فهرست مطالب
عنوان                                                                                                                                                                                                                                                                                        صفحه

چکیده            ‌ط                             

فصل 1-                      کلیات                 3

1-1-                         مقدمه         3

1-2-                         تعریف سازه های بنایی  6

1-3-                         عملکرد ساختمان های آجری در  زلزله های گذشته. 6

1-4-                         دسته بندی ساختمان های آجری… 7

1-4-1-                      ساختمان های آجری غیر مسلح  7

1-4-2-                      ساختمان های آجری نیمه مسلح  7

1-4-3-                      ساختمان های آجری مسلح  8

1-4-4-                      ساختمان های آجری مرکب   8

فصل 2-                     خواص سازه ای و دینامیکی ساختمانهای آجری… 10

2-1-                         مقدمه        10

2-2-                         توزیع نیروی زلزله در ساختمانهای بنایی.. 10

2-3-                         حالت های شکست   11

2-3-1-                      شکست دیوارهای برشی  11

2-3-2-                      شکست دیوارهای عرضی  12

2-4-                         عملکرد ساختمان های آجری غیر مسلح در مقابل زلزله. 12

2-5-                         روش های تسلیح و تقویت   13

2-6-                         رفتار سازه های آجری مسلح تحت بارگذاری متناوب… 14

2-7-                         روش کلاف بندی دیوار آجری… 15

2-8-                         خواص سازه ای ودینامیکی قاب های مرکب… 16

2-8-1-                      مقدمه        16

2-8-2-                      اندرکنش قاب و میانقاب   16

2-8-3-                      تبدیل کنش خمشی به کنش خرپایی  17

2-9-                         مقدمه       18

2-10-                        رفتار مواد 19

2-11-                        اعضاء باگسیختگی خمشی  19

2-11-1-                     خمش واقع بر سطح دیوارها 19

2-11-2-                     خمش خارج از سطح دیوارها 20

2-12-                        اعضا با شکست برشی  20

2-12-1-                     دیوارها-پایه ها-تیرها[] 20

2-12-2-                     دیوارهای میانقاب        21

2-12-3-                     دیوارهای میانقاب غیر سازه ای   22

فصل 3-                     روش های تعمیر،بازسازی وتقویت ساختمان ها 24

3-1-                         مقدمه[]  24

3-2-                         تقویت سقفها وبامها [] 25

3-2-1-                      تعبیه دال جدید:       25

3-2-2-                      تقویت سقف چوبی: 25

3-2-3-                      سقفهای طاق ضربی: 29

3-2-4-                      طاقهای قوسی      33

3-3-                         تقویت دیوارها 34

3-3-1-                      ترک خوردگی جزئی دیوارها 34

3-3-1-1-                   روش تزریق صمغهای چسبناک: 36

3-3-2-                      ترک خوردگی شدید در دیوارها: 37

3-3-3-                      ترک در تکیه گاه قوس: 39

3-3-4-                      برآمدگی موضعی: [] 41

3-3-5-                      پوششهای بتن آرمه: 42

3-3-6-                      تقویت با بهره گرفتن از پشت بند: 48

3-3-7-                      تقویت با بهره گرفتن از پیش تنیدگی  51

3-4-                         آسیب های وارد به اتصالات: 52

3-4-1-                      فروریختگی گوشه      52

3-4-2-                      انفصال وجدایی دیوارهای متصل به یکدیگر  54

3-4-2-1-                   وصله کردن سنگها(داخل و خارج)[] 55

3-4-2-2-                   قالب بندی وبتن ریزی ستون    55

3-4-2-3-                   نصب میلگرد کلاف                     56

3-4-2-4-                   نصب صفحات فولادی                 57

3-5-                         تقویت پی 58

3-6-                         تیرآهن کنسول (بالکن) 62

3-7-                         تقویت پی های نواری   63

3-8-                         مهار کردن نشست پی در شرایط محدود. 63

3-9-                         شمع زنی 65

3-10-                        شمع بندی وپل کشی زیردیوار 67

3-11-                        تنگ بستن  69

3-12-                        تخلیه پی نشست کرده 69

3-12-1-                     پرسازی حفره یاچاهک   70

3-12-2-                     ساختن پی بتنی          70

3-13-                        بنایی رجهای فروریخته  70

 

