یکی از معضلاتی که بسیاری از جوامع هنوز با آن مواجه هستند، آسیب‌های جانی و مالی است که پس از ریزش و خرابی ساختمان‌ها به وجود می‌آید. برای مقابله با این مشکل، ابتدا باید دلایل تخریب یک سازه را شناسایی کرده و سپس اقدامات لازم برای رفع آنها اجرا شود. در این مطلب، قصد داریم شما را با اصلی‌ترین عوامل خرابی ساختمان‌ها آشنا کرده و راه‌های جلوگیری از آنها را بررسی کنیم. تا انتها با ما همراه باشید.
عوامل تخریب کننده ساختمان می‌توانند به صورت گوناگونی ظاهر شوند این عوامل به راحتی باعث خرابی و ریزش سازه‌ها می‌شوند. یکی از اصلی‌ترین عوامل تخریب کننده، عمر مفید ساختمان است. هر چه ساختمان قدمت بیشتری داشته باشد و عمر مفید آن به پایان برسد، خطر تخریب و خرابی آن بیشتر می‌شود.
عوامل دیگری مانند ناهماهنگی در طراحی و ساخت، استفاده از مواد بی کیفیت، عدم نگهداری و تعمیرات منظم، عوامل طبیعی مانند زلزله، آب و هوا و فشارهای محیطی از دیگر عواملی هستند که می‌توان به عنوان عوامل تخریب کننده ساختمان از آنها نام برد. در ادامه متن ما 14 عامل موثر بر خرابی ساختمان را به شما معرفی می‌کنیم.
در گذشته خرابی ستون‌های بتن مسلح در زلزله‌های گذشته بسیار مشاهده شده است. یکی از علت‌های عمده این شکست‌ها کمانش میلگرد های طولی ستون است که در اثر فاصله زیاد خاموت‌های عرضی بعد از ریخته شدن رویه بتنی نتوانسته است پایداری خود را حفظ کند.
واضح است که در اثر خزش بتن، نیروی میلگردهای طولی بعد از چند سال بهره‌برداری از ساختمان بیشتر می‌شود و در نتیجه در اثر نیروی اضافی ناشی از زلزله این میلگردها کمانه می‌کنند؛ لذا محصور کردن میلگردهای طولی ستون به وسیله خاموت‌هایی با فواصل مناسب از موارد بسیار اساسی و حساس در ستون‌های بتن مسلح است.
کلیه میلگردهای طولی باید در گوشه خاموت‌ها قرار داشته باشند تا از کمانه آنها به نحو مطلوب جلوگیری شود. مساله دیگر مربوط به پوشش بتن روی میلگردهای طولی است. ضخامت این پوشش باید به اندازه کافی و مطابق با آخرین ضوابط آئین‌نامه‌های معتبر بوده تا به پایداری میلگردها و در نتیجه مقاومت ستون صدمه‌ای وارد نشود.
چنانچه یکی از طبقات ساختمان، نرم (دارای سختی کم) باشد در رفتار سازه در برابر زلزله اثر خواهد گذاشت. در زلزله‌های شدید، اتلاف انرژی زلزله علاوه بر استهلاک ذاتی سازه به وسیله رفتار غیر خطی حاصل از پدید آمدن رژیم پلاستیک جذب می‌شود.
داشتن یک ناحیه ضعیف یا قوی در ارتفاع سازه، رفتار آن قسمت را با قسمت‌های دیگر متفاوت کرده، توزیع بار مثلثی استاتیکی اعتبار خود را از دست می‌دهد و رفتار غیر ارتجاعی سازه، تحت تاثیر قرار می‌گیرد. طبقه نرم که به صورت پیلوت در زیر بسیاری از ساختمان‌هاست موجب می‌شود که تغییر مکان سازه در محدوده آن طبقه زیاد شده و در اثر وجود نیروی قائم، باعث ناپایداری سازه گردد.
چنانچه در طراحی سازه این مساله در نظر گرفته نشده باشد که معمولا در سازه‌ها چنین است، این طبقه در اثر تغییر شکل زیاد فرو می‌ریزد و این در حالی است که ممکن است طبقات فوقانی همه سالم مانده یا خسارت جزئی ببینند. از این نمونه خرابی در زلزله‌های گذشته بسیار مشاهده شده است.
شکست ستون‌های قاب خمش پذیر در اثر تخریب دیوارهای پرکننده باعث افزایش سختی قاب می‌گردد. این افزایش سختی باعث کاهش پریود سازه و در نتیجه افزایش نیروی برش پایه خواهد شد. بنابراین هرگاه دیواره‌های پرکننده در اثر برش زیاد تخریب شوند، نیروی برش وارد بر ستون‌ها بیش از آنچه در طراحی منظور شده است، خواهد بود. این افزایش نیرو، موجب خرد شدن ستون در اثر نیروی برشی خواهد شد.
هر سازه در معرض زلزله‌های شدید با تشکیل لولاهای پلاستیک در مقاطعی از اعضا خود وارد مرحله غیر ارتجاعی می‌گردد. چنانچه مقاطع مورد نظر، ظرفیت برشی کافی جهت حرکات ناشی از زلزله را نداشته و قبل از اینکه انرژی زلزله در این حرکات مستهلک شود مقطع خرد می‌شود. لولاهای پلاستیک معمولا در انتهای ستون‌ها ایجاد گردیده و لذا باید در این مقاطع پیش بینی‌های لازم برای برش به عمل آید.
چون بخش عمده‌ای از انرژی سازه در زلزله‌های شدید به وسیله تغییر شکل اعضا جذب می‌شود، لذا اتصالات باید حداقل مقاومتی برابر مقاومت اعضا متصل به آن را داشته باشند. در غیر این صورت قبل از شکست، اتصالات صدمه می‌بینند.
برخلاف نظر اکثر مهندسین که شناخت کافی از مهندسی زلزله ندارند، اتصالات نقش بسیار موثری در جذب انرژی، خصوصا در حالت غیر ارتجاعی به عهده دارند. بنابراین هنگام طراحی باید پیش‌بینی‌های لازم برای تحمل تنش برشی و نحوه انتقال آن از داخل اتصال اندیشیده شود.
به طوری که قبلا اشاره شد، پر کردن دهانه‌های قاب با دیوارهای پرکننده موجب افزایش سختی سازه و در نتیجه کاهش عمر طبیعی سازه می‌گردد و این پدیده باعث افزایش نیروی برش پایه خواهد شد.
افزایش نیروی برش پایه غیر از آن که نیروی برش در ستون‌ها را اضافه می‌کند، باعث ایجاد نیروی واژگونی کشش یا فشار پیش‌بینی نشده در ستون‌ها می‌گردد. این نیروها بعضا باعث خرابی ستون و در نتیجه تخریب کل سازه می‌شوند.
چنانچه طول ستون علی رغم نظر طراح در اثر عناصر سازه‌ای یا غیر سازه‌ای کوتاه شده باشد، مکانیزم شکست ستون از نوع خمشی به برشی تبدیل می‌شود. با کوتاه شدن طول ستون، دهانه برشی کم شده و در نتیجه نیروی برشی به مقدار قابل توجهی افزایش می‌یابد.
این افزایش نیروی برشی پیش‌بینی نشده، باعث خرد شدن ستون می‌شود. تیرهای عمیق یا دیوار چینی‌های زیر پنجره و عملیاتی از این نوع باعث کوتاه شدن طول ستون‌ها گشته که باید از پیدایش آنها احتراز کرده و یا تمهیدات لازم برای جلوگیری از اثرات سوء آنها روی ستون در نظر گرفته شود.
کلا وجود هر المان غیر سازه‌ای بر سختی سازه افزوده و در نتیجه باعث افزایش نیروهای پیش‌بینی نشده در همه المان‌های سازه‌ای می‌شود. همچنین عناصر غیر سازه‌ای ممکن است باعث تخریب‌های ثانویه المان‌های سازه‌ای شوند.
مثلا وقتی دیوارهای پرکننده دهانه قاب ترک برداشته، ممکن است در محل‌هایی در طول تیر ایجاد تکیه گاه نماید که قبلا پیش‌بینی میلگرد لازم برای آن نشده باشد و لذا این پدیده موجب ترک برداشتن تیر در آن محل می‌شود.
معمولا ساختمان‌های مجاور هم مشخصات هندسی یکسانی ندارند، لذا رفتار متفاوتی در مقابل حرکات زلزله از خود نشان می‌دهند. این اختلاف در مشخصات، باعث اختلاف در پریود و مودهای ارتعاشی و در نتیجه ضربه زدن ساختمان‌ها به یکدیگر می‌شود.
