پروژه مقاوم سازی ساختمان بنایی در برابر زلزله

پایان نامه مقطع کارشناسی رشته عمران

كليات

وقوع زمین لرزه‌های متعدد در ایران و تحقیقات زمین شناسی انجام شده در مورد گسل‌های موجود همگی موید این مطلب است که ما در منطقه لرزه خیز زندگی می‌کنیم. از طرف دیگر به دلیل کم توجهی جامعه مهندسی به ساخت و ساز ایمن ساختمان‌های زیادی بجا مانده است که در آن تمهیدات خاصی برای زلزله در نظر گرفته نشده است آمار و ارقام نشان می‌دهد که در کشور اکثر ساختمان از نوع ساختمان‌های بنایی می‌باشند و از آن مهمتر در زلزله‌های اخیر بیشترین آمار تلفات و خسارات از جانب همین نوع ساختمان‌ها می‌باشد و این مطالب ضرورت توجه به امر مقاوم سازی این ساختمان هارا از بیش مسجل می‌سازد.

با بررسی‌های تجربی انجام گرفته در حین اجرای طرح‌ها نقاط ضعف و قوت روش‌های مقاوم‌سازی مشخص شده و روش متفاوتی ارائه می‌شود و این روش بر خلاف روش‌های دیگر با در نظر گرفتن رفتار نامطلوب ساختمان‌های بنایی در بارهای لرزهای اتخاذ شده است و از ویژگی‌های آن سطح ایمنی بسیار بالا با ایجاد خط دوم دفاعی استفاده از خواص مطلوب قاب‌های مرکب در بارهای لرزه ای، سادگی طرح،اجرایی بودن طرح و امکان انجام تغییرات معماری و حتی احداث یک طبقه جدید را می‌توان نام برد.

در این پایان نامه قرار است که یک ساختمان بنایی که در زلزله تا حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد آسیب دیده به روشی مقاوم سازی شود که قابل اجرا باشد و بعضی از قسمت‌های آن باید با نرم‌افزار ETABS مدل شود که مسئله اقتصادی نیر لحاظ باشد و نکته دیگر که در مراجع برآن اشاره نشده این است که اگر نیروی برشی طبقه از ظرفیت برشی آن بیشتر باشد چه باید کرد ؟ و در این حالت به چه صورتی مقاوم سازی شود که این حالت جبران شود.

البته لازم به ذکر است که در قسمت پی قرار است از یک روشی مقاوم سازی خاصی استفاده شود که بسیار جالب توجه می‌باشد.

اکنون این سوال مطرح می‌شود که ابعاد قاب مرکب چه تأثیری در نتایج دارند؟ از چه نرم افزاری کمک گرفته شده است؟ در هنگام اعمال قاب مرکب کدام قسمت‌ها نیاز به تقویت مجدد خواهند داشت؟

فهرست مطالب

كليات… ۱

روند انجام پايان نامه. ۲

چكيده ۳

فصل اول

كليات

۱-۱ مقدمه. ۴

۱-۲ مرور كارهاي گذشته. ۵

۱-۳ لرزه خيزي ايران. ۶

۱-۴ گزارش برخي از زلزله‌هاي چند دهه اخير. ۶

۱-۴-۱ زلزله ۳۱ خردادماه ۱۳۶۹ رودبار و منجيل.. ۷

۱-۴-۲ زلزله ۵ مردادماه ۱۳۸۲ بم. ۹

۱-۴-۳ اثرات زلزله اول تيرماه ۱۳۸۱ چنگوره ـ آوج بر ساختمان‌هاي بنايي و مختلط   ۱۷

۱-۴-۳-۱ خسارات وارده به ساختمان‌ها در اثر زلزله چنگوره ـ آوج.. ۱۷

۱-۴-۳-۲ گونه‌هاي ساختماني منطقه آوج.. ۱۹

۱-۴-۳-۳ ساختماني بنايي آوج با سقف طاق ضربي.. ۲۰

۱-۴-۳-۴ بررسي آسيب‌هاي وارده به ساختمان‌هاي منطقه آوج.. ۲۰

۱-۴-۳-۵ بررسي علل خرابي ساختمان‌هاي مختلط و بنايي آوج.. ۲۲

۱-۴-۴ رفتار و عملكرد ساختمان‌ها در زلزله داهوييه (زرند) ۲۲

۱-۵ عملكرد ساختمان‌هاي آجري در زلزله‌هاي گذشته. ۳۲

۱-۶ مقاومت سازي ساختمان‌هاي بنايي.. ۳۳

فصل دوم

رفتار و طرح لرزه‌اي ساختمان‌هاي مصالح بنايي

۲-۱ مقدمه. ۳۵

۲-۲ رفتار مواد. ۳۶

۲-۳ نيروي زلزله. ۳۶

۲-۴ گسيختگي ديوارهاي مصالح بنايي.. ۳۷

۲-۵ گسيختگي ساختمان‌هاي مصالح بنايي.. ۴۰

۲-۶ علل گسيختگي ساختمان‌هاي مصالح بنايي.. ۴۲

۲-۶-۱ كيفيت مصالح و اجرا ۴۳

۲-۶-۲ شكل و سيستم سازه ۴۳

۲-۶-۳ديوارهاي ساختمان. ۴۵

۲-۶-۴ سيستم سقف… ۴۵

۲-۶-۵ انسجام اجزاي ساختمان. ۴۶

۲-۶-۶ اجزاي غيرسازه اي.. ۴۶

۲-۶-۷ سيستم كلاف… ۴۷

۲-۶-۸ خاك محل.. ۴۷

فصل سوم

خواص سازه‌ای و دینامیکی قاب‌های مرکب

۳-۱ مقدمه. ۴۸

۳-۲ ضرورت توجه به نقش میانقاب… ۴۸

۳-۳- اندرکنش قاب و میانقاب… ۴۹

۳-۴- تبدیل کنش خمشی به کنش خرپایی.. ۴۹

۳-۵- مودهای شکست دیوار آجری.. ۵۱

۳-۵-۱- شکست برشی.. ۵۱

۳-۵-۲- شکست برشی- لغزشی.. ۵۲

۳-۵-۳ -شکست خمشی.. ۵۲

۳-۵-۳-۱- شکست خمشی در راستای قائم. ۵۲

۳-۵-۳-۲- شکست خمشی در راستای افقی.. ۵۳

۳-۶- مودهای شکست میانقاب… ۵۳

۳-۶-۱- لهیدگی گوشه‌ها ۵۳

۳-۶-۲- شکست برشی- لغزشی.. ۵۳

۳-۶-۳- فشار قطری.. ۵۴

۳-۶-۴- ترک قطری.. ۵۴

۳-۶-۵- شکست قاب… ۵۴

۳-۷- مودهای شکست سازه ۵۵

۳-۸- مودهای شکست سازه‌های آجری در زلزله‌های گذشته. ۵۷

۳-۹- انواع ترک… ۵۹

۳-۹-۱- ترک‌های مرزی.. ۵۹

۳-۹-۲- ترک‌های قطری.. ۶۰

۵-۳-۲-۱- تقسیم‌بندی ترک‌های قطری.. ۶۱

۳-۱۰- شکست کنج.. ۶۴

۳-۱۱- حالت‌ نهایی شکست… ۶۵

۳-۱۲- عامل‌های مؤثر بر مقاومت ترک قطری.. ۶۵

۳-۱۳- مقاومت شکست کنج.. ۶۵

۳-۱۴- تأثیر درز بین قاب و میانقاب: ۶۶

۳-۱۵- خواص پسماند. ۶۶

۳-۱۵-۱ تأثیر نرمی بر رفتار لرزه‌ای.. ۶۶

فصل ۴

روشهای تعمیر، بازسازی و تقویت ساختمان‌ها

۴-۱- مقدمه. ۶۹

۴-۲- راهکارهای بهسازی.. ۷۰

۴-۲-۱- روکش بتنی یا شاتکریت… ۷۰

۴-۲-۲- یکپارچه ساختن سقف… ۷۱

۴-۲-۳- افزایش تعداد مسیرهای انتقال بار. ۷۲

۴-۲-۴- استقرار دیوار جدید. ۷۳

۴-۲-۵- اصلاح بازشوها در دال. ۷۳

۴-۲-۶- روش‌های تزریق صمغ‌های چسبناک… ۷۴

۴-۲-۷- تعبیه دیوار برشی.. ۷۴

۴-۲-۸- مقاوم‌سازی توسط FRP.. 75

۴-۲-۸-۱- اجرای مقاوم‌سازی و بهسازی توسط FRP.. 76

۴-۲-۹- تقویت پی.. ۷۷

۴-۲-۱۰- نصب صفحات فولادی با اندود ملات سیمان ریزدانه (فروسیمان) در گوشه‌ها برای اتصال دیوارها ۷۹