3-14-                        زهکشی دراطراف ساختمان  71

3-15-                        تعمیر ساختمانهای آسیب دیده 72

فصل 4–                     بهسازی ساختمانهای مصالح بنایی… 75

4-1-                         مقدمات بهسازی لرزه ای   75

4-2-                         مراحل بهسازی   75

4-2-1-                      بررسی ویژگیهای ساختمان  75

4-2-2-                      انتخاب هدف بهسازی   75

4-2-3-                      جمع آوری اطلاعات وضعیت موجود ساختمان  76

4-2-4-                      نیاز یا عدم نیاز به بهسازی   76

4-2-5-                      ارائه ی طرح بهسازی وارزیابی آن  76

4-3-                         هدف بهسازی   77

4-3-1-                      بهسازی مطلوب             78

4-3-2-                      بهسازی مطلوب            78

4-3-3-                      بهسازی ویژه        78

4-3-4-                      بهسازی محدود         78

4-3-5-                      بهسازی موضعی        78

4-4-                         سطوح عملکرد ساختمان  78

4-4-1-                      سطوح عملکرد اجزای سازه ای   79

4-4-1-1-                   سطح عملکرد 1- قابلیت استفاده بی وقفه  79

4-4-1-2-                   سطح عملکرد 2- خرابی محدود  79

4-4-1-3-                   سطح عملکرد 3- ایمنی جانی       79

4-4-1-4-                   سطح عملکرد 4- ایمنی جانی محدود  80

4-4-1-5-                   سطح عملکرد 5- آستانه فروریزش   80

4-4-1-6-                   سطح عملکرد 6- لحاظ نشده        80

4-4-2-                      سطوح عملکرد اجزای غیر سازه ای   80

4-4-2-1-                   سطح عملکرد A– خدمت رسانی بی وقفه  80

4-4-2-2-                   سطح عملکرد B– قابلیت استفاده بی وقفه  81

4-4-2-3-                   سطح عملکرد C– ایمنی جانی       81

4-4-2-4-                   سطح عملکرد D– ایمنی جانی محدود  81

4-4-2-5-                   سطح عملکرد E– لحاظ نشده      81

4-5-                         انواع ساختمانهای مصالح بنایی.. 81

4-5-1-                      ساختمانهای مصالح بنایی سنتی  81

4-5-2-                      ساختمانهای مصالح بنایی کلاف دار 82

4-6-                         مراحل روش ساده ی بهسازی… 82

4-7-                         نواقص متداول در ساختمان های مصالح بنایی.. 82

4-7-1-                      ساختمان های مصالح بنایی سنتی  82

4-7-1-1-                   مصالح                                     83

4-7-1-2-                   سیستم سازه ای ساختمان              83

4-7-1-3-                   دیوارهای باربر                            83

4-7-1-4-                   دال ها                                      84

4-7-1-5-                   اتصالات اعضای سازه ای         84

4-7-2-                      ساختمان های مصالح بنایی کلاف دار 84

4-8-                         ارزیابی آسیب پذیری ساختمانهای مصالح بنایی.. 85

4-8-1-                      ارزیابی آسیب پذیری ساختمانهای مصالح بنایی سنتی.. 85

4-8-1-1-                   ارزیابی کیفیت مصالح بنایی         85

4-8-1-2-                   ارزیابی سیستم سازه ای ساختمان  86

4-8-1-3-                   ارزیابی دیوارهای باربر                   88

4-8-1-4-                   ارزیابی دال ها                       90

4-8-1-5-                   ارزیابی اتصالات اعضای ساختمان  91

4-8-2-                      ارزیابی آسیب پذیری ساختمان های مصالح بنایی کلاف دار 92

