فهرست مطالب مقدمه 1.......................... ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ -1طرح برتر 6 .............. ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ -2تهیه طرح تفصیلی بر اساس طرح مقدماتی برتر 7.......................................... ................................ ................................ -1-2مدل سازی 7................................... ................................ ................................ ................................ ................................ -1-1-2بار مرده دیوار 7....................... ................................ ................................ ................................ ................................ -2-1-2بار مرده سقف 8...................... ................................ ................................ ................................ ................................ -3-1-2بار زنده سقف 8....................... ................................ ................................ ................................ ................................ -2-2تعیین اعضای اصلی و غیراصلی و تعیین سختی آنها 8......................... ................................ ................................ -1-2-2دیوار 8....................................... ................................ ................................ ................................ ................................ -1-1-2-2مشخصات دیوار 9........................................... ................................ ................................ ................................ -2-2-2سقف 10 ................................... ................................ ................................ ................................ ................................ -1-2-2-2مشخصات سقف 11 ........................................ ................................ ................................ ................................ -2-2-2-2بررسی صلبیت دیافراگم سقف 11 .............. ................................ ................................ ................................ -3-2پیکربندی 11 .................................. ................................ ................................ ................................ ................................ -1-3-2نامنظمی در پالن 11 ............................................. ................................ ................................ ................................ -1-1-3-2مقایسه مرکز جرم و سختی 11 ................... ................................ ................................ ................................ -2-1-3-2تقارن در ساختمان 11 .................................. ................................ ................................ ................................ -3-1-3-2پیش آمدگی 11 .............. ................................ ................................ ................................ ................................ -2-3-2نامنظمی در ارتفاع 11 ........................................... ................................ ................................ ................................ -1-2-3-2طبقه ضعیف 12 .............. ................................ ................................ ................................ ................................ -2-2-3-2بی نظمی در جرم 12 ..................................... ................................ ................................ ................................ -4-2ارزیابی دیوارهای باربر 12 ........................................ ................................ ................................ ................................ -1-4-2کنترل نسبت h/tدیوار 12 ................................ ................................ ................................ ................................ -2-4-2کنترل ارتفاع دیوار 13 ........................................ ................................ ................................ ................................ -3-4-2کنترل تراکم دیوار 13 ......................................... ................................ ................................ ................................ -1-3-4-2کنترل مساحت و طول بازشو 13 ................ ................................ ................................ ................................ -2-3-4-2کنترل فاصله بازشوها 16 .............................. ................................ ................................ ................................ -3-3-4-2ابعاد بازشو 18 .................. ................................ ................................ ................................ ................................ -4-4-2کنترل مقاومت خارج از صفحه دیوار 18 ........................................ ................................ ................................ -5-2ارزیابی سیستم سازه ای 21 ........................................ ................................ ................................ ................................
أ
-1-5-2مسیر بار 21 ............................. ................................ ................................ ................................ ................................ -2-5-2کنترل مقاومت برشی دیوار 21 ......................... ................................ ................................ ................................ -1-2-5-2محاسبه برش پایه و توزیع بار جانبی در ارتفاع 21 ................. ................................ ................................ -2-2-5-2محاسبه توزیع بار جانبی بین دیوارها 22 .................................. ................................ ................................ -1 -2-2-5-2مقاومت برشی دیوار 23 ....................... ................................ ................................ ................................ -3-5-2بازرسی دال 26 ....................... ................................ ................................ ................................ ................................ -1-3-5-2وزن سقف 26 .................. ................................ ................................ ................................ ................................ -2-3-5-2یکنواختی و انسجام سقف 26 ...................... ................................ ................................ ................................ -3-3-5-2بازشو در دال 26 ............................................. ................................ ................................ ................................ -4-3-5-2نسبت طول دهانه به عرض دال 27 ............................................ ................................ ................................ -4 -5-2بازرسی شالوده 27 .................. ................................ ................................ ................................ ................................ -3بهسازی اجزای غیر سازه ای 27 .......................................... ................................ ................................ ................................ -1-3ارزیابی اجزای غیر سازه ای 27 .................................... ................................ ................................ ................................ -1-1-3نمای ساختمان(حساس به تغییر شکل)32 .................................... ................................ ................................ : -2-1-3جانپناه و دودکش (حساس به شتاب) 33 ......................................... ................................ ................................ -3-1-3قفسه ها (حساس به شتاب)33 ......................... ................................ ................................ ................................ : -4-1-3تاسیسات و لوله کشی (حساس به شتاب)33 ................................ ................................ ................................ : -2-3بررسی تاثیرات متقابل اجزای سازه ای و غیر سازه ای 33 ................... ................................ ................................ -3-3راهکارهای بهسازی اجزای غیرسازه ای 34 ................ ................................ ................................ ................................
