اخبار
خانه » مجله علمی » نکاتی در مورد تخریب و فروپاشی سازه ها بصورت درجا و عمودی

نکاتی در مورد تخریب و فروپاشی سازه ها بصورت درجا و عمودی

الف:تخریب سازه ها بصورت مطالعه ومحاسبه براساس روابط مهندسی تخریب:شاخه ای از مهندسی سازه است که بصورت تخصصی وبا تلفیقی از محاسبات سازه (عمران) وشناخت علمی توان وظرفیت انفجاری مواد شیمیایی باین مسئله می پردازد. مواد منفجره شمیایی

(صمغ ها ودینامیت ها ویا خمیرها و…) در نقاط مطالعه ومحاسبه شده برحسب ظرفیت ومیزان تخریب محاسباتی جاسازی می شوند. این روشها معمولا در مواقعی بکار میروند که در طرحهای توسعه شهری شهرسازان ساختمانهایی بر سرراه مراکز پیش بینی اصلی توسعه شهری وراهها قرار گرفته باشند.لذا برداشت وحذف انها ضروری می باشد.این تخریبات باید بگونه ای باشند که به سازه ها ومحیط اطراف سازه تحت تخریب –دراثر پرتاب نخاله ها وقطعات وامواج ناشی از انفجار صدمه ای وارد نکنند. لذا سپردن چنین کار بسیار مهمی که با جان ومال ساکنان همسایه ومجاور سازه مورد تخریب قراردارند تاشعاع دهها متر بسیار حساس ودقیق بوده وباید حتما توسط افراد کارشناس وصلاحیت دار مهندسی تخریب طراحی وانجام پذیرد.                                                                               در یک بحث کلی وبسیار فشرده وبدون پرداختن به جزییات – که درخور وحوصله چنین مقاله ای نیست –معمولا نقاط نصب مواد  وچاشنی های انفجاری در گره ها وقیدها واتصالات اصلی وحوزه هایی از اعضاءکه زودتر وارد منطقه خمیری (پلاستیک) ودرنتیجه درگیرشکل گیری مفاصل پلاستیک می شوند ودر محاسبات دقیق مشخص می گردند نصب می شوند.بدیهی است براساس انچه در نمودارهای ازمایشگاهی H00K         مشخص است –سرعت تغیر شکل عضو از مرحله خمیری بسوی نقطه گسیختگی :RAPTURE  و انهدام:COLLAPSE  ناگهانی وزیاد وبدون احتیاج به اعمال نیروی زیاد ودراثر پایین امدن ظرفیت مقاومتی اعضاء اصلی سازه و فاکتور ضریب اطمینان SAFTY-FACTOR صورت می گیرد.

لذا “پروسه وفرایندی” موسوم به :”تخریب  پیش رونده”:Progressive  Collapse شکل می پذیرد.{در ایین نامه :انگلستان :British  Standard  B.S  Code وامریکا به تفصیل بحث شده است.)-بطور خلاصه-شروع این روند با کمانش قائم ستونها با بیرون(دفلکسیون عمودی) و شکم دادگی و خمشی (دفلکسیون افقی:deflection)  وهمان “کاهش وافت سریع ظرفیت باربری پلها وتیرچه ها وارکان باربر “دیافراگم سقف ها” –وبه تبع ان-تغیرشکل زیاد و-ودرنهایت گسیختگی وانهدام –صورت می پذیرد.

با تخریب دیافراگم سقف بالاترین طبقه سازه وفرو ریزش حجم بزرگی از-آوار – آن بر طبقه پایین تر – بار ضربه ای بسیار بالاتر از تحمل دیافراگم سقف مذکور –بعبارت ساده:”کمر صفحه انرا شکسته وخرد می کند”-وروند وپروسه تخریب :پیش رونده –بصورت عمودی تا پایین ودر هرلحظه سریعتر (افزایش بارهای ضربه ای تخریب) –سازه را درجا وعمودی منهدم و:collapse می کند.