4-8-2-1-                   ارزیابی کیفیت مصالح ساختمانی  93

4-8-2-2-                   ارزیابی سیستم سازه ای ساختمان  93

4-8-2-3-                   ارزیابی دیوارهای باربر            93

4-8-2-4-                   ارزیابی دال                           93

4-8-2-5-                   ارزیابی اتصالات اعضای ساختمان  93

4-8-2-6-                   ارزیابی سیستم کلاف                   94

4-9-                         راه کارهای پیشنهادی برای بهسازی ساختمان های مصالح بنایی.. 95

4-9-1-                      افزایش کیفیت مصالح بنایی  95

4-9-2-                      بهسازی سیستم سازه ای ساختمان  95

4-9-2-1-                   کامل نمودن مسیر بار            96

4-9-2-2-                   افزودن مقاومت برشی ساختمان  96

4-9-2-3-                   افزایش انسجام ساختمان با کلاف بندی   96

4-9-2-4-                   رفع نامنظمی در پلان              97

4-9-2-5-                   رفع نام نظمی در ارتفاع          97

4-9-2-6-                   تقویت پی                           97

4-9-2-7-                   تقویت در برابر ساختمان های مجاور 97

4-9-3-                      بهسازی دیوارهای باربر  98

4-9-3-1-                   اصلاح اجرای واحدهای بنایی          98

4-9-3-2-                   اصلاح درزهای قائم بین واحدهای بنایی  98

4-9-3-3-                   کاهش نسبت ارتفاع به ضخامت دیوار 98

4-9-3-4-                   کاهش ارتفاع آزاد دیوار          98

4-9-3-5-                   کاهش طول آزاد دیوار                  99

4-9-3-6-                   افزایش تراکم دیوار                        99

4-9-3-7-                   رفع انفصال در دیوار باربر                99

4-9-3-8-                   اصلاح نحوه ی قرار داشتن تیرهای باربر سقف بر روی دیوار 100

4-9-3-9-                   مهار نیروی رانش در سقف های قوسی  100

4-9-4-                      بهسازی دال ها          100

4-9-4-1-                   کاهش وزن سقف                                      100

4-9-4-2-                   انسجام سقف                              100

4-9-4-3-                   تقویت طول تکیه گاهی تیرها       101

4-9-4-4-                   تقویت بازشو در دال                    101

4-9-5-                      بهسازی اتصالات اعضای ساختمان  101

4-9-5-1-                   تقویت اتصالات دیوارهای باربر متقاطع  101

4-9-5-2-                   تقویت اتصال بین دیوارهای باربر ودال  101

4-9-5-3-                   تقویت اتصال بین تیغه ها و دیوارهای باربر  102

4-9-6-                      بهسازی سیستم کلاف   102

4-9-6-1-                   اصلاح سیستم کلاف بندی             102

4-9-6-2-                   اصلاح کیفیت مصالح کلاف بتنی  102

4-9-6-3-                   تقویت اتصالات اجزای کلاف           102

4-9-6-4-                   رفع اتصالات در سیستم کلاف                                          102

4-9-6-5-                   رفع انفصال کلاف به واسطه ی عبور لوله  103

4-9-6-6-                   اصلاح اتصال دیوار به کف               103

فصل 5-                     بررسی و ارزیابی سازه های مصالح بنایی موجود در شهرستان لردگان ومقایسه با ضوابط آیین نامه. 105

5-1-                         مقدمه           105

5-2-                         موقعیت شهرستان لردگان  105

5-3-                         گسل های موجود در این شهرستان.. 106

5-4-                         ساخت وسازهای موجود و مقایسه آن با آیین نامه 2800. 109

5-4-1-                      محدودیت ارتفاع ساختمان وطبقات آن بر اساس آئین نامه. 109