ب
مقدمه زیربنای ساختمان 190مترمربع می باشد و در زمینی به مساحت 500متر مربع واقع شده است .پالن ساختمان اصلی تقریباً مستطیلی شکل و به ابعاد 16/2*11/7می باشد .کمترین ارتفاع ساختمان از سطح زمین 2/80متر و بیشترین ارتفاع 3/30متر می باشد .کاربریهای موجود در این ساختمان یک طبقه عبارتند از 5کالس 1 ،دفتر ،و 1آبدارخانه. سازه اصلی از نوع دیواره ای بنایی باربر با نمای سیمان سفید ،سقف شیروانی از جنس ایرانیت و پی نواری میباشد و سیستم مقاوم جانبی ساختمان دیوارهای باربر بنایی میباشد .با توجه به آییننامه زلزله 2800ساختمان در پالن و ارتفاع منظم میباشد .در شکل 2پالن جانمایی ساختمان ارائه شدهاست. این ساختمان آموزشی 1طبقه بوده و دارای پالن تقریباً مستطیلی به ابعاد 11/7×16/2میباشد .مساحت ساختمان برابر 190مترمربع میباشد .ساختمان مورد نظر دارای کالفهای افقی و قائم بتنی است و سیستم باربر ثقلی و جانبی ساختمان سیستم دیوارهای با مصالح بنایی در نظر گرفته شدهاست .در سیستم دیوارهای باربر ،دیوارهای باربرعمدتاً بارهای قائم را تحمل نموده و مقاومت در برابر نیروهای جانبی نیز به وسیله همین دیوارهای باربر تامین میشود.
شکل – 1نمای خارجی
. شکل – 2پالن جانمایی موقعیت ساختمان
3
جدول :1مشخصات فنی و عمومی ساختمان بر اساس ارزیابی کیفی اولیه موقعیت مکانی
روستای الزرجان
نوع سازه
بنایی کالف دار
نوع دیوار
آجر فشاری
سال ساخت
1381
تعداد طبقات
یک طبقه
کاربری
آموزشی -اداری
تعداد دانش آموز
حدود 150نفر
تعداد کادر آموزش
7نفر
تعداد کالس
5
تعداد اتاقهای اداری
2
اتاق کامپیوتر
ندارد
نمازخانه
ندارد
کتابخانه و سمعی بصری
ندارد
آزمایشگاه
ندارد
سیستم سقف
سقف سبک
سیستم باربر ثقلی
دیوار باربر بنایی
سیستم باربر جانبی
دیوار باربر بنایی
ابعاد پالن سازه
11/7×16/2متر
ارتفاع متوسط طبقه
4/0متر
زیر بنا
190متر مربع
نامنظمی در پالن
ندارد
نوع پی
شناژ افقی زیر دیوار
نوع خاک از لحاظ طبقهبندی 2800در رده نوع IIIقرار می گیرد .ضمنا با توجه به جنس واحدهای بنایی که آجر فشاری است و نتایج آزمایشهای انجام شده بر روی این دیوارها ،مقاومت برشی برای این ساختمان برابر 2/45کیلوگرم بر سانتیمتر مربع در نظر گرفته شده است..همانگونه که در جدول 2مشاهده میگردد آیتمهای مختلف به لحاظ آسیبپذیری یا عدم آسیبپذیری مورد ارزیابی قرار گرفته است.
