شهریور  1390

فهرست مطالب
عنوان                                                                                                                   صفحه
 
فصل اول: مقدمه
1-1 مقدمه. 3
1-2 مرور کارهای گذشته. 4
1-3 لرزه خیزی ایران.. 7
1-4 گزارش برخی از زلزله های چند دهه اخیر. 10
1-4-1 زلزله 31 خردادماه 1369 رودبار و منجیل.. 10
1-4-2 گزارش تصویری از زلزله بم.. 13
1-4-3 اثرات زلزله اول تیر 1381 چنگوره- آوج بر ساختمان های بنایی و مختلط… 15
1-4-3-1 خسارت وارده به ساختمان ها در اثر زلزله چنگوره- آوج 16
1-4-3-2 گونه های ساختمانی منطقه آوج.. 16
1-4-3-3 ساختمان های بنایی آوج با سقف طاق ضربی.. 17
1-4-3-4 ساختمان های مختلط منطقه آوج.. 17
1-4-3-5 بررسی آسیب های وارده به ساختمان های منطقه آوج.. 17
1-4-3-6 بررسی علل خرابی ساختمان های مختلط و بنایی منطقه آوج.. 19
1-4-4 رفتار و عملکرد ساختمان ها در زلزله داهوییه (زرند) 19
1-5 گستردگی ساختمان های بنایی.. 21
1-6 مقاوم سازی ساختمان های بنایی.. 24
1-7روند انجام پایان نامه. 25
فصل دوم: تئوری های حکم بر رفتار ساختمان های بنایی
2-1 خواص سازه ای و دینامیکی ساختمان های بنایی.. 28
2-2- توزیع نیروی زلزله در ساختمان های بنایی.. 28
2-3 حالت های شکست… 29
2-3-1 شکست دیوارهای برشی.. 30
2-3-2 شکست دیوارهای عرضی.. 32
2-4 روش های ارزیابی کمی آسیب پذیری ساختمان های بنایی غیرمسلح.. 32
2-4-1 روش ارزیابی دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود. 33
2-4-2 روش ارزیابی فصل هفتم دستورالعمل FEMA273, FEMA356.. 34
2-4-3 روش ارزیابی لانگ- باخمن.. 35
2-5 استفاده از روش قاب معادل در ارزیابی ساختمان های مصالح بنایی.. 38
2-6 دلیل بنیادی ناپایداری لرزه ای ساختمان های آجری غیرمسلح در برابر زلزله. 40
2-7 ماهیت نیروهای زلزله. 41
2-8 عملکرد ساختمان های آجری غیرمسلح در برابر زلزله. 42
2-9 مقاومت جانبی دیوار برشی غیرمسلح.. 43
2-10 تقویت لرزه ای ساختمان های بنایی.. 45
2-10-1 روش تسلیح دیواری های آجری.. 45
2-10-2 روش کلاف بندی دیوار آجری.. 46
فصل سوم: معرفی آیین نامه ها
3-1 مقدمه. 49
3-2 معرفی آیین نامه ها 49
3-2-1 آیین نامه FEMA-154 ایالات متحده آمریکا 49
3-2-2 دستورالعمل ATC-20  (Applied Technology Council) 55
3-2-2-1 ارزیابی ساختمان ها بعد از زلزله. 57
3-2-2-2 روش ارزیابی ساختمان ها 58
3-2-3 مجموعه FEMA 306-307-308.. 60
3-2-3-1 ارزیابی ساختمان طبق دستورالعمل  FEMA 306-307-308.. 60
3-2-3-2 ترمیم المان های آسیب دیده از زلزله طبق دستور FEMA (306-307-308) 63
3-2-3-3 روش ترمیمی ارائه شده در دستورالعمل FEMA 308.. 63
3-3 جمع بندی.. 64
3-4 دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود. 66
3-4-1 بررسی کلی دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود. 66
3-4-2-بخش ساختمان های مصالح بنایی دستورالعمل.. 70
3-4-3 انواع ساختمان های مصالح بنایی مشمول دستورالعمل بهسازی لرزه ای برای ساختمان 71
3-4-4 محدوده کاربرد. 72
3-4-5 مراحل روش بهسازی.. 72
3-5 ساختمان های مصالح بنایی سنتی.. 73
3-5-1 نواقص مربوط به مصالح ساختمان.. 73
3-5-2 نواقص مربوط به سیستم سازه ای.. 74
3-5-3 نواقص مربوط به دال های.. 74
3-5-4 نواقص مربوط به اتصالات اعضا 75
3-5-5 نواقص مربوط به اجزای غیرسازه ای.. 75
3-5-6 نواقص مربوط به سیستم کلاف بندی.. 75
3-6 پیش نویس دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های بنایی.. 76
3-6-1 مراحل ارزیابی آسیب پذیری.. 76
3-6-2 راهکارهای بهسازی.. 77
3-6-2-1 بهسازی کلی.. 78
3-6-2-2 بهسازی موضعی.. 78
3-7 دستورالعمل تحلیل آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای ساختمان های بنایی غیرمسلح موجود 79
3-7-1 فرایند تحلیل و ارزیابی آسیب پذیری.. 80
3-7-2 تحلیل آسیب پذیری ساختمان.. 81
3-7-2-1 ارزیابی اولیه آسیب پذیری.. 81
3-7-2-2 ارزیابی تفضیلی آسیب پذیری.. 83
3-7-2 بهسازی ساختمان.. 83
 
