تصميم منشآت لمقاومة الزلازل

== تصميم المباني وتقويتها لمقاومة الزلزال ==

== المقدمة: ==

لقد بينت التجارب و النتائج المستخلصة من الزلازل الحديثة أن المنشآت المصممة والمنفذةبالشكل الصحيح قادرة على مقاومة زلازل عنيفة دون انهيار الا ان معظم هذه المنشآت خاصة القديمة منها يمكن ان تتعرض إلى أضرار خطيرة أو انهيار مسبب إلى ازهاق أرواح السكان .كما أكدت الدراسات التى أجريت حول أداء المنشأ أثناء وقوع الزلازل أن الجمل الانشائية التى تمتلك قدرة كافية على مقاومة القوى الجانبيةو يجب أن يكون لها أيضا مطاوعة كافية أي قدرة المحافظة على سلامتها عند زيادة الاجهادات من أجل حماية السكان. كما أكدت الدراسات التي أجريت حول أداء المنشأ أثناء وقوع هذه الزلازل .ان الجمل الانشائية التي تمتلك قدرة كافية عتى مقاومة القوى الجانبية يجب أن يكون لها أيضا مطاوعة كافية ،أو القدرة على المحافظة على سلامتها عند زيادة الاجهادات من اجل حماية السكان. إن تأثير الزلازل على أي منشأ خرساني يتلحص في انها تؤثر على هذا المنشأ بقوى افقية متغيرة القيمة تبعا لموقع المنشأ وقربه او بعده من المناطق الساحلية أو من مراكز و بؤر مناطق الزلازل الرئيسية . وهذه القوى الأفقية تتعارض في مفهومها عن الإتزان للمنشأ عن نظيراتها من القوى الرأسية التي إعتاد المهندسين تصميم المنشأ على أساس مفعولها فقط و إهمال القوى الأفقية و التصميم على أساس هذه القوى . القوى الأفقية: = == التصميم الأفقي لمبنى = ==:هو تحقيق دراسة إتزانه الداخلي و الخارجي تحت تأثير قوى الزلزال. الإتزان الداخلي لمنشأ:هو تحقيق كفاية المقاومة الداخلية للقطعات الخرسانية لمنشأ للقوى الداخلية من عزم الإنحناء وقوى قص و قوى عمودية الإتزان الخارجي لمنشأ: هو تحقيق إتزان المبنى تحت تأثير عزم الإلتواء وعزم إنقلاب وكذلك تأثير إجهاد تحول التربة === التصميم الرأسي للمنشأ ===:هو تصميم المنشأ ليقاوم الأحمال الميتة من وزن البلاطة الخرسانية والأعمدة ووزن الارضيات والحوائط...وليقاوم الأحمال الحية من اوزان الأثاث و المفروشات و اوزان المستخدمين لهذا المبنى. شروط التصميم المعماري لمقاومة الزلزال: يجب أن يختار شكل المبنى في المسقط الأفقي بحيث يكون متماثل ويجب أن يتفادى الأشكال الزاوية وفي حالة وجود مبنى بشكل غير منتظم فيجب تقسيم المبنى بعمل فواصل الزلزال حيث أنه منع بعد الزلازل المتكررة استخدام قطع الاراضي المثلثة أو متوازي الاضلاع وذلك لما تشكله من فرصة لتمركز إجهدات الزلازل في الأجزاء الضعيفة منها وكذلك لتولد إجهدات عزوم إلتواء شديدة بها نتيجة الزلزال.

التصميم الإنشاءي المناسب لمقاومة الزلازل:

المباني الخرسانية تنقسم إلى النوعين التاليين: 1=== مباني هيكلية ===: تتكون من أعمدة خرسانية تحمل فوقها كمرات خرسانية تتحمل أوزان الاسقف الخرسانية و هذا النوع يتمتع بمقاومة جيدة للزلزال إذا تم تصميمه وتنفيذه بدقة وهذا النوع من المباني ينقسم بدوره إلى الأقسام التالية: مباني ذات إرتفاعات قصيرة:لا يزيد عدد أدوارها عن ستة أو سبعة طوابق. مباني ذات إرتفعات متوسطة:لا يزيد عدد أدوارها 14إلى15 طابقا. مباني ذات إرتفعات عالية:لا يزيد عدد أدوارها عن 30 طابقا.

أسباب إنهيارالمباني:

يعتقد الكثير من الناس أن الأسباب الرئيسية لانهيار المباني هو نقص الحديد أو ضعف الاسمنت و لا شك أن هذه العوامل تسهم بشكل ما في الانهيارات لكنها ليست على الغالب السبب الحقيقي .. و لنشرح الأسباب الحقيقية لانهيار المباني لا بد أن نبين عوامل الأمان التي تتخذ عند التصميم الإنشائي للمباني السكنية العادية :

1 – إن أول ما يفعله المهندس المصمم هو تقدير الحمولات الطابقية بدقة ، و بما أن حمولات الوزن الذاتي و وزن البلاط و قواطع البلوك ( الحمولات الميتة ) تحسب بدقة فليس هناك مشكلة فيها .