5-4-2-                      پلان ساختمان            110

5-4-3-                      مقطع قائم ساختمان  113

5-4-4-                      بازشوها (در-پنجره-گنجه) 115

5-4-4-1-                   رعایت محدودیتهای ذیل الزامی است: 115

5-4-5-                      دیوارهای باربر               119

5-4-6-                      دیوارهای غیر باربر و تیغه ها 121

5-4-7-                      جان پناهها و دودکشها 123

5-4-8-                      کلاف بندی                 125

5-4-8-1-                   کلاف بندی افقی                          125

5-4-8-2-                   کلاف بندی قائم                                                     128

5-4-8-3-                   کلاف بندی دیوارهای مثلثی شکل  130

5-4-9-                      دیوارچینی                     130

5-4-10-                     سقف ها                         132

5-4-10-1-                  مصالح سقف                                132

5-4-10-2-                  اتصال سقف و تکیه گاه           134

5-4-10-3-                  انسجام سقف                          135

5-4-10-4-                  سقف تیرچه بلوک                         136

5-4-11-                     خرپاها:                        136

5-4-12-                     سقف کاذب:           136

5-4-13-                     سقفهای قوسی:              137

5-4-14-                     نماسازی                         137

5-5-                         قواعد مهم طراحی ضد زلزله سازه های مصالح بنایی.. 138

5-6-                         چند نمونه از خرابی ساختمان های مصالح بنایی موجود. 142

5-7-                         خسارات وارده به دیوارهای سازه ای و غیر سازه ای و ارائه راهکار ترمیم.. 152

5-7-1-                      گزارش تصویری ارزیابی کیفی آسیب پذیری   153

5-7-2-                      تغییرات معماری مورد نظر مالک   154

5-7-3-                      ارزیابی کمی آسیب پذیری   155

5-8-                         طرح مقاوم سازی   161

5-8-1-                      محاسبات طرح مقاوم سازی   162

5-8-1-1-                   محاسبه بار دیوارها در وضع موجود  163

5-8-1-2-                   بارگذاری سقف طبقه بام         164

5-8-1-3-                   اثر پیچش در ساختمان                165

5-8-1-4-                   برش پایه و توزیع برش در طبقات   165

5-8-1-5-                   محاسبه برش پایه                      166

5-8-2-                      تعبیه ستون های فلزی برای بارهای ثقلی  166

5-9-                         مدل سازی ساختمان  167

5-10-                       تحلیل و طراحی فونداسیون با نرم افزار safe. 169

5-10-1-                    نقشه اجرایی با توجه به خروجی etabs  170

5-11-                        نقشه های اجرایی  170

5-11-1-                     پلان پر کردن طاقچه و ترمیم دیوارهای آسیب دیده 170

5-11-2-                     پلان نبشی کشی جهت شناژهای افقی و تکیه گاه کافی برای نشیمن تیرها و اتصال مناسب شبکه ها و رویه بتنی به سقف                173

5-11-2-1-                  پلان رویه های بتنی با طول لازم در هر جهت   173

5-11-3-                     جزئیات اجرای فونداسیون برای شناژهای قائم فلزی… 173

5-11-4-                     نحوه اتصال شناژهای قائم به دیوارهای باربر  175

5-12-                        دستورالعمل های ترمیم  180

5-12-1-                     ترمیم ملات           180

5-12-2-                     پرکردن طاقچه ها            182

5-13-                        برخی تصاویر مربوط به اجرای طرح مقاوم سازی… 183

فصل 6-                     نتیجه گیری و پیشنهادات   191

6-1-                         فعالیت های انجام شده 191

6-2-                         نتیجه گیری   192

6-3-                         پیشنهاد برای ادامه کار 193

فصل 1-                                     کلیات
1-1-                     مقدمه
فلات ایران بر یکی از کمربندهای زلزله واقع شده و از این رهگذرگاه گاه نقطه ای از پهنه میهن اسلامی دستخوش لرزشهای مرگبار زلزله می گردد. نمونه های بارز آن را زلزله (31خرداد 1369) منجیل و زنجان یا زلزله(25شهریور1357) طبس و یا زلزله های قبل از آن در ناغان [[i]](17 فروردین1356)- بوئین زهرا(1341) و غیره می توان نام برد.