4
جدول : 2ارزیابی کلی آسیب پذیری ساختمان آسیب پذیر
منظمی در پالن
غیر آسیب پذیر
تقارن در پالن
فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی
پیش آمدگی در پالن
توزیع جرم در طبقات
طبقه نرم
طبقه ضعیف
منظمی در ارتفاع
مقاومت برشی ساختمان نسبت h/t
مقاومت خارج از صفحه دیوارها
ارتفاع دیوار
طول آزاد دیوار اتصاالت
تراکم دیوار
کالف افقی به کالف افقی
کالف قائم به فونداسیون
مساحت بازشو
مجموع طول بازشوها
سقف
(اجزای معماری)
ابعاد بازشو
انسجام سقف
وجود بازشو در دال سقف
طول تکیه گاهی تیرهای سقف
شالوده
اجزای غیرسازه ای
موضوعیت ندارد
سقف کاذب
جانپناه
سایبان
دودکش
راه پله
تیغه
5
آسیب پذیر
غیر آسیب پذیر
نازک کاری
تأسیسات سرمایش و گرمایش
موضوعیت ندارد
مخازن مایعات و آبگرمکن
لوله ها
تجهیزات برقی
سیم کشی و کابل کشی
اجزای روشنایی
اجزای غیرسازه ای (تجهیزات مکانیکی و برقی)
قفسه ها کف کاذب
آسانسور
نقاله
به لحاظ منظمی در پالن مناسب تشخیص دادهشد. به لحاظ منظمی در ارتفاع منظم تشخیص دادهشد. به لحاظ کفایت دیوار نسبی مناسب تشخیص دادهشد. به لحاظ مقاومت برشی مالت مصرفی مناسب تشخیص داده شد. به لحاظ مقاومت برشی دیوارها نامناسب تشخیص دادهشد. به لحاظ مقاومت برشی طبقه مناسب تشخیص دادهشد. به لحاظ تراکم دیوار نامناسب تشخیص داده شد. به لحاط اتصاالت کالفهای موجود در ساختمان مناسب تشخیص داده شد. به لحاظ انسجام ناشی از سیستم کالفبندی مناسب تشخیص داده شد. به لحاظ ضوابط بازشو(مساحت بازشو ،طول بازشو ،ابعاد بازشو و )...آسیبپذیر تشخیص داده شد.
6
به لحاظ نسبت ارتفاع به ضخامت مناسب تشخیص داده شد. به لحاظ ارتفاع دیوار مناسب تشخیص داده شد. به لحاظ طول آزاد مهارنشده دیوار نیز آسیبپذیر تشخیص داده شد. از لحاظ کفایت شرایط فونداسیون مناسب ارزیابی شد. از لحاظ کیفیت بتن مصرفی در فونداسیون مناسب تشخیص داده شد.
-1معرفی طرح برتر معموال ابتدا باید سه گزینه مقاومسازی ارائه و با هم از جهات مختلف مقایسه گردد .روش تسلیح دیوار با شاتکریت چه به لحاظ فنی و چه به لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است و در مقایسه با دو روش دیگر برتری دارد چرا که در این روش عالوه بر اصالح ضعفهای کلی ساختمان که قبالً اشاره شد ضعفهای موضعی را نیز برطرف مینماید حال آنکه در دو روش استفاده از تسمههای فوالدی و استفاده از کامپوزیتهای FRPمیبایست پس از اصالح ضعفهای کلی ساختمان با روشهایی مانند اجرای کالف قائم و یا تسلیح دیوار و غیره ضعفهای موضعی ساختمان را نیز برطرف نمود. مزیتهای روش تسلیح دیوار با شاتکریت بر سایر روشها در بخش گزارش طرح مقدماتی ساختمان مورد نظر ارائه گردید.
7
-2تهیه طرح تفصیلی بر اساس طرح مقدماتی برتر -1-2مدل سازی محاسبات و کنترل ضوابط فصل هفتم دستورالعمل بهسازی ساختمانهای موجود برای این ساختمان در این قسمت ارائه میگردد .هدف اصلی از این ضوابط که روش ساده بهسازی ساختمانها نامیده شدهاست حفظ ایستایی ساختمان و کنترل تامین ایمنی جانی در برابر زلزله میباشد و در آن با مشخص کردن نواقص ساختمان به بهسازی آن پرداخته میشود.
