کلیات مربوط به زلزله

1- هدف
هدف استاندارد2800 تعیین حداقل ضوابط و مقررات برای طرح و اجرای ساختمان در برابر اثرهای زلزله است بطوریکه با رعایت آن انتظار می رود.
الف: با حفظ ایستایی ساختمان در زلزله های شدید، تلفات جانی به حداقل برسد و نیز ساختمان در برابر زلزله های خفیف و متوسط بدون وارد شدن آسیب عمدۀ سازه ای قادر به مقاومت باشد.

ب: ساختمان های با اهمیت «زیاد»، در زمان وقوع زلزله های خفیف و متوسط قابلیت بهره برداری خود را حفظ کنند و در ساختمان های با اهمیت متوسط، خسارات سازه ای و غیر سازه ای به حداقل برسد.

ج: ساختمان های با «اهمیت خیلی زیاد»، در زمان وقوع زلزله های شدید بدون آسیب عمده سازه ای قابلیت بهره برداری بدون وقفه خود را حفظ کنند.

زلزله شدید که «زلزله» طرح نامیده می شود، زلزله ای است که احتمال وقوع آن و یا زلزله های بزرگتر از آن در 50 سال عمر مفید ساختمان ده درصد باشد.

زلزله متوسط یا «زلزله سطح بهره برداری»، زلزله ای است که احتمال وقوع آن و یا زلزله های بزرگتر از آن در 50 سال عمر مفید ساختمان 5/99 در صد است.

2- حدود کاربر

2-1- این آیین نامه برای طرح و اجرای ساختمان های بتن آرمه، فولادی، چوبی و ساختمان های با مصالح بنایی بکار می رود.

2-2- ساختمان های زیر مشمول این آیین نامه نیستند:

الف: ساختمان های خاص مانند سدها، پل ها، اسکله ها و سازه های دریایی و نیروگاههای هسته ای.

در طرح ساختمان های خاص باید ضوابط ویژه ای که آیین نامه های مربوط به هر یک از آنها برای مقابله با اثرهای زلزله تعیین می شود رعایت گردد. در هر حال شتاب مبنای طرح نباید کمتر از مقدار مندرج در این آیین نامه در نظر گرفته شود. در مواردیکه مطالعات خاص لرزه خیزی ساختگاه برای اینگونه ساختمانها انجام شود، نتیجه آنها می تواند ملاک عمل قرار گیرد، مشروط بر آنکه مقادیر طیف طرح ویژه ساختگاه از دو سوم مقادیر طیف طرح استاندارد2800، با توجه به ضرایب اهمیتI و رفتارR، کمتر نباشد.

ب: بناهای سنتی که با گل و یا خشت ساخته می شوند.

این نوع بناها به علت ضعف مصالح مقاومت چندانی در برابر زلزله ندارند و حتی تأمین ایمنی آنها در برابر زلزله مستلزم تمهیداتی ویژه است. با توجه به اینکه در مناطق کویری و دوردست، فراهم آوردن مصالح مقاوم بسادگی میسر نیست، باید ضوابط و دستورالعمل های فنی ویژه برای تأمین ایمنی نسبی آنها با بکارگیری عناصر مقاوم چوبی، فلزی، بتنی، پلیمری و یا ترکیبی از آنها یا هرگونه مصالح دیگر تدوین و ترویج و بکار بسته شود.

2-3- ساختمان های آجری مسلح و ساختمان های بلوک سیمانی مسلح که در آنها از مصالح بنایی برای تحمل فشار و ازمیلگردهای فولادی برای تحمل کشش استفاده می شود مشمول ضوابط و مقررات فصل دوم استاندارد2800 می باشند. طراحی اینگونه ساختمان ها تا زمانی که آیین نامه ویژه ای در مورد آنها تدوین نگردیده است، باید براساس آیین نامه معتبر یکی از کشورهای دیگر باشد، در غیر اینصورت ضوابط کلی و مقررات مربوط به ساختمان های با مصالح بنایی غیر مسلح، مندرج در فصل سوم استاندارد280 باید در مورد این ساختمان ها رعایت گردد.

3- ملاحظات ژئوتکنیکی

بطور کلی باید از احداث ساختمان بر روی گسل های فعالی که احتمال به وجود آمدن شکستگی در سطح زمین هنگام زلزله وجود دارد، اجتناب شود. در مواردی که در محدودۀ گسل احداث ساختمان مورد نظر باشد، باید علاوه بر رعایت ضوابط این آیین نامه، تمهیدات فنی ویژه منظور شود.

4- ملاحظات معماری

4-1- پلان ساختمان باید تا حد امکان به شکل ساده و متقارن در دو امتداد عمود بر هم و بدون پیشامدگی و پس رفتگی زیاد باشد و از ایجاد تغییرات نامتقارن پلان در ارتفاع ساختمان نیز حتی المقدور احتراز شود.

4-2- از احداث طره های بزرگتر از 5/1 متر حتی المقدور احتراز شود.

4-3- از ایجاد بازشوهای بزرگ و مجاور یکدیگر در دیافراگم های کف ها خودداری شود.

4-4- از قرار دادن اجزای ساختمانی، تأسیسات و یا کالاهای سنگین بر روی طره ها و عناصر لاغر و دهانه های بزرگ پرهیز گردد.

4-5- با بکارگیری مصالح سازه ای با مقاومت زیاد و شکل پذیری مناسب و مصالح غیر سازه ای سبک، وزن ساختمان به حداقل رسانده شود.

4-6- از ایجاد اختلاف سطح در کف ها تا حد امکان خودداری شود.

4-7- از کاهش و افزایش مساحت زیربنای طبقات در ارتفاع، بطوریکه تغییرات قابل ملاحظه ای در جرم طبقات ایجاد شود، پرهیز گردد.

5- ملاحظات پیکربندی سازه ای

5-1 عناصری که بارهای قائم را تحمل می نمایند در طبقات مختلف تا حد امکان بر روی هم قرار داده شوند تا انتقال بار این عناصر به یکدیگر با واسطه عناصر افقی صورت نگیرد.

5-2- عناصری که نیرو های افقی ناشی از زلزله را تحمل می کنند به صورتی در نظر گرفته شوند که انتقال نیروها به سمت شالوده بطور مستقیم انجام شود و عناصری که با هم کار می کنند در یک صفحه قائم قرار داشته باشند.

5-3- عناصر مقاوم در برابر نیروهای افقی ناشی از زلزله به صورتی در نظر گرفته شوند که پیچش ناشی از این نیروها در طبقات به حداقل برسد. برای این منظور مناسب است فاصله مرکز جرم و مرکز سختی در طبقات در هر امتداد، کمتر از 5 درصد بعد ساختمان در امتداد باشد.

5-4-ساختمان و اجزای آن به نحوی طراحی گردند که شکل پذیری مناسب در آنها تأمین شده باشد.

5-5- در ساختمان هاییکه در آنها از سیستم قاب خمشی برای بار جانبی استفاده می شود، طراحی به نحوی صورت گیرد که تا حد امکان ستونها دیرتر از تیرها دچار خرابی شوند(ستون قوی-تیر ضعیف)

5-6- اعضای غیر سازه ای مانند دیوارهای داخلی و نماها طوری اجرا شوند که تا حد امکان مزاحمتی برای حرکت اعضای سازه ای در زمان زلزله ایجاد نکنند. در غیر اینصورت اثر اندر کنش این اعضا با سیستم سازه باید در تحلیل سازه در نظر گرفته شود.

