بررسی آیین نامه ای علل تخریب سوله های رشت در برف بهمن سال ۸۳

سوله اصفهان

سوله

ساخت سوله

 

چکیده:

در ۲۱ بهمن ۱۳۸۳، رشت و نواحی اطراف آن یکی از مخرب ترین برف ها را در تاریخ گیلان تجربه کرد که در اثر آن خسارت سنگینی به واحدهای صنعتی که به صورت سوله اجرا شده بودند، وارد آمد و این سوله های صنعتی بین ۲۰ تا ۱۰۰ درصد تخریب شدند. در جریان بارش این برف حدود ۱۶۰ تا ۲۰۰ سانتی متر برف بر زمین نشست که وزن هر مترمکعب آن حدود ۲۰۰ کیلوگرم بوده است که بار ناشی از این برف در حدود kg/m^2 ۴۰۰ می شود.

در این تحقیق سعی شده است تا با تحلیل و کنترل دوباره سوله های با تخریب کامل به این سوال  که “آیا واقعاً  علت تخریب آن ها، بار بیش از حد برف بوده یا نه ” پاسخی داده شود. بدین منظور، ابتدا مشخصات اجرا شده پنج سوله، که در این برف به طور کامل تخریب شده بودند، برداشت شده و به کمک نرم افزارهای موجود تحلیل شدند. نتایج حاکی از آن است که هیچ کدام از این سوله ها در برابر بارهای آیین نامه ای طراحی نشده بودند و حتی جوابگوی نیمی از بارهای مد نظر آیین نامه ای نیز نبودند.

مقدمه

حوادث و بلایای طبیعی نظیر سیل، طوفان، خشکسالی، رعد و برق و سوانح طبیعی نظیر رانش و فرسایش زمین همه ساله در جهان حجم قابل توجهی از تاسیسات شهری و زیرساختهای اقتصادی، صنعتی، کشاورزی و… را از بین می برند، و متاسفانه خسارتهای جانی و انسانی نیز به همراه دارند.

استان گیلان علیرغم داشتن طبیعت زیبا و قرار گرفتن در اقلیم معتدل از جمله مناطقی است که دایما از بلایای طبیعی آسیب های جدی دیده است. به جرات می توان گفت، بارش برف سال ۸۳ در چند دهه اخیر بی سابقه بوده است. البته در دی ماه ۱۳۵۹ نیز در مدت ۶ روز، بارش برف سنگین در رشت، معابر و خیابانها را مسدود کرد و طی یک ماه حدود ۲۶۸ میلیمتر برف در این شهر بارید که به هیچ وجه با بارش برف اخیر که میزان آن بیش از ۳۸۰ میلیمتر و ارتفاع آن روی زمین بین ۱۶۰ تا ۲۰۰ سانتیمتر گزارش شده است، قابل مقایسه نبود.

بر اساس گزارش سازمان هواشناسی، در اثر بارش برف سنگین تنها در شهر رشت با وسعت ۶۴ کیلو متر مربع حدود ۲۸ میلیون تن برف در مدت ۴۴ ساعت بارید که این حجم عظیم از برف و سنگینی آن خرابی های بسیاری را در شهر رشت و دیگر نقاط شهری و روستایی استان برجای نهاد. بر اساس همین گزارش یک متر مکعب از این برف ۲۰۰ کیلوگرم وزن داشته است که با توجه به ارتفاع ۲ متری آن، بار ناشی از آن بیش از دو برابر بار برف پیشنهادی آیین نامه ۵۱۹ ایران در منطقه رشت است.

نوع بار برف وارده که باعث ایجاد خسارت گردیده، عمدتا بار یکنواخت بوده است و اثر باد در جابجایی برف و ایجاد بار نا متقارن و بار ضربه ای ناشی از لغزش برف از سقف شیبدار، در تخریب یا ایجاد خسارت اندک بوده است. اکثر خسارتهای غیر سازه ای در اثر تغییر شکلهای زیاد المانهای سازهای اتفاق افتاده است. خسارتهای سازه ای، که بسیار هم گسترده بوده اند. اغلب به علت طراحی ناکافی، یا اجرای نامناسب سازه، و یا استفاده از مصالح نامرغوب غیر استاندارد بوده است.

