بررسی ساختمان دانشگاه علمی کاربردی شهرکرد با دیدگاه پدافند غیرعامل جهت عملکرد مناسب در زلزله

دسته بندي : فنی و مهندسی » عمران
چکیده

پدافند غيرعامل مجموعه‌ای از اقدامات غيرمسلحانه است كه به‌کارگیری آن‌ها موجب افزایش بازدارندگی، کاهش آسیب‌پذیری، ارتقاء پایداری ملی، تداوم فعالیت‌های ضروری و تسهیل مدیریت بحران در برابر تهدیدات و اقدامات نظامی دشمن می‌گردد. نتيجه حوادث چه طبيعي از قبيل سيل و زلزله و طوفان و غيره و چه مصنوعي از قبيل جنگ و عمليات خرابكارانه و غيره، آسيب و خسارت است. ازیک‌طرف قرار گرفتن ایران دریکی از 3 ناحیه زلزله‌خیز جهان (کمربند هیمالیا-آلپ) و از طرف دیگر بهره‌برداری از ساختمان‌های ناایمن که طی 30 سال اخیر در کشور ساخته‌شده‌اند، به‌عنوان جدی‌ترین مشکلات در مطالعات خطر و آسیب‌پذیری شهرهاي کشورمان محسوب می‌شوند و با توجه به بررسی زلزله‌های گذشته و شرایط ساختمان‌های کشور، تعداد زیادي از ساختمان‌های موجود احتمال خرابی خواهند داشت و مطالعات آسیب‌پذیری نیز این ادعا را تایید می‌کند و چون پیشگیري از وقوع زلزله ناممکن است، بنابراین مباحث مقاوم‌سازی سازه‌های آسیب‌پذیر در زلزله و همچنین بهسازي سازه‌های آسیب‌دیده از زلزله، بسیار مهم می‌باشند.
در این تحقیق از روش تحلیلی - توصیفی استفاده می‌شود و به‌منظور گردآوری اطلاعات از روش‌های مطالعه کتابخانه‌ای و میدانی (شامل: مشاهده و ...) و منابع معتبر اینترنتی، بهره برده شده است. پس از معرفی ساختمان و تعریف واژه‌های مرتبط با موضوع تحقیق به بررسی ضرورت و هدف پژوهش حاضر پرداخته می‌شود و در پایان فصل اول اصول پدافند غیرعامل بیان می‌گردد در ابتدای فصل دوم این پژوهش به تقسیم‌بندی انواع تهدیدات به‌خصوص تهدیدات ناشی از حوادث طبیعی و پدافند غیرعامل در برابر زلزله و درنهایت چارچوب نظری تحقیق پرداخته می‌شود در فصل سوم روش و طرح تحقیق بیان می‌شود سپس فرایند تحقیق که بررسی ساختمان دانشگاه علمی-کاربردی شهرکرد با دیدگاه پدافند غیرعامل جهت عملکرد مناسب درزمان زلزله هست انجام می‌شود در این مرحله بخش‌های مختلفی از اجزای سازه‌ای مانند فونداسیون، تیر و ستون، دیوارها، کف‌ها و...، اجزای غیر سازه‌ای مانند پنجره‌ها، نما، جان‌پناه و دیوارهای غیر سازه‌ای و...، معماری مانند هندسه پلان، درز انقطاع و... و تأسیسات ساختمان مانند لوله‌ها، مهار تجهیزات گرمایشی و سرمایشی، موتورخانه و...مورد ارزیابی و با دیدگاه پدافند غیرعامل بررسی می‌شوند برخی از ملاحظات آیین‌نامه 2800 و پدافند غیرعامل که در مبحث 21 مقررات ملی ساختمان عنوان‌شده است برای ساختمان مورد ارزیابی بررسی می‌شود پس از مشخص شدن نواقص در بخش‌های مختلف راهکارهایی جهت مقاوم‌سازی ساختمان مربوطه ارائه می‌شود در فصل چهارم با تجزیه‌وتحلیل داده‌ها و بررسی فرضیه‌های تحقیق کار ادامه پیدا می‌کند و درنهایت در فصل پنجم با نتیجه‌گیری از تحقیق و ارائه پیشنهاد‌های لازم برای پژوهش‌های مشابه در آینده توسط پژوهشگران مشتاق کار را به اتمام می‌رسانیم.
واژه‌های كليدي: پدافند غیرعامل، حوادث طبیعی، زلزله، خسارت، مقاوم‌سازی، آسیب‌پذیری، اجزای سازه‌ای و غیر سازه‌ای، معماری