5-7- از ایجاد ستون های کوتاه، حتی الامکان خودداری شود.

6- ضوابط کلی

6-1 کلیه عناصر باربر ساختمان باید به نحو مناسبی به هم پیوسته باشند تادر زمان زلزله عناصر مختلف از یکدیگر جدانشده و ساختمان بطور یکپارچه عمل کند. در این مورد کف ها باید به عناصر قائم باربر، قاب ها و یا دیوارها، به نحو مناسبی متصل باشند، بطوریکه بتوانند بصورت یک دیافراگم نیروهای ناشی از زلزله را به عناصر باربر جانبی منتقل کنند.

6-2- ساختمان باید در هر دو امتداد افقی عمود بر هم قادر به تحمل نیروهای افقی ناشی از زلزله باشد و در هر یک از این امتدادها نیز باید انتقال نیروهای افقی به شالوده بطوری مناسب صورت گیرد.

6-3- حداقل عرض درز انقطاع، در هر طبقه برابر یک صدم ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه می باشد. برای تأمین این منظور فاصله هر طبقه ساختمان از مرز زمین مجاور (در صورتیکه مالکیت آن فرق داشته باشد) حداقل باید برابر پنج هزارم ارتفاع آن طبقه از روی تراز پایه باشد. فاصله درز انقطاع را می توان با مصالح کم مقاومت که در هنگام زلزله در اثر برخورد دو ساختمان به آسانی خرد شود، به نحو مناسبی برنمود بطوریکه پس از زلزله به سادگی قابل جایگزین کردن و بهسازی باشد.

7- گروه بندی ساختمانها بر حسب اهمیت

ساختمانها از نظر اهمیت به چهار گروه تقسیم می شوند:

گروه 1-الف- ساختمانهای «با اهمیت زیاد ضروری»

در این گروه ساختمانهایی قرار دارند که قابل استفاده بودن آنها پس از وقوع زلزله اهمیت خاص دارد و وقفه در بهره برداری از آنها بطور غیر مستقیم موجب افزایش تلفات و خسارات می شود مانند بیمارستانها و درمانگاهها، مراکز آتش نشانی، مراکز و تأسیسات آبرسانی، نیروگاهها و تأسیسات برق رسانی، برجهای مراقبت فرودگاهها، مراکز مخابرات، رادیو و تلوزیون، تأسیسات نظامی و انتظامی، دادگستری و زندان، مراکز کمک رسانی و بطور کلی تمام ساختمانهایی که استفاده از آنها در امداد و نجات مؤثر می باشد. ساختمانها و تأسیساتی که خرابی آنها موجب انتشار گسترده مواد سمی و مضر در دراز مدت برای محیط زیست می شوند جزو این گروه ساختمانها منظور می گردند.

گروه 1- سایر ساختمانهای «با اهمیت زیاد»

سایر ساختمانهای گروه یک «بااهمیت زیاد» شامل سه دسته زیر است:

ب: ساختمانهایی که خرابی آنها موجب تلفات زیاد می شود مانند مدارس، مساجد، استادیومها، سالن های سینما و تأتر، سالنهای اجتماعات، فروشگاههای بزرگ، ترمینالهای مسافربری یا هر فضای سر پوشیده که محل تجمع بیش از 300 نفر در زیر یک سقف باشد.

ج: ساختمانهایی که خرابی آنها سبب از دست رفتن ثروت ملی می گردد مانند موزه ها، کتابخانه ها و بطور کلی مراکزی که در آنها اسناد ملی و یا آثار پر ارزش نگهداری می شود.

د: ساختمانها و تأسیسات صنعتی که خرابی آنها موجب آلودگی محیط زیست و یا آتش سوزی وسیع می شود مانند پالایشگاهها، انبارهای سوخت و مراکز گازرسانی.

گروه 2- ساختمانهای «با اهمیت متوسط»

این گروه شامل کلیه ساختمانهای مشمول این آیین نامه، بجز ساختمانهای عنوان شده در گروههای دیگر می باشد، مانند ساختمانهای مسکونی، اداری و تجاری، هتلها و پارکینگهای چند طبقه، انبارهای کارگاهها، ساختمانهای صنعتی و غیره.

گروه 3- ساختمانهای «با اهمیت کم»

این گروه شامل دو دسته زیر می باشد:

الف- ساختمانهایی که خسارت نسبتاً کمی از خرابی آنها حادث می شود و احتمال بروز تلفات در آنها بسیار اندک است، مانند انبارهای کشاورزی و سالنهای مرغداری.

ب- ساختمانهای موقت که مدت بهره برداری از آنها کمتر از 2 سال است.

8-گروه بندی ساختمانها بر حسب شکل

ساختمانها بر حسب شکل به دو گروه منظم و نامنظم بشرح زیر تقسیم می شوند:

8-1-ساختمانهای منظم

ساختمانهای منظم به گروهی ازساختمانها اطلاق می شود که دارای کلیه ویژگی های زیر باشند:

8-1-1- منظم بودن در پلان

الف- پلان ساختمان دارای شکل متقارن و یا تقریباً متقارن نسبت به محورهای اصلی ساختمان، که معمولاً عناصر مقاوم در برابر زلزله در امتداد آنها قرار دارند، باشد. همچنین در صورت وجود فرورفتگی یا پیشامدگی در پلان، اندازه آن درهر امتداد از 25 درصد بعد خارجی ساختمان در آن امتداد تجاوز ننماید.

ب- در هر طبقه فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی در هر یک از دو امتداد متعامد ساختمان از 20 درصد بعد ساختمان در آن امتداد بیشتر نباشد.

ج- تغییرات ناگهانی در سختی دیافراگم هر طبقه نسبت به طبقات مجاور از 50 درصد بیشتر نبوده و مجموع سطوح باز شو در آن از 50 درصد سطح کل دیافراگم تجاوز ننماید.

د- در مسیر انتقال نیروی جانبی به زمین انقطاعی مانند تغییر صفحه اجزای باربر جانبی در طبقات وجود نداشته است.

ه- در هر طبقه حداکثر تغییر مکان نسبی در انتهای ساختمان، با احتساب پیچش تصادفی، بیشتر از 20 درصد با متوسط تغییر مکان نسبی دو انتهای ساختمان در آن طبقه اختلاف نداشته باشد.

8-1-2- منظم بودن در ارتفاع

الف- توزیع جرم در ارتفاع ساختمان تقریباً یکنواخت باشد بطوریکه هیچ طبقه ای به استثنای بام و خرپشته بام نسبت به جرم طبقه زیر خود بیشتر از50 درصد تغییر نداشته باشد.

ب- سختی جانبی در هیچ طبقه ای کمتر از 70 درصد سختی جانبی طبقه روی خود و یا کمتر از 80 درصد متوسط سختی سه طبقه روی خود نباشد. طبقه ای که سختی آن کمتر از محدوده عنوان شده در این بند باشد انعطاف پذیر تلقی شده و طبقه «نرم» نامیده می شود.

ج- مقاومت جانبی هیچ طبقه ای کمتر از 80 درصد مقاومت جانبی طبقه روی خود نباشد. مقاومت هر طبقه برابر با مجموع مقاومت جانبی کلیه اجزای مقاومی است که برش طبقه را در جهت مورد نظر تحمل می نمایند. طبقه ای که مقاومت جانبی آن کمتر از حدود عنوان شده در این بند باشد، ضعیف تلقی شده و طبقه«ضعیف» نامیده می شود.

8-2- ساختمانهای نامنظم

ساختمانهای نامنظم به ساختمانهایی اطلاق می شود که فاقد یک یا چند ویزگی ضوابط بند8-1 باشند.