3-7-4 جزییات اجرایی طرح.. 84
3-7-5 بررسی اقتصادی و اجتماعی برای بهسازی لرزه ای ساختمان.. 84
3-8 آیین نامه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله (آیین نامه 2800) 86
فصل چهارم: ویژگی های مهندسی دیوارهای با مصالح بنایی
4-1 ویژگی های مهندسی دیوارهای با مصالح بنایی.. 89
4-2 انواع دیوارهای بنایی.. 90
4-2-1 دیوارهای بنایی موجود. 91
4-2-2 دیوارهای بنایی جدید. 91
4-2-3 دیوارهای تقویت شده 91
4-3 روش های تحلیل سازه 91
4-3-1 تحلیل استاتیکی خطی.. 92
4-3-1-1 تعیین زمان تناوب اصلی نوسان سازه 92
4-3-1-2 برآورد نیروها و تغییر شکل ها 92
4-3-1-3 توزیع نیروی جانبی در ارتفاع. 93
4-3-2 تحلیل دینامیکی خطی.. 93
4-3-3 تحلیل استاتیکی غیرخطی.. 94
4-4 رفتار درون صفحه ای دیوارها و پایه های مصالح بنایی.. 94
4-4-1 سختی.. 95

4-4-2 مقاومت… 96
4-4-2-1 مقاومت جانبی موردانتظار پایه ها و دیوارهای با مصالح بنایی غیرمسلح.. 96
4-4-2-2 کرانه پایین مقاومت جانبی پایه ها و دیوارهای با مصالح بنایی غیرمسلح.. 97
4-4-3 کرانه پایین مقاومت فشاری قائم پایه ها و دیوارهای مصالح بنایی غیرمسلح.. 97
4-5 معیارهای پذیرش…. 98
4-5-1 روش های خطی.. 98
4-5-2 روش استاتیکی غیرخطی.. 99
4-6 رفتار خارج از صفحه دیوار 100
فصل پنجم: استفاده از روش قاب معادل در ارزیابی ساختمان های مصالح بنایی
5-1 استفاده از روش قاب معادل در ارزیابی ساختمان های مصالح بنایی آسیب دیده در زلزله های اخیر ایران  103
5-2 مدل قاب G.MAGENES.. 105
5-2-1 -روش قاب معادل با بهره گرفتن از نمودار M-θ: روش (G.Penelis) 106
5-2-2 مدل قاب معادل با بهره گرفتن از نشریه 376. 107
5-2-3 چگونگی مدلسازی ارتفاع دیوارها 108
5-3 استفاده از ارتفاع کامل دیوارها 108
5-3-1 استفاده از ارتفاع متفاوت بین بازشوها 109
5-3-2 استفاده از ارتفاع موثر دیوارها 110
5-4 مشخصات مصالح دیوارهای آجری غیرمسلح.. 110
5-4-1 مشخصات مصالح.. 110
5-4-2 مقاومت فشاری مصالح بنایی (fme) 111
5-4-3 مدول الاستیسیته مصالح بنایی در فشار (Eme) 112
5-4-4 مقاومت برشی مصالح بنایی (vme) 113
فصل ششم: اثر دیوار برشی بر ساختمان های بنایی
6-1 مراحل مدل سازی دیوار مصالح بنایی روش قاب معادل و بررسی نتایج یک نمونه دیوار 117
6-2 مراحل مدل سازی یک دیوار مصالح بنایی در برنامه SAP 2000.. 117
6-3 مدل سازی دیوار مصالح بنایی زیر و بررسی نتایج.. 119
6-3-1 ارتفاع دیوارهای قائم (ستون های معادل) 120
6-3-2 ارتفاع دیوارهای افقی (تیرهای معادل) 120
6-3-3 طول دیوارها 121
6-3-4 ممان اینرسی هر یک از دیوارها (I) 121
6-3-5 سختی هر یک از دیوارها 121
6-3-6 سطح بارگیری.. 122
6-3-7 مقاومت برشی موردانتظار (Vme) 122
6-3-8 مقاومت لغزش درز ملات QCE 122
6-3-9 کرانه پایین مقاومت جانبی دیوارها مصالح بنایی غیرمسلح.. 123
6-3-10 محاسبه و چگونگی به دست آوردن مفاصل برشی.. 123
6-4 بررسی نتایج همراه با تغییرات پارامتری و هندسی بر روی دیوار مصالح.. 125
6-4-1 تغییرات پارامتری بر روی دیوار مصالح بنایی با ارتفاع موثر. 126
6-5 بررسی نتایج تغییرات برروی دیوار مصالح بنایی.. 128
6-6 تغییرات هندسی بر روی دیوار مصالح بنایی.. 148
6-6-1 تغییرات بر روی ارتفاع دیوارها 148
6-6-2 تغییرات بر روی ضخامت دیوارهای مصالح بنایی.. 153
6-6-3 تغییرات بر روی طول هر قطعه. 155
6-7 اثر دیوار برشی بر روی ساختمان با دیوار مصالح بنایی.. 156
6-8 چگونگی مدل سازی دیوار برشی در ساختمان های مصالح بنایی.. 157
6-8-1 مقاومت دیوار برشی.. 158
6-9 معیارهای پذیرش برای دیوارهای برشی در حالت انالیز غیرخطی استاتیکی.. 159
6-10مشخصات دیواربرشی بتن مسلح.. 161
6-10-1 ارائه حالتهای مختلف قراردادن دیوار برشی.. 162
6-11 نتیجه گیری.. 168
منابع و ماخذ
منابع و ماخذ. 159
 