در جریان بارش این برف سنگین، بیشتر از ۱۸ هزار واحد مسکونی و تجاری شهری و ۳۸ هزار واحد مسکونی روستایی، بین ۲۰ تا ۱۰۰ درصد آسیب دیده اند. خسارت ناشی از برف در صنعت ۱۶۰ میلیارد تومان بوده است و حدود ۲۵۰ واحد صنعتی و تولیدی در رشت و دیگر شهرها خسارت و زیان دیده و حدود ۱۰ هزار کارگر شاغل در این واحدهای تخریب شده از کار باز ماندند.

با توجه به هزینه های گزاف بازسازی، تعمیر خسارات یا جایگزینی در بخش صنعت و همچنین بیکار شدن تعداد کثیری از کارگران، نیاز به بررسی علل تخریب سوله های صنعتی فوق و همچنین بررسی کفایت یا عدم کفایت ضوابط فنی موجود برای طراحی و اجرای این سازه ها را دوچندان می سازد، هر چند بار برف بیش از بار برف پیشنهادی آیین نامه بوده است.

بررسی علل تخریب سوله ها و کنترل تعدادی از سالن های تخریب شده

در ساختمانهای صنعتی بزرگ و سوله های آسیب دیده از برف، در بسیاری از موارد تخریب از محل پرلین ها شروع شده است. فاصله زیاد پرلین ها و یا عدم استفاده و یا استفاده نادرست از میل مهارهای متصل کننده پرلین ها (شکل ۱) و یا کمانش زودرس جان پرلین ها موجب تخریب بسیاری از این سازه ها شده است. در مواردی فقط پرلین ها فرو ریخته اند و به قابهای اصلی سوله آسیبی وارد نشده است.

در بسیاری از موارد دیگر علت تخریب، طراحی ضعیف سازه بوده بطوریکه قاب سازه قادر به تحمل بارهای وارده نبوده، و اعضا دچار ناپایداری گشته و تغییر شکل های پلاستیکی و پیچیدگی های بوجود آمده در اعضای تیر ورق در نهایت باعث تخریب جزیی یا کلی سوله شده است.

یکی دیگر از علل فرو ریختن سوله ها عدم استفاده و یا نا کافی بودن تعداد مهاری های جانبی طولی در تیر و ستون بوده که باعث کمانش جانبی در ستون و بخصوص در تیر شده است.

در این مقاله پنج مورد از سوله های واقع در شهر صنعتی رشت که تحت اثر بار برف فرو ریخته بودند مورد بررسی قرار گرفته و مجددا کنترل می شوند تا علت تخریب آنها روشن گردد. لازم به ذکر است که مالکان این سوله ها قادر به برف روبی آنها در زمان بارش نبوده اند.

بارگذاری

در بارگذاری و کنترل این سوله ها، از آنجاییکه بارش برف فوق در مدت زمان نسبتا کوتاهی صورت گرفت و وزش باد چندانی در منطقه وجود نداشت، لذا از بار باد در ترکیب آن با بقیه بارها صرف نظر شده و قابها فقط برای بارهای مرده سقف و بار برف مورد بررسی و کنترل قرار گرفته اند.

بار مرده: بار مرده سقف برابر kg/m^2 ۴۰ در نظر گرفته شده است که شامل وزن پوشش سقف از نوع ورق گالوانیزه موج دار، پرلین از نوع Z با ارتفاع ۱۷ سانتی متر ، پشم شیشه ، تور مرغی، وزن قاب و ملحقات آن می باشد .

بار  برف: بار برف نیز بر اساس آیین نامه ۵۱۹ ایران و مبحث ۶ مقررات ملی ساختمان ایران بارهای وارده بر ساختمان انتخاب شده است که بر این اساس، شهر رشت در منطقه ی با برف زیاد واقع می باشد که فشار مبنا بار برف در آنجا kg/m^2 ۱۵۰ = P می باشد.

