پارس عمران

مرکز آموزش مهندسی عمران و معماری

پارس عمران

مرکز آموزش مهندسی عمران و معماری

بتن یا فولاد؟

هر روز هنگام عبور از خیابان‌های شهر شاهد ساخت و سازهای روز افزونی هستیم،
ساختمان‌های مختلف از یک طبقه تا 60 طبقه که جلوی آنها انواع مصالح دیده می‌شود؛ سازه‌هایی که گاه از بتن ساخته می‌شوند و گاه از فولاد.در مورد اینکه کدام نوع سازه بر دیگری برتری دارد، اختلاف نظر شدیدی بین سازندگان ساختمان‌ها وجود دارد. معمولاً معیارهای ساخت، جواب‌های متفاوتی برای ما به همراه دارند.
عمده عوامل مؤثر در این روند، هزینه، زمان و کیفیت ساخت هستند.هزینه ساخت و سود حاصل از این سرمایه‌گذاری با زمان اتمام طرح رابطه تنگاتنگی دارند. بدیهی است هر چه زمان طرح طولانی‌تر ‌شود شاهد افزایش قیمت مصالح، قیمت تمام شده طرح، هزینه‌های متفرقه و بازگشت دیرتر سرمایه خواهیم بود که خوشایند هیچ سازنده‌ای نیست.

سازه‌های بتن آرمه در مقابل سازه‌های فولادی معمولاً نیاز به هزینه کمتر و زمان بیشتری برای ساخت دارد؛ در حالی‌که سازه‌های فولادی ابتدا نیاز به سرمایه زیادی برای خرید آهن آلات دارد ولی در عوض شاهد سرعت اجرای بالاتری خواهیم بود.بنابراین در ساختمان‌های عادی کمتر از 6 طبقه در نهایت از این منظر تفاوت زیادی وجود ندارد.

در اسکلت‌های فولادی حتماً باید تمام اسکلت آماده باشد تا بتوان سقف را اجراکرد. به عبارت دیگر اول باید تیر و ستون‌هایی وجود داشته باشد تا بتوان روی آن سطحی به نام سقف یا همان کف اجرا کرد. در حالی‌که در سازه‌های بتن آرمه ابتدا ستون‌های هر طبقه و سپس سقف همان طبقه که خود مشتمل بر تیر‌ها و کف یکپارچه‌تری نسبت به سازه‌های فولادی است اجرا می‌شود.

مزیت این روش نسبت به روش اول آن است که می‌توان طبقه مورد نظر را سریعتر برای اجرای دیگر مراحل از جمله تیغه چینی، اجرای تأسیسات مکانیکی و برقی و... در اختیار سایر پیمانکاران قرار داد که خود موجب تسریع در روند طرح خواهد بود.

ولی به‌طور کلی زمان اجرای سازه‌های فولادی در مقیاسهای بزرگ تا حدودی کوتاه‌تر از سازه‌های بتن آرمه و هزینه‌های سازه‌های بتن آرمه کمتر از سازه‌های فولادی است که هر سازنده‌ای با توجه به شرایط و معیار‌های خود تصمیم‌گیرنده اصلی است.

حال با فرض وجود شرایطی کاملاً ایده‌آل، یعنی عدم‌وجود محدودیت زمان و هزینه‌ها، عامل سوم یعنی کیفیت سازه را بررسی می‌کنیم. کیفیت را می‌توان از جنبه‌های متفاوتی مانند مقاومت در برابر بارهای ثقلی وارده و زلزله، مقاومت در برابر حرارت، ابعاد، دهانه‌های قابل پوشش، تعداد طبقات قابل طراحی، قابلیت ترمیم آسان و... مورد نقد و بررسی قرار داد. با توجه به گستردگی و پیچیدگی مسئله، در اینجا فقط تصمیم‌گیری برای ساختمان‌های عادی را مورد توجه قرار می‌دهیم.

اولین و مهم‌ترین نکته قابل ذکر در این مورد مقاومت مصالح و ابعاد مصالح مصرفی است. معمولاً هر چه اعضای باربر ما ابعاد بزرگتر از نگاه عام و ممان اینرسی بالاتر از دید مهندسی داشته باشد، رفتار سازه‌ای مناسب‌تر است و هر چه مصالح مصرفی که در عرف ساختمان‌سازی‌ بتن یا فولاد هستند قابلیت تحمل نیروهای بیشتر را داشته باشند منجر به طراحی اعضای ظریف‌تری خواهند شد.

اگر هر دو عامل در کنار هم قرار گیرند منجر به رسیدن به سختی و صلبیت بالاتری خواهند شد که جزء اصلی‌ترین آیتم‌های طراحی یک مهندس محاسب به شمار می‌روند.

