مقدمه
ایران ششمین كشور بلا خیز قاره آسیاست كه از 41 نوع بلا ی طبیعی شناخته شده ،33 نوع آن درآن رخ می دهد وهر ساله شهرها وروستا های ما برخی از بلایا طبیعی مانند سیل وزلزله را تجربه می كنند.
مقایسه ی سازه های فلزی با سازه های بتونی در برابر زلزله
مقدمه
ایران ششمین كشور بلا خیز قاره آسیاست كه از 41 نوع بلا ی طبیعی شناخته شده ،33 نوع آن درآن رخ می دهد وهر ساله شهرها وروستا های ما برخی از بلایا طبیعی مانند سیل وزلزله را تجربه می كنند.
با
توجه به شرایط زمین شناختی ایران هر 8ماه یك زلزله 5 ریشتری هر سه سال یك
زلزله 6 ریشتری و هر بیست سال یك زلزله بالای هفت ریشتردركشور رخ می دهد.
در سالهای گذشته ،جز گریستن برای درگذشتگان این حوادث وجمع آوری كمك برای بازماندگان وزخم خوردگان بلا یا ی طبیعی كار دیگر نكرده
ایم . حال آنكه در یك شهر ژاپن زلزله ای با قدرت بیشتراز هفت ریشتر رخ می
دهد وتنها یك كشته بر جا می گذارد آیا واقعا این بلای الهی است كه بر ما
نازل می شود و یا بلای انسانی است ؟
آسیب پذیری ،80 درصد ی بناها ی شهری درمقابل بلایا ی مانند زلزله به شدت آسیب پذیر است.
یك
مهندس می افزاید هزینه ایمن سازی ساختمانها درمقابل تهدید حوادثی مانند
زلزله كمتر ازده درصد كل هزینه كردن برای ایمنی درجامعه نهادینه نشده است.
در
هیچ جای دنیا زلزله 7/6 ریشتری 50 هزار كشته بر جا نمی گذارد اما به دلیل
خشتی وگلی بودن اكثر بناها شهر بم بیش از هشتاد درصد بناها ی این شهر
تخریب شد .
در
ایران مطالعه زمین برای احداث بنا جایگاهی ندارد واكثر مهندسان عمران كشور
با این مفهوم بیگانه اند كه ساخت بناهایی بر روی خاكهای دستی یا بستر
سیلاب ها درشهرهایی مانند تهران از همین نقیصه ناشی می شود.
با
این تفاسیر این سئوال پیش می آید كه جایگاه آموزش برای كاهش اثرات بالایای
طبیعی درنظام آموزشی ورسانه ای كشوركجاست؟آیا با زدن زنگ زلزله به تنهایی
می توان از كشتگان این گونه حوادث كاست ؟
چكیده
احداث
ساختمان به منظور رفع احتیاج انسان ها صورت گرفته و مهندسین، معماران
مسئولیت تهیه اشكال و اجراء مناسب بنا را برعهده دارند؛ محور اصلی مسئولیت
عبارت است از:
الف ) ایمنی ب ) زیبائی ج) اقتصاد
با
توجه به اینكه ساختمان های احداثی در كشور ما اكثراً به صورت فلزی یا بتنی
بوده و ساختمان های بنایی غیر مسلح با محدودیت خاص طبق آئین نامه 2800
زلزله ایران ساخته می شود، آشنایی با مزایا و معایب ساختمان ها می تواند
درتصمیم گیری مالكین ، مهندسین نقش اساسی داشته باشد.
برخی
ازخرابی ها ی ناشی از زلزله با مقدار ی دقت و صرف هزینه ای اندك قابل
جلوگیری است .كیفیت بد جوشكاری در اسكلت فلزی ،احداث بنا در زمینها ی سست
ونبود نظارت وكنترل دقیق دراجرا ی مراحل مختلف ساخت را ازعمده ترین عوامل
كاهش كیفیت سازه ها وآسیب پذیری آن در مقابل حوادث طبیعی را می توان عنوان
كرد .
كلید واژه ها
1- خواص ارتجاعی : رفتار بازگشتی جسم در برابر نیروی وارده
2- قانون هوك : تغیر طول جسم در برابر تنش وارده
3- جسم صلب : جسم فاقد تنش های داخلی
مزایای ساختمان فلزی:
مقاومت زیاد:
مقاومت قطعات فلزی زیاد بوده و نسبت مقاومت به وزن از مصالح بتن بزرگتر
است ، به این علت در دهانه های بزرگ سوله ها و ساختمان های مرتفع ،
ساختمان هایی كه برزمین های سست قرار می گیرند ، حائز اهمیت فراوان می باشد .
خواص یكنواخت
: فلز در كارخانجات بزرگ تحت نظارت دقیق تهیه می شود ، یكنواخت بودن خواص
آن می توان اطمینان كرد و خواص آن بر خلاف بتن با عوامل خارجی تحت تاثیر
قرار نمی گیرد ، اطمینان در یكنواختی خواص مصالح در انتخاب ضریب اطمینان
كوچك مؤثر است كه خود صرفه جو یی در مصرف مصالح را باعث می شود .
دوام : دوام فولاد بسیار خوب است ، ساختمان های فلزی كه در نگهداری آنها دقت گردد . برای مدت طولانی قابل بهره برداری خواهند بود .