 

 

سوله
مشخصات مقاطع سوله های مورد بررسی

 

تحلیل و کنترل قابها |

تحلیل قابها با استفاده از نرم افزار SAP2000، و کنترل آنها بر اساس مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ایران طرح و اجرای ساختمانهای فولادی، و به کمک مراجع [۴ و ۵ و ۶] و همچنین با استفاده از آیین نامه [AISC7] و به روش تنش مجاز صورت گرفته است. نتایج کنترل به طور خلاصه و به صورت نسبت تنش در مقاطع مختلف اعضا قاب برای ترکیب بار مرده و بار برف آیین نامه ای (۲/ ۱۵۰=P) در جدول ۲ ارایه شده است. همانطور که مشاهده می شود هیچ – کدام از سوله ها در مقابل بار برف آیین نامه ای جوابگو نمی باشند و برای این بار طراحی نشده اند.

 

سوله سبک
نسبت تنش در اعضای مختلف قاب برای سوله های مختلف

به دلیل اینکه این لایه ها از مقاطع نورد شده تهیه شده بودند، با فرض اجرای صحیح آنها، این مقاطع جوابگو می باشند اما به دلیل عدم اجرای صحیح تخریب شدند. با توجه به اینکه سوله های فوق نسبت به حد استاندارد انها بسیار ضعیف طراحی شده اند، لذا در این مرحله به منظور تعیین ظرفیت باربری سوله ها، بار برف وارده تا رسیدن نسبت تنش به حد مطلوب، کاهش داده شد و بنابراین هر کدام از سوله ها برای بارهای  ۱۲۵ ، ۱۰۰ وkg/m^2 ۷۵ کنترل گردید که نتایج آن در جدول ۳ آمده است.

 

سوله
کنترل سوله ها برای بارهای مختلف برف

به طوریکه جدول نشان میدهد نسبت تنش موجود در بعضی از ستونها، حتی تا نصف بار برف آیین نامه را نیز جوابگو نیست. این به آن معنی است که هیچ کدام از این سوله ها در مقابل بارهای وارده طراحی نشده بودند، که نتیجه آن وارد آمدن خسارات هنگفت به واحدهای صنعتی شده است.

نتیجه گیری

در بهمن ماه سال ۱۳۸۳ برف سنگینی در رشت و اطراف آن بر زمین نشست که در اثر آن خسارت سنگینی به واحدهای صنعتی که به صورت سوله اجرا شده بودند، وارد آمد. در تحقیق حاضر سعی شد تا با برداشت های میدانی مشخصات سازه ای ۵ باب از این سوله های صنعتی، که در جریان برف به طور % ۱۰۰ تخریب شده بودند، مجددا ظرفیت باربری آنها کنترل گردد، که نتیجه این کنترل بسیار فاجعه آمیز بود.

اکثر این سوله ها، حتی قادر به تحمل نصف بار برف آیین نامه ای نیز نبودند و این بیانگر آن است که طرح و اجرای آنها طبق هیچ ضابطه ای صورت نگرفته است. پیمانکاران و سازندگان آنها فقط بر اساس تجربه خود، و بدون هیچ گونه محاسبه ای نسبت به اجرای آنها اقدام نموده اند. لذا علت اصلی تخریب این سوله ها، نه بارش برف سنگین بلکه بی توجهی به اصول فنی در طراحی و ساخت بوده است. لذا نتایج این تحقیق را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

۱- علیرغم خسارتهای هنگفتی که در کشور بر اثر حوادث طبیعی نظیر زلزله و برف متحمل می شویم، ولی متاسفانه هنوز ساخت و سازها به صورت غیر اصولی و بدون رعایت اصول صحیح فنی صورت می گیرد.

۲- با توجه به حداقل ضریب اطمینان ۱/ ۶۷ مرسوم در آیین نام، پیشنهاد می گردد مقدار حداقل بار برف در شهر رشت از ۱۵۰ به kg/m^2 ۲۵۰ افزایش یابد.

 

سوله اصفهان

سوله

ساخت سوله

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *