زلزله کرمانشاه و اثرات فقدان BIM قبل و پس از زمین لرزه – قسمت دوم

زلزله کرمانشاه و اثرات فقدان BIM قبل و پس از زمین لرزه

قسمت دوم

دومین نوع خرابی ای که در زلزله کرمانشاه به صورت چشمگیری جلب توجه می کند، خرابی میان قاب ها و اجزای غیر سازه ای در بسیاری از سازه ها اعم از قدیمی و جدید است. با در نظر گرفتن اینکه بیشینه شتاب زلزله کرمانشاه از بیشینه شتاب زلزله منجیل بیشتر بود، اما زلزله کرمانشاه نشان داد تغییرات آیین نامه لرزه ای به طور کلی در سازه های جدید موجب بهبود عملکرد لرزه ای سازه ها شده و آمار فروریزش ساختمان ها به طور کلی کاهش پیدا کرده است. هرچند رسیدن به نتیجه دقیق و اظهار نظر در این خصوص نیازمند منتشر شدن رکورد زلزله کرمانشاه و ترسیم طیف متناظر با آن است. با این حال تلفات انسانی ناشی از فروریختن میان قاب ها و آسیب اجزای غیر سازه ای نیز می تواند موجب خسارتهای جانی و مالی عمده ای گردد.  آیین نامه ۲۸۰۰ در فصل چهارم خود به برخی از الزامات طراحی لرزه ای اجزای غیر سازه ای را به صورت مختصر اشاره کرده است اما با این حال نیاز است جزییات بیشتری در این زمینه منتشر گردد. تصاویر بدست آمده از زلزله کرمانشاه به خوبی نشان می دهد که باید سطوح عملکردی اجزای غیر سازه ای و همچنین اثر میان قاب ها هنگام زلزله به طور جدی تری بررسی شود.

قسمت اول را اینجا بخوانید: زلزله کرمانشاه و اثرات فقدان BIM قبل و پس از زمین لرزه – قسمت اول

در ادامه برخی از خرابی ها غیر سازه ای و میان قابی بررسی می گردد.

خرابی دیوارهای پیرامونی غیر باربر در سازه نو ساز، عدم مهار دیوار با طول و ارتفاع زیاد – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

خرابی تیغه و دیوارهای پیرامونی غیر باربر به علت عدم مهار جانبی – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

همانطور که در تصاویر مشخص است دیوارها هیچ گونه مهاری توسط نبشه کشی و وال پست نداشته اند و هنگام زلزله و حرکت قاب خمشی، ضربه هایی به میان قاب وارد شده و از آنجا که مهاری بین میانقاب و قاب وجود ندارد، میانقاب به صورت مجموعه ای جدا از سازه اصلی رفتار کرده و دچار مودهای خرابی ترکیبی مانند برشی و یا خارج از صفحه می شود. این قضیه در سازه های بتن آرمه به صورت چشمگیر تری اتفاق می افتد.

خرابی میان قاب ها و نمای ساختمان مسکن مهر – – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

خرابی میان قاب ها و نمای ساختمان مسکن مهر – – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

با وجود سالم ماندن اسکلت سازه و عملکرد به نسبت قابل قبول در برابر نیروی زلزله ، به علت اجرا نشدن مهار برای اجزای غیر سازه ای و میان قاب ها، نمای ساختمان به همراه دیوارهای میان قاب دچار آسیب جدی شده است. سازه فوق سطح عملکرد Life Safety که عملکرد مورد نیاز برای ساختمان های مسکونی است را توانسته تا حدودی فراهم سازد اما ریزش اجزای غیر سازه ای در صورتی که خرابی بدون پیش آگاهی باشد، می تواند به تنهایی موجب خسارات جانی برای افراد حاضر در محل گردد. این امر اهمیت مدل سازی کوچکترین اجزای ساختمان مانند نمای معماری، میان قاب ها ، اتصالات میان این دو و تاسیسات ساختمان را نشان می دهد. با کمک روش مدلسازی اطلاعات ساختمان (Building Information Modeling) امکان مدلسازی اطلاعات تک تک اجزای سازه ای و غیر سازه ای وجود دارد که می تواند همگی را در آنالیز ساختمان در نظر بگیرد و پاسخ های واقعی سازه را به صورت خروجی قابل استفاده در سایر نرم افزار ها فراهم کند.

خرابی میان قاب ها به صورت خرابی خارج از صفحه  – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

بر خلاف ضوابط آیین نامه، اتصال میان قاب به تیر و ستون انجام نشده است و عمده علت آن عدم وجود جزییات اجرایی آن در بسیاری از نقشه هاست. در بسیاری از آیین نامه های خارجی نیز استفاده از حداقل میلگرد افقی و عمودی را اجباری کرده است. مشکل بزرگی که وجود دارد این است که میان قاب ها در تحلیل و طراحی با نرم افزارهای متداول طراحی ساختمان انجام نمی شود و فقط اسکلت اصلی و سیستم باربر جانبی و ملحقات آنها مدلسازی می شود. این در حالی است که میان قاب ها، اجزای غیر سازه ای و تاسیسات ساختمان به شدت بر پاسخ سازه اثر گذار هستند.

خرابی دیوار پیرامونی و تیغه های با طول و ارتفاع زیاد بدون مهار جانبی – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

تخریب دیوارهای بالکن به دلیل عدم مهار و اتصال مناسب به دیوارهای کناری – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

اثرات ناشی از تخریب اجزای غیر سازه ای – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

اهمیت وال پست و نبشی کشی

وال پست ها وظیفه نگه داری دیوار و انتقال نیروهای باد و زلزله از دیوارهای میان قاب به قاب اصلی است تا دیوار تخریب نشود. مطابق با آیین نامه ۲۸۰۰، حداکثر طول آزاد تیغه های داخلی ۱.۸ متر است و برای طول های بیشتر باید سازه از نظر جانبی مهار گردد. در دیوارهای پیرامونی نیز طبق بند ۴-۵-۳ باید دیوارهای به طور مستقیم یا با کمک اتصالاتی به سازه متصل گردد

نحوه مهار دیوارهای داخلی و خارجی با وال پست

سازه کاملا سالم به علت اجرای وال پست با نبشی کشی در بازشوها و میان قاب ها – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

اجرای درست وال پست در میان قاب ها و تیغه های داخلی – دانشکده پزشکی دانشگاه آزاد اسلامی قزوین – آبان ۹۶

اجرای درست وال پست در میان قاب ها و تیغه های داخلی – دانشکده پزشکی دانشگاه آزاد اسلامی قزوین – آبان ۹۶

جزییات اجرایی دیوارهای میان قاب غیر سازه ایی

جزییات اجرایی مهار مطابق دستورالعمل نوسازی مدارس

نکته ای که حائز اهمیت این است به طور معمول در نقشه های اجرایی از آوردن چنین جزییاتی غفلت می شود و این امر ناشی از عدم مدلسازی چنین جزییاتی در فرآیند تحلیل و طراحی است. در تهران در حدود یک سال است که سازمان نظام مهندسی لحاظ کردن وال پست در نقشه های اجرایی را الزامی کرده است بنابراین  این امکان وجود دارد که دربسیاری از سازه هایی که در زمان های قبل تر ساخته شده است، نبشی کشی در میان قاب ها اجرا نشده باشد. با در نظر گرفتن این وضعیت در پایتخت، نمیتوان انتظار داشت سازه های حاضر در محل زلزله کرمانشاه در وضعیت بهتری باشند. سازمان نوسازی مدارس در دستورالعمل شماره ۶۲۹۶ – ۲/۹۲ ۱۰۲  اطلاعات بیشتری در زمینه طراحی و جزییات اجرایی وال پست در اختیار قرار می دهد.

جزییات غیر سازه ای فقط شامل تیغه و میان قاب نمی شود بلکه تاسیسات مکانیکی و برقی چه در ساختمان و چه در نیروگاه ها نیز میتواند آسیب های جدی و خسارات مالی به وجود آورد.

آسیب تاسیسات برقی  – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

آسیب تاسیسات برقی  – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

آسیب تاسیسات برقی  – زلزله کرمانشاه – ۲۱ آبان ۱۳۹۶

آنچه راهکار BIM می تواند در زمینه میان قاب ها و اجزای غیر سازه ای در اختیار مهندسان طراح قرار دهد این است که امکان مدل سازی و تحلیل و طراحی با در نظر گرفتن کوچکترین جزییات امکان پذیر بوده و می تواند پاسخ های دقیقی را فراهم کند. تحقیقات و پژوهش های زیادی بر روی اثر میان قاب ها در سازه انجام شده است که نشان از تاثیر گذاری کوچکترین جزییات اجرایی بر پاسخ نهایی سازه است. همچنین مدل سازی تاسیسات ساختمانی به صورت آنچه در واقعیت اجرا می شود می تواند کمک به تحلیل و طراحی بهتر سازه نماید.

مدل سازی وال پست و نبشی کشی جهت اتصال میانقاب ها سازه با کمک BIM

مدل سازی وال پست و نبشی کشی جهت اتصال میانقاب ها سازه با کمک BIM

مدل سازی تاسیسات موتورخانه ساختمان با کمک BIM

مدلسازی سیستم های لوله کشی و تهویه ساختمان با کمک BIM

در کلیپ زیر نمونه ای مدلسازی نهایی تاسیسات مکانیکی یک ساختمان را مشاهده می کنید:

در پایان می توان خاطر نشان کرد که راهکار مدلسازی اطلاعات ساختمان علاوه بر امکان ایجاد تحلیل دقیق سازه و طراحی آن با کوچکترین جزییات، امکان ایجاد نقشه های اجرایی دقیق را فراهم می کند تا در فرآیند اجرا اشتباهات را به حداقل برساند. به علاوه می­توان با کمک این فرآیند نظارت بر فرآیند ساخت و ساز و مدیریت پروژه را بهبود بخشید. آنچه در زلزله کرمانشاه در آسیب اجزای غیر سازه ای دیده می شود ناشی از وجود خلل در طول پروسه از طراحی تا اجرا و حتی پس از اجرا است. مدلسازی یکپارچه اطلاعات ساختمان کمک می کند تا هر سه ضلع مثلث کارفرما، مجری و طراح به صورت هماهنگ و یکپارچه پروژه را جلو ببرند که این امر علاوه بر حداقل رساندن مشکلات اجرایی و نظارت، قیمت تمام شده پروژه را نیز کاهش می دهد.

نویسنده : سهند مردی

قسمت اول را اینجا بخوانید: زلزله کرمانشاه و اثرات فقدان BIM قبل و پس از زمین لرزه – قسمت اول