کشور ایران در قسمت میانی کمربند کوه زای آلپ-هیمالیا واقع شده است و هنوز تحت تأثیر حرکات کوه زایی آلپ پایانی می باشد. از طرف دیگر حرکات صفحه عربستان به طور دائمی به صفحه ایران تنش وارد می کند و فرونشینی مکران در جنوب و باز شدن صفحه اقیانوس هند نیز سبب زیر راندگی صفحه اقیانوسی به زیر منطقه مکران می گردد. مجموعه این شرایط سبب به هم خوردن تعادل پوسته ایران می گردد و اثر آن به صورت جابجایی در طول شکستگی های قدیمی و بروز زمین لرزه مشاهده می شود. همانطور که در شکل مشاهده می شود گسل های ایران به طور کلی دارای روند شمالی- جنوبی (امتداد ایران شرقی). شمال غرب- جنوب شرق (امتداد ناحیه زاگرس و شمال شرق-جنوب غرب ، امتداد البرز شرقی) می باشد. گسل هایی که در طول دوره کواترنر (از دو میلیون سال پیش تا کنون) فعالیت نسبتا مهمی داشته اند عبارتند از:

گسل های آغاجاری، دامغان، البرز، آستارا، ترود، شمال تبریز، شاهرود، کازرون، کوه بنان کرمان، عباس آباد.

 

شکل ‏1‑1: نقشه صفحات زمین ساخت خاور میانه و حرکات نسبی آنها

 

 

شکل ‏1‑2: گسل های مهم ایران

 

گرچه دلایل بروز زلزله و یا زمان و مکان آن به روشنی مشخص نیست ولی در هر حال تا آنجا که مشخص شده است، تغییر شکلهای ناشی از حرکتهای قاره ها نسبت به یکدیگر(عوامل تکتونیک) باعث افزایش انرژی ذخیره شده در پوسته جامد زمین گردیده و وقتی به حد گسیختگی رسید، به ناچار این پوسته گسیخته شده و بخشی از انرژی ذخیره شده آزاد می گردد، و در این زمان پدیده لرزش زمین  به وجود می آید.چون انرژی آزاد شده بسیار زیاد و ناگهانی است، باعث ارتعاش شدید زمین گردیده و ساختمانهایی که برای مقاومت در برابر این ارتعاشها طرح نشده اند دچار گسیختگی و انهدام می گردند.

در ایران عزیز ما به علت اینکه برخی از شهرها و عموما روستاها از بافت قدیمی برخوردار هستند و ساختمانهای با مصالح بنایی فراوان در آنها یافت می شود اینگونه ساختمانها به علت اینکه متاسفانه بطور صحیح اجرا نمی شوند در هنگام زلزله خسارات زیادی را به بار می آورند در این فصل سعی شده در مورد تعریف ساختمانهای مصالح بنایی-عملکرد ساختمانهای مصالح بنایی و دسته بندی اینگونه ساختمانها بحث گردد.

در حال حاضر ساختمانهای ساخته شده با مصالح بنایی (به خصوص ساختمان هاای آجری) درصد بالایی از ساختمان های موجود یا در حال احداث در کشور ما را تشکیل می دهند[[ii]] مهمترین عامل مقبولیت ساختمان های بنایی در ایران ، به ویژه در شهرستان ها در دسترس بودن مصالح،ساده بودن تکنولوژی تولید آجر و بلوک های بنایی،آشنایی سازندگان با نحوه ساخت و ساز با مصالح بنایی و سر انجام ارزان تر بودن قیمت تمام شده این قبیل ساختمان ها نسبت به ساختمان های با اسکلت فولادی و بتن مسلح می باشد. با توجه به اینکه در ساخت بیشتر ساختمان های بنایی ضوابط و معیارهای مهندسی مربوط به مقاومت سازه در برابر زلزله مورد توجه قرار نمی گیرد و معمولا توسط سازندگان محلی و بدون توجه به اثر تخریبی زلزله، طراحی و اجرا می شود.

 

1-2-                    تعریف سازه­های بنایی
ساختمانهای بنایی از دیوارها وکفها هستند که در صورت به کار گیری صحیح از قابلیتهای مصالح، نیازی به عناصراضافه جهت تحمل بارهای وزن و نیروهای جانبی نمی باشد.دیوارهای خارجی و دیوارهای جداکننده فضاهای داخلی ساختمان به تنهایی جهت تحمل بارهای وارده کافی خواهند بود.

در اینگونه ساختمانها علاوه بر آنکه حذف اسکلتهای بتنی و یا فلزی خود موجب صرفه جویی قابل ملاحظه ای در هزینه ها میگردد، بعلت پخش بار بر روی زمین توسط دیوارهای باربر، هزینه شالوده های این ساختمانها نیز به مراتب کمتر از ساختمانهای دیگر خواهد بود.

 

1-3-                    عملکرد ساختمان های آجری در  زلزله های گذشته
در دهه های اخیر در ایران چندین زلزله بزرگ و مخرب روی داده است که موجب تلفات سنگینی شده اند مثل زلزله های منجیل در سال1369 با بزرگی 3/7 ریشتر،طبس در سال 1357 با3/7 ریشتر، آذربایجان شرقی(هریس)درسال1391با3/6 ریشتر، بوشهر(کاکی)در سال1391 با 6 ریشتر و….

با نگاهی کلی به تاریخچه زلزله های کشور مشخص می شود که خانه های روستایی که در ناحیه مرکزی زلزله هایی با بزرگی بیش از 5/5 ریشتر قرار گرفته اند در معرض خطر ترک خوردن و فرو ریختن هستند. البته ساختمانهای آجری شهری که با ملات سیمان چیده شده اند مقاومت بیشتری دارند و ممکن است در برابر زلزله هایی با بزرگی 6 تا5/6 ریشتر نیز پایدار بمانند.

بدون شک بالا بردن کیفیت مصالح و نحوه ساخت و یکپارچگی سقف و سبک کردن آن، و نیز تعبیه عناصری مانند کلافهای افقی،که انعطاف پذیری ساختمان را افزایش می دهند می تواند سبب افزایش مقاومت ساختمان شود. اما هیچ یک از این تمهیدات به معنی تضمین پایداری قطعی سازه در مقابل زلزله های مخرب نیستند.

 

1-4-                    دسته بندی ساختمان های آجری
ساختمان های آجری به بناهایی گفته می شود[[iii]] که با مصالح فشاری مثل آجر، بلوک بتنی، سنگ و خشت و ملات بنا شده اند. این ساختمان ها را می توان به چهار گروه غیر مسلح،نیمه مسلح،مسلح و مرکب تقسیم کرد.

 

1-4-1-                              ساختمان های آجری غیر مسلح
این نوع ساختمان متداولترین و قدیمی ترین نوع ساختمان را در کشورمان تشکیل می دهد و به دو گروه عمده شهری و روستایی قابل تفکیک است.در ساختمانهای روستایی دیوارها معمولا از خشت خام یا سنگهای رودخانه ای با ملات گل ساخته شده،سقف به صورت گنبدی از خشت خام در نواحی جنوب خراسان،و یا تیرهای چوبی با پوشش گل در نواحی شمالی کشور،بنا می شوند.گاهی برای استحکام بیشتر از شمعهای چوبی استفاده میشود که به طور افقی در دیوارها قرار می گیرند.در ساختمان های شهری دیوار ها از آجر فشاری با ملات ماسه سیمان بنا می شوند و سقفها تیرآهن یا تیرچه بلوک وگاهی نیز چوبی است.

 

1-4-2-                              ساختمان های آجری نیمه مسلح
تفاوت این نوع ساختمان ها با نوع قبلی در آن است که برای بهبود رفتار آنها در مقابل زلزله از عناصری استفاده می شودکه سبب افزایش نسبی مقاومت و یا نرمی می شوند همچون کلاف فوقانی و تحتانی در دیوارهای آجری و یا استفاده از قید پنجه.