سـلوك العناصر غير الإنشـائية

سـلوك العناصر غير الإنشـائية :

سـلوك العناصر غير الإنشـائية تستخدم العناصر غير الإنشائية كالجدران القاطعة و عناصر الواجهات للحصول على الوظائف التخديمية للمبنى ، أو للحصول على الشكل المعماري المطلوب ، إلا أنّ التفصيلات غير المدروسة لهذه العناصر يمكن أن تؤثر سلبياً على المقاومة الزلزالية للمبنى ، حيث أنها :
1) تقـلل دور الاهتزاز الطبيعي للمبنى ، و بالتالي تغير في الإجهادات التصميمية الناتجة عن الحركات الزلزالية .
2) تؤدي إلى إعادة توزيع القساوة العرضية للمنشأ ، و بالتالي تؤثر على توزيع الإجهادات و كذلك دور اهتزاز المبنى و هيئة اهتزازه .
3) يمكن أن تؤدي إلى إنهيار مبكر في بعض عناصر المنشأ ، و عادة يكون الإنهيار ناتج عن إجهادات القص.

VIII ) شكل الإنهيار الجزئي المسموح به :

 

يتم تصميم مختلف عناصر المنشأ و التحكم بالمتانات النسبية لعناصر المبنى كالأعمدة و الجوائز بحيث نبتعد عن هيئات الانهيار غير المرغوبة .

و تقسم هيئات انهيار المبنى غير المفضلة إلى مجموعتين :

1. هيئات الانهيار التي تقود إلى انهيار كامل للمنشأ ، و خاصة من خلال انهيار العناصر الشاقولية الحاملة للأعمدة .
2. هيئات الانهيار المفاجئ كهيئات التحنيب .
و توصي نظم البناء عادة بزيادة متانة العناصر الشاقولية ، و بشكل عام يمكننا القول بأن التصميم الأمثل للمنشآت المقاومة للزلازل يقلل ما أمكن حدوث مفاصل لدنة في العناصر الشاقولية ، و يسمح بتشكلها في العناصر الأفقية كالجوائز .

 

 

 

 

 

IX ) طبيعة الأساس و تربة التأسـيس :

تلعب أساسات المبنى دوراً أساسياً في مقاومة الأحمال الزلزالية ، حيث أنها تشكل المحطة الأخيرة لوصول القوى الزلزالية المتولدة في المبنى إلى تربة التأسيس و تبددها بها ، و من جهة أخرى تقوم تربة التأسيس بتأثير كبير على طبيعة التسارع الزلزالي المتولد في أساسات المبنى ، حيث إن تربة التأسيس يمكن أن تقوم بتضخيم أو تخميد الاهتزازات الزلزالية وفقاً لبنيتها التركيبية ( رملية – صخرية – … ) ، و طبيعي أن يحدث هنالك تفاعل بين الموجات الزلزالية القادمة و الاهتزازات المتولدة في أساسات المبنى إلا أن معظم كودات البناء الزلزالية تهمل مثل هذا التفاعل بين المنشأ و التربة المحيطة به ، و تفترض أن طبيعة التربة صلدة أسفل المبنى ، و هذا مقبول لمعظم المنشآت البسيطة ، إلا أن الدراسات الحديثة أثبتت بأن تفاعل المنشـأ مع التربة المحيطة به خلال فترة التحميل الزلزالي تعتبر أساسية و يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار عند التصميم الزلزالي للمنشأت الهامة .

متطلبات مواد الإنشاء :

تلعب مواد الإنشاء دوراً هاماً في تحديد سلوك المنشآت في المناطق الزلزالية ، و من وجهة نظر زلزالية يمكن القول بأن المواد المناسبة لبناء المنشآت المقاومة للزلازل يجب أن تتميز بالمواصفات التالية :
1. خاصية مطاوعة عالية .
2. نسبة ( مقاومة / وزن ) عالية .
3. التجانس .
4. القدرة على تشكيل عقد اتصال صلدة .

الجمل الإنشائية المقاومة للزلازل :

بشكل عام يمكننا مقاومة تأثير الزلازل على الأبنية من خلال أسلوبين أساسيين هما :

1. تصميم منشأ متين قادر على مقاومة الحمولات الزلزالية بواسطة صلابته فقط .
2. تصميم منشأ مطاوع قادر على امتصاص طاقة الزلازل بتشوهات مقبولة .
و عادة يكون استخدام أيـّا ً من الحلين السابقين غير مجدٍ إقتصادياًإذا تم استخدامه بمعزل عن الأسلوب الآخر ، و يكون الحل الأمثل بتصميم منشأ يقاوم الأحمال الزلزالية بواسطة صلابته و مطاوعته بآن واحد .
يمكن تقسيم العناصر الإنشائية الأساسية المستخدمة في مقاومة الزلازل إلى ثلاث وحدات أساسية وهي : ” الإطارات – جدران القص – و العناصر الأنبوبية ” . و تتألف الجمل الإنشائية المقاومة للزلازل من عنصر أو أكثر من الوحدات السابقة .

