر پدیده طبقه نرم فوت کردند.

• تخریب به علت وقوع پدیده ستون کوتاه :

-یکی از خرابی های بسیار شایع در زلزله نورثریج ، تخریب به علت وقوع پدیده ستون کوتاه بوده است .

-ستون های کوتاه به ستون هایی اطلاق میشود که ابعاد مقطع انها نسبت به طولشان بسیار بزرگتر می باشد (یا به عبارتی مقاطع کلفت با ارتفاع کم)

-در ستونهای کوتاه با کاهش طول مهار نشده ستون ،  سختی به شدت افزایش می یابد و لذا نیروهای جانبی زلزله بیشتری جذب می نماید و در نتیجه قبل از رسیدن به ممان پلاستیک ، دچار شکست برشی می گردد.

-ستونهای کوتاه با مقاومت برشی ناکافی ، شکست برشی را که اصولا ماهیتی ترد و ناگهانی دارد را تجربه می کنند .

-شکست برشی به دلیل ماهیت ناگهانی خود که همراه با کاهش سریع مقاومت ستون است بدترین نوع شکست در سازه های بتن آرمه به حساب می آید.

• تیر ضعیف ، ستون قوی :

-برای افزایش شکل‌پذیری سازه‌ها، باید از شکست ترد اعضا جلوگیری شده و افزایش ظرفیت هم طبق آیین‌نامه‌های داخلی و بین‌المللی صورت می‌گیرد که در این حالت ظرفیت ستون باید بیشتر از تیر باشد.

-اگر ستون ضعیف‌تر از تیرها باشد کل سازه دچار مکانیزم شده و منهدم می‌گردد؛ اما اگر تیر ضعیف‌تر از ستون باشد ممکن است یک سقف یا چندین کف دچار مشکل شده اما کل سازه همچنان سالم باشد.

-با توجه به هدف طراحی سازه‌ها در زمان زلزله، ما انتظار داریم سازه دچار آسیب شود ، اما فرو نریزد که این مهم در رعایت بند تیر ضعیف ستون قوی حاصل خواهد شد. هدف از این بند این است که شکست، اول در تیر اتفاق بیفتد چون در این حالت سازه همچنان پایداری خود را حفظ می‌کند. زیرا در این صورت ممکن است یک یا چند طبقه دچار آسیب شود ، اما خسارت وارده در مجموع کمتر از حالتی است که کل سازه به‌ یک‌باره فرو بریزد.

-مواردی از اجرای برعکس این اصل در خرابی های زلزله نورثریج مشاهده شد .

• شکست اتصالات تیر به ستون :

-اتصالات تیر و ستون نقش کلیدی در عملکرد قاب بندی قاب های ستون تیر ایفا می کنند و همچنین برای انتقال بارهای محوری ستون ضروری هستند. گزارش های شناسایی زلزله مواردی از ریزش ساختمان به دلیل خرابی اتصالات تیر و ستون را شناسایی می کند.

• آسیب‌های وارد بر دیوارهای برشی بتنی ساختمان :

-در ساختمان‌های بزرگ و جدیدتر که در آن‌ها از دیوار برشی به عنوان سیستم اصلی باربری جانبی استفاده شده بود، آسیب‌های شدیدی گزارش نشد ، ولی در ساختمان‌های کوچک تر با سیستم دیوار برشی نمونه‌هایی از تخریب و فرو ریزش دیده می‌شد.

• تخریب در گاراژ پارکینگ CSU Northridge :

-این سازه پارکینگ با ظرفیت 2500 خودرو در سال 1991 به پردیس دانشگاه ایالتی کال - نورتریج اضافه شده است، در لرزش شدید زلزله نورتریج  بخشی از آن دچار ریزش می شود . نمای نزدیک از ورودی به سازه پارکینگ، شکستگی‌های نزدیک به هم در ستون‌های بتونی آرمه را نشان می‌دهد که موجبات "خم شدن" دیوار بیرونی را فراهم کرده است .

-علی رغم رفتار شکل پذیر ستون های بتنی، این سازه پارکینگ فرو ریخت  ، زیرا دال های کف به اندازه کافی به بقیه سازه متصل نبودند. یعنی تیرها و ستون ها شکل پذیر بودند اما اتصالات بین این عناصر شکل پذیر نبودند . تقویت مارپیچی کافی منجر به رفتار انعطاف پذیرتر شده است. متأسفانه، سازه دارای نارسایی های دیگری بوده که منجر به فروریختن آن شده است .

• تخریب ستون های بتنی پل ها :

-تقریباً تمامی ستون‌های بتنی آسیب دیده در پل‌ها، با توجه به با آیین نامه‌ها و دستورالعمل‌های قدیمی طراحی و اجرا شده‌اند که به عنوان مثال میلگردگذاری‌های انجام شده کم و ضعیف بوده است.

-این نوع میلگرد گذاری ضعیف که باعث تردشکن و غیرشکل‌پذیر بودن ستون‌های بتنی می‌شود، عامل شکست ستون‌های کوتاه در برش و ستون‌های بلند در خمش، در حین زلزله، شده است.

برای دیدن لیست کامل مطالب داخل این پاورپوینت قسمت "اطلاعات بیشتر" را ملاحظه نمائید.

فایل های کمکی : -فایل پی دی اف در مورد تخریب سازه های بتنی بر اثر زلزله نورثریج در 18 صفحه و به زبان انگلیسی 2-فایل پی دی اف در مورد بررسی شکست ستون کوتاه در یک ساختمان بتنی 7 طبقه در زلزله نورثریج و مقاوم سازی بعد از آن در 137 صفحه و به زبان انگلیسی 3-فایل پی دی اف در مورد عملکرد ساختمان های بتنی پیش ساخته پیش تنیده در زلزله نورثریج در 18 صفحه و به زبان انگلیسی

توجه : اگر به اطلاعات بیشتری در مورد زلزله نورثریج احتیاج دارید ، پاورپوینت " بررسی جامع زلزله نورثریج " را دانلود نمائید .

منبع تهیه پاورپوینت : منبع اولیه مطلبی در سایت سبز سازه ، سایر مطالب از سایت ها و منابع خارجی و ترجمه متون مرتبط