چنانچه سقف یکی از ساختمان‌ها در ارتفاع وسط ستون ساختمان مجاور باشد، اثرات این ضربه بسیار مخرب خواهد بود. لذا باید فاصله لازم بین دو ساختمان مجاور پیش‌بینی شود تا از این خسارت جلوگیری گردد.
رعایت تقارن در سازه و انطباق مرکز سختی و مرکز جرم جزء ضروریات اولیه طراحی است. ساختمان‌های غیر متقارن معمولا در اثر نیروی زلزله، تحت اثر پیچش‌های شدید واقع می‌شوند و لذا در اثر نیروهای حاصل از این پیچش آسیب سخت می‌بینند.
در بعضی موارد ممکن است این مساله را با اصلاح سازه از بین برد برای این اصلاح، سختی قاب‌ها به نحوی متعادل می‌شود که مرکز جرم و مرکز سختی بر هم منطبق می‌شوند. یکی از روش‌های متعادل کردن سختی، افزوده کردن دیوار برشی یا بادبند فلزی در محل‌های مناسب است.
در طراحی تیرها معمولا قسمت اعظم آرماتور بالای مقطع را در وسط دهانه که نیاز به آنها نیست قطع می‌کنند. چون نیروهای زلزله چندین برابر نیروهای طراحی است، لذا نقطعه قطع میلگردها باید خیلی فراتر از آنچه در طراحی منظور شده است، باشد. بنابراین انتظار می‌رود به علت عدم پیش‌بینی لازم قسمت‌های بالای مقطع به مقدار زیادی ترک بردارند.
نوع متداول شکست دیوارهای برشی علاوه بر ترک‌های برشی قطری، تغییر مکان زیاد و خرد شدن بتن در امتداد درزهای ساختمانی است در واقع بین دو قسمت دیوار که در دو زمان مختلف بتن ریزی شده است به وجود می‌آید. لذا این درزهای ساختمانی باید با دقت کافی اجرا گردند.
استفاده از میلگرد با قطر بالا برای انتقال برش به منظور مرتفع ساختن این نقطه ضعف مناسب است. ترک‌های ضربدری که در تیرهای عمیق بین دیوارها در زلزله‌های گذشته مشاهده می‌شوند، ناشی از برش قائم حاصل از خمش است. چون در ابتدای بارگذاری، دیوارهای برشی و تیر بین آنها به صورت یک تیر طره‌ای عمل می‌کند.
لذا برش قائم در تیرها، معادل برش افقی در محل اتصالات یک تیر طره است. بدیهی است مقدار این برش در طبقات پایین خیلی بیشتر و به طرف طبقات بالا کاهش می‌یابد. این موضوع از ترک خوردگی‌های این نوع تیرها در ساختمان‌هایی که قبلا تحت اثر زلزله قرار گرفته‌اند به خوبی مشهود است.
پانل‌های پیش ساخته که معمولا در نمای ساختمان‌ها به کار گرفته می‌شود، چنانچه دارای اتصالات مناسب و طراحی شده نباشند یا سقوط می‌کنند یا در اثر تغییر شکل زیاد به سختی آسیب می‌بینند. در بعضی موارد قطعات پانل‌های پیش ساخته در اثر حرکات سازه به همدیگر آسیب می‌رسانند.
عناصر الحاقی ساختمان مثل بالکن‌ها، دودکش‌ها و غیره اکثرا در زلزله‌ها جزء اولین المان‌هایی هستند که آسیب می‌بینند. بنابراین باید در طراحی این قبیل عناصر، دقت کافی مبذول گردد، مثلا در طراحی بالکن‌ها حتما باید نیروی عمودی زلزله منظور گردد.
در بیشتر کارهای اجرایی معمولا کل تعداد میلگرد ستون را در یک مقطع قطع می‌کنند (بعد از هر سقف) و لذا چنانچه طول وصله در این مقطع کوتاه بوده و برابر ضوابط و آیین نامه‌ها نباشد قطعا ستون در زلزله‌های شدید آسیب می‌بیند.
تعداد زیادی شکست پایه پل‌ها در زلزله‌های گذشته ناشی از این مشکل بوده است. موارد دیگر تخریب سازه‌های بتنی در زلزله‌های گذشته مشاهده شده است. این موارد بیشتر ناشی از عدم رعایت نکات فنی در ضمن اجرا، استفاده از بتن با کیفیت پایین یا استفاده از میلگرد ساده به جای آجدار و غیره است.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.