طبقه نرم چیست؟
ساختمان با طبقه نرم، به ساختمان‌هایی می‌گویند که طبقات پایینی آن‌ها سختی بسیار کمتری از طبقات بالایی داشته باشند. در 17 ژانویه سال 1994 میلادی، یک زلزله با بزرگی 6.7 ریشتر منطقه RESEDAدر کالیفرنیا را لرزاند. این زلزله که به زلزله نرثریج (EARTHQUAKE NORTHRIDGE)معروف شد، باعث شد توجه مهندسین به اشکالی که در ساخت وساز خانه‌های این منطقه وجود داشت جلب شود.
مشکلی که باعث تخریب هزاران خانه در شهرهای زلزله‌خیز آمریکا شده بود. چیزی که مشاهده شده بود ریزش طبقات بالایی ساختمان‌ها بر روی طبقات پایینی آن‌ها بود. به گونه‌ای که طبقه پایینی کاملا از بین رفته بودند اما طبقات بالایی تقریبا سالم بودند. به ساختمان‌هایی که این‌گونه تخریب شده‌اند ساختمان‌های طبقه نرم می‌گویند.
طبقه نرم پدیده‌ای است كه با برداشتن تیغه‌ها و دیوارهای یك طبقه از یك ساختمان به وجود می‌آید كه این طبقه در مقابل طبقات بالایی، دارای یكنواختی، نظم و تكرار دیوارها نیستند. این امر موجب می‌شود كه طبقه مذكور در مقابل بارهای جانبی به عنوان ضعیف‌ترین طبقه، كمترین مقاومت را داشته و عملكردی ضعیف از خود نشان دهد. این ساختمان‌ها به دلیل داشتن تعداد زیادی دهانه آزاد در طبقات پایینی، در برابر زلزله بسیار آسیب‌پذیر هستند. دلیل ساخت تعداد زیاد دهانه آزاد در طبقات پایینی معمولا ایجاد فضای مناسب برای پارکینگ اتومبیل‌ها و یا ایجاد کاربری‌های تجاری (چیزی که در ساختمان‌های بنایی زلزله بم مشهود بود) و یا در مواردی این موضوع به دلیل پنجره‌های بزرگ در طبقه پایین ایجاد می‌شود.
چنین ساختمان‌هایی بیشتر در مقابل نیروهای جانبی آسیب‌پذیر خواهند بود. زمانی که طبقه پایینی تخریب می‌شود، طبقات بالایی به صورت ساندویچی بر روی آن می‌ریزند و سقف‌ها بر روی هم قرار گرفته که باعث له شدن ساکنین زیر بار سقف می‌شود. طبقات نرم باید حداقل ۸۰% مقاومت طبقات بالایی خود را داشته باشند. که البته این مقدار برابر است با ۶۰۰% مقاومت لازم برای ساختمان‌های جدید.
برخی از دلایل ایجاد طبقه نرم
-
داشتن بازشوهای زیاد در طبقه
-
ارتفاع زیادتر یک طبقه نسبت به دیگر طبقات
-
عدم مقاومت المان‌های باربر جانبی در طبقه
شکست ناشی از طبقه نرم ساختمان
مقاومت و سختی جانبی از عوامل کلیدی در مقاوم‌سازی ساختمان‌ها دربرابر زلزله هستند. در ساختمان‌های با طبقه نرم اعضای باربر جانبی یا از اول طراحی و اجرا نشده‌اند و یا کافی نیستند. مقاوم‌سازی ساختمان‌های با طبقه نرم در برابر زلزله، به موارد ذکر شده می‌پردازد و باعث می‌شود ساختمان‌ها پس از زلزله دچار آسیب کمتری شوند.
عملیات مقاوم‌سازی ساختمان‌های با طبقه نرم در برابر زلزله
اولین قدم برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های با طبقه نرم آنالیز سازه برای مشخص کردن بهترین راه مقاوم‌سازی است. مهندسین سازه باید فاکتورهای متعددی را برای تشخیص بهترین راه مقاوم‌سازی در نظر بگیرند. نه تنها باید مطمئن شوند که سازه به میزان لازم مقاوم‌سازی شده است بلکه باید کمترین تاثیر را در بهره‌برداری سازه داشته باشد. مثلا با پر کردن تمامی بازشوهای طبقه‌های پایین توسط بادبند و یا دیوارهای باربر مشکل طبقه نرم حل خواهد شد.
یکی از روش‌های رایج برای این موضوع مقاوم کردن دیوارهای موجود است. اضافه کردن دیوارهای برشی و یا حتی قاب‌های فولادی در نواحی نرم ساختمان است. برای مقاوم کردن دیوارهای موجود مثلا دیوارهای خشک (Drywall) توسط دیوارهای باربر جایگزین می‌شوند. مهار کردن دیوارها در فونداسیون نیز قسمتی از همین مقاوم‌سازی است. اضافه کردن دیوارهای برشی (دیوارهایی که در برابر بارهای جانبی مقاومت می‌کنند) نیز می‌تواند بسیار موثر باشد. البته در صورتی که با بهره‌وری ساختمان مداخله‌ای نداشته باشند که در این‌صورت شاید استفاده از قاب‌های فولادی بهترین راه حل باشد. حتی با این وجود که نصب قاب‌های فولادی بسیار پر دردسرتر خواهد بود.