 
 
فهرست شكل ها
عنوان                                                                                                                   صفحه
شکل 1-1 نقشه صفحات زمین ساخت خاورمیانه و حرکات نسبی آن ها 9
شکل 1-2 گسل های مهم ایران. 9
شکل 1-3 تصاویری از زلزله رودبار و منجیل در سال 1369. 13
شکل (1-4) تصاویری از زلزله ویرانگر بم. 15
شکل (1-5) نمونه ای از ساختمان های منطقه اوج و آسیب های وارده به این منطقه. 18
شکل 1-6 تصاویر آسیب های وارده از زلزله زرند. 21
شکل 2-1 (الف) شکست خمشی (پایه های باریک) 30
شکل 2-1 (ب) شکست برشی (پایه های پهن) 30
شکل 2-2 ساختار ارزیابی کمی فصل هفتم دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود
. 34
شکل 2-3 ساختار ارزیابی ارزیابی در فصل هفتم FEMA273-FEMA356. 35
شکل 2-5 ساختار ارزیابی کمی در روش لانگ-باخمن.. 36
شکل 2-4 درجات آسیب پذیری در روش لانگ باخمن.. 36
شکل 2-6 منحتی ظرفیت ساختمان در روش لانگ- باخمن.. 36
شکل 2-7 پلان سازه ای ساختمان مدرسه. 37
شکل 2-8 مدلسازی نمای یک ساختمان بنایی توسط قاب معادل. 39
شکل (2-9) دیاگرام آزاد دیوار مقاومت خمشی دیوار 44
شکل 2-10 برخی روش های اجرایی دیوارهای آجری مسطح. 46
شکل 2-11 نحوه عملکرد دیوارهای آجری مسطح. 46
شکل 3-1 فرم های جمع آوری اطلاعات برای سه منطقه با لرزه خیزی کم، متوسط و زیاد. 52
شکل 3-2 نمونه ای از چک لیست های ارزیابی سریع دستورالعمل ATC-20. 59
شکل 3-3آزمایش مقاومت برشی ملات.. 73
شکل 4-1 نمودار رابطه بین نسبت نیرو و تغییر مکان المان ها برای المان های مصالح بنایی.. 90
شکل6-1 نمای یک دیوار مصالح بنایی.. 119
شکل6-2 نمای یک دیوار مصالح بنایی.. 120
شکل6-3 نمای یک دیوار مصالح بنایی.. 126
شکل6-4 ایجاد مدل با توجه به میانگین ارتفاع آزاد. 127
شکل6-5 ایجاد مدل با توجه به میانگین ارتفاع موثر. 129
شکل 6-6 چگونگی تعریف مفصل در نرم افزاز SAP2000. 132
شکل 6-7 نمودار بار –تغییر مکان بعد از تحلیل. 134
شکل6-8 ایجاد مدل با توجه به میانگین ارتفاع موثر. 149
شکل6-9 دیوار مصالح بنایی با دیوار میانی از جنس دیوار بری بتن مسلح. 157
شکل 6-10 دیوار مصالح بنایی با دیوار میانی از جنس دیوار بری بتن مسلح. 161
شکل6-11 ایجاد مدل با توجه به میانگین ارتفاع موثر. 163
شکل6-12 چگونگی تعریف مفصل برشی در نرم افزار 164
شکل 6-13نمایش ایجاد مفاصل در میانه پایه های دیوار 165
شکل6-14 نمودار بار – تغییر شکل بعد از انجام عملیات تحلیل. 166
 