فهرست مطالب
عنوان صفحه

چکیده 1
فصل اول : کلیات
1-1. مقدمه 3
1-2. بیان مسئله 3
1-3-آشنایی با سازه 4
1-4-ضرورت پژوهش: 5
1-5-هدف از اجرای طرح‌های پدافند غیرعامل 6
1-6- هدف اصلی تحقیق 7
1-7-مشکلات و محدودیت‌های تحقیق 8
1-8-تعاریف 8
1-8-1-تعريف واژه پدافند 8
1-8-2-دفاع غیرنظامی یا پدافند غیرعامل 9
1-8-3-آسیب‌پذیری 11
1-8-4- بحران 11
1-8-5-مکان‌یابی 12
1-8-6-پراکندگی 12
1-9- اصول پدافند غیرعامل 13
فصل دوم : بررسی پیشینه پدافند غیر عامل در زلزله
2-1 - مروري بر ادبيات موضوع 20
2-2-تقسیم‌بندی انواع تهدیدات 20
2-2-1 تقسيم‌بندي انواع بلاياي طبيعي ازنظر شدت و گستردگي 20
1- بلاهاي طبيعي با شدت كم (حوادث طبيعي محلي) 20
2-2-2تهديد ناشي از بحران‌های طبيعي 21
2-2-3-پدافند غیرعامل در برابر زلزله 21
2-3-بررسي تحقيق‌هاي انجام‌شده 24
2-4- چارچوب نظري تحقيق 26
2-5- مدل تحليلي تحقيق 26
فصل سوم : بررسی اجزای سازه ای و غیر سازه ای از دیدگاه پدافند غیرعامل
3-1- روش و طرح تحقيق 28
3-2- فرآيند تحقيق 29
3-2-1-گروه‌بندی ازنظر درجه اهمیت و سطح عملکرد 29
3-2-1-1-سطح عملکرد ساختمان 29
3-2-2-پهنه‌بندی خطر زلزله 29
3-2-2-1-پهنه بندی خطرتهاجم 30
3-2-3-رابطه معماري و پدافند غيرعامل 31
3-2-4-نقش طراحی معماری بر بهبود عملکرد لرزه‌ای اجزای غیر سازه‌ای 31
3-2-5-اجزاء غیر سازه‌ای 33
3-2-6-مخاطرات اجزاي غیر سازه‌ای 33
3-2-7-آسیب‌پذیری اجزاي غیر سازه‌ای در اثر وقوع زمین‌لرزه 37
3-2-8-كاهش خطرات اجزاي غیر سازه‌ای 41
3-2-9- بررسی اجزای غیر سازه‌ای در ساختمان دانشگاه علمی کاربردی شهرکرد 42
3-2-9-1-پنجره‌ها 42
3-2-9-2- تأسيسات مكانيكي و الكتريكي 45
3-2-9-3-آویزها و قطعات درون سازه 53
3-2-9-4-جان‌پناه، نماها و دیوارهای غیر سازه‌ای 55
3-2-10-بررسی ساختمان ازنظر آیین‌نامه 2800 57
3-2-10-1-گروه‌بندی ساختمان برحسب اهمیت 57
3-2-10-2-ﻣﻼﺣﻈﺎت ﻣﻌﻤﺎري ازنظر آیین‌نامه 2800 58
3-2-10-3-ملاحظات پیکربندی سازه‌ای ازنظر آیین‌نامه 2800 61
3-2-10-4-ملاحظات پيچش: 64
3-2-11-بررسی قسمت‌های مختلف سازه با رویکرد پدافند غیرعامل 65
3-2-11-1-فونداسیون 65
3-2-11-2-تیرها و ستون‌ها 68
3-2-11-3-دیوارها 72
3-2-11-4-کف‌ها و بام 75
3-2-12-اﺗﺼﺎل ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻏﻴﺮ سازه‌ای ﺑﻪ ﻋﻨﺎﺻﺮ سازه‌ای 76
3-2-13-جانمايي ساختمان 77
3-2-14-مکان‌یابی 78
3-2-14-1-معیارهاي بهینه در مکان‌یابی کارکردهای شهري 78
3-2-14-2-رابطه نظریه‌های مکان‌یابی با مکان‌یابی فضاهای آموزشی 79
3-2-14-3-معیارهای مکان‌یابی کاربرهای آموزشی 80
3-2-14-4-کاربری فضاهای آموزشی و عوامل مؤثر در مکان‌یابی آن‌ها 81
3-2-15-فاصله ساختمان موردنظر از گسل‌های منطقه 82
3-2-16-فرم ساختمان 87
3-2-17-مسیرهای دسترسی 89
3-2-18-ورودی‌های مجموعه 90
3-2-19-ورودی و خروجي اضطراري 91
3-2-20- فضاي باز 92
3-2-21- فاصله از عوامل خطرآفرين و ملاحظات ایمنی 93
3-2-22- ابعاد پله در محوطه و شیب‌راهه 93
3-2-23-فرم و حجم ساختمان 94
3-2-24-استتار ساختمان 95
فصل چهارم : تجزیه‌وتحلیل داده‌ها
4-1-ارزیابی اولیه وتوصیف متغیرها 104
4-2-ارزیابی نتایج حاصل از تحلیل 109
4-3-بررسی فرضیه‌های تحقیق 116
فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری
5-1-نتیجه‌گیری 127
5-1-1- اجزای غیر سازه‌ای 127
5-1-2- ﻣﻼﺣﻈﺎت آیین‌نامه‌ای 129
5-1-3- ملاحظات پدافند غیرعامل 129
5-2-پیشنهاد‌ها 131
منابع 132


فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه

جدول (1-1) مساحت قسمت‌های مختلف ساختمان دانشگاه علامه 4
جدول (3-1) پهنه بندی خطر تهاجم 31
جدول (3-2) نتایج آزمایشات مصالح 60
جدول (3-3) جابجايي مركز جرم در جهت مثبت محور x,y 65
جدول (3-4) نسبت hw/lw در دیوارهای برشی ساختمان 74
جدول (3-5) تناسب سطوح متفاوت آموزشی با سطوح گوناگون تقسیمات کالبدی شهر 81
جدول (4-1) ارزش‌گذاری و رتبه‌بندی آسیب‌پذیری موضوعات موردمطالعه 106
جدول (4-2) ضرایب تشدید ساختمان 108
جدول (4-3) ضرايب تشدید اهمیت ساختمان 108
جدول (4-4) ضرايب تشديد آسیب‌پذیری ناشي از نوع خاك 108
جدول (4-5) ضرايب تشديد توپوگرافي 109
جدول (4-6) شاخص آسیب‌پذیری 109

فهرست شکل ها
عنوان صفحه

شکل(1-1) ساختمان دانشگاه علمی-کاربردی شهرکرد 5
شکل (1-2) اختلال در امدادرسانی 6
شکل (1-3) آسیب‌پذیری سرمایه‌های فیزیکی 11
شکل (1-4) تصویر ماهواره‌ای از شهرکرد 12
شکل (3-1) نقشه پهنه‌بندی خطر زلزله در ایران 30
شکل (3-2) میزان خسارت اجزای سازه‌ای و غیر سازه‌ای در زلزله‌های گذشته 32
شکل (3-3) اجزاي غیر سازه‌ای ساختمان 33
شکل (3-4) تخريب تيغه جداساز در اثر زلزله 35
شکل (3-5) تخريب و سقوط دست‌انداز پشت‌بام در زلزله 1382 بم 36
شکل (3-6) تخريب كامل سقف كاذب و چراغ‌های سقفی در اثر زلزله 36
شکل (3-7) تأثير نيروهاي اينرسي بر اجزای غیر سازه‌ای 38
شکل (3-8) تحمیل تغییر شکل‌های سازه به اجزای غیر سازه‌ای 39
شکل (3-9) شكستگي اتصال لوله در اثر تغيير شکل‌های اعمال‌شده از طرف سازه در زلزله 39
شکل (3-10) آسیب‌دیدگی ستون‌های ساختمان (اجزاي سازه‌ای) در زلزله به علت 40
نوع، هندسه و موقعيت قرارگيري ديوارهاي ميان قاب (اجزاي غیر سازه‌ای) 40
شکل (3-11) ضربه و تغییر فاصله ساختمان‌های مجاور یا دو بخش مجزا شده ازیک‌طرف ساختمان در محل درز جدایی 41
شکل (3-12) طراحی بالکن یا بهارخواب به‌منظور ممانعت از پرتاب خرده‌شیشه 42
هاله فضاهای بیرونی 42
شکل (3-13) نحوه توزیع بازشو در سطح دیوار 42
شکل (3-14) نمای جلویی ساختمان 43
شکل (3-15) نمای غربی ساختمان 44
شکل (3-16) نمای پشت ساختمان 45
شکل (3-17) محل قرارگیری موتورخانه دانشگاه علامه 46
شکل (3-18) مهار لوله‌ها 46
شکل (3-19) جنس نامناسب لوله در محل اتصال به سازه اصلی 47