ب-در سازه هایی که در اثر حریق وآتش سوزی واتفاقات معمول دچار تخریب عمودی می شوند : عوامل مهمی مثل:نوع استفاده وبارگذاری (زنده ومرده) سازه(مسکونی-تجاری-صنعتی-و.) وبالا رفتن درجه حرارت حریق –ونوع سازه (بتن مسلح یا اسکلت فولادی) بسیار موثرند.معمولا تحمل سازه های بتنی بعلت کاور و پوشش حداقل ۲٫۵ تا۳ سانتیمتر روی میله گردها در تاخیر در رسیدن فولاد به حد تسلیم در تنشهای حرارتی از سازه های فولادی ساده فقط با پوشش ضدزنگ معمول-بیشتر است.وقتی زمان آتش سوزی انقدر طول بکشد تا درجه حرارت به ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر برسد در سازه های فولادی سریعتر ودر بتنی با کمی تاخیر (ترکیدن وورقه شدن پوسته وکاور بتن از میله گردها) –فولاد ستونها وپلهای اصلی وباربر در اثر تنشهای حرارتی باتقلیل وافت سریع “ظرفیت مقاومت وباربری” –گاه تاحد ۵۰ تا۷۰ درصد!-بسرعت از حالت الاستیک عبورکرده ووارد مرحله پلاستیک شده ودرحوزه خمیری –بدون احتیاج به اعمال نیرو –دچار تغیر شکلهای شدید شده وبسوی مرحله “گسیختگی ” –و”پروسه :تخریب پیشرونده:progressive collapse” پیش می روند.بهترین مورد ونمونه تخریب پیشروند ه بصورت یک :روند تداوم حرکت تخریب پس از نیروی اولیه (تبدیل پتانسیل انرژی حرارتی به دینامیسم یا جنبشی وسینتیک تخریب) بصورت :”دومینو” مانند(domino   :همان حالت انتقال انرژی حرکت اولیه بکل مهره های چیده شده تا خوابیدن همه انها روی زمین)-در تخریب برجهای تجارت جهانی نیویورک پس از ایجاد انرژی تخریب با ضربه تصادم هواپیماها وایجاد حریق وبالا رفتن درجه حرارت وتسلیم اعضای اصلی سازه ای وتداوم پروسه تخریب “پیش رونده” –فروریزش دیافراگم سقف های بالاتر روی سقف های پایین تر وافزایش حجم ووزن وتناژ توده های تخریب بطرف پایین –باعث تسریع در تخریب درجا وعمودی بود.به تصاویر زیر نگاه کنید:شکلهای: ۱(افت سریع مقاومت وظرفیت تنش مجازفولاد را دراثر حرارت زیاد وعبور از منطقه خمیری ) وشکل۲(ورود فولاد به مرحله گیسختگی وcollapse وفروپاشی درجا وعمودی دیافراگم سقفها ) وشکل ۳ فروپاشی برجهای جهانی تجارت نیویورک بصورت عمودی –و شکل ۴ یک تخریب ساده ومکانیکی وتدریجی را با بیل بازو  منقار بلند نشان می دهد.

ج- سازه ساختمان پلاسکو:تا جایی که خود من که درسالهای ساخت ان(۱۳۴۱ و۱۳۴۲ )که دانش اموز سیکل اول دبیرستان(که اکنون اول یا دوم راهنمایی می گویند) در تهران بودم ویاددارم-اولین سازه اسکلت فلزی بلند ایران در۱۷ طبقه بود که ساخته شد.

سیستم ان زمان :قابهای خمشی واتصالات صلب ونیمه صلب وباربری ستونها وپلها وتیرریزی وطاقهای ضربی دیافراگم سقفها را تشکیل می داد. در واقع همان قابها ی خمشی وصلبیت اتصالات ومیانقابها وظیفه مقابله با نیروی برش پایه زلزله را هم داشتند.اگرچه بعدها با تکمیل ایین نامه پراکنده ۵۱۹ ایران وباز بینی ومقابله ان با ایین نامه های امریکا واروپا واستعانت از مفاد انها دربسیاری از این سازهها که بتدریج بعدها ساخته شدند با تعبیه بادبندها:bracing گذاری اصلاحات بیشتری انجام شد اما اغلب سازه های ساخته شده از این دست در ان زمانها علاوه بر نداشتن سیستمهای پیشرفته لرزه بر فعلی(دیوارهای برشی بتنی-دیوار برشی ورق فولادی-سیستمهای دمپینگ ومیرا کننده ویسکوز وغیر ویسکوزو…..)-استفاده از طاق ضربی (با نقاط ضعف فراوان ومنسوخ وممنوع شده فعلی) استفاده می گردید.