 
 
فهرست جدول ها
عنوان                                                                                                                   صفحه
 
جدول 1-1 خسارات وارد بر روستا در زلزله چنگوره- آوج.. 16
جدول 1-2 زلزله های بابزرگی بیش از 5/6 در فاصله های 1284تا 1384. 23
جدول 2-1 مقایسه نتایج حاصل از ارزیابی ساختمان یک مدرسه. 38
جدول 3-1 تعاریف نتیجه ارزیابی.. 56
جدول 3-3 آزمایشات ارزیابی بر اساس آیین نامه FEMA 306.. 62
جدول 3-4 روش های ترمیم و محدوده کاربرد. 64
جدول 3-5 نواقص مربوط به مصالح.. 73
جدول 4-1 ضریب m برای تحلیل خطی.. 99
جدول 4-2 پارامترهای تغییرشکل غیرخطی و معیارهای پذیرش در شیوه آنالیز غیرخطی.. 100
جدول 4-3 محدودیت نسبت h/t برای دیوارها 101
جدول (5-1) ضرایب تبدیل کرانه پایین مشخصات به مشخصات موردانتظار 111
جدول 6-1 مشخصات دیوار مصالح بنایی.. 125
جدول 6-2 محاسبات دیوار مصالح بنایی.. 125
جدول 6-3 مشخصات دیوار مصالح بنایی یک…. 130
جدول 6-4 محاسبات مقاومت لغزش درز ملات برای دیوار مصالح بنایی یک…. 130
جدول 6-5 مشخصات مفاصل باتوجه به معیارهای پذیرش…. 131
جدول 6-6 نتایج آنالیز غیر خطی برای دیوار مصالح بنایی.. 133
جدول 6-7 مشخصات حالت دوم دیوار مصالح بنایی.. 135
جدول6-8 مشخصات مفاصل برای حالت دوم دیوار مصالح بنایی.. 136
جدول6-9 مشخصات حالت سوم دیوار مصالح بنایی.. 137
جدول6-10 مشخصات مفاصل برای حالت سوم. 138
جدول6-11 مشخصات حالت چهارم. 139
جدول 6-12محاسبات حالت چهارم. 139
جدول6-13 مشخصات مفاصل برای حالت چهارم. 140
جدول 6-14مشخصات حالت پنجم.. 141
جدول6-15 محاسبات حالت پنجم.. 141
جدول6-16 مشخصات مفاصل برای حالت پنجم.. 141
جدول6-17 مشخصات حالت ششم.. 142
جدول6-18 محاسبات حالت ششم.. 143
جدول6-19 مشخصات مفاصل برای حالت ششم.. 143
جدول6-20 مشخصات حالت هفتم.. 144
جدول6-21 محاسبات حالت هفتم.. 144
جدول 6-22مشخصات مفاصل برای حالت هفتم.. 145
جدول6-23 مشخصات برای حالت هشتم.. 145
جدول6-24 محاسبات برای حالت هشتم.. 146
جدول6-25 مشخصات مفاصل برای حالت هشتم.. 146
جدول6-26 مشخصات حالت نهم.. 147
جدول6-27 محاسبات حالت نهم.. 147
جدول 6-28مشخصات مفاصل حالت نهم.. 148
جدول6-29 مشخصات مربوط به کمترین ارتفاع موثر. 150
جدول6-30 محاسبات مربوط به کمترین ارتفاع موثر. 150
جدول6-31 مفاصل مربوط به کمترین ارتفاع موثر. 151
جدول6-32 مشخصات مربوط به بیشترین ارتفاع موثر. 151
جدول6-33 محاسبات مربوط به بیشترین ارتفاع موثر. 151
جدول6-34 مفاصل مربوط به بیشترین ارتفاع موثر. 152
جدول6-35 نتایج زمانی که از بیشترین و کمترین ارتفاع موثر استفاده شود. 152
جدول 6-36 نتایج زمانی که در ضخامت دیوار تغییر بدهیم.. 154
جدول 6-37 نتایج زمانی که در طول هر پایه تغییرات ایجاد کنیم.. 155
جدول 6-38 محاسبات مربوط به مقاومت دیوار برشی.. 162
جدول 6-39 محاسبات مربوط به ایجاد مفصل برشی.. 162
جدول6-40 نتایج انالیز غیر خطی در حالتی که دیوار برشی بتن مسلح ایجاد کنیم.. 166
جدول6-41 نتایج در حالتی که تغییرات بر روی دیوار برشی بتن مسلح  ایجاد کنیم.. 167
 