2 – بعد الانتهاء من تحليل الحمولات ( الميتة و الحية ) يحسب التصميم على أساس مقاومة البيتون . و هكذا تتضاعف عوامل الأمان في المباني من حيث تقدير حمولات مثالية عالية القيمة و تخفيض قيمة المقامومة للبيتون و الحديد ..

إذاً لماذا تنهار المباني .. ؟

لا شك أن المبنى المنفذ وفق التصميم يكون أكثر أماناً من المبنى الذي استنفذ فيه المنفذ خيارات الأمان فقام بتعديل أقطار الحديد و خفض نسبة الاسمنت في البيتون مما أضعف القيمة الإجمالية لمقاومة المبنى .

لكن هذا نادراً ما يكون سبباً للانهيار المفاجئ .

= == السبب الأول == = :

تحصل الانهيارات المفاجئة نتيجة عدم الدراسة الوافية للتربة و نتيجة جهل المصمم لما تحت الأرض .. فهناك وسائل كثيرة لمعرفة باطن الأرض و هناك علم كامل يسمى علم ( الجيوتكنيك ) مختص بدراسة تربة الموقع قبل التنفيذ و تحديد مقاومة التربة .

يعتمد كثير من المهندسين على الحدس في تقدير مقاومة التربة أو يأخذون عيناتهم من السطح أو من أعماق قريبة و غالباً ما تكون هذه العينات مقبولة إلا إذا وجد تكهف تحت البناء أو طبقة من الكلس الحي قابلة للانحلال بالماء .

ملاحظة على المقدمة للموضوع والتي تتعلق كما يبدوا (بحساب المنشآت في بلادنا ) وفي منطقة الشرق الأوسط تحديداً .. لأننا حين ننتقل خارج هذه المنطقة فإن حساب قيم المنشأة كما تعرف تخضع لعوامل جديدة تضاف إلى القيم الأصلية ..

. مايتعلق بحسابات الطقس وخصوصاً الرياح الجانبية ومتوسطات سرعاتها عبر الفصول لمنطقة محددة .

حساب أي منشأة يعتمد على حساب القوى المؤثرة فيها (بعد التنفيذ) بحيث تقاوم المنشأة هذه العوامل بنجاح ويجعلها مستقرة طول فترة حياتها المتوقعة للاستعمال ..

بناء على هذا التعريف وضماناً لتحقيقه فمن المفترض منطقياً أن يكون المهندس واعياً لمشكلات المنطقة من جميع النواحي .. نوع التربة والتضاريس .. المناخ .. الزلازل ومتوسط تواجدها ومعدلاتها ... الخ

ويمكننا أيضاً أن نقسم هذه العوامل المؤثرة إلى ثلاث مجموعات .يمكن أن وإن المجموعة الأولى يمكن تسميتها الحمولات الميتة وهي الوزن الذاتي كما تفضلت للبناء بكل مواده ومستلزماته. والمجموعة الثانية هي الحمولات الحية وتشكل كما تفضلت البشر مع الأثاث المتوقع لفرش الطوابق .. وسمي حياً لأن وزنه ثابت وهو مادة متحركة على الدوام (المستخدمين - الأثاث ) ويمكن أن نصنف المجموعة الثالثة من المؤثرات والحمولات على أنها المؤثرات أو الحمولات الديناميكية (رياح - زلازل ) حتى في المباني العسكرية تحسب قيم التفجيرات القريبة .. وفي المعامل تدخل عوامل (خاصة) في الحساب ومنها الحرارة المتوقعة للأفران وماشابه .

على عاتق المهندس المدني تقع مسؤولية:(عملياً وقضائياً) ولا يعلم أن المهندس يقوم بشكل دوري بفحص نماذج خلطات البيتون (الخلطة الاسمنتية) قبل الشروع باستخدامها .. ولا يعرف القارئ أن الأمر لا يمكن اللعب فيه إلا من وراء ظهر المهندس المسؤوول عموماً ..

كيف يمكننا أن نحد من تأثير الحركات التكتونيه

..الزلازل والهزات الأرضيه على الأبنيه والمنشآت..مؤهله لنشاط زلزالي..بسبب تناحر الطبقات الأرضية...وكان آخر نشاط مهم هو زلازل بلاد الشام العنيفه والتي شملت مناطق واسعه من البلاد عام 1701 فهل هناك أساليب إنشائيه يمكن أن تحد من هذا التأثير..وأرجو توضيح رأيكم بالإنشاءات القائمه حالياً في بلادنا ..وهل يمكنها تحمل الإجهاد الذي يمكن أن يحصل في حاله كهذه..

خاتمة:

وتأمل الجزائر في تفادي دمار واسع النطاق بتوفير الوقاية ضد الزلازل كل ما استطاعت إلى ذلك سبيلا باتباع مقاربة تبدو أنها معقولة. == المراجع ==: -الأنترنت -تقوية المباني و معالجتها لمقاومة الزلازل<ترجمة و إعداد المهندس محمد بسام الجلي> دار الأندس للنشر و التوزيع الحجاز شارع مسلم البارودي-دمشق. -تصميم المنشآت الخرسانية لمقاومة الزلزال<خليل إبراهيم واكذ>السلام الذهبية للطباعة.