¨ وسائل عزل طاقة الزلازل و تخميدها ضمن المباني :

بدأ حديثاً باستخدام عدة أساليب تهدف إلى :
1. تخفيض الطاقة الزلزالية المتسربة إلى المبنى عن طريق عزل أساساته .
2. تخفيض الطاقة الزلزالية ضمن المبنى و ذلك باستخدام مخمدات امتصاص لهذه الطاقة .
3. باستخدام الأسلوبين ( 1 ) و ( 2 ) معاً .
¨ أسلوب عزل الطاقة الزلزالية عن المباني :

يتم عزل الطاقة الزلزالية عن المباني من خلال اعتراض هذه الطاقة عند دخولها إليها ( أيّ عند أساسات تلك المباني ) ، و يتم ذلك باستخدام أدوات تؤدي إلى انقطاع الاهتزاز في أساسات المباني و يؤدي هذا الأسلوب إلى إطالة دور الاهتزاز الطبيعي للمنشآت المعزولة ، مما يعني بأن هذا الأسلوب يعتبر فعالاً في حالة المنشآت المشادة على ترب صخرية ( ذات دور اهتزازي صغير ) إلا أن هذا الأسلوب غير مجدي ( و قد يكون خطيراً ) في حالة المنشآت المشادة على الترب الناعمة أو الرملية ( ذات أدوار الاهتزاز الطبيعية الطويلة ) .
و يتم عزل أساسات المبنى على التربة بواسطة اسطوانات فولاذية تثبت تحت الأساسات ، و تعمل عطالة المبنى على فصله عن اهتزازات التربة المحيطة بأساساته ، و يتم امتصاص طاقة الزلزال ضمن التربة المتحركة و الأساس شبه المتوقف بفعل عطالته من خلال مخمدات طاقة .

التحليل الزلزالي للمنشآت

إن معظم طرق التحليل الزلزالي للأبنية تفترض السلوك الخطي المرن للمنشآت ثم تُدخل تأثير اللاخطية بشكل تقريبي ، و تقسم طرق التحليل الزلزالي للمنشآت إلى مجموعتين رئيسيتين كما يلي :

1. طرق التحليل الديناميكية و تتضمن :
أ – طريقة تحليل الأطوار باستخدام مخططات طيف الاستجابة .
ب – طريقة التكامل المباشر لمعادلة الحركة .
ج – طريقة التحليل اللاخطي مع أخذ تفاعل التربة و المنشأ .
تعتبر طريقة التحليل الساكن من أكثر الطرق انتشاراً نظراً لبساطتها و سهولة إنجازها يدوياً و ملائمتها للعديد من المنشآت البسيطة مما جعلها معتمدة من قبل الكثير من الكودات العالمية المستخدمة للتحليل الزلزالي .
و الجدير بالذكر أن نتائج التحليل المستخلصة بمختلف الطرق قد تتمايز بفروق كبيرة نظراً لطبيعة الفرضيات المستخدمة في كل منها ، و يبقى لخبرة مهندس الزلازل وزن كبير في اختيار الطريقة الملائمة للمنشأ المدروس ، و يظهر الجدول التالي بعض طرق التحليل الزلزالي المقترحة وفقـاً لطبيعة المنشأ المدروس .

2. طرق التحليل الساكنة :

تعتمد معظم الكودات الزلزالية العالمية طريقة مبسطة تحول القوى الزلزالية الديناميكية إلى قوى ساكنة مكافئة تؤثر على المبنى بالاتجاه الأفقي و وفق المحاور الرئيسية للمبنى .
تطبق طرق التحليل الساكن على الأبنية العادية ذات الأشكال المتناظرة أو القريبة من المتناظرة بحيث لا يتجاوز تراجع ( ارتداد ) الطوابق العليا أكثر من 25 % من المساحة الأفقية للمبنى ،و نظراً لبساطة طريقة التحليل الساكن و إمكانية تطبيقها على العديد من الأبنية العادية فقد تم اعتمادها من قبل الكثير ضمن كودة تصميم منشآت الخرسانة المسلحة