1- مقدمه

بارهاي غير مترقبه يا غيرمعمول شامل بارهايي مي‌باشند كه در روش‌هاي متداول، سازه معمولاً براي آنها طراحي نمي‌گردد. دو گروه عمدة اين بارها عبارتند از:

1- بارگذاري ناشي از انفجار

2- بارگذاري ناشي از ضربه و تصادم

انفجار ممكن است در داخل يا خارج ساختمان روي دهد. اين انفجارها مي‌تواند ناشي از عواملي نظير موارد ذيل باشد:

1- انفجار بمب

2- انفجار و مشتعل شدن گاز

3- حمل و نقل مواد شيميايي منفجر شونده يا گاز

4- ملموس ترين نمونه از بار ضربه‌اي، تصادم وسائط نقليه با سازه مي باشد.

در اين مقاله ‏‏، عملكرد اجزاي ساختمان در برابر بارگذاري ناشي از اين قبيل انفجارها و تصادم بررسي مي‌شود.

نتايج حاصل از تحقيقات انجام گرفته بر روي نحوة بارگذاري انفجار و بررسي ميداني انجام شده بر روي حجم و ميزان خرابي‌هاي بوجود آمده در حوادث روي داده نشان مي‌دهد كه بار ناشي از انفجار و تصادم از يك طبيعت ديناميك برخوردار مي‌باشد، اما در هنگام طراحي اغلب آن را بصورت استاتيكي فرض كرده و كنترل ها بر آن مبنا انجام مي‌گيرد.

طرحي سقف‌ها، ديواره ها و اتصالات مربوط به نحوي كه مانع فروپاشي و انهدام ساختمان گردد از اهميت به سزائي برخوردار است. در اين مقاله هدف ارائه روشهايي براي ايمن سازي ساختمانهاي مسكوني آجري در مقابل انفجار و تصادم است. براي تحقق اين هدف مطالعات در چند مرحله انجام مي‌گيرد.

نخست سعي مي گردد، ساختمانهاي بنايي رايج در كشور دسته‌بندي گردد و مشخصات فني آنها بويژه از ديدگاه انفجار و تصادم، مورد بررسي واقع شود. سپس كوشش خواهد شد تا بر اساس روشهاي متداول و استاندارد براي آناليز و طراحي ساختمانهاي آجري، عملكرد آنها در برابر انفجار و تصادم و نقاط ضعف احتمالي در طراحي‌هاي معمول Kآنها در آنهامورد مطالعه قرار گيرد.

در نهايت ، بر اساس مباحث بعمل آمده، توصيه‌هايي براي بهبود رفتار و مقاوم‌سازي ساختمانهاي بنايي عرضه خواهد شد.

2- دسته‌بندي ساختمانهاي آجري

ساختمانهاي بنايي شامل كلية ساختمانهايي است كه با مصالح فشاري نظير آجر، بلوك بتني، سنگ خشت و امثالهم و ملات بنا گرديده و ديوارهاي ضخيم باربر در آنها مسئوليت انتقال وزن سازه و سربارهاي موجود را به شالوده دارند. در ميان انواع ساختمانهاي بنايي،‌ ساختمانهاي آجري بويژه در شهرها از فراواني بيشتري نسبت به ساير انواع برخوردار مي‌باشند و لذا تكية ‌اصلي بحث بر روي اين قبيل ساختمانها مي‌باشد.

بطور كلي ساختمانهاي بنايي به چهار گروه تقسيم مي‌گردند.

1- ساختمانهاي بنايي غيرمسلح

2- ساختمانهاي بنايي نيمه مسلح

3- ساختمانهاي بنايي مسلح

4- ساختمانهاي بنايي مركب

خصوصيات كلي اين چهار نوع ساختمان، به اختصار بشرح زير مي‌باشد:

