مقاوم‌سازی ساختمان ها در جنگ

مقاوم‌سازی سازه ها در زمان جنگ

مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در برابر انفجار

 

پدافند غيرعامل، موجب افزايش بازدارندگي، كاهش آسيب پذيري، ارتقاي پايداري ملي، تداوم فعاليت هاي ضروري و تسهيل مديريت بحران در مقابل تهديدها مي‌گردد. در اين راستا، ملاحظات معماري، سازه اي و تأسيسات مكانيكي و برقي در حوزه‌ي ساختمان و برنامه ريزي اقتصادي و مالي، به صورت ميان رشته‌اي، مدنظر قرار مي‌گيرد.

در مبحث 21 مقررات ملی ساختمان، حداقل ضوابط براي طراحي و اجراي ساختمان ، تأسيسات و فضاي عمومي ساختمان در برابر اثرات ناشي از تهديدهاي غيرطبيعي مانند انفجار ناشی از موشک و خمپاره و … مورد بررسی قرار گرفته است.

در این مقاله می‌خواهیم بیشتر با مبحث 21 مقررات ملی ساختمان و مقاوم سازی سازه در برابر انفجار آشنا شویم.

راهکار های کاهش آسیب

به منظور کاهش آسیب پذیری پیشنهاد می‌شود:

محوطه

  • بین ساختمان و راه دسترسی اصلی، فضای حائل ایجاد گردد. ( مثل پوشش گیاهی و دیوارک )
  • حریم آوار: به منظور کاهش خطر ریزش آوار، فضایی با عرض حداقل یک سوم ارتفاع ساختمان، به عنوان حريم آوار، بايد در نظر گرفته شود. در اين حريم، صرفاً ايجاد فضاي سبز و مستحدثات ايمن در برابر آوار، مجاز است.
  • در فضاهای باز مکان‌ها و دیوارک هایی به عنوان جان پناه ایجاد گردد.
  • تا حد امکان از احداث و ایجاد لبه های تیز گوشه( تا ارتفاع 2 متری از زمین)، جلوگیری شود.
  • برای عملیات امداد و نجات لازم است فضاهایی چند منظوره پیش بینی شود.
راهکار های کاهش آسیب محوطه
  • در محوطه نصب سنگ های بزرگ، که ایجاد نوعی جان پناه مقاوم می‌کند، در صورتی که گوشه های تیز نداشته باشند بلامانع است.
  • ساختمان ها باید به تجهیزات اطفا حریق مجهز شوند تا در معابر باریک و یکطرفه، تاخیر و کندی عملیات امداد و نجات را جبران کند.
  • حریمی مشخص در صورت ریزش شیشه ها و آوار تعیین گردد تا موجب خسارات جانی و انسداد مسیر نگردد.
  • در فضاهای باز عوارضی نظیر پشته چمن کاری، جعبه گلدان، و دیوارک، جان پناه مناسب در آن ها تعبیه شوند.
  • ساختمان های بیش از 6 طبقه باید به گونه طراحی شوند که آوار ناشی از آن باعث انسداد جاده نشود. نظیر اشکال پله‌ای شکل.

نما، پنجره ها و بازشو ها

  • قسمتی از خسارات ناشی از انفجار به نمای ساختمان برمی‌گردد. فشار انفجار در طبقات پایین تر ساختمان بیشتر از طبقات بالایی است. پس توصیه میشود سطوح شیشه خور نما در این طبقات کمتر شود.
  • پنجره های بزرگ قاب‌بندی داخلی شوند و به اجزا کوچکتر تقسیم شوند. از روکش های چسبنده به شیشه استفاده شوند تا شکستگی پنجره به حداقل برسد و صورت نگیرد.
  • جنس شیشه ها در پنجره باید از نوع لمینت ( چندلایه) باشد تا پس از گسیختگی قطعات خورد شده به اطراف پرت نشوند.
  • درهای ورودی ساختمان مراکز تجمع و پنجره ها، باید به سمت خارج باز شوند.
  • در نورگیرهای سقفی ساختمان، از صفحات شفاف نشکن به جای شیشه استفاده شود.
  • چارچوب ها باید با بتن مناسب پر شده و دارای اتصال لازم به سازه باشند.
  • برای نصب مصالح روکار نما باید از قاب های مجزا استفاده شده و این قاب با اتصالات مستقیم به دیافراگم سقف ها متصل شوند تا از انتقال لنگر خمشی موضعی به ستون ها جلوگیری شود.
  • قاب بندی نما به گونه ای باشد که امکان تعویض داشته باشند
  • از قرار دادن عناصر الحاقی شکننده و یا فاقد اتصال مناسب به سازه مانند گلدان ها، در لبه بام و بالکن ها جلوگیری شود.

اجزای غیرسازه‌ای

  • دیوارهای غیر باربر دارای اتصال لازم به سازه باشند و دیوارهای بنایی باید با شبکه میلگرد مسلح شوند
  • عناصر غیرساختمانی مانند کتابخانه، قفسه، ویترین، کمد، دکور به نحو مناسب، به سازه و یا اجزاء ساختمانی، متصل شوند.
  • اتصالات اجزاي غيرسازه اي و تزئينات داخلي، بايد براساس حداقل هاي اشاره شده در آيين نامه طراحي ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800 ) و برمبناي خطر لرزه خيزي خيلي زياد طرح شوند.

اجزای غیرسازه‌ای

  • دیوارهای غیر باربر دارای اتصال لازم به سازه باشند و دیوارهای بنایی باید با شبکه میلگرد مسلح شوند
  • عناصر غیرساختمانی مانند کتابخانه، قفسه، ویترین، کمد، دکور به نحو مناسب، به سازه و یا اجزاء ساختمانی، متصل شوند.
  • اتصالات اجزاي غيرسازه اي و تزئينات داخلي، بايد براساس حداقل هاي اشاره شده در آيين نامه طراحي ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800 ) و برمبناي خطر لرزه خيزي خيلي زياد طرح شوند.