  • مورد دیگر که بسیار مهم است ودرسازه های بلند معمولی (حداقل ۷تا۸ طبقه به بالا) -ملزم نمودن مالک وسازنده ومجری سازه توسط دستگاههای مسئول (شهرداریها ونظام مهندسی کشور) به داشتن :پله فرار-وسیستمهای اطفاء حریق سقفی هوشمند است که بابالا رفتن درجه حرارت دراثر حریق- سیستم نصب سقفی – مانند دوش اب پرفشارعمل نموده ودر هر اطاق ابفشانی با شعاع گسترده می نماید.تا قبل از توسعه حریق وشروع پروسه تخریب پیشرفت اتش –خاموش گردد.
  • مقادیر بارگذاری مجاز :مرده وزنده (L+L.L) سقف ها برای تجاری (اگردر ان زمان وبعدها سازه برای کاربری مذکورطراحی ومحاسبه  وواقعا لحاظ ورعایت شده باشد-که با عدم وجود دستگاههای اجرایی ومسئول سیستمهای نظارت فعلی در۵۳ سال قبل بعید بنظر میرسد)-مشخص است.تصور من براین است که بغیر از طبقات منفی صفر و صفرصفر که شاید می توانسته حالت انبار ودپوی کالاها را داشته باشند-اغلب طبقات برای بارگذاری :دفاتر شرکتها ومطب پزشکان و فروشگاهها ومغازه هایی با حداکثر مجموع بار :DL+LL=800 -1000 kg/m^2 (با توجه به طاق های ضربی ) وشاید ضریب نیروی برش پایه ای در حد ۱۰ درصد کل وزن سازه(حدس می زنم-با توجه به ایین نامه های نیم قرن پیش! ) منظور شده باشد.بنابراین این کف مغازه ها در طبقات(یا سقف طبقات ماقبل خود) حداکثر در حد معمول وشاید :یک سوم تا یک دوم کل ارتفاع می توانسته اند حالت دپو ونگهداری کالاهای تولیدی را رویهم داشته باشند .
  • وزن اجناسی مانند :الیاف پوشاک وپارچه و منسوجات(نخی-پنبه –کتان-پولیمرها و…) وتولیداتی از این دست که در حداکثر تا سال ۱۳۵۹-۱۳۶۰(که یادم هست) –بسیاری از دفاتر شرکتها وغیره هم تبدیل به تولیدی منسوجات شدند-در حالت خشک ومعمول چندان زیاد نیست.اما همین تولیدات اگر کاملا خیس واب جذب کنند- سنگین وحتی حمل انها بعلت حداقل ۲ تا۲٫۵ برابرشدن وزن (پرشدن فضاهای خالی بین ملکولی با اب) –بسیار مشکل است. شاید خود شما وقتی فرضا یک ژاکت سبک کاموایی یا فرش کوچک زیر میزی ویا روتختی و…را برای شسشتو پس از اتمام بخواهید برای خشک شدن بردارید وپهن کنید –بعلت اب زیاد درون بافت انها –بسختی قادرباشید وبعلت همین چند برابر شدن وزن –مجبور شده باشید تا چندین ساعت انرا درجایی بهمان صورت بگذارید تا مقادیر زیادی از اب خارج شود وپارچه قابل پهن کردن روی بند باشد.

د- بنابراین با توجه بانچه که بسیار خلاصه وفشرده عرض شد: بنظر میرسد(نظر شخصی ):

بارگذاری سقفها احتمالا بعلت دپوی کالاهای تولیدی تا زیر سقفها(که تقریبا همه طبقات تبدیل به تولیدی پوشاک ومنسوجات شده بودند) افزون بر مقاومت مجاز باربری این سقفها (بند۲از ج) و عدم وجود سیستم هوشمند اطفاء حریق ابفشان سقفی (بند۱ از ج) و حادثه حریق وبالارفتن درجه حرارت (بند ب)  -ودرنهایت خیس واشباع شدن سقف ها ومنسوجات دراثر ابریزی مدام و پر فشارجهت اطفاء حریق وافزایش وزن بارگذاری(بند ۳از ج) –وعبور تیرچه های سقف وپلها وستونهای فولادی از حد تنش تسلیم ورسیدن به گیسختگی نهایی(COLLAPSE) –با فروریزش سقفها رویهم بحالت عمودی و افزایش بار تخریب ضربه ای در هر طبقه پایین تر (بند:ب) سرانجام فروپاشی کامل وعمودی صورت گرفته است.

در خاتمه باید همواره یاد وخاطره شهدای اتش نشانی را که مردانه ایستادند وبا نثار جان خود جلوی توسعه وتلفات جانی ومالی به هموطنان را گرفتند-زنده نگهداریم وبه روان این عزیزان درود بفرستیم.یاد این قهرمانان جاوید باد.

به قلم:مهندس، سیامک –ترکاشون.

درباره مدیر

می توانید در این سایت مقالات رایگان و غیر رایگان را بصورت آسان و سریع دانلود نمائید

دیدگاهتان را ثبت کنید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شدعلامتدارها لازمند *

*

bigtheme
x

شاید بپسندید

نسل ذرافه‌ها در حال انقراض است

تحقیقات جهانی دانشمندان نشان می‌دهد نسل ذرافه‌ها در حال انقراض است . بر اساس آمار ...