در طراحی سازه‌ها، مقاومت بتن را 10 درصد مقاومت فولاد فرض می‌کنند بنابراین ابعاد ستون‌ها و تیرهای بتنی، به‌مراتب بیش از سازه‌های فولادی است. البته این ابعاد بزرگ اعضای بتنی، ممان اینرسی بسیار بالاتری نسبت به گزینه دیگر به ارمغان خواهند آورد که در نهایت سازه بتنی، سختی بالاتر و معمولاً رفتار سازه‌ای مناسب‌تری دارد.

« سازه‌های بتنی سنگین هستند.» در پاسخ به این ایراد باید گفت: ابعاد بزرگ سازه تا جایی مورد پذیرش یک مهندس است که منجر به سنگینی بیش از حد سازه نشود و با توجه به آنکه بحث ما در مورد سازه‌های عادی کمتر از 6 طبقه است تفاوت وزن اسکلت نیز آنچنان نخواهد بود تا مهندس طراح را به سمت طراحی سازه فولادی بکشاند. این موضوع در بسیاری از سازه‌های عظیم نیز صادق است که برج 56 طبقه تهران نمونه بارزی از این دست است.

بحث زلزله که بحث داغ این روزهای تهران است می‌تواند جنبه دیگری از کیفیت مناسب یک سازه باشد. سازه‌های بتن آرمه عادی و به ویژه مجهز به دیوارهای بتنی به‌علت سختی بالا نسبت به سازه‌های فولادی در برابر زلزله، در بیشتر موارد مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می‌دهند اما سازه‌های فولادی نیز می‌توانند همین رفتار را از خود نشان دهند مشروط برآنکه طراحی مناسبی داشته باشند.

نکته قابل تامل اینجا است که این رفتار به چه قیمتی به دست خواهد آمد؟ اگر طراحی، یک طراحی بدون نقص باشد، هم سازه فولادی و هم سازه بتن آرمه در چند ثانیه وقوع زلزله، با حداقل خسارت ممکن جان سالم به در خواهند برد. اما کار به اینجا ختم نخواهد شد و پس از زلزله‌های زیادی شاهد شکستگی لوله‌های گاز و وقوع آتش سوزی‌های مهیب بوده‌ایم که گاه از خود زلزله مخرب‌تر هستند.

با توجه به اینکه اطفاء حریق بلافاصله بعد از وقوع حادثه ممکن نیست، ساختمان باید به گونه‌ای طراحی شود که تا چند ساعت متوالی بتواند آتش را با حداقل خسارات وارده تحمل کند. در سازه‌های بتن آرمه مقاومت بالایی در برابر آتش سوزی وجود دارد، اما درسازه‌های فولادی درصورتی‌که تمهیدات ایمنی لازم در آنها صورت نپذیرد در چند دقیقه ابتدایی حریق، شاهد تخریب‌های بسیار سریع و غیرقابل جبران خواهیم بود که این مورد نیز مزیتی بسیار ارزشمند برای سازه‌های بتن آرمه به حساب می‌آید.

اما آنچه اکثر مهندسان را نسبت به سازه‌های بتن آرمه به شدت بد‌بین کرده، عدم‌قطعیت‌ها، یکنواخت نبودن مقاومت بتن و کم اطلاعی بسیاری از سازندگان از نحوه عمل‌آوری و به دست آوردن نتیجه‌ای مطلوب از این ماده است.

قابلیت اشتباه در تهیه بالقوه این نوع ماده در مقابل فولاد توجیه دیگری است که از سوی عده زیادی در مخالفت با بتن ارائه می‌شود، چرا‌که ممکن است حین عمل آوری، مقاومت فشاری کمتر از حد مورد نیاز به دست آید.

این گروه معتقدند جبران یک اشتباه در سازه‌های بتن آرمه در مواردی منجر به تخریب اجباری سازه می‌شود در حالی‌که فولاد در هر لحظه که سازنده اراده کند با هزینه‌ای به نسبت پایین قابل ترمیم و تقویت است.

در پاسخ به این ایراد باید گفت این عدم‌قطعیت‌ها در آیین نامه‌ها با اعمال ضریب ایمنی بسیار بالایی پیش‌بینی شده تا جایی که در موارد زیادی شاهد مقاومتی چند برابر مقاومت مورد نیاز در ساخت این قبیل سازه‌ها هستیم.از سوی دیگر این عدم‌قطعیت کیفیت بتن در شالوده و سقف‌های سازه فولادی نیز وجود دارد و صرفاً متعلق به سازه‌های بتن آرمه نیست.

در نهایت باید بر این موضوع تاکید کرد که به‌طور کلی هم سازه‌های فولادی و هم سازه‌های بتن آرمه درصورتی که در طراحی آنها سیستم مناسب و منطبق بر آیین‌نامه‌های به روز، مورد استفاده قرار نگیرد و متخصصین متبحر آنها را اجرا و مهندسین با تجربه بر اجرای آنها نظارت مستمر نکنند، هیچ رجحانی از نظر کیفیت و قابلیت اطمینان بر دیگری ندارند.

فراموش نکنیم معیار چهارمی نیز در انتخاب وجود دارد؛ معیاری که 3 معیار هزینه، زمان و کیفیت را تحت سیطره خود قرار می‌دهد: فولاد به‌عنوان یک سرمایه ملی ماده‌ای است که ارزان به دست نمی‌آید و همانند نفت روزی تمام خواهد شد؛ ماده‌ای که باید در صنایع ارزشمندتر ‌ و یا حداقل در سازه‌های خاص که نیاز به ظرافت خاصی دارند و پس از بررسی‌های علمی برتری فولاد در آن محرز شده، مورد استفاده و بهره برداری قرار گیرد تا شاهد رشد اقتصادی در دیگر زمینه‌ها باشیم.

به‌نظر نویسنده استفاده از سازه‌های بتن آرمه با توجه به مصرف به‌مراتب پایین‌تر از فولاد (به‌صورت میلگرد) هم از نظر سازه‌ای و هم از نظر اقتصادی و هم از جنبه ملی به‌مراتب مناسب‌تر و بهینه‌تر از سازه‌های فولادی است.

سیستم های سازه ای

در این مقاله سعی خواهم کرد تا سیستمهای متداول ساخت و طراحی سازه را معرفی نمایم و به بررسی انان پرداخته شود.

البته به دلیل زیاد بودن مطالب فقط نام برخی از سیستمها با مشخصات خلاصه نوشته میشود و در مقالات اینده به بررسی کلی خواهیم پرداخت.


1:سیستم سازه ای با دیوار باربر: این سیستم قدیمی ترین و اشنا ترین  روش ساخت می باشد که امروزه به دلایل ایین نامه ای و نیروهای جانبی زیاد مورد توجه قرار نمی گیرد.

 

2:قاب مفصلی مهاربندی شده: این سیستم از قدیمی ترین سیستم های سازه ای بوده که مورد توجه مهندسین در سالهای قبل و حتی امروزه میباشد.در این روش بارهای ثقلی بر قاب مفصلی وارد شده و به دلیل مفصلی بودن قاب سازه معیین بوده و به صورت استاتیکی تحلیل میشود و بارهای جانبی بر مهار بندهای ان وارد شده و مهاربندها به روشهای تقریبی یا دقیق قابل تحلیل است لذا در سالهای دور به دلیل عدم وجود حسابگرهای ماشینی در سازه  ها از این سیستم بیشتر استفاده میشد به عنوان مثال:  برج ایفل- برج امپایر استایت در نیویورک و.... ....بااین سیستم ساخته شده اند( برج امپایر استایت در سال 1931 ساخته شده و در ان از مهاربند های غیر هم محور واتصالاط پرچی استفاده شده است این برج به مدت 40 سال بلند ترین سازه ی جهان به شمار می رفت)

 

3:قاب خمشی: بعد از جنگ جهانی دوم اجرای سازه های بتنی اغاز شده و ساختمانهای بتنی به دلیل اجرای هم زمان قاب ان به فرم قاب خمشی ساخته میشود البته میتوان سازه های فلزی را نیز به فرم قاب خمشی اجرانمود.به هر حال در قاب خمشی نیرو های ثقلی و جانبی در تکه گاههای تیرها لنگر خمشی ایجاد میکند و نیز تیرها و ستونها در تحمل تمامی نیروهای وارده باهم وارد عمل می شوند لذا تحلیل المانهای این نوع قابها باید همزمان انجام گیرد.

 

4: قاب خمشی مهار بندی شده: گاها نیروهای جانبی به قدری زیاد بوده که المانهای تیر و ستون قاب خمشی به تنهایی قادر به تحمل ان نمی باشد لذا از مهاربندهای مختلف برای کمک به انها استفاده می شود که نوع این مهاربندها ممکن است فلزی بوده و یا از دیواهای برشی بدین منظور استفاده شود به هر حال باید 30 درصد  بارهای جانبی را خود قاب خمشی تحمل نماید (دیوارهای برشی خود انواع مختلفی دارند مثلا: دیوار برشی با المان مرزی - بدون المان مرزی - با باز شو - بدون باز شو - دیوار برشی کوپل و....)سیستم های فوق معروفترین و متداولترین سیستم سازه ای می باشند اکنون به معرفی سیستم های جدید تر می پردازیم.

 

5: سیستم طره ای : این نوع سیستم به ندرت اجرا می شود و تقریبا بد ترین نوع سازه می باشد چرا که در مقابل بارهای جانبی بسیار ضعیف عمل می کند.