9- گروه بندی ساختمانها بر حسب سیستم سازه ای

ساختمانها برحسب سیستم سازه ای در یکی از گروه های زیر طبقه بندی می شوند:

9-1- سیستم دیوارهای باربر

نوعی سیستم سازه ای است که فاقد یک سیستم قاب ساختمانی کامل برای باربری قائم می باشد. در این سیستم دیوارهای باربر و یا قاب های مهاربندی شده عمدتاً بارهای قائم را تحمل نموده و مقاومت در برابر نیروهای جانبی نیز بوسیله همان دیوارهای باربر که بصورت دیوارهای برشی عمل می کند و یا قابهای مهاربندی شده تأمین می شود.

9-2- سیستم قاب ساختمانی ساده

نوعی سیستم سازه ای است که در آن بارهای قائم عمدتاً توسط قابهای ساختمانی کامل با اتصالات تحمل شده و مقاومت در برابر نیروهای جانبی توسط دیوارهای برشی یا قابهای مهاربندی شده تأمین می شود. سیستم قابهای با اتصالات خورجینی (یا رکابی) همراه با مهاربندی های قائم نیز از این گروهند.

9-3- سیستم قاب خمشی

نوعی سیستم سازه ای است که در آن بارهای قائم توسط قاب های ساختمانی کامل تحمل شده و مقاومت در برابر نیروهای جانبی توسط قاب های خمشی تأمین می گردد. سازه های فضایی خمشی کامل و یا سازه های با قابهای خمشی در پیرامون و یا در قسمتی از پلان، همراه با قابهای با اتصالات ساده در سایر قسمتهای پلان، از این گروهند.

در این سیستم قابهای خمشی بتنی و فولادی را می توان به صورت های معمولی، متوسط یا ویژه طراحی کرد.

9-4- سیستم دوگانه یا ترکیبی

نوعی سیستم سازه ای است که در آن:

الف- بارهای قائم عمدتاً توسط قاب های ساختمانی کامل تحمل می شوند.

ب- مقاومت در برابر بارهای جانبی توسط مجموعه ای از دیوارهای برشی یا قاب های مهار بندی شده همراه با مجموعه ای از قاب های خمشی صورت می گیرد. سهم برش گیری هر یک از دو مجموعه با توجه به سختی جانبی و اندرکنش آن دو، در تمام طبقات، تعیین می شود.

ج- هر یک از دو مجموعه دیوارهای برشی و یا قابهای مهار بندی شده، و قاب های خمشی مستقلاً قادر به تحمل حداقل 25 درصد نیروهای جانبی وارد به ساختمان می باشند.

در ساختمان های کوتاه تر از هشت طبقه و یا با ارتفاع کمتر از 30 متر به جای توزیع بار به نسبت سختی عناصر باربر جانبی، می توان دیوار های برشی یا قابهای مهاربندی شده را برای 100 درصد بار جانبی و مجموعه قاب های خمشی را برای 30 درصد بار جانبی طراحی کرد. بکار گیری قاب های خمشی بتنی و فولادی معمولی برای باربری جانبی در این سیستم مجاز نمی باشد و در صورت استفاده از این نوع سازه، سیستم از نوع ساده محسوب خواهد شد.

9-5- سایر سیستم های سازه ای
ویژگی های سیستم های دیگر از نظر باربری های قائم و جانبی باید بر مبنای آیین نامه ها و تحقیقات فنی و یا آزمایشهای معتبر تعیین شود

اندازه گیری زلزله

برای آگاهی از میزان تاثیر هر پدیده لازم است تا بتوانیم به نحوی آن را به صورت کمی بیان کنیم. برای کمی کردن اندازه زلزله، از دو روش مختلف استفاده می­شود؛ یک روش بر اساس اندازه گیری دستگاهی (بزرگای زلزله) و دیگری به واسطه تاثیر پذیری دست سازهای بشر از زلزله (شدت زلزله). شدت زلزله در هر مکان متفاوت است و با دور شدن از کانون زلزله کم می شود، در حالی که بزرگای زلزله همواره ثابت است و ربطی به دور شدن از کانون ندارد (چرا که با کل انرژی آزاد شده مربوط است).

بزرگای زلزله:

بمنظور اندازه گیری زمین لرزه و بدست آوردن معیاری برای مقایسه و سنجش زمین لرزه ها، از بزرگای زلزله استفاده می­شود که می­توان آن را با در نظر گرفتن دامنه نوسانات روی نگاشت محاسبه نمود. مقیاس های متفاوتی برای اندازه گیری بزرگای زلزله وجود دارد. اولین مقیاس بزرگا، توسط چارلز ریشتر در سال 1935 برای زلزله های جنوب کالیفرنیا تعریف شد که بزرگای محلی یا ML نامیده می­شود. علاوه بر مقیاس ریشتر، مقیاسهای مختلف دیگری نیز وجود دارند که هر کدام کاربردهای خاص خود را در مهندسی زلزله و زلزله شناسی ایفا می­کنند. هر زلزله فقط و فقط یک بزرگا دارد و بزرگا با فاصله از محل وقوع زلزله تغییر نمی یابد.

ذکر این نکته ضروری است که بزرگای زلزله، به تنهایی نمی­تواند معیاری برای سنجش میزان خرابی در زلزله باشد. همانطور که گفته شد، بزرگای زلزله فقط بر اساس میزان انرژی آزاد شده در زلزله محاسبه می­گردد و عمق و یا سایر پارامتر­ها در محاسبه آن دخیل نمی­باشد. از این رو دو زلزله با بزرگا های یکسان ولی عمق های متفاوت میزان خرابی های متفاوتی را به بار می­آورند. چرا که با عمیقتر شدن کانون زلزله، امواج لرزه ای فاصله بیشتری را تا سطح زمین طی می­کنند که در این فاصله مقداری از انرژی آزاد شده کاهیده شده و از بین می­رود. باید توجه داشت که زلزله های ایران، اغلب از نوع کم عمق می­باشند، لذا انتظار می­رود میزان خرابی و آسیب ناشی از این زلزله­ها بیشتر باشد.

شدت زمین لرزه:

شدت یک زمین لرزه در یک مکان خاص بر مبنای اثر های قابل مشاهده زمین لرزه در آن مکان تعیین می شود. دقت در تعیین شدت زلزله به دقت مشاهده کننده وابسته است. تخمین شدت وسیله مفیدی برای تخمین اندازه زلزله های تاریخی است، بویژه در ناحیه هایی نظیر کشور ما که کشوری باستانی و با میراث تاریخی و فرهنگی کهن است و لذا اطلاعات مهمی می توان از زلزله های روی داده در زمانی که ثبت تاریخی وجود دارد به دست آورد. مقیاسهای مختلفی برای تعیین شدت زمین لرزه همانند مقیاس مرکالی اصلاح شده، MSK، EMS98 و ... ارائه شده است.

تعیین شدت زمین لرزه بدین ترتیب است که برای هر کدام از مقیاس ها جدولی تهیه شده است و بر اساس آن میزان آسیبهای ناشی از زلزله بر سازه های مختلف ارائه گردیده است و مشاهده گر با تطبیق خسارتهای به وجود آمده از زلزله با موارد ذکر شده در جدول، شدت زلزله را تعیین می­کند.

رده بندی شدت مرکالی (اصلاح شده) MMI

بزرگی	شدت	تأثیرها
1	I	احساس نمی شود
2	II	توسط شخص در حال استراحت یا در طبقات بالای ساختمان احساس می شود.
3	III	در داخل ساختمان احساس می شود. اشیاء آویزان تکان می خورند ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سبک دارند. مدت لرزش قابل برآورد است. ممکن است زلزله به حساب نیید.
4	IV	اشیاء آویزان تاب می خورند. ارتعاشی مثل گذر کامیونهای سنگین یا احساس ضربتی مثل برخورد یک توپ سنگین به دیوار دارد. ماشینهای پارک شده تکان می خورند. پنجره ها، بشقابها و درها به صدا در می آیند. شیشه ها به صدا در می آیند. ظروف سفالی به هم می خورند. در حد فوقانی IV دیوارهای چوبی و قابها ترک بر می دارند.
5	V	در خارج ساختمان احساس می شود. جهت آن قابل برآورد است. افراد خواب بیدار می شوند. مآیعات به حرکت در می آیند و برخی از آنها به خارج ظرف خود می ریزند. اشیاء ناپآیدار کوچک جا به جا یا واژگون می شوند. درها تکان می خورند و باز و بسته می شوند. ساعتهای آونگی متوقف شده، به حرکت آمده یا سرعتشان تغییر می کند.
6	VI	توسط همه احساس می شود. بسیاری متوحش شده و از ساختمانها خارج می شوند. اشخاص به طور نامتعادلی حرکت می کنند. پنجره ها، بشقابها و ظروف شیشه ای می شکنند. اشیاء، کتابها و چیزهای دیگر از قفسه ها به خارج می ریزند. عکسها از دیوارها فرو می افتند. مبلها جا به جا شده یا واژگون می شوند. گچهای ضعیف یا ساختمانهای نوع D ترک بر می دارند. زنگهای کوچک کلیساها و مدارس به صدا در می آیند. درختان و بوته ها تکان می خورند.
7	VII	آیستادن مشکل می شود.توسط رانندگان وسآیل نقلیه احساس می شود. اشیاء آویزان شدیداً نوسان می کنند. مبلها و وسآیل چوبی می شکنند. بناهای نوعD صدمه می بینند و ترک بر می دارند. دودکشهای ضعیف در محل اتصالشان به سقف می شکنند. قطعات گچ، آجرهای سست، سنگ و کاشی سقوط می کنند، برخی از بناهای نوع Cترک بر می دارند. امواج آب در سطح حوضها و آبگیرها گل آلود می شود. لغزشها و حفرات کوچکی در سواحل شنی و ماسه ای ایجاد می شود. زنگهای بزرگ کلیساها به صدا در می آیند.نهرهای آبیاری صدمه می بینند.
8	VIII	هدآیت وسآیل نقلیه مشکل می شود. بناهای نوع C صدمه می بینند و بخشی از آنها فرو می ریزند. به بناهای نوع B کمی صدمه وارد می آید بناهای نوع A بدون صدمه باقی می مانند. گچ کاریها و برخی از دیوارها فرو می ریزند. دودکشها و بناهای یادبود، برجها و مخازن مرتفع می چرخند و فرو می ریزند. دیوارهای جداکننده ای که محکم نباشد از محل خود خارج می شوند. شمعهای فرسوده شده می شکنند. شاخه های درختان می شکنند. میزان دما و جریان آب چشمه ها و چاهها تغییر می کند. در زمینهای مرطوب و دامنه های پرشیب ترکهآیی آیجاد می شود.
9	IX	عموم مردم احساس وحشت می کنند.بناهای نوع D کاملاً تخریب می شوند،بناهای نوع C به شدت صدمه می بینند و گاه کاملاً فرو می ریزند،بناهای نوع Bبه طور جدی صدمه می بینند.ساختمانهای پیش ساخته،اگر خوب به هم متصل نشده باشند،از محل پی جا به جا می شوند مخازن شدیداً صدمه می بینند.لوله های زیرزمینی می برند.ترکهای آشکاری در زمین ایجاد می شود.در زمینهای آبرفتی،ماسه و گل به خارج فوران می کنند.
10	X	پی اغلب بناهای معمولی و پیش ساخته تخریب می شود. برخی از سازه های چوبی خوب ساخته شده و پلها تخریب می شوند. سدها و خاکریزها صدمه جدی می بینند. زمین لغزه های بزرگ به وقوع می پیوندد. آب از ساحل کانالها، رودخانه ها، دریاچه ها و غیره به خارج می ریزند. ماسه و گل در سواحل و زمینهای هموار به طور افقی جا به جا می شوند. ریلهای راه آهن کمی خم می شوند.
11	IX	ریلها به شدت خم می شوند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً از سرویس خارج می شوند.
12	XII	خسارت تقریباً به طور کامل است. توده های سنگی بزرگ جا به جا می شوند. اشیاء به هوا پرتاب می شود

مقالات مهندسی زلزله

طی 100 سال اخیر، زلزله‌ در مناطق مختلف جهان، جان صدها هزار نفر را گرفته و پیشرفت‌هایى که بشر در زمینه زلزله شناسى کسب کرده، به میزان ناچیزى از شمار قربانیان این فاجعه طبیعى کاسته است پایگاه اینترنتى بخش فارسى بی.بی.سى تاریخچه‌اى از زلزله‌هاى یکصد سال اخیر جهان ارائه کرده که با استناد به گزارش این پایگاه، روزشمارى از آن را مى‌آوریم.

زلزله در ایران
بزرگترین زمین‌لرزه یک‌صد سال اخیر ایران، زلزله استان گیلان بوده که 21 ژوئن 1991 برابر با 31 خرداد 1369 روى داد و در اثر آن حدود 40 هزار نفر کشته شدند.
در زلزله بم نیز که 26 دسامبر 2003 برابر 5 دى 1382 روى داد نزدیک به 30 هزار نفر کشته شدند. در این زمین لرزه همچنین تقریبا تمام ارگ تاریخى بم ویران شد.
در زمین‌لرزه 22 فوریه 2005 برابر با 3 اسفند 1383 نیز که به بزرگى 4/6 درجه به مقیاس ریشتر در منطقه‌اى دور افتاده در نزدیکى شهر زرند در استان کرمان روى داد، صدها نفر کشته‌شدند.
در ماه مى 1997 نیز بیش از هزار و 600 نفر در بیرجند در شرق ایران در اثر وقوع زلزله اى به بزرگى 1/7 درجه در مقیاس ریشتر، کشته شدند.
زمین لرزه طبس نیز که ماه سپامبر 1978 برابر با شهریور 1356 در شمال شرق ایران روى داد، هزاران کشته بر جاى گذاشت.
زلزله سپتامبر 1962 در منطقه بوئین زهرا در نزدیکى قزوین در ایران بیش از 20 هزار کشته داشت.

زلزله در جهان:
بزرگترین زمین‌لرزه در جهان، زلزله‌اى بود که در آبهاى اقیانوس هند روى داد و سونامى یا تسونامى نام گرفت. در اثر این زمین‌لرزه که 26 دسامبر 2004 برابر با 5 دى 1383، به بزرگى 9 درجه در مقیاس ریشتر روى داد، امواجى عظیم سواحل بسیارى از کشورهاى آسیایى مجاور اقیانوس هند را درنوردید و به کشته شدن صدها هزار نفر و ناپدید شدن افراد بسیارى انجامید.

زمین‌لرزه 28 مارس 2005 که به بزرگى 7/8 درجه در مقیاس ریشتر سواحل جزیره نیاس در اندونزى واقع در غرب سوماترا را لرزاند، حدود 1300 نفر کشته شدند.

24 فوریه 2004: در اثر وقوع زمین لرزه در شهرهاى مدیترانه‌اى کشور مراکش، دست کم 500 نفر کشته شدند. الجزایر شاهد شدیدترین زلزله در بیش از دو دهه تاریخ خود بود. وقوع زلزله در 21 مه 2003 در این کشور 2000 کشته و بیش از 8000 مجروح بر جاى گذاشت. 1

مه 2003: در اثر زمین لرزه در منطقه جنوب شرق ترکیه، بیش از 160 نفر از جمله 83 کودک در یک خوابگاه کشته شدند.

24 فوریه 2003: زمین لرزه در منطقه شین جیانگ در غرب چین به کشته شدن بیش از 260 نفر و تخریب حدود 10 هزار خانه منجر شد.

31 اکتبر 2002: زلزله، تمامى شاگردان یک کلاس درس را در دهکده اى در جنوب ایتالیا به کام مرگ فرستاد. در این زمین‌لرزه ساختمان مدرسه در اثر زلزله بر سر کودکان فرو ریخت.

بزرگترین زمین‌لرزه هند نیز در 26 ژانویه 2001 روى داد. این زمین‌لرزه‌ که به بزرگى 9/7 درجه در مقیاس ریشتر بود، بخش اعظم ایالت گوجرات در شمال غرب هند را نابود کرد و 20 هزار کشته برجاى گذاشت. در اثر این زلزله، بیش از یک میلیون نفر بى خانمان شدند. شهرهاى بوج و احمدآباد متحمل سنگین ترین خسارات ناشى از این زلزله شدند. 12

نوامبر 1999: در اثر وقوع زلزله اى به قدرت 2/7 در مقیاس ریشتر در شهر "دوچه" در شمال غربترکیه، حدود 400 نفر جان باختند.

21 سپتامبر 1999: زلزله اى به بزرگى 6/7 درجه در مقیاس ریشتر در تایوان رخ داد و حدود دوهزار و 500 نفر را به کام مرگ فرستاد. تمامى شهرهاى این جزیره در اثر زلزله خسارت دیدند.

17 اوت 1999: زلزله اى به بزرگى 4/7 درجه در مقیاس ریشتر شهرهاى "ازمیت" و "استانبول" ترکیه را به لرزه درآورد و بیش از 17 هزار کشته بر جاى گذاشت. 30

مه 1998: وقوع زمین شدید در شمال افغانستان به کشته شدن بیش از چهار هزار نفر منجر شد.

27 مه 1995: جزیره دورافتاده ساخالین در روسیه صحنه وقوع یک زلزله شدید به بزرگى 5/7 درجه در مقیاس ریشتر بود که یک هزار و 989 روس در اثر آن کشته شدند.

17 ژانویه 1995: زلزله در شهر کوبه ژاپن که کشورى زلزله‌خیز است و این امر در آنجا امرى عادىمحسوب مى‌شود به کشته شدن 6 هزار و 430 نفر منجر شد.

30 سپتامبر سال 1993 : در اثر وقوع زلزله در غرب و جنوب هند، حدود 10 هزار نفر کشته شدند.

7 دسامبر 1988: زلزله اى به بزرگى 9/6 درجه در مقیاس ریشتر مناطق شمال غرب جمهورى ارمنستان را به لزره درآورد و 25 هزار کشته بر جاى گذاشت.

سپتامبر 1985: مکزیکوسیتى، پایتخت مکزیک، شاهد زلزله اى شدیدى بود که ساختمان ها را با خاک یکسان کرد و بیش از 10 هزار کشته بر جاى گذاشت.

28 ژوئیه 1976: در شهر تانگشان چین زلزله اى رخ داد که شهر را به ویرانه اى تبدیل کرد و جان دست کم 250 هزار نفر را گرفت.

23 دسامبر 1972: در شهر "ماناگوآ"، پایتخت نیکاراگوئه زلزله اى به بزرگى 5/6 درجه در مقیاس ریشتر رخ داد و تا 10 هزار نفر را به کام مرگ فرستاد. ساختمان هاى بلندى که بدون رعایت اصول ایمنى ساخته شده و به راحتى فروریختند، عامل فاجعه اى خوانده شد که آغازگر آن زلزله بود.

31 مه 1970: زمین‌لرزه رشته‌کوه‌هاى "آند" در کشور پرو، باعث رانش زمین شد، شهر یونگى را مدفون کرد و 66 هزار را به کام مرگ فرستاد.

26 ژوئیه 1963: زلزله اى به بزرگى 9/6 درجه در مقیاس ریشتر شهر "اسکوپیه"، مرکز مقدونیه را به لرزه درآورد و یک هزار نفر را کشت.

22 مه 1960: شدیدترین زلزله اى که تاکنون در جهان ثبت شده به بزرگى 5/9 درجه در مقیاس ریشتر کشور شیلى را ویران کرد.

بزرگترین زمین‌لرزه یکصد سال اخیر ژاپن نیز اول سپتامبر 1923 در توکیو روى داد و به کشته شدن 142 هزار و 800 نفر منجر شد.

18 آوریل 1906: در سانفرانسیسکو، یک رشته زمین‌لرزه‌هاى شدید به وقوع پیوست که تا یک دقیقه ادامه یافت. در پى وقوع این زمین لرزه، بین 700 تا 3000 نفر یا در اثر فرو ریختن ساختمان ها و یا بروز حریق کشته شدند.

مقیاس های سنجش قدرت زلزله

الف) شدت زلزله (Earthquake intensity):یک مقیاس مشاهده ای و غیر دستگاهی است که بستگی به فاصله کانون تا مکان مورد نظر، مدت دوام لرزش، نوع خاک، عمق سنگ کف ودارد. مقیاس شدت زلزله مرکالی است که در سال 1902 بین 10 – 1 است. در 1932 مقیاس اصلاح شده مرکالی (MMI) که از 12 – 1 است.
در MMI 4 نوع masonavy داریم:
نوع A: طراحی خوب، اجزاء خوب، همراه با بتون و تیرآهن.
نوع B: دارای تیرآهن و بتون می باشد اما طراحی و اجرای خوبی ندارند در مقابل نیروهای جانبی مقاوم نیست.
نوع C: طراحی و اجزاء معمولی است. در سازه از سیمان استفاده شده ولی در مقابل نیروهای جانبی مقاوم نیست.
نوع D: بدون طراحی ساخته شده و سیمان و فلز ندارند و از نظر نیروی جانبی پایدار نیست. مزایای مقیاس مرکالی
1-بدون وجود ایستگاه لرزه نگاری می توان شدت زلزله ها را با توجه به خرابی سازه ها اندازه گیری کرد.
2-برای زمین لرزه های تاریخی برآوردی میتوان ارائه داد.
3-از روی شدت زلزله می توان منحنی های هم شدتIsolseismical line را رسم نمود.

معایب واحد مرکالی :1-گزارشات غیر واقعی و گزافه گویی در شرح زلزله
2-مناطقی که هیچ نوع حیاتی در آن وجود ندارد.
3-دقت شدت زلزله پائین است.

تعیین شدت خرابی بر اساس مقیاس مرکالی:1- احساس نمی شود, مگر در شرایط ویژه.تنها توسط دستگاه های لرزه نگار قابل ثبت است.
2- توسط افراد در حال استراحت و در طبقات بالای ساختمان ها حس می شود.برخی اشیاء آویزان ممکن است نوسان کنند.
3- در فضای باز و در طبقات بالایی ساختمان ها کاملا قابل احساس است.مردم آنرا بصورت زلزله شناسایی نمی کنند .ارتعاش مانند عبور کامیون است. مدت زمان لرزش قابل تخمین است.
4- در طی روز در فضای بسته توسط افراد زیادی حس می شود و در فضای باز عده معدودی حس می کنند.در شب عده ای را از خواب بیدار می کند .بشقاب ها ,پنجره ها و درب ها تکان خورده و صدا می کنند. در ماشین های ایستاده ارتعاش قابل درک است.
5- زلزله توسط هر فردی قابل احساس است. بسیاری ازخواب بیدار میشوند. برخی از پنجرهها, بشقابها و غیره شکسته میشوند. گچکاریهای ساختمانها ترک میخورند. اشیای ناپایدار واژگون میگردند. سر و صدای درختان و سایر اشیای مرتفع شنیده میشود و آونگ ساعتها متوقف میگردند. دربها باز و بسته میشوند و امتداد حرکت زمینلرزه قابل درک است.
6- زلزله توسط بسیاری از افراد حس میشود و بسیاری از مردم وحشتزده به فضای باز پناه میآورند. اشیای سنگین جابجا میشوند و قطعات از گچکاری کنده میشود. دودکشها فرو میریزند و خسارات جزئی به بار میآید. افراد به حالت نامتعادل قدم میزنند و یا میایستند. پنجرهها, دربها و بشقابها شکسته میشوند. ساختمانهای خشتی و ضعیف ترک برمیدارند. زنگهای کوچک به صدا در میآیند.
7- مردم وحشتزده به فضای باز فرار میکنند. خسارت بسیار کمی در ساختمانهایی که خوب طراحی و ساخته شدهاند وارد میشود. به ساختمانهای متوسط و معمولی خسارات جزیی و متوسط وارد میگردد. خسارات قابل ملاحظهای در ساختمانهای ضعیف و بد طراحی شد, وارد میشود. خسارت به ساختمانهای نوع(D) شامل ترک و فرو افتادن گچکاریهاست و آجرهای سست لق میشوند. ترکهایی در ساختمانهای نوع (C) به وجود میآید. ایستادن مشکل میشود و اثاثیه شکسته میشوند. زنگهای بزرگ به صدا در میآیند. زهکشهای سیمانی آبرسانی خسارت میبینند. لغزشهای کوچک اتفاق میافتد.
8-خسارت در ساختمانهایی که طراحی ویژه شدهاند, بسیار جزیی است و در ساختمانهای معمولی نوع (C ) با فروریزشهای جزیی همراه است و در ساختمانهای ضعیف نوع (D) بسیار شدید است. دیوارهای جداکننده به خارج از قاب ساختمان پرتاب میشوند. دودکشها, ستونها, دیوارها و دودکشهای کارخانهها و سنگهای یادبود سقوط میکنند. اشیای سنگین واژگون میگردند. تغییراتی در سطح آب چاهها ایجاد میشود. ماسه و گل به مقدار کم بیرون زده میشوند. رانندگی مشکل میگردد. ترکهایی در زمینهای مرطوب و شیبهای ملایم ایجاد میشود. تغییراتی در آب و درجه حرارت چشمهها و چاهها ایجاد می شود. خانههای اسکلت دار بر روی سطح پی حرکت میکند. شاخههای درختان شکسته می شوند.
9- خسارت قابل ملاحظهای در ساختمانهایی که طراحی ویژه شدهاند, ایجاد میشود. ساختمانهای اسکلتی خوب طراحی شده کج میشوند. ساختمان بر روی پی تغییر مکان میدهد. ترکهایی آشکار در زمین ایجاد میگردد. خطوط لوله زیرزمینی شکسته میشوند. وحشت عمومی بر مردم غالب میشود. ساختمانهای نوع (D) ویران میگردند و بر ساختمانهای نوع (C ) خسارت سنگین وارد میگردد و گاهی کاملاً فرو میریزند. ساختمانهای نوع (B) خسارت جدی میبینند و خسارت اساسی به پی وارد میگردد. در مناطق آبرفتی ماسه و گل بیرون میآیند.
10- سازههای چوبی خوب ساخته شده ویران میشوند. بسیاری از سازههای اسکلتدار بنایی به همراه پی ویران میشوند. در زمین ترکهای بزرگی ایجاد میگردد. خطوط راه آهن کج میشوند. زمین لغزشهای قابل ملاحظهای در کنار رودخانهها و شیبهای ملایم اتفاق میافتد. آب سر و صداهای زیادی (چلپ و چلوپ) میکند. خسارات جدی به سدها و مخازن وارد میگردد. در زمین, لغزشهای بزرگ اتفاق میافتد و آب از مخازن و کانالها و رودخانهها و دریاچهها و غیره بیرون ریخته میشود.
11- ساختمانهای کمی, استوار باقی میمانند. پلها ویران میگردند. خطوط لوله زیرزمینی کاملاً غیر قابل استفاده میشوند. خطوط راهآهن به شدت کج میشوند. زمین باتلاقی میشود. لغزشهایی در زمینهای نرم ایجاد می شود.
12- خسارت کلی, امواج برروی سطح زمین مشاهده میشوند. اشیاء به هوا پرتاب میشوند و سنگهای بزرگ جابجا می شوند.


ب):انواع مقیاسهای بزرگی
1-Mb (امواج درونی):
بزرگترین دامنه امواج لرزه ای موج p است. از آنجا که زلزله های ژرف دارای امواج سطحی کوچک یا بی اهمیت هستند, در زلزله شناسی اندازهگیری دامنه موج P (که تحت تأثیر عمق کانونی قرار نمیگیرد) متداول است و به وسیله آن بزرگی موج P تعیین میگردد.

2- Ms ( امواج سطحی):
بزرگترین دامنه موج سطحی یاموج S است. از آنجا که در زلزله های دوردست (فاصله سطحی بیش از 2000 کیلومتر), موجهای سطحی با دوره تناوب حدود 20 ثانیه غالب هستند, گوتنبرگ به منظور کمی کردن این زلزله ها, مقیاس موج سطحی را تعریف نمود. این مقیاس مبتنی بر اندازه گیری دامنه امواج سطحی با دوره تناوب 20 ثانیه میباشد که برای زمین لرزه هایی که در فاصله دورتر از km 600 ثبت شده به کار می روند.

3- Mw (امواج گشتاوری) :
بزرگای گشتاوری برای زلزله های بزرگتر از 5/7 تعریف شده است. زیرا زمین در این حالت از موج اشباع شده است. این مقیاس به علت نقص های مهم مقیاس محلی ریشتر, مقیاس بزرگی موج حجمی و تا اندازهای مقیاس بزرگی موج سطحی در تشخیص زلزله های بزرگ ابداع شده است.
از آنجا که در زلزله های بسیار بزرگ, بیشتر انرژی توسط امواج با فرکانس کوتاه تر آزاد میگردد, اکثر محققین ترجیح دادند که برای تخمین انرژی آزاد شده از پارامترهای استاتیکی نظیر گشتاور لرزهای استفاده نمایند. گشتاور لرزهای برای هر زلزله بزرگ به واسطه امواج درونی دوره بلند, امواج سطحی, نوسانات آزاد و داده های مساحی از طریق فرمول ذیل سنجیده میگردد.

4- MD (بزرگی مدت):
از این مقیاس بزرگی برای اندازه گیری سریع زلزله های کوچک (M<=3) استفاده فراوان میشود. در این مقیاس بر اساس مدت کل زلزله بر حسب ثانیه, یک بزرگی به آن منسوب میشود. در رخدادهای کوچک, معمولاً بین بزرگی مدت و بزرگی اندازه گیری شده با مقیاس ریشتر (M<=3) همبستگی وجود دارد. اما آزمون های میزان کننده همیشه فراهم نیستند و چون MD عمدتاً برای اندازه گیری زلزله های کوچک وضع شده است و بیشتر برای زلزله شناسان اهمیت دارد تا مهندسین.

کاهش تلفات زلزله با روشی جدید (طرح اتاق امن)

بطور کلی ساختمانهای موجود در کشور را به سه دسته زیر می توان تقسیم کرد:
الف) ساختمانهایی که دارای اسکلت نیست.
این دسته از ساختمانها دارای سیستم دیوار باربر خشتی و یا آجری است که در برابر زلزله های نسبتا شدید مقاوم نیستند و در هنگام وقوع زلزله، ساکنان آنها به علت ریزش آوار در امان نخواهند بود.

ب) ساختمانهایی که دارای اسکلت فلزی و یا بتنی است ولی برای نیروهای افقی ناشی از زلزله محاسبه نشده اند.

این قبیل ساختمانها در صورت اجرای صحیح اسکلت و یکپارچگی سقفها در برابر زلزله های با بزرگی کم و متوسط تا حدی مقاومت می نمایند و خسارت های وارد بر آنها کمتر باعث آسیب دیدگی ساکنان آنها می شود. البته در این نوع ساختمانها باید ایمن سازی محیط داخلی ساختمان و یا به عبارتی مبلمان آن به نحوی باشد که در اثر حرکتهای ناشی از زلزله، آسیبی از طرف آنها به ساکنان وارد نشود.

ج) ساختمانهای ساخته شده با اسکلت فلزی یا بتنی که برای نیروهای افقی ناشی از زلزله محاسبه شده اند.

این دسته از ساختمانها در مقابل نیروهای جانبی ناشی از زلزله پیش بینی شده توسط آیین نامه 2800 مقاومت می نمایند. اصولاً چنین ساختمانهایی, در صورت اجرای صحیح نیازی به مقاوم سازی ندارد ولی باید مبلمان داخلی ساختمان به نحوی باشد که در اثر تکانهای شدید، آسیبی از این بابت به ساکنان آن وارد نگردد.

روش های موجود ایمن سازی ساختمانها در برابر زلزله

همانگونه که قبلاً عنوان شد بخش قابل توجهی از ساختمانهای کشور مقاومت لازم را در برابر زلزله های شدید ندارند. بطور کلی جهت ایمن سازی این نوع ساختمانها، دو راه حل کلی زیر وجود دارد:

الف) تخریب و بازسازی اصولی و مطابق ضوابط و آیین نامه ها

ب)مقاوم سازی این نوع ساختمانهابدون تخریب آنها

قطعاً از نظر مدیریت شهری که علاوه بر ایمن سازی بافتهای مسکونی در برابر زلزله، دیگر معیارها از قبیل شهرسازی، اصلاح بافتهای مسکونی، استفاده از مصالح نوین و استاندارد، اصلاح ساختار ترافیک، استفاده بهینه از انرژی و خدمات رسانی استاندارد نیز مهم هستند روش الف راه حل اصولی و نهایی جهت حل مشکل است. لیکن همانطور که قبلاً عنوان شد اجرای این روش به طور کامل به چند دهه زمان نیاز دارد و به عبارت دیگر راه حل بلندمدت است ودرکوتاه مدت مشکل را حل نمی نماید.

اما در خصوص روش ب، تاکنون محافل مختلف علمی و اجرایی, نظرات کارشناسی متعددی مطرح نموده اند و حتی روشهایی عملی نیز برای انجام این کار ارایه کرده اند. اما بدلیل عدم صرفه اقتصادی (روش ب)دربافتهای فرسوده تاکنون توفیق جامعی در این روش نیز مشاهده نشده است. حتی در ساختمانهای دولتی که طرح مقاوم سازی بعنوان یک سر فصل اجباری برای مدیران آنها طرح شده است نیز موفقیت قابل توجهی مشاهده نشده است. علت این امر را می توان پر هزینه بودن، گاهی غیر عملی بودن، طولانی بودن زمان اجرا و عدم وجود متخصص کافی عنوان کرد.

بدین ترتیب مشاهده می شود که هیچ یک از روشهای دوگانه فوق مسئله ایمن سازی واحدهای مسکونی در برابر زلزله را در حال حاضر حل نکرده است.

طرح اتاق امن

اتاق امن مربوط به ساختمان های قدیمی موجود در بافت های فرسوده است. این ساختمان ها عموماً دارای سیستم دیوار باربر بدون کلاف های قائم و افقی هستند که تخریب آنها در زمان وقوع زمین لرزه های ویرانگر, قطعی است.

در این روش بخشی از ساختمان که امکان حضور ساکنان در هنگام وقوع زلزله در آن فراهم است توسط ساخت و نصب یک سازه مقاوم، ایمن سازی می شود. نقش این سازه آن است که در هنگام بروز زلزله و در زمانی که ساختمان شروع به تخریب می کند از ریزش آوار به داخل محدوده امن جلوگیری می نماید و در واقع یک منطقه حفاظتی جهت مراقبت از جان ساکنان ایجاد می کند. منطقی است که یک یا دو اتاق که اعضاء خانواده حضور بیشتری در شبانه روز در آنها دارند به این امر اختصاص داده شود. البته در هنگام وقوع زلزله, معمولاً از زمان شروع لرزش تا تخریب, فرصت حیاتی (چند ثانیه) جهت انتقال ساکنین از نقاط دیگر ساختمان به داخل اتاق امن وجوددارد.

در این طرح یک قاب فلزی در داخل هر طبقه از این نوع ساختمانها پیش بینی شده است تا پس از وقوع زلزله و تخریب ساختمان, آوار بر سر افراد فرو نریزد. استفاده از این قاب ها در ساختمانهای تا سه طبقه پیش بینی شده است و روش کار به این صورت است که مطابق شکل یک این قاب ها در هر طبقه بر روی قاب طبقه زیرین خود قرار می گیرند تا این ساختمانها در زمان زلزله و همچنین پس لرزه ها دارای استحکام لازم جهت پیش گیری از صدمات جانی باشند.

در طرح حاضر هیچگونه تغییری در ساختمان اصلی ایجاد نمی شود و فقط در داخل بخشی از آن یک قاب فلزی باربر قرار می گیرد. نحوه عملکرد این قاب به این صورت است که پس از وقوع زلزله و تخریب ساختمان، آوار بر سر افراد فرو نمی ریزد و بر روی این سازه جای می گیرد و همانطور که قبلاً عنوان شد این سازه در برابر پس لرزه های متعارف هم مقاوم است

مزایای اتاق امن

در صورت اجرای این طرح از به وقوع پیوستن یک فاجعه انسانی در زمان زلزله جلوگیری می شود و میزان تلفات ناشی از آن تا حد زیادی کاهش می یابد.

هزینه اجرای این طرح و ایمن سازی بخشی از یک طبقه از ساختمان بسیار معقول است و در شرایط فعلی کمتر از پانصد هزار تومان تخمین زده می شود.

در این طرح از یک سیستم کاملاً پیش ساخته استفاده شده است و کلیه جوش های اصلی در کارخانه و تحت نظارت دقیق انجام می شوند و فقط جوش های دارای درجه دوم اهمیت ,هنگام نصب اجرا می گردند.

سرعت اجرای این طرح بسیار زیاد است و نصب کامل هر قاب در محل مورد نظر کمتر از یک روز طول می کشد.

این طرح انعطاف پذیراست. بدین معنی که قابلیت انطباق با ساختمانهای متفاوت رادارد.

قابلیت مخفی کردن قاب با استفاده از طرحهای متنوع معماری وجود دارد.

در ضمن لازم به توضیح است که در این طرح فرضیات اولیه زیر مد نظر بوده اند:

الف- ابعاد مناسب جهت اتاق امن در پلان حدود 4×3مترمربع است.

ب- بار وارد بر اتاق امن در زمان تخریب ساختمان به ترتیب در صورت قرارگرفتن یک، دو و سه سقف بر روی آن برابر ده، بیست و سی تن خواهد بود. تقریبا تمام ساختمان های موجود در مناطق فرسوده مشمول این قاعده می شوند.

پ- سیستم باربر جانبی در زمان پس لرزه ها، قاب خمشی فولادی است.

ت- کلیه عملیات اجرایی تحت نظارت بسیار دقیق انجام می شوند و کلیه جوش های اصلی مربوط به اتصالات تیر به ستون توسط آزمایش های مافوق صوت و یا پرتو نگاری کنترل می گردند.

آزمایش های انجام شده

تا کنون آزمایش های متعددی برای اجرایی نمودن طرح انجام شده است که شامل آزمایش های بار ثقلی و جانبی بوده است.

نتایج تحقیقات انجام شده

استفاده از سیستم اتاق امن پیشنهاد شده صرفاً در صورت رعایت کلیه نکات فنی، می تواند برای مقاوم سازی بافتهای فرسوده بکار رود.

در سازه اتاق امن پیشنهاد شده بایستی از سیستم تیر قوی و ستون ضعیف استفاده شود.

با انجام یک سری تحقیقات بر روی سازه های فلزی، می توان بدون افزایش وزن قابل توجه در فولاد صرفی، قدرت باربری آنها را به شدت افزایش داد.

انجام جوشکاری بی مورد در محلهای غیر ضروری، باعث کاهش قدرت باربری سازه می شود. لذا باید صرفا"جوشکاری های توصیه شده درطرح اجرا گردد.

استفاده از دستک، قدرت باربری جانبی سازه را به مقدار قابل توجهی بالا می برد.

با انتخاب جزییات مناسب در اتصالات می توان انعطاف پذیری سازه را افزایش داد.

توصیه ها:

ستونهای اتاق امن درطبقات مختلف تا حدامکان در امتدادیکدیگرقرارگیرند.

بر روی اتاق امن دولایه توری دارای میلگرد به قطر چهار میلیمتر که دارای فاصله چشمه های پنج سانتی‌متراست قرارگیرد. درز این توری های ردیف اول و دوم نباید در امتداد هم باشند. فاصله خال جوش های اتصال توریها به تیرهای سقف برابر بیست سانتیمتر است.

بر روی توری هایک لایه فوم ازجنس پلی استایرن قرارداده شود. حداقل ضخامت این فوم برابر دو سانتیمتر است.

به ساکنین منزل آموزش داده شودکه درهنگام وقوع زلزله درقسمت های میانی اتاق بایستند و از نزدیک شدن به دیواره های اتاق پرهیزنمایند.

به خانواده ها توصیه می شود در هنگام وقوع زلزله که معمولاً چند ثانیه قبل ازشروع با یک صدای مهیب همراه است با سرعت به داخل اتاق امن بروند و در قسمت میانی اتاق (تا پایان زلزله) درکنار هم بایستند.

پس از زلزله درصورت امکان اتاق امن را ترک نموده و به فضای باز و دور از ساختمانهای در حال ریزش مستقر شوند.

از چیدن وسایل بزرگ و سنگین نظیر کتابخانه و کمد درون اتاق امن اجتناب شود.

از نصب وسایلی که درهنگام زلزله امکان سقوط آنها وجود دارد (دراتاق امن) پرهیز شود.

نصب اتاق امن در شهر های کوچک و روستاها بدلیل روند کند نوسازی توصیه میشود.

جزییات فنی «اتاق امن»

مطالعات این طرح از اسفند سال ۸۲ آغاز شده و با انجام آزمایش های نهایی در اسفند سال ۸۳ نتایج قطعی آن برای اجرایی شدن طرح ارایه شد.

مهندس محرابیان مدیر این پروژه و دکتر مظلوم دبیر گروه علمی پروژه درباره جزییات فنی این طرح اشاره کردند که اتاق امن قابی فلزی و سه بعدی است که در یک یا چند اتاق از واحدهای غیر مقاوم در برابر زلزله ساخته می شود. این قاب در صورت بروز زلزله از ریزش آوار بر سر ساکنان آن جلوگیری می کند.

این گزارش می افزاید: وزن هر قاب حدود ۵۰۰ کیلوگرم و هزینه ساخت آن حدود پانصد هزار تومان بوده و از این نظر امکان بهره مندی از آن برای اغلب شهروندان وجود دارد. برای تکمیل مطالعات فنی این پروژه ۶۰ آزمایش به مقیاس واقعی و با انواع بارگذاری تا زمان تخریب انجام شده است. در مهمترین آزمایش انجام شده یک ساختمان سه طبقه در شمال منطقه سعادت آباد در معرض نیروی افقی ویرانگر (مشابه توان تخریب یک زلزله با مقیاس بیش از هفت ریشتر) قرار گرفت و سه اتاق از این ساختمان در طبقات اول، دوم و سوم که مجهز به تجهیزات اتاق امن شده بود کاملا از خطر فروریزی در امان ماند.

کلیه قسمت های سازه اتاق امن به صورت پیش ساخته بوده و ابعاد آن در سه جهت طول، عرض و ارتفاع قابل تغییر است. همچنین اتاق امن مانع استفاده معمولی از منزل نبوده و زمان لازم برای نصب آن حدود ۵ ساعت است.

کارشناسان شهرداری تأکید کردند که اتاق امن جایگزین طرح نوسازی بافت های فرسوده نبوده و قطعا کماکان مهمترین رویکرد برای کاهش خطر زلزله در شهر نوسازی این بافتها و مقاوم سازی ساختمان های جدید است، اما برای ایمنی ساختمان های موجود و بافت هایی که عجالتا امکان بازسازی ندارند، طرح اتاق امن طراحی و پیشنهاد شده است

طرح «اتاق امن» به عنوان یک پروژه ملی در کشور زلزله خیز ایران می تواند در تمامی مناطق کشور به ویژه در مناطقی که ساختمانها اغلب بلند مرتبه نبوده و تا سه طبقه هستند و نیز از نظر اقتصادی امکان نوسازی و مقاوم سازی سریع بافت های مسکونی وجود ندارد، مورد استفاده قرار گیرد.

دیدگاه طراحان در این روش, صیانت وحفاظت از جان شهروندان در هنگام وقوع زلزله است باتاکید براین نکته که ساختمان فرسوده درهنگام وقوع زلزله محکوم به تخریب است. در واقع در این طرح از ایده سنگر برای حفظ جان ساکنین در برابر آوار استفاده شده است و سیستمی تعبیه گردیده است که در صورت تخریب ساختمان، آوار بر روی آن جای گیرد و بر سر افراد فرو نریزد. جهت کاهش هزینه ها نیز می توان صرفا بخشی از هر ساختمان را ایمن نمود و نیازی به نصب این سیستم در کل بنا نیست.