مقاوم‌سازی ساختمان‌ها به معنای ضد زلزله کردن آن‌ها نیست، بلکه تنها امن کردن این ساختمان‌هاست. یعنی پس از زلزله سازه پابرجا باقی بماند و امنیت جانی ساکنین مهیا شود. حال ممکن است ساختمان دیگر امکان بهره‌برداری نداشته باشد. با این وجود یک ساختمان مقاوم‌سازی شده مطمئنا استانداردهای یک ساختمان طراحی شده برای زلزله را نخواهد داشت.
با توجه به راهنمای مقاوم‌سازی ساختمان‌های با طبقات نرم در برابر زلزله، طبقات نرم باید حداقل ۸۰% مقاومت طبقات بالایی خود را داشته باشند. که البته این مقدار برابر است با ۶۰% مقاومت لازم برای ساختمان‌های جدید.
بررسی تاثیر طبقه نرم بر نوع تخریب ساختمان
فروریزش بسیاری از ساختمان‌ها در هنگام زلزله را می‌توان به وضعیتی مرتبط دانست که در آن اعضای مهاربندی (نظیر دیوارهای برشی، بادبندها و …) در برخی طبقات حذف شدهباشند. علت این حذف عمدتا برآورده ساختن نیازهای معماری است. در این شرایط طبقه مذکور در برابر نیروهای جانبی تضعیف شده و نوعی از نامنظمی را در ساختمان ایجاد می‌کند که به نامنظمی سختی جانبی شناخته می‌شود.
الزامات آیین‌نامه
استاندارد ۲۸۰۰ زلزله ایران، نامنظمی سختی جانبی را در دسته نامنظمی در ارتفاع قرار داده و آن را چنین توصیف می‌نماید.
طبقه نرم به طبقه‌ای گفته می‌شود که سختی جانبی در طبقه مذکور از ۷۰ درصد سختی جانبی طبقه روی خود کمتر باشد. هم‌چنین در طبقه‌ای که سختی جانبی آن از ۸۰۰۰ درصد متوسط سختی سه طبقه روی خود کمتر باشد طبقه را طبقه نرم می‌نامید.
به مهندسین توصیه می‌شود حتی‌المقدور از به وجود آمدن نامنظمی سختی جانبی جلوگیری نمایند. با این حال وجود این نامنظمی در ساختمان غیر مجاز نیست. گاها شرایط طرح معماری ایجاب می‌کند که طراح سازه در برخی طبقات اعضای باربر جانبی را کوچک یا حذف نماید. با تغییر در ابعاد سیستم باربر جانبی، سختی تحت تاثیر قرار می‌گیرد و ممکن است سازه درگیر نامنظمی سختی جانبی شود.
آیین‌نامه وجود نامنظمی طبقه نرم و خیلی نرم را غیر مجاز ندانسته، ولی محدودیت‌های بسیاری را در صورت وجود آن وضع می‌کند. به طور مثال اگر در ساختمانی نامنظمی طبقه نرم یا خیلی نرم وجود داشته باشد و ساختمان بیش از سه طبقه باشد، امکان استفاده از تحلیل استاتیکی معادل وجود نخواهد داشت. در این موارد باید از تحلیل‌های نسبتا پیچیده تر جایگزین استفاده نمایید.
تفاوت طبقه نرم با طبقه ضعیف
طبقه نرم به طبقه‌ای گفته می‌شود که سختی جانبی در طبقه مذکور از ۷۰ درصد سختی جانبی طبقه روی خود کمتر باشد. هم‌چنین در طبقه‌ای که سختی جانبی آن از ۸۰ درصد متوسط سختی سه طبقه روی خود کمتر باشد طبقه را طبقه نرم می‌نامیم. طبقه ضعیف به طبقه‌ای اطلاق می‌شود که مجموع مقاومت جانبی طبقه مذکور از ۸۰۰ درصد مقاومت جانبی طبقه روی خود کمتر باشد. مقاومت جانبی هر طبقه برابر است با مجموع مقاومت جانبی کلیه اجزای مقاومی که در برابر برش طبقه مقاومت از خود نشان می‌دهند.
شرکت فنی و مهندسی مارین سازه مفتخر است آمادگی خود را به منظور ارائه خدمات فنی و مهندسی ( طرح و اجرا ) در زمینه‌های مختلف مهندسی به شرح زیر در شهرهای تهران، کرج، هشتگرد، قزوین، سمنان، قم، قشم، کیش و سایر نقاط کشور اعلام نماید.
1. طراحی، تولید، نصب و راه‌اندازی انواع اسکله‌های شناور بتنی در کاربری‌های متنوع و چند منظوره
2. بهسازی لرزه‌ای و مقاوم‌ساز انواع سازه‌ها و ساختمان‌ها ( طرح و اجرا )
3. طراحی و اجرای کلیه نقشه‌های معماری و سازه
4. طراحی و اجرای سازه‌های خاص