 

6: سیستم فضایی : عالی ترین و بهترین نوع سازه ای بوده و کاملترین رفتار در مقابل باهای جانبی و ثقلی دارد اما اجرای ان بسیار مشکل است و امروزه فقط برای پوشش سقفهای سبک با دهانه های بزرگ استفاده می شود و تنها یک ساختمان 25 طبقه در هنگ کنگ که بانک مرکزی هنگ کنگ است با این سیستم ساخته شده است.

 

7: سیستم معلق : یکی از معروفترین سیستمها برای پل سازی است اما در ساختمان سازی و بلند مرتبه سازی هم ندرتا مورد توجه قرار می گیرددر این سیستم برخی المانها به فرم کششی برای تحمل بارهای ثقلی طرح می شود که اکثرا کابلهای کششی با مقاومت زیاد می باشند پلهای بزرگ مثل  گلدین گیت در سانفرانسیسکو و ساختمان 25 طبقه ی مرکز پلیس سیاتل با این سیستم طرح شده اند.

 

8: سیستم هسته ای : در این روش بارهای ثقلی توسط یکی از روشهای فوق مثلا قاب مفصلی طراحی شده و بارهای جانبی بر هسته ی سازه وارد می شود هسته به دو فرم هسته ی باز و بسته می تواند اجرا شود درحقیقت هسته همان دیوارهای برشی در پروفیلهای مختلف در مقیاس بزرگ می باشد.مثلا به شکل  Uکه همان هسته ی باز است. لازم به ذ کر است که در طراحی هسته بایستی اثر پیچش دقیقا مورد بررسی قرار گیرد اما به دلیل مشکل بودن محاسبات پیچش در گذشته این بررسی صورت نمی گرفت ولی امروزه به دلیل وجود ماشینهای حسابگر دقیق اثر پیچش نیز دقیقا مورد محاسبه قرار می گیرد. مجموعه اپارتمانهای در دست

احداث در منطقه ی شاهگلی تبریز با این روش ساخته می شود این سیستم برای ساختمانهای بین 20 الی35 طبقه مناسب است.

 

9: سیستم قاب محیطی:عالی ترین و پیشرفته ترین فرم ساختمان سازی می باشد که برای ساختمانهای بالای 150 طبقه می تواند مورد استفاده قرار گیرد.در این سیستم بارهای جانبی به قاب محیطی وارد می شود و نیز قاب محیطی خود نمای جالبی به ساختمان می دهد. برجهای دوقلوی سازمان تجارت جهانی در نیویورک که مورد حمله ی تروریستی قرار گرفت تحت این سیستم ساخته شده بودند. یکی از نکات مهمی که باید در طراحی این سیستم مورد توجه قرار گیرد بررسی اثر shear lag در قاب محیطی است اگرچه برخی از مهندسین براین باورند که اثر shear lag در ان وجود ندارد اما برخی دیگر در وجود این اثر اصرار میکنند من خودم نیز در وجود اثر shear lag در قاب محیطی معتقدم اما باید گفت که هرگز نمی توان مقدار واقعی این اثر را محاسبه نمود لذا برای حل این مشکل سیستم زیر پیشنهاد می شود.

 

10: قاب محیطی مهاربندی شده: در این حالت کل قاب محیطی توسط مهاربند های کلی و بزرگ مهاربندی می شود و تنها وجود مهاربندها برای حذف اثر احتمالی shear lag میباشد و باز نیروهای جانبی را خود قاب محیطی تحمل میکند.ساختمانی راکه در جهان با این روش ساخته شده باشد را بنده اطلاع ندارم......

 

11:مجموعه قاب محیطی:این سیستم نیز مانند قاب محیطی می باشد با این تفاوت که ساختمان از چند قاب محیطی تشکیل یافته است به عنوان مثال برج سیرزتاور در شیکاگو که بلندترین برج امریکا می باشد که از چهار قاب محیطی ساخته شده است.

دانلود این مقاله بصورت PDF

مقاوم‌سازی ساختمانها از تئوری تا عمل

http://www.civilgate.com/persian/images/stories/8806/a.jpg

مقدمه:
زلزله بم موجبات تأثر و تأسف عمومی را نسبت به فجایعی که برای مردم منطقه پیش آمده، فراهم آورد. لیکن زلزله مازندران با لرزش شدیدی که در تهران احساس شد علاوه ‌بر همدردی با مردم آن دیار، باعث نگرانی و تشویش بیش از حد برای ساکنین پایتخت گردید و همدلی با دیگران را با نگرانی برای خود در هم آمیخت.
مجدداً بحث مقاوم‌سازی، سخن روز همة مسؤولین و حتی مردم گردید. عده‌ای مقاوم‌سازی را به عنوان «ساختن مقاوم ساختمان‌های نوساز» مطرح نمودند و عده‌‌ای دیگر بحث «مقاوم‌سازی ساختمان‌های قدیمی» را مدنظر دارند. ولی نکته نگران کننده‌ این است که متأسفانه حتی بعد از وقوع زلزله‌های اخیر، هنوز ساختمان‌های خصوصی، عمومی و آموزشی دولتی در تهران در حال احداث است که در کمال تأسف عمداً یا سهواً، ضوابط محاسباتی و اجرائی مقاوم‌سازی زلزله در مورد آنها اجرا نمی‌شود و نظارت صحیحی هم بر آنها حاکم نمی‌باشد و معلوم نیست در کجای این هیاهو و غوغای مقاوم‌سازی، قرار دارند.


کلیات:
به هرحال مسأله مقاوم‌سازی در هر دو زمینه یاد شده (چه ساختمان‌های قدیم و بافت فرسوده و چه ساختمان‌های نوساز) مطرح می‌باشد. در مورد نوسازی ساختمان‌ها نیاز به ضوابط منسجم‌تری برای کنترل دقیق طراحی، ساخت براساس نقشه‌های اجرائی، جوشکاری صحیح و بتن‌ریزی قابل اعتماد وجود دارد مخصوصاً حتی پس از محاسبات و طراحی مناسب، ضعف جوشکاری در ساختمان‌های فلزی و کم بودن مقاومت بتن در سقف و پی ساختمان‌های فلزی و در کل ساختمان‌های بتنی، معضل بزرگی می‌باشد و هیچ نوع کنترلی بر آنها وجود ندارد. قابل ذکر است که اکثر بتن‌های مصرفی در ساختمان‌های ساخته شده حتی در چند سال اخیر از مقاومت محاسباتی ضعیف‌تر هستند و در هنگام وقوع زلزله، فجایع جبران ناپذیری را بوجود خواهند آورد. در حالی‌که نزد مردم، اسکلت بتنی ساختمان مقاوم‌تری را تداعی می‌نماید. «شن و ماسه شسته نشده، دانه‌بندی غلط، کم بودن عیار سیمان، شل و پر آب بودن بتن برای بتن‌ریزی راحت‌تر با پمپ و ...»، همگی باعث کاهش مقاومت بتن می‌شوند. شرکت‌های تولید بتن، در صورت کاستی مقاومت بتن از میزان تعهد شده، تحت شرایطی فقط حاضر به پرداخت بهای بتن می‌باشند و خسارات وارد بر ساختمان را نمی‌پذیرند. پیشنهاد می‌شود چنین امری مستوجب برخورد کیفری از طریق قوه قضائیه باشد.
هرچند بین کسانی که در تهیه ملزومات و آهن آلات و بتن عمداً کوتاهی می‌نمایند و آنان که در این مورد دریغ نمی‌ورزند ولی به علت عدم اطلاع فنی لازم، ساختمان آنها در اجرا ضعیف است تفاوت بسیاری وجود دارد ولی شاید در هنگام وقوع زلزله، سرنوشت هر دوی آنها یکی، یعنی نتیجه تخریب ساختمان و بروز فاجعه انسانی و مالی باشد بنابراین لحاظ نمودن ضوابط قوی‌تر اجرائی و نظارتی و کنترل مضاعف بسیار ضروری به نظر می‌رسد. در جائی که شهرداری گزارش مهندس ناظر مبنی بر عدم خلاف در متراژ ساختمان را با بازدید مضاعف عوامل شهرداری کنترل می‌نماید می‌بایست در مورد اصل بسیار مهم‌تر یعنی استحکام ساختمان، این کنترل مجدد و مضاعف نیز وجود داشته باشدت و تنها به گزارش مهندس ناظر اکتفا ننماید، چون شرایط ساخت و ساز و مسائل تحمیلی از طرف مالک و کارفرما، متأسفانه بنیان‌های این‌گونه نظارت را به کلی سست نموده است و نباید با طرح مسائل شعارگونه از واقعیت آن اجتناب نمود. مسأله مهم بعدی، قطعات الحاقی و غیر باربر ساختمان مثل دیوارهای اطراف و تیغه‌ها، دست‌انداز بام و بالکن و پنجره و شیشه مخصوصاً نماهای شیشه‌ای می‌باشد که به علت عدم اتصال کافی به سازه ساختمان در اثر وقوع زلزله حتی مواقعی که ساختمان از نظر اسکلت مقاوم باشد، «احتمال جدائی و ریزش» آنها به داخل و خارج ساختمان وجود دارد و حتی در برخی موارد آوار و شیشه بر سر افرادی که در حال خروج از ساختمان هستند فرو ریخته و باعث جراحت و یا فوت آنها گردیده است. باید آیین‌نامه‌های اجرائی برای اتصال کامل این عناصر به سازه ساختمان ارائه گردد و در مورد نماهای شیشه‌ای نیز تجدیدنظر اساسی صورت پذیرد. مسأله مهم بعدی بازسازی ساختمان‌های فرسوده می‌باشد که ظاهر شکیلی به آن می‌دهد و ضعف‌های سازه‌ای آن‌را می‌پوشاند و این در حقیقت خواسته یا ناخواسته نوعی تقلب در ساخت و فروش به حساب می‌آید. در حالی‌که شهرداری‌های مناطق به هیچ وجه نباید به ساختمان‌هایی که استحکام واقعی سازه‌ای ندارند اجازه بازسازی بدهد.