-1-1-2بار مرده دیوار با توجه به جزئیات دیوارهای موجود درساختمان مقدار بار واحد سطح آن به صورت ذیل میباشد:
جدول : 3بار دیوارهای 30سانتی متری با یک طرف نازک کاری و یک طرف نمای سیمانی مصالح
وزن مخصوص (کیلوگرم بر مترمربع)
ضخامت (سانتی متر)
مقدار (کیلوگرم بر مترمربع)
آجرفشاری با مالت ماسه سیمان
1850
30
0/30×1850=555
اندود گچ
1300
1/0
0/01×1300=13
مالت ماسه و سیمان
2100
10/0
0/10×2100=210 جمع 780 :
جدول : 4بار دیوارهای 30سانتی متری با دو طرف نازک کاری (گچ کاری)
مصالح
وزن مخصوص (کیلوگرم بر مترمربع)
ضخامت (سانتی متر)
مقدار (کیلوگرم بر مترمربع)
آجرکاری با آجر فشاری ومالت ماسه سیمان
1850
30
0/30×1850=555
مالت ماسه سیمان
2100
5/0
0/05×2100=105
اندود گچ
1300
2/0
0/02×1300=26 جمع 690 :
با توجه به افزوده شدن الیه شاتکریت به تعدادی از دیوارهای موجود در این ساختمان به وزن دیوارهای مورد نظر مقدار زیر اضافه میشود.
kg m2 -2-1-2بار مرده سقف باتوجه به جزئیات اجرائی سقف که بهصورت سقف سبک میباشد میزان بار مرده سقف مطابق جداول زیر می باشد.
8
150
= W = 0.06 × 2500
جدول : 5بار مرده بام سقف سبک
سقف سبک مصالح
وزن مخصوص
ورق موجدار فلزی
kg m2
ضخامتcm
7700
خرپا با اعضای فلزی قطری
1
اعضای وسطی خرپا به فاصله 2/4متری
تیر آهن نمره 18
---
قوطی فوالدی در باال و پایین خرپا
Box 50×50×5
مقدار
---
kg 2
m
77 20/0 ÷ 2/4 =8/5 16/2 ÷ 2/4=6/75 70 75
سقف کاذب با اندود سیمانی 240/0
مجموع بار مرده
-3-1-2بار زنده سقف بار زنده بام بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان (حداقل بارهای وارده بر ساختمان) که بار برف خواهد بود برای منطقه با برف زیاد 150کیلوگرم بر مترمربع میباشد؛ که همین مقدار برای بار زنده سقف ملحوظ شدهاست.
-2-2تعیین اعضای اصلی و غیراصلی و تعیین سختی آنها با توجه به اینکه در این ساختمانها توزیع نیرو بر اساس سختی المانهای مقاوم در برابر زلزله که در این ساختمان دیوارهای باربر هستند ،صورت میپذیرد مشخصات و میزان سختی دیوارها میبایست بطور جداگانه محاسبه گردد که در ذیل به آن پرداخته میشود.
-1-2-2دیوار مطابق با بند 2-2-1-6-7نشریه 360دیوارهایی را میتوان به عنوان دیوار اصلی و باربرجانبی در نظر گرفت که حداقل ضخامت آنها 20سانتی متر 2
1
باشد .همچنین ،فاصله افقی بین دو بازشو از 3ارتفاع کوچکترین بازشو و یا از 6مجموع طول دو بازشو کمتر باشد ،دیوار محصور بین دو بازشو جزئی از بازشو محسوب شده و در باربری جانبی مشارکت نخواهد داشت .دیوارهای ساختمان ،مطابق شکل 6تعیین و شماره گذاری شدهاند .بازشوها با رنگ قرمز نمایش داده شدهاند.
9
شکل :4پالن شماره گذاری دیوارهای سازه ای و تیغه ها و بازشوها
-1-1-2-2مشخصات دیوار در جداول زیر مشخصات دیوارها آورده شدهاست.
جدول :6مشخصات دیوارهای ساختمان مساحت بازشو
مساحت
وزن واحد
دیوار
سطح
()m2
دیوار
ابعاد دیوار()m
ارتفاع
جهت دیوار
شماره
شماره
دیوار
محور
بازشو
ارتفاع
عرض
طول
()x,y
0
2.43
780
0
2.7
0.3
0.9
x
1
2.4
4.32
780
1.5
2.7
0.3
1.6
x
2
0
2.7
780
0
2.7
0.3
1
x
3
2.4
4.32
780
1.5
2.7
0.3
1.6
x
4
0
2.7
780
0
2.7
0.3
1
x
5
2.4
4.32
780
1.5
2.7
0.3
1.6
x
6
0
2.7
780
0
2.7
0.3
1
x
7
2.4
4.32
780
1.5
2.7
0.3
1.6
x
8
0
2.835
780
0
2.7
0.3
1.05
x
9
2.4
4.32
780
1.5
2.7
0.3
1.6
x
10
0
2.7
780
0
2.7
0.3
1
x
11
10
A