 
 
فهرست نمودار ها
عنوان                                                                                                                   صفحه
نمودار 3-1 روند ارزیابی ساختمان پس از زلزله. 57
نمودار 3-2 مراحل روش ساده بهسازی.. 72
نمودار 3-3 مراحل مختلف ارزیابی.. 76
نمودار 3-4 روند تحلیل و ارزیابی آسیب پذیری بر اساس دستورالعمل تحلیل آسیب پذیری.. 80
 
فصل اول
« مقدمه »
1-1 مقدمه:
از آنجا که کشور ایران به عنوان یکی از مناطق زلزله خیز جهان در مسیر کمربند زلزله آلپ هیمالیا قرار دارد و وجود گسل های فراوان و رخداد زلزله های شدید در گذشته های دور و دهه های اخیر در راستای گسل های شناخته شده و همچنین نقشه پهنه بندی موجود خطر زلزله نشانگر این واقعیت است که اکثر مناطق کشور در معرض وقوع زلزله های شدید یا نسبتاً شدید قرار دارند. از طرفی با توجه به وضعیت آسیب پذیری بسیار نگران کننده شهرها و روستاهای کشور که حاصل قرن ها غفلت در تاریخ ایران بوده است، تا قبل از زلزله منجیل- رودبار (در سال 1369) اقدامات و فعالیت های موثر علمی-فنی در زمینه کاهش خطرات ناشی از زلزله بسیار اندک بوده و آن هم به صورت پراکنده انجام پذیرفته است. پس از این زلزله و بدنبال انجام کارهای گوناگون در زمینه مهندسی زلزله موقعیت کشور از این نظر بهبود یافت به طوری که تهیه و تدوین مقررات، بازبینی آیین نامه های زلزله، تهیه و تدوین دستورالعمل های ایمن سازی و بهسازی لرزه ای ساختمان ها بخشی از دست آوردهای حاصل از خودآگاهی جامعه فنی و مدیران کشور پس از زلزله مهم سال 1369 در رودبار و منجیل می باشد.
در کنار این پیشرفت ها، کمبودهای شدید و نگران کننده ای وجود دارد، که حاصل ساخت و سازهای غیرفنی و ناامن بوده، به طوری که شهرها و روستاهای کشور با ساختمان های نامقاوم در برابر زلزله، پرهزینه، کم دوام، پر مصرف از نظر انرژی و گران قیمت از نظر نگهداری شکل گرفته است.
در حال حاضر ساختمان های ساخته شده با مصالح بنایی (بخصوص ساختمان های آجری)، درصد بالایی از ساختمان های موجود یا در حال احداث در کشور ما را تشکیل می دهند. 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 یا مصالح بنایی و سرانجام ارزان­تر بودن قیمت تمام شده این قبیل ساختمان ها نسبت به ساختمان های با اسکلت فولادی و بتن مسلح می باشد. با توجه به این که در ساخت بیشتر ساختمان های بنایی ضوابط و معیارهای مهندسی مربوط به مقاومت سازه در برابر زلزله مورد توجه قرار نمی گیرد و معمولاً توسط سازندگان محلی و بدون توجه به اثر تخریبی زلزله، طراحی و اجرا می شوند. رویداد هر زمین لرزه در هر نقطه از کشور فاجعه آمیز بوده و پیامدهای بسیار نگران کننده ای در برخواهد داشت. برای داشتن ساختمان هایی مقاوم در برابر زلزله با سطح ایمنی مطلوب دو مساله اساسی را باید به طور منطقی پاسخ داد.
1)ساختمان هایی که از این به بعد ساخته می شوند چگونه طراحی، محاسبه و اجرا شوند تا دارای مقاومت کافی در برابر زلزله باشند.