تحسين مقاومة المباني الخرسانية الصغيرة للزلازل

ما هي الزلازل التي تصيب المباني الخرسانية؟

الزلزال هو اهتزاز سريع غير متوقع للأرض ناتج عن حركة الصخور تحته. حيث تتعرض الأرض لذبذبات شديدة في جميع الاتجاهات، ممّا يؤدي إلى إحداث قوى خمول على الهياكل ممّا يؤدي إلى فقدان الممتلكات والأرواح. كما أن الزلازل ليست مسؤولة بشكل مباشر عن خسائر في الأرواح، ولكن انهيار الهياكل المعرضة للخطر. لذلك، فإنّ فهم كيفية تطوير هياكل مقاومة للزلازل، وتحديداً في المناطق المعرضة للزلازل، سيساعد في التخفيف من تأثير الزلازل.

إرشادات لتحسين مقاومة المباني الصغيرة للزلازل:

يمكن زيادة مقاومة الهياكل الصغيرة للزلازل من خلال اتخاذ تدابير السلامة أثناء عملية اختيار الموقع وتخطيط البناء والإنشاء كما هو موضح أدناه:

1- اختيار موقع المباني الخرسانية الصغيرة:

يجب على المقاولين تجنب بناء الهياكل الصغيرة على أرض غير مستقرة وخاصة بالقرب من السدود المعرضة للانهيار أثناء الزلازل. كما يجب حفر الأرض المنحدرة أو غير المستوية وتصنيفها قبل وضع أي أسس. وبالمثل، يمكن للتربة الرطبة القريبة من ضفاف الأنهار والأراضي الرطبة أن تتحرك وتعيد الاستقرار أثناء الهزات الأرضية، ممّا قد يؤثر على أساسات الهياكل الصغيرة.

يجب ألا يتم إنشاء الهيكل في أو حول:

1. بالقرب من السدود غير الآمنة.
   
2. أرض منحدرة بارتفاع مختلف للأعمدة.
   
3. المواقع المتضررة من الفيضانات.
   
4. التربة السفلية مع انقطاع كبير مثل الصخور في بعض الأجزاء، والتربة في بعض المناطق.
   

2- تخطيط الهياكل للمباني الخرسانية الصغيرة:

تُعد التخطيطات المتماثلة أكثر أمانًا مقارنة بالتخطيطات غير المتماثلة. لذلك، يجب أن يكون التصميم مربعًا أو مستطيلًا بدلاً من المقاطع (L ،E ،H) أو على شكل T. كما يجب ألا يزيد طول التصميم المستطيل عن ضعف العرض. حيث يحتاج المهندسون المعماريون إلى إدراك أن المباني المتماثلة أكثر استقرارًا وأمانًا أثناء الزلازل من الهياكل غير المتماثلة.

تعتبر خطط البناء البسيطة أو المربعة أو المستطيلة أكثر قوة من التصميمات المزخرفة. وتجنب المنازل التي تأخذ شكل حرف (L) أو على شكل حرف (T) حيث يمكن أن تتشقق عند الزوايا أثناء الهزة الأرضية. كما يجب ألا يزيد طول المباني المستطيلة عن ضعف العرض، فهذا سيزيد من مقاومة الزلازل.

3- تقوية أساسات المباني الخرسانية الصغيرة:

يجب ألا يقل عرض الأساس عن 700 مم للهيكل المكون من طابق واحد و 950 مم للمباني متعددة الطوابق. ويجب ألا يقل عثمق البناء عن 1.0 متر للتربة الناعمة و 0.45 متر للأرض الصخرية. كما أنه قبل وضع أساس الهيكل ، يجب إزالة جميع المواد السائبة والماء من الخندق، ويجب أن يتم الضغط إلى المستوى المطلوب. ومن ثم، بعد وضع الأساس، يتم ردم الأساس بشكل مناسب وضغط التربة المملوءة.

4- بناء المباني الخرسانية الصغيرة بالشكل الصحيح:

1- حالة البناء الحجري:

1. وضع كل حجر مسطحًا على أوسع وجهه.
   
2. وضع طول الحجارة في سُمك الجدار لضمان التشابك مع الوجوه الداخلية والخارجية للجدار.
   
3. املء الفراغات باستخدام قطع صغيرة من الحجارة بأقل قدر ممكن من الملاط.
   
4. يجب ألا يحتوي الحجر على وجه مستدير، يجب أن يكون لها وجوه زاويّة فقط.
   
5. يجب استخدام الأحجار المقطوعة على الأقل في النطاق الرأسي من 600 إلى 750 مم.
   

2- حالة البناء بالطوب:

1. يجب استخدام الطوب المحروق بشكل صحيح مع الحواف الحادة.
   
2. لعمل أقوى رابطة، يجب وضع الطوب بوضع علامات على أخاديدها متجهة لأعلى.
   

3- حالة الكتلة الخرسانية:

1. يجب وضع الكتل الخرسانية بحيث تشير الوجوه الخشنة نحو الأعلى والأسفل للحصول على رابطة ممتازة.
   
2. يجب أن تكون قوة الكتل جيدة بما فيه الكفاية.
   
3. القيام بتنظيف الوجه السفلي والوجه قبل التمديد.
   
4. يجب تجنب الجدران التي يزيد سُمكها عن 450 مم، ويجب أن يقتصر طول الجدران على 6 أمتار. حيث أن الجدران المتقاطعة تجعل البناء أكثر قوة. ومن الأفضل بكثير بناء جدران فاصلة على طول الجدران الأولية، ويجب ربط جدارين ببعضهما البعض.
   

5- فتحات النوافذ والأبواب للمباني الخرسانية الصغيرة:

1. تنهار الجدران التي بها الكثير من النوافذ والأبواب بالقرب من بعضها البعض مبكرًا.
   
2. يجب أن تبقى النوافذ على نفس المستوى.
   
3. يجب عدم وضع الأبواب في نهاية الجدار. يجب توفيرها على مسافة لا تقل عن 400 إلى 500 مم من الجدار المتقاطع.
   
4. يجب ألا يقل العرض الواضح بين فتحتين عن 600 مم.
   

6- تسقيف المباني الخرسانية الصغيرة:

1. في أنظمة الأسقف المنحدرة التي يزيد امتدادها عن 6 أمتار، استخدم الجمالونات بدلاً من العوارض الخشبية.
   
2. تعتبر الهياكل ذات نظام الأسقف المنحدرة من أربعة جوانب أكثر قوة من تلك التي تحتوي على نظام منحدر من جانبين، مع الأخذ في الاعتبار أن جدران الجملون تنهار مبكرًا.
   

7- بناء الحواجز للمباني الخرسانية الصغيرة:

حوائط البناء المتراس تنهار بسهولة بسبب الزلازل. ومن الأفضل بكثير بناء حاجز من الطوب بسُمك 300 مم تقريبًا، متبوعًا بدرابزين من الحديد.

8- استخدام الخرسانة والملاط في المباني الخرسانية الصغيرة:

1. يجب استخدام رمل النهر في تحضير الخرسانة والملاط، ويجب أن تكون كمية الحصى في الرمل أقل من 1%.
   
2. يجب إزالة محتوى الطمي تمامًا.
   
3. يجب أن يقتصر حجم الركام الخشن على أقل من 30 مم.
   
4. يجب استخدام الركام الزاوي والمتدرج جيدًا.
   
5. يجب أن يجف الركام قبل خلطه بالماء والاسمنت.
   

9- توفير أشرطة الخرسانة في المباني الخرسانية الصغيرة:

يجب توفير أشرطة الخرسانة المسلحة التالية:

1. أشرطة حزام القاعدة.
   
2. أشرطة فرقة العتبة.
   
3. أشرطة فرقة سقف.
   
4. أشرطة فرقة الجملون.
   

لصنع أشرطة الخرسانة في المباني الخرسانية الصغيرة، يجب أن يكون الحد الأدنى لسماكة 75 مم، ويجب توفير قضيبين بقطر 8 مم على الأقل. كما يجب توصيلها بأعمدة فولاذية قطرها 6 مم وبمسافة 150 مم. حيث يمكن توفير أشرطة عمودية وقطرية إذا كان حجم الجدار كبيرًا.

10- التعديل التحديثي للمباني الخرسانية الصغيرة:

يتضمن التعديل التحديثي إعداد هيكل بحيث تعمل جميع عناصر المبنى كنظام متكامل. وعادة ما تكون الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة والأسرع لضمان سلامة الهيكل. كما أنه فيما يلي عدد قليل من الأساليب في التعديل التحديثي:

1. ترسيخ سقف الجمالون على الجدران مع الأقواس.
   
2. يجب توصيل الدعائم وأعضاء الوتر السفلي للدعامات بواسطة دعائم.
   
3. يجب زيادة قوة جدار الجملون بوضع حزام مائل على جدار الجملون.
   
4. يجب تقوية زوايا المباني بأحزمة زلزالية.
   
5. يجب تثبيت روافد الأرضية على الجدران باستخدام الأقواس.
   
6. يجب توفير التعزيز الرأسي لزيادة سعة التوصيل لكل طابق.
   
7. يجب توفير تقوية رأسية في جميع زوايا المبنى (الداخلية والخارجية) لتقليل إجهاد الشد الناتج عن الانحناء الرأسي للجدران.
   
8. تغليف فتحات الحائط بالتعزيز.
   

أسئلة مكررة حول تحسين مقاومة المباني الخرسانية الصغيرة للزلازل:

1- ما هي الرموز القياسية الهندية المطلوبة للمباني المقاومة للزلازل؟

بعد مراقبة الزلازل الهندية لسنوات عديدة، قام مكتب المعايير الهندية بتقسيم الأمة إلى خمس مناطق بناءً على خطورة الزلازل. حيث تكشف معايير تصميم الهياكل المقاومة للزلازل عن مناطق مختلفة. ما يلي هي الأكواد مفيدة جدًا في تصميم المباني المقاومة للزلازل:

1. (IS 1893-2002): معايير تصميم الهياكل المقاومة للزلازل.
   
2. (IS 4928-1993): قانون الممارسة لتصميم وبناء وتشييد الهياكل المقاومة للزلازل.
   
3. (IS 13827-1992): معايير تحسين مقاومة الزلازل لهيكل البناء منخفض القوة.
   
4. (IS 13920-1997): قانون الممارسة لتفاصيل الدكتايل للهياكل الخرسانية المسلحة المعرضة لقوى الزلازل.
   
5. (IS 13935-1993): معايير أعمال الإصلاح والتقوية الزلزالية للمنشآت.