خواص ارتجاعی
: خواص مفروض ارتجاعی فولاد با تقریبی بسیار خوبی مصداق عملی دارد . فولاد
تا تنشهای بزرگی از قانون هوك به خوبی پیروی می نماید . مثلاً ممان اینرسی
یك مقطع فولادی را می توان با اطمینان در محاسبه وارد نمود . حال اینكه در
مورد مقطع بتنی ارقام مربوطه چندان معین و قابل اطمینان نمی باشد .
شكل پذیری
: از خاصیت مثبت مصالح فلزی شكل پذیری آن است كه قادرند تمركز تنش را كه
در واقع علت شروع خرابی است ونیروی دینامیكی و ضربه ای را تحمل نماید ،در
حالی كه مصالح بتن ترد و شكننده در مقابل این نیروها فوق العاده ضعیف اند.
یكی از عواملی كه در هنگام خرابی ،عضو خود خبر داده و ازخرابی ناگهانی
وخطرات آن جلوگیری می كند.
مقاومت متعادل مصالح،مقاومت
: مصالح فلزی در كشش و فشار یكسان ودر برش نیز خوب و نزدیك به كشش وفشار
است .در تغییر وضع بارها، نیروی وارده فشاری ، كششی قابل تعویض بوده و
همچنین مقاطعی كه در بار گذاری عادی تنش برشی در آنها كوچك است ، در
بارهای پیش بینی شده ،تحت اثر پیچش و در نتیجه برش ناشی از آن قرار می
گیرند. در ساختمان های بتنی مسلح مقاومت بتن در فشار خوب ، ولی در كشش و یا برش كم است. پس در صورتی كه مناطقی احتمالاتحت نیروی كششی قرار گرفته و مسلح نشده باشد تولید ترك و خرابی می نماید.
تقویت پذیری و امكان مقاوم سازی
: اعضاء ضعیف ساختمان فلزی را در اثر محاسبات اشتباه ، تغییر مقررات و
ضوابط ، اجراء و .... می توان با جوش یا پرچ یا پیچ كردن قطعات جدید ،
تقویت نمود و یا قسمت یا دهانه هایی اضافه كرد .
وزن كم
: میانگین وزن ساختمان فولادی را می توان بین 245 تا 390 كیلوگرم بر
مترمربع و یا بین 80 تا 128 كیلوگرم بر مترمكعب تخمین زد ، درحالی كه در
ساختمان های بتن مسلح این ارقام به ترتیب بین 480 تا 780 كیلوگرم
برمترمربع یا 160 تا 250 كیلوگرم برمترمكعب می باشد .
ضریب نیروی لرزه ای
: حركت زمین در اثر زلزله موجب اعمال نیروهای درونی در اجزاء ساختمان می
شود ، به عبارت دیگر ساختمان برروی زمینی كه به صورت تصادفی و غیر همگن در
حال ارتعاش است ، بایستی ایستایی داشته و ارتعاش زمین را تحمل كند . در
قاب های بتن مسلح كه وزن بیشتر دارد ، ضریب نیروی لرزه ای بیشتر از قاب های فلزی است . تجربه نشان می دهد كه خسارت وارده برساختمان های كوتاه و صلب كه در زمین های محكم ساخته شده اند ، زیاد است
. درحالی كه در ساختمان های بلند و انعطاف پذیر ، آنهایی كه در زمین هایی
نرم ساخته شده اند ، صدمات بیشتری از زلزله دیده اند . به عبارت دیگر در
زمین های نرم كه پریود ارتعاش زمین نسبتا بزرگ است ، ساختمان های كوتاه
نتایج بهتری داده اند و برعكس د زمین های سفت با پریود كوچك ، ساختمان
بلند احتمال خرابی كمتر دارند. عكس العمل ساختمان ها در مقابل حركت زلزله
بستگی به مشخصات خود ساختمان از نظر صلبیت و یا انعطاف پذیری آن دارد و
مهمترین مشخصه ساختمان در رفتار آن در مقابل زلزله ، پریود طبیعی ارتعاش
ساختمان است.
معایب ساختمان های فلزی :
ضعف
در دمای زیاد : مقاومت ساختمان فلزی با افزایش دما نقصان می یابد . اگر
دمای اسكلت فلزی از 500 تا 600 درجه سانتی گراد برسد ، تعادل ساختمان به
خطر می افتد .
خوردگی
و فساد فلز در مقابل عوامل خارجی : قطعات مصرفی در ساختمان فلزی در مقابل
عوامل جوی خورده شده و از ابعاد آن كاسته می شود و مخارج نگهداری و محافظت
زیاد است .
تمایل
قطعات فشاری به كمانش : با توجه به اینكه قطعات فلزی زیاد و ابعاد مصرفی
معمولا كوچك است ، تمایل به كمانش در این قطعات یك نقطه ضعف به حساب می
رسد .
جوش نامناسب
: در ساختمان های فلزی اتصال قطعات به همدیگر با جوش ، پرچ ، پیچ صورت می
گیرد . استفاده از پیچ و مهره وتهیه ، ساخت قطعات در كارخانجات اقتصادی
ترین ، فنی ترین كار می باشد كه در كشور ما برای ساختمان های متداول چنین
امكاناتی مهیا نیست . اتصال با جوش به علت عدم مهارت جوشكاران ، استفاده از ماشین آلات قدیمی ، عدم كنترل دقیق توسط مهندسین ناظر ، گران بودن هزینه آزمایش جوش و ...... برزگترین ضعف می باشد.