1- ساختمانهاي بنايي غير مسلح

اين قبيل ساختمانها قديمي‌ترين و متداولترين نوع ساختمان را در كشور تشكيل مي‌دهند و در اكثر شهرها و روستاها بچشم مي‌خورند. اين ساختمانها در روستاها با استفاده از مصالح محلي مانند خشت خام يا سنگ‌هاي رودخانه‌اي و با بكارگيري ملات گل ساخته شده و سقف آنها بصورت گنبدي از خشت خام يا تيرهاي چوبي پوشيده از گل بنا شده است. اما در شهرها اكثراً از آجرهاي فشاري با كيفيت متوسط، و در برخي موارد از بلوك‌هاي بتني همراه با ملات ماسه سيمان بنا مي‌گردند،‌ و پوشش سقف‌ها را تير آهن يا تيرچه بلوك، و در ساختمانهاي قديمي تر الوارهاي چوبي، تشكيل مي دهند. در اين ساختمانها، يعني ساختمانهاي بنايي غير مسلح، آنچه بطور عمده مقاومت لازم را در برابر بارهاي جانبي عمود بر صفحه ديوار تأمين مي‌نمايد، ديوارهاي برگشتي موجود است. در تصاوير (1) و (2) نمونه هايي از اين ساختمانها مشاهده مي‌گردد كه پوشش سقف اولي با استفاده از سيستم تيرآهن و طاق ضربي و ديگري با بكارگيري تيرچه‌هاي پيش ساخته مسلح و بلوكهاي بتني،‌ انجام شده است.

در احداث اين قبيل ساختمانها اكثراً نكات اجرايي بسياري ناديده گرفته مي‌شود از جمله اين موارد مي‌توان به نكات زير اشاره نمود:

1- عدم اجراي ديوارهاي برگشتي در انتهاي ديوارهاي باربر و طول كوتاه آنها در صورت اجرا كه عملكرد مناسبي را از خود نشان نخواهد داد.

2- اتصال نامناسب ديوارهاي باربر با ديوارهاي عمود بر امتداد آنها به نحوي كه مانع عملكرد ديوارهاي مذكور بصورت پشت بند خواهد شد. اين قبيل ديوارها يا بايد بصورت هشتگير و با قفل و بست كافي و بطور همزمان احداث گردند و يا آنكه بوسيله ميل مهارهاي كافي به يكديگر دوخته شوند.

3- عدم اجراي زير سري مناسب براي قرار د ادن سيستم سقف بر روي ديوارهاي باربر كه موجب انتقال و پخش نامناسب بارها از سقف به ديوار و بروز تركهاي برشي در ديوار باربر و در زير نقاط اعمال بار مي‌ گردد. همچنين اين امر باعث عدم پيوستگي كافي مابين سقف و ديوار گرديده و سقف در برابر بارهاي جانبي مي‌تواند از روي ديوار فرار نمايد. در ضمن همانطور كه در ادامه تشريح خواهد شد، ديوارهاي باربر كناري بدليل عدم اتصال كافي به سقف، بصورت طره عمل نموده و ارتفاع مؤثر آنها در عمل بيش از ارتفاع واقعي ديوار خواهد شد. تصوير(3) نمونة‌ مستندي از فرار ديوار باربر از زير سقف طاق ضربي و عملكرد طره‌اي ديوار در زلزلة سال 1369 در شهر منجيل را نمايش مي‌ دهد. قفل و بست ناچيز ديوار برگشتي نتوانسته است مانع فرار ديوار گردد.

2- ساختمانهاي بنايي نيمه مسلح

اين دسته از ساختمانهاي بنايي مشابه گروه قبل مي‌باشند با اين تفاوت كه جهت بهبود رفتار آنها در برابر بارهاي جانبي و تأمين پيوستگي سقف از عناصري مانند كلاف فوقاني و تحتاني استفاده مي‌گردد. وجود اين كلافها كه بايد بطور پيوسته دور تا دور ساختمان را فرا گيرد اتصال سقف و ديوارهاي باربر را بهبود مي‌بخشد و با ايجاد تكيه‌گاه مناسب براي پانلهاي ديوار،‌ ارتفاع مؤثر ديوار را در حدود ارتفاع واقعي آن قرار مي‌دهد.

در تصوير (4) نمونه اي از اين قبيل ساختمانها ملاحظه مي‌گردد. چنانچه مشاهده مي‌شود در اين ساختمان از كلاف افقي تراز سقف بعنوان زير سري