۴-۲-۱۱- کاهش ابعاد بازشوها ۸۰

۴-۲-۱۲- کلاف‌های افقی فولادی.. ۸۰

۳-۲-۱۲-۱- کلاف افقی با نبشی در سقف طاق ضربی.. ۸۱

۴-۲-۱۲-۲- کلاف افقی با نبشی در سقف تیرچه بلوک… ۸۲

۴-۲-۱۳- کلاف‌های قائم فولادی.. ۸۳

۴-۲-۱۳-۱- کلاف‌های قائم با ورق در وسط دیوار. ۸۳

۴-۲-۱۴- تیرآهن کنسول (بالکن) ۸۴

۴-۲-۱۵- کاربرد شناژ خورجینی.. ۸۵

۴-۲-۱۵-۱- مقدمه: ۸۵

۴-۲-۱۵-۲- روش اجراي تدريجي و گام به گام به عنوان روش مرسوم. ۸۵

۴-۲-۱۵-۳- روش اجراي خورجيني.. ۸۶

۴-۲-۱۵-۴- مزايا ۸۷

۴-۲-۱۵-۵- معايب… ۸۹

۴-۲-۱۶- گزارشي كوتاه از انجام مقاوم سازي ساختمان موجود با استفاده از فونداسيون و شناژ خورجيني   ۸۹

۴-۲-۱۶-۱- وضع موجود. ۸۹

۴-۲-۱۶-۲- انتخاب روش… ۹۰

۴-۲-۱۶-۳ – مروري بر عمليات اجرائي فونداسيون و شناژ خورجيني.. ۹۰

۴-۳- روش‌های تقویت و تعمیر ساختمانهای سنگی موجود: ۹۴

۴-۳-۱- روش تقویت دیوارهای سنگی: ۹۵

۴-۳-۱-۱- تقویت گوشه‌های ساختمان با استفاده از صفحات فلزی: ۹۵

۴-۳-۱-۲- استفاده از بتن مسلح در اتصال دیوارها: ۹۵

۴-۳-۱-۳- استفاده از شبکه فولادی.. ۹۶

۴-۳-۱-۴- استفاده از تیرهای چوبی برای حمایت از دیوارهای بلند و طویل: ۹۹

۴-۳-۲- تقویت سقف ساختمان‌های آجری و سنگی با تیرهای چوبی.. ۱۰۰

فصل ۵

کاربرد قاب مرکب در مقاوم‌سازی ساختمان‌های بنایی

۵-۱ طرح مسئله. ۱۰۲

۵-۱-۱- نقشه معماری.. ۱۰۲

۵-۱-۲- نقشه سازه‌ای.. ۱۰۳

۵-۱-۳- کدگذاری دیوارها ۱۰۴

۵-۱-۴- خسارات وارده به دیوارهای سازه‌ای و غیرسازه‌ای و ارائه راهکارهای ترمیم  ۱۰۵

۵-۱-۵- اطلاعات مربوط به طبقات ساختمان. ۱۰۶

۵-۱-۶- کنترل نواقص مربوط به مصالح.. ۱۰۷

۵-۱-۷- کنترل نواقص مربوط به سیستم سازه‌ای.. ۱۰۷

۵-۱-۸- کنترل نواقص مربوط به دیوار باربر. ۱۰۸

۵-۱-۹- کنترل نواقص مربوط به دال‌ها ۱۰۹

۵-۱-۱۰- کنترل نواقص مربوط به اتصالات اعضا ۱۱۰

۵-۲- طرح مقاوم سازی.. ۱۱۱

۵-۲-۱- محاسبات طرح مقاوم‌سازی.. ۱۱۱

۵-۲-۲- اصلاح بازشوها و انجام تغییرات معماری.. ۱۱۲

۵-۲-۳- محاسبه بار دیوارها بعد از تغییرات معماری.. ۱۱۲

۵-۲-۴- بارگذاری سقف بام. ۱۱۴

۵-۲-۵-اثر پیچش در ساختمان. ۱۱۵

۵-۲-۶- برش پایه. ۱۱۵

۵-۲-۷- جایگذاری ستون‌های فلزی.. ۱۱۶

۵-۲-۸- مدلسازی.. ۱۱۶

۵-۲-۹- نقشه اجرایی با توجه به خروجی ETABS.. 118

۵-۲-۱۰- محاسبات بار جانبی.. ۱۱۸

۵-۲-۱۱- نقشه‌های اجرایی.. ۱۲۲

۵-۳- نتیجه‌گیری.. ۱۲۷

منابع و مراجع. ۱۲۹