شکل (3-20) بسترسازی نامناسب تأسیسات پشت‌بام 48
شکل (3-21) جزئیات مربوط به ابگرمکن ها 49
شکل (3-22) جزئيات مقاوم‌سازی مربوط به آ بگرمکن ها 50
شکل (3-23) جزئیات مربوط به اجزای غیر سازه‌ای 51
شکل (3-24) مهار كپسول اطفاء حریق 51
شکل (3-25) نحوه مهار آب‌سردکن 52
شکل (3-26) نحوه مهار کانال کولر 53
شکل (3-27) عدم مهاربندی در کمدها، کشوها و اکواریوم موجود در دانشگاه علامه 53
شکل (3-28) جزئيات مقاوم‌سازی مربوط به اثاثيه متفرقه 54
شکل (3-29) آویزها 55
شکل (3-30) جان‌پناه 56
شکل (3-31) درز انقطاع در ساختمان دانشگاه علمی کاربردی شهرکرد 58
شکل (3-32) بازشوی دودکش‌ها 59
شکل (3-33) انتقال بار توسط عناصر عمودی بدون واسطه عناصر افقی 61
شکل (3-34) عناصر انتقال‌دهنده بار افقی در دو حالت متفاوت 62
شکل (3-35) انتقال مستقیم بارهای افقی به شالوده در ساختمان دانشگاه علامه 63
شکل (3-36) میان قاب با مصالح اجر سفالی و ملات ماسه سیمان 64
شکل (3-37) سره‌های اجراشده در دانشگاه علامه 66
شکل (3-38) جنس خاک منطقه 67
شکل (3-39) عمق یخبندان 67
شکل (3-40) ظاهر بتن و کیفیت اجرای آن 68
شکل (3-41) نمونه‌ای از دیوارهای اجراشده با اجر سفال و ملات ماسه سیمان 73
شکل (3-42) ترک در محل درز انقطاع (در سقف و دیوار) که توسط 74
یونلیت و بلکا، پر و مدفون شده است 74
شکل (3-43) سقف تیرچه‌بلوک و کلاف عرضی 75
ﺷﻜﻞ (3-44) ﻋﺪم اﻳﺠﺎد اﺗﺼﺎل ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻧﻤﺎ ﺑﺎ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن 76
ﺷﻜﻞ (3-45) جزئیات اتصال دیوار به ستون 77
شکل (3-46) عدم تراکم و فشردگی ساختمان‌ها در محوطه 78
شکل (3-47) نقشه گسل‌های فعال استان چهارمحال و بختیاری 83
شکل (3-48) قسمتی از نقشه گسل‌های استان چهارمحال و بختیاری 84
شکل (3-49) فرم مورب یا پلکانی 88
شکل (3-50) فرم پلکانی در ضلع غربی ساختمان 88
شکل (3-51) موانع مسیر فرار 89
شکل (3-52) مسیرهای دسترسی به دانشگاه جهت امدادرسانی 90
شکل (3-53) ورودی‌های دانشگاه علامه 91
شکل (3-54) کمبود فضای باز در محوطه دانشگاه علامه 92
شکل (3-55) جداسازی تجهیزات اطفای حریق از سقف کاذب 93
شکل (3-56) پله‌های محوطه 94
شکل (3-57) حجم ونماهای مناسب و نامناسب ساختمان 95
شکل (3-58) مقایسه رنگ های استفاده شده در ساختمان دانشگاه با رنگ های محیط اطراف 96