مقاوم‌سازی:
مقاوم‌سازی در مورد ساختمان‌های بسیار قدیمی که عمدتاً متشکل از دیوار باربر و بعضاً همراه با یک نیمه اسکلت فلزی هستند به علت هزینه‌های بالا و مشکلات اجرائی اگر محال نباشد به غیرممکن نزدیک است. در مورد ساختمان‌های نیمه قدیمی و بعضاً جدیدتر، که به صورت اسکلت بتنی اجرا شده، به علت پوشش میلگرد در داخل بتن و عدم دسترسی آسان به آن و عدم وجود مصالحی که به راحتی به بتن اتصال یابد، تشخیص موارد ضعف و همچنین مقاوم‌سازی آن بسیار مشکل بوده و اجرای ورق و پروفیل فلزی جوشکاری شده روی اسکلت بتنی به صورت وصله و پینه راهگشا نخواهد بود، هرچند در کیفیت و مقاوم بودن بتن مصرفی نیز باید جداً شک نمود.
در ساختمان‌های اسکلت فلزی به علت ماهیت آن، اجرای مقاوم‌سازی عملی‌تر است، لیکن به دلیل هزینه زیاد و تخریب قسمت‌های زیادی از نازک‌کاری و سفت‌کاری برای دسترسی به تیرها و ستون‌ها و اتصالات، و همچنین چند واحدی بودن ساختمان‌ها و عدم حصول توافق هماهنگ در این مورد بین مالکین واحدها، معمولاً از اجرای آن اجتناب می‌ورزند، و در صورت اجرا نیز رسیدن به یک نتیجه ایده‌آل ممکن نمی‌باشد.
در این‌گونه موارد، گزینه بهتر، تخریب و نوسازی کامل ساختمان می‌باشد. به هرحال وضعیت فونداسیون و مقاومت آن در برابر نیروی زلزله نیز باید بررسی گردد.
مدارس:
بنابر مطالب فوق‌الذکر، مقاوم‌سازی در مورد ساختمان‌های خصوصی، عملاً در سطح کلان مطرح نمی‌باشد و ساختمان‌های عمومی، مخصوصاً مدارس و بیمارستان‌ها، حائز اهمیت بیشتری هستند.
به طور مثال اگر زلزله نسبتاً شدید در ساعت 11 صبح اتفاق بیفتد در ساختمان‌های مسکونی قدیمی که عمدتاً به صورت دو طبقه مسکونی می‌باشند، تعداد 4 الی 5 نفر ساکن هستند در حالی‌که در یک مدرسه بین 300 الی 800 نفر در حال تحصیل می‌باشند و چنین اتفاقی در این‌گونه ساختمان‌ها، فاجعه جبران‌ناپذیری را در پی خواهد داشت.
در یک بررسی کلی، ساختمان‌های وابسته به وزارت آموزش و پرورش را که صرفاً جهت موارد آموزشی استفاده می‌گردند، می‌توان به صورت ذیل تقسیم‌بندی نمود:
الف- مدارس بسیار قدیمی، که عمر آنها بیش از 30 سال است و متشکل از دیوار باربر و یا نیمه اسکلت فلزی می‌باشند. این نوع ساختمان‌ها عمدتاً فاقد عناصر مقاوم در مقابل زلزله مثل بادبند و قاب خمش‌گیر می‌باشد و هیچ‌گونه مقاومتی حتی در مقابل زلزله‌های کم شدت نیز نخواهد داشت.
ب- مدارس نسبتاً جدیدتر، که عمر آنها بین 15 تا 30 سال است و عمدتاً به صورت اسکلت فلزی اجرا شده‌اند لیکن نه دارای محاسبات و نقشه‌های مناسب بوده و نه در اجرای آنها رعایت اصول و استانداردهای لازم شده است و مقاومت آنها در مقابل زلزله به شبهات زیادی همراه است.
ج- مدارس جدید، که عمدتاً بعد از سال 67 الی 68 ساخته شده‌اند به علت وجود و اعمال آیین‌نامه‌های محاسباتی و اجرائی، از طرف سازمان‌های ذی‌ربط از وضعیت مناسب‌تری برخوردارند، لیکن به علت عدم کنترل دقیق اجرائی که ناشی از موارد مختلف است هنوز اطمینان کافی، حداقل نسبت به بعضی از آنها وجود ندارد.
د- ساختمان مدارس غیردولتی و غیرانتفاعی و آموزشگاه‌های خصوصی، ‌که مجوز آنها آموزشی نبوده است و در انتخاب ساختمان این مؤسسات صرفاً کمیت و مقدار فضاهای مورد نیاز، بررسی شده و هیچ‌گونه کنترل کیفیت و استحکام سازه در مورد آنها اصلاً و اساساً مطرح نبوده است. بنابراین ساختمانی که چه بسا برای استفاده مسکونی یا اداری (با بار زنده آیین‌نامه 200 یا 250 کیلوگرم بر مترمربع) نیز فاقد استحکام مورد نیاز می‌باشد بعد از بازسازی مورد بهره‌برداری آموزشی (با بار زنده 350 کیلوگرم برای کلاس‌ها و 500 کیلوگرم برای راهروها و 1000 کیلوگرم بر مترمربع برای مخازن کتاب) قرار گرفته است.
چه باید کرد:
این امر باید با همکاری وزارت مسکن و شهرسازی، سازمان نظام مهندسی، وزارت آموزش و پرورش، سازمان توسعه و نوسازی مدارس کشور، شهرداری و سایر سازمان‌های ذی‌ربط صورت گرفته و مراحل ذیل پیشنهاد می‌گردد؛
1- تهیه و ارائه ضوابط و آیین‌نامه و بخش‌نامه‌های اجرائی توسط سازمان‌های ذی‌ربط
2- بهره‌گیری از مهندسان عمران دارای پروانه اشتغال به کار سازمان نظام مهندسی جهت انجام این امر مهم، که آنان پس از تهیه گزارش از وضعیت موجود، طرح و نقشه‌های اجرائی مقاوم‌سازی را ارائه نمایند. حق‌الزحمه این موضوع می‌تواند به‌ صورت ارائه سهمیه متراژ اضافی تشویقی (محاسباتی) مهندسین موردنظر تهاتر گردد.
3- بررسی و تأیید طرح و نقشه‌ مربوطه در یک هیأت عالی نظارتی و یا توسعه مهندسان مشاور مورد تأیید وزارت مسکن و شهرسازی و شهرداری.
4- اجرای آن در زمان تعطیلی مدارس به خصوص در تابستان توسط گروه‌های اجرائی مجرب.
هزینه‌های مربوط به عملیات اجرائی شامل دستمزدها و مصالح مصرفی می‌باشد. هزینه مصالح مصرفی در چنین مواردی به نسبت کل هزینه ناچیز به نظر می‌رسد. (به طور مثال با نصب و جوشکاری یک لچکی به صورت ورق مثلثی کوچک به وزن تقریبی یک کیلوگرم، مقاومت برشی تکیه‌گاهی یک تیر اصلی را می‌توان بسیار برابر افزایش داد).
ولی دستمزدها مقادیر بیش‌تری نسبت به مصالح را در بر می‌گیرند و در کل با هزینه‌های نسبتاً متوسط و معقولی، می‌توان عمل مقاوم‌سازی مناسبی را در چنین ساختمان‌هایی انجام داد.
در مراحل بعدی، این روش را می‌توان برای مجتمع‌های بیمارستانی و اداری و یا عمومی که با ارباب‌رجوع بیشتری درگیر هستند انجام داد.
اگر از همین امروز شروع کنیم می‌توانیم در تابستان آینده، صدها مدرسه را در مقابل زلزله مقاوم نماییم و فرزندان دلبندمان را با خیالی آسوده‌تر برای فراگیری علم بفرستیم تا اگر روزی ما نباشیم آنان زنده بمانند زیرا آینده متعلق به آنهاست.
مهندس فرزاد منصوری

یک سری از مقالات فارسی مفید برای دانلود

یک سری از مقالات فارسی مفید میتوانید از لینکهای زیر دانلود کنید.

 

 

بهینه سازی اختلاط بتن با استفاده از روشهای آماری

استفاده از خرده لاستیک در بتن آسفالتی

مدلسازی کامپیوتری و تحلیل غیرخطی اتصالات صلب رایج در ایران

مقایسه رفتار قابهای مهاربندی شده زانویی با هم مرکز

بررسی ایمنی ساختمانهای طرح شده بوسیله آیین نامه بتن ایران

فصل هفتم :مهار بندهای قائم

ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای پل بتنی موجود به کمک تحلیل دینامیکی غیرخطی

مطالعه رفتار لرزه ای ستونهای مشبک با بست افقی با استفاده از تحلیلهای خطی و غیرخطی استاتیکی

طراحی شالوده های کم عمق تحت بار سیکلی  در مناطق ساحلی

تقویت اعضا و تیرهای  بتنی با پاشیدن مواد اف آر پی

تعیین معادله حرکت دینامیکی سیستم های سازه ای دارای کمربند خرپایی

تحلیل کمانش متفارن خارج از صفحه ای سیستم بادبند ضربدری

ترمیم زلزله ای قابهای بتن آرمه بوسیله مهارکننده های جی اف ارپی

بررسی هیدرولیک جریانهای روی زمین

بررسی رفتار اعضاء و اتصالات ساختمانهای بتنی در زلزله

طراحی سازه ها با استفاده از انرژی بر اساس مکانیسم تسلیم

استانداردهای سیستم کنترل ترافیک و سیگنال راه آهن

معرفی روش تحلیل استاتیکی فزاینده غیر خطی مدی و تعیین نسبت تغییرمکان نسبی طبقات توسط آن

اثر مدهای بالاتر در تحلیل استاتیکی فزاینده غیرخطی

اصول طراحی سقفهای سرد تاسیساتی

بررسی انرژی زمین لرزه در تعدادی قاب خمشی بتن مسلح

تحلیل سیستم های ثانویه با میرایی متناسب تحت اثر مؤلفه های چندگانه زلزله با روش مد تغییرمکان

تقویت قابهای خمشی فولادی با استفاده از مهاربند

بررسی رفتار سازه های فولادی تحت اثر زلزله سطح بهره برداری و محدوده حاشیه امن رفتار ارتجاعی در آنها

ارزیابی دو روش خرپای پلاستیسیته و میلی و کش در طراحی دیوارهای برشی بازشودار

نگاهی دقیقتر به مفهوم ضریب مشارکت جرمی و تعاریف آن در تحلیل لرزه ای سازه ها

بررسی قابهای مهاربندی شده واگرای متشکل از تیر پیوند لانه زنبوری

نقدی بر فرایند طرح و اجرای ساختمانهای اسکلت فولادی کشور

محاسبه مقادیر مشخصه سیستم های دینامیکی با میرایی نامتناسب

استفاده از ماتریس سختی دینامیکی در تحلیل دینامیکی و مطالعه توزیع نرخ کرنش در قابها

کنترل ایمنی سازه ای مهار شده به شکل خارج از مرکز توسط تحلیل استاتیکی غیرخطی

ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای ساختمانهای آجری در ایران

سد انحرافی خاکی با هسته بتنی

تولید نانوالیاف پلیمری به روش الکتروریسندگی و تأثیر قطر الیاف برخواص ساختاری آن

نکات طراحی با ای تبزسد خاکی با هسته رسی
بررسی رفتار سازه های فولادی تخت اثر زلزله سطح بهره برداریضعف ها و اشکالات طراحی و اجرای ساختمانهای بتنی

PCACOL 3.6 و مقایسه قابلیتهای آن با نرم افزار CSICOL 8.01 قابلیتهای نرم افزار

بررسی رفتار اعضا سازه ای در زلزله 1999 ایزمیت ترکیه
محافظت بتنهای مقاومت بالا معیار محاسبه نیروی زلزله برای ساختمان در آیین نامه 2800
سازه های آجریساخت نرم افزاری جهت طراحی اولیه سدهای خاکی
رفتار مخازن هوایی بتنی با در نظر گرفتن اندر کنش دینامیکی سازه و آب در هنگام زلزلهروش های پایدارسازی شیب های خاکی
تحلیل ماتریسی سازه ها تخمین مساحت دیوارهای برشی مورد نیاز در ساختمانهای بتنی

یک نمونه از محاسبات کامل پروژه فولادی نقشه ها در قسمت نرم افزار

روشهای حفاری و پمپاژ در چاهها

یک نمونه کار آموزی نقشه ها در قسمت نرم افزار

خطاهای جوشکاری اتصالات در ساختمانهای فولادی

 

بررسی علل ضعف اجرای ساختمانهای فولادی در کشور

 

دانلود بیش از 500 مقاله مهندسی عمران

همایش ژئوماتیک 83 ( دانلود مقالات )
همایش ژئوماتیک 82
( دانلود ۳۸ مقاله)

 مجموعه مقالات اولین سمینار ساخت و ساز در پایتخت ( دانلود مقالات)
سومین همایش سیستمهای اطلاعات مکانی (
 دانلود ۳۸مقاله )
دومین کنفرانس منطقه ای مدیریت ترافیک
( دانلود ۳۱ مقاله )
مجموعه مقالات اولین سمینار ساخت و ساز در پایتخت ( دانلود ۱۰ مقاله )
 اولین همایش ملی ایمنی در بنادر (دانلود مقالات)
مجموعه مقالات سومین همایش ملی مدیریت پسماند و جایگاه آن در برنامه ریزی شهری ( دانلود ۴۰ مقاله )
اولین کنفرانس بین المللی حوادث رانندگی و جاده ای (دانلود ۷۱ مقاله)