مصالح

استفاده از پوشش مقاوم کننده پلیمریFRP ، بتن پاششی و یا میلگرد گذاری جهت مقاوم کردن دیوارهای بنایی و ترک ها

باید در نظر گرفت FRP ها به صورت صحیح مصرف شوند.

فضای امن

فضاي امن، بخشي از ساختمان، با عملكرد چند منظوره است كه به ميزان كمتر، در برابر آثار ناشي از انفجار، قرار مي گيرد. اين فضا نسبت به ساير قسمت ها، از مقاومت و ايمني بيشتري برخوردار است. فضاي امن حفاظت نسبي افراد را، تامين كرده و داراي قابليت‌هاي زير مي باشد:

  • ايمني بيشتر در برابر ريزش آوار
  • مقاوم در برابر تركش هاي ثانويه
  • حداقل نمودن نفوذ دود و غبار به داخل خود.
  •  

موج انفجار

امواج انفجار بر حسب منشأ آن به دو نوع موج ضربه و موج انفجار تقسیم می‌شوند.

در هنگام انتشار موج انفجار در هوا، هواي پشت جبهه ي موج با سرعت كمتري، به طرف خارج منتشر مي شود، كه اثر آن همانند جريان هوا يا باد مي باشد. به اين پديده “فشار دینامیکی” یا “فشار هوا” می‌گویند.

موج انفجار پس از برخورد با مانع صلب، منعكس مي شود. بازتاب موج در اطراف مانع، به زاويه ي برخورد موج، مشخصات هندسي ساختمان و اندازه آن، بستگي دارد. بحراني ترين حالت بازتاب موج انفجار ، در هنگام برخورد آن به صورت عمودي به ديوار صلب است.

بار ضربه اي انفجار به علت تاثير بسيار كوتاه مدت آن بر سازه، برخلاف نيروهاي زلزله، قادر به تحريك تمام جرم سازه نيست. بدين رو، در سازه هاي مقاوم در مقابل انفجار، افزايش جرم، تاثير مثبت بر مقاومت سازه دارد. به همين علت، سازه هاي بتن مسلح بر سازه هاي سبك (مثل فولاد و چوب) ارجح هستند.

مصالح فولادي تحت اثر بارهاي استاتيكي و ديناميكي با نرخ كرنش بالا، قادرند پس از عبور از مرحله تسليم، بدون اعمال تنش اضافي، تا رسيدن به مرحله سخت شدگي مجدد، حدود پانزده برابر كرنش حدتسليم را تحمل كنند. سازه ها يا اتصالات شكل پذير مي توانند با مقاومت استاتيكي نسبي كمتر، نيروي بيشتري را در هنگام اعمال بارهاي ديناميكي و ضربه انفجار جذب نمايند.

موضوع مهمي كه در طرح ديناميكي سازه هاي فولادي تحت اثر بارهاي انفجاري مطرح مي شود، احتمال معكوس شدن جهت تنش ها است. سازه هاي فولادي تحت اثر انفجار، در معرض تنش هاي معكوس نسبتاً بزرگي قرار مي گيرند. تامين مهاربندي جانبي براي بال هاي مقاطع فشاري مهار نشده كه قبل از معكوس شدن تنش ها در كشش بوده اند، از اهم موارد قابل توجه است كه اين مساله براي اعضايي كه بارهاي مرده سبكي را تحمل مي كنند و يا اعضايي كه در معرض فشارهاي انفجاري كوتاه مدت قرار دارند، بحراني تر است.

یکی از راه های استهلاک انرژی ناشی از انفجار استفاده از میراگرها و جداسازها می‌باشد که باعث بهبود رفتار کلی سازه می‌شود ولی تاثیر چندانی در جلوگیری از خرابی موضعی که می‌تواند باعت گسیختگی پیش رونده شود، ندارد.

در مورد جداسازها بیشتر بخوانید.

 

نتیجه گیری

مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در برابر تهدیدات جنگی و انفجار، بخشی حیاتی از رویکرد پدافند غیرعامل است که با هدف کاهش خسارات جانی و مالی و حفظ تداوم عملکرد سازه‌ها انجام می‌شود. بر اساس مبحث ۲۱ مقررات ملی ساختمان، طراحی ایمن تنها به سازه محدود نمی‌شود، بلکه تمامی اجزای معماری، تاسیساتی و حتی محوطه‌سازی را در بر می‌گیرد.

در این راستا، رعایت اصولی مانند ایجاد حریم ایمن، به‌کارگیری مصالح مقاوم، طراحی مناسب نما و بازشوها، تقویت اجزای غیرسازه‌ای و پیش‌بینی فضاهای امن، نقش تعیین‌کننده‌ای در کاهش آسیب‌پذیری دارند. همچنین شناخت رفتار موج انفجار و اثر آن بر سازه، به مهندسان کمک می‌کند تا با انتخاب سیستم‌های سازه‌ای مناسب (مانند بتن مسلح یا سازه‌های شکل‌پذیر)، عملکرد بهتری در برابر بارهای دینامیکی داشته باشند.

در نهایت، ترکیب طراحی مهندسی صحیح با تمهیدات اجرایی و مدیریتی، می‌تواند به شکل قابل توجهی از تخریب‌های گسترده و گسیختگی پیش‌رونده جلوگیری کرده و ایمنی ساکنان را تضمین کند.

دیدگاهتان را بنویسید

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