طراحی فرم پلان چه تاثیری در آسیبهای ناشی از زلزله دارد؟

در این مطلب از خانه معماری قصد داریم به بررسی تاثیر فرم پلان در آسیبهای زلزله بپردازیم. با ما همراه باشید.

تقسیم بندی طراحی معماری براساس عملکرد لرزه ای

تقسیم بندی طراحی معماری براساس عملکرد لرزه ای بدین صورت است: انواع پیکربندی ساختمان، انواع پیکربندی سیستم سازه ای در پلان و ارتفاع و انواع پیکربندی اجزاء غیرسازه ای. عوامل موثر در پلان معماری جهت کاهش آسیب های احتمالی زلزله عبارتند از: میزان تقارن هندسی پلان ساختمان، نسبت اندازه ساختمان ها، طرح افقی ساختمان ها و بی نظمی در پلان ساختمان. در ادامه به بررسی تک تک این عوامل می پردازیم:

تاثیر فرم پلان در آسیبهای زلزله: نسبت اندازه ساختمان ها و طرح افقی آن ها

ساختمان هایی که ارتفاع زیاد دارند با نسبت ارتفاع به بعد زیاد طبقات در طول لرزه های زمین دارای حرکت افقی زیادی خواهند بود. در صورتی که درساختمان های کوتاه خسارت در طول زلزله زیاد است. ساختمانهای دارای پلان وسیع ممکن است نیروهای لرزه ای از حد تحمل ستونها و دیوارها تجاوز کنند. ساختمان هایی که از هندسه ساده در پلان برخوردارند، طی زلزله های قوی عموماً عملکرد مناسبی دارند.

میزان تقارن هندسی پلان ساختمان

نبود تقارن در پلان معماری، معمولاً منجر به ایجاد پیچش می شود. برای مثال: یکی از علایم این نوع خسارت، تغییر شکل ستون گوشه ساختمان در یک سمت و خرابی کمتر ستون های میانی است.

نکته

عوامل خسارت ناشی از زلزله عبارتند از: نامنظمی در پلان به علت گوشه های تورفته، عدم پیوستگی در دیافراگم، توزیع ناهمگون جرم و نیرو در پلان و همچنین تغییرات در مقاومت و سختی. در برخی مواقع، با تغییر نسبتا نامحسوسی در فرم ساختمان می توان اثرات نامناسب چنین نامنظمی هایی را دفع کرد. برای مثال: می توان ساختمان های دارای گوشه های تورفته در پلان را با جدا کردن ساختمان به دو بخش منظم، جدا کرد. پلان L شکل می تواند با استفاده از درز در محل اتصال به دو بخش منظم مستطیل شکل بدون تغییر قابل ملاحظه ای در فرم کلی ساختمان، تبدیل شود.یا در یک ساختمان با پلان ساده اگر ستون ها و دیوارها در پلان به طرز مناسبی توزیع نشده باشند، در طول زلزله پیچش رخ می دهد.

تاثیر فرم پلان در آسیبهای زلزله: بی نظمی در پلان ساختمان و پیامدهای آن

سازه ها به لحاظ فرم و در حالت کلی به دو دسته سازه های منظم و سازه های نامنظم تقسیم می شوند. از جمله دلایل استفاده از سازه های بی نظم می توان به عواملی از قبیل: زیبایی و تنوع، ملزومات معماری سازه ای و همچنین نوع کاربری اشاره کرد. ولی توجه داشته باشید، بی نظمی در سازه پیامدهایی از قبیل: پیچیدگی در رفتار سازه ای، تأثیر مضاعف مدل های بالاتر، تمرکز تنش در اعضای باربر اصلی، پیچش و همچنین بروز پدیده هایی مانند ستون کوتاه، طبقه نرم و طبقه ضعیف را نیز به همراه دارد.

توجه داشته باشید، طبق مقررات آیین نامه ای، شکل های ساده باید به طور محسوس حداقل نسبت به دو محور عمود بر هم که محورهای اصلی آنها را تشکیل می دهند، متقارن باشند. ساختمانهایی که پیکربندی آنها به شکل T,L,U,H,X,Y یا اشکال مشابه باشند نمونه هایی از ساختمانهای دارای اشکال نامنظم هستند. اگر سازه های آنها حتی دارای دو محور تقارن باشند باز هم مشکلات خاصی را ایجاد می کنند. در واقع قسمتهای مختلف چنین ساختمانهایی میل دارند که در مقابل نیروهای هر لرزش،به تنهایی واکنشهای دینامیکی متقارنی از خود نشان دهند که اثر توام آن ها منجر به ایجاد نیروهای پیچشی بسیار قوی حول محورقائم می شود.در چین مواردی می توان از رفتار پیکربندی های L شکل، تجربه هی زیادی کسب کرد.

واکنش ساختمانها در حقیقت ناشی از جمع شدن این تغییر وضعیت ها بر روی هم و نوع ترکیب شدن آن ها می باشد. هنگام جابه جایی واقعی یک ساختمان L شکل و حرکت یک نقطه روی زمین به هنگام وقوع زلزله در هر ساختمان، بال ها در مقابل نیروهای جانبی به شکل طره های افقی عمل کرده و لنگرهایی حول محور قائم ایجاد می کنند.

منظور از زاویه و شکستگی در پلان چیست؟

به طور کلی اصول وجود طره ها، طبقات آزاد، زائده ها عقب رفتگی و یا جلوآمدگی و ابداعات معمارانه مغایر با مقاوم سازی ساختمان در مقابل نیروهای زلزله است. اگر نقشه زوایای تورفته داشته باشد، طول هر ضلع زاویه باید کمتر از 15 %اندازه افقی سازه در همان جهت باشد. مجموع تصاویر جلوآمدگی ها و فرورفتگی ها بر روی هریک از محورهای اصلی نیز باید کمتر از 25 درصد اندازه سازه در امتداد آن محور باشد. طبق دستورالعمل تحلیل آسیب پذیری، طول ساختمان نباید از سه برابر عرض آن تجاوز کند.

نکته

از جمله عوامل موثر در نما جهت کاهش آسیب های احتمالی زلزله می توان به: طرح قائم ساختمان ها، بی نظمی و عقب رفتگی در ارتفاع ساختمان اشاره کرد.

تاثیر فرم پلان در آسیبهای زلزله: نوع نامنظمی در پلان و میزان آسیب وارده

بی نظمی در پلان باعث می شود تا اشکال نامنظم پلان به وجود آیند. آسیب پذیری اشکال مرسوم ساختمان های نامنظم را می توانید در تصویر زیر مشاهده نمایید:

نکته: در تصویر فوق، سازه ای که کمترین آسیب پذیری را دارد با رده 1 و سازه با بیشترین آسیب پذیری با رده 10 ارزش گذاری شده است.