زلزله در ساختمانهای چوبی

Untitled-2

از مهمترین مزایای سازه‌های چوبی مقاومت بالای آنها در برابر انواع بلایای طبیعی (سیل، زلزله و آتش‌سوزی) است. ضریب میرایی بالای چوب آن را مناسب‌ترین نوع مصالح برای طراحی سازه‌های مقاوم در برابر زلزله می‌داند و نیز از اصول کلی مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله کاهش بار مرده ساختمان است که این امر در صورتی که سازه چوبی باشد در قیاس با سازه‌های دیگر (فولاد و بتن) به طور متوسط هفت برابر سبک‌تر خواهد شد.

Untitled-2

زمین‌لرزه‌های فراوانی که در گوشه و کنار جهان به وقوع پیوسته است، نشان داده اند که خانه‌های با اسکلت چوبی مقاومت بسیار زیادی در برابر زمین‌لرزه دارند. در کشور امریکا ، ایالت کالیفرنیا یکی از ایالاتی با شرایط زلزله خیزی خیلی زیاد ، مساحت مدارس عمومی بیش از چهارصد میلیون متر مربع است که بیش از هشتاد درصد آنها دارای اسکلت چوبی هستند. در زمین‌لرزه نورتریج که در سال 1994 به وقوع پیوست هیچ کدام از سازه‌های چوبی این مدارس دچار آسیب جدی نگردیدند. تخریب جدی تنها در میان اجزای غیر چوبی این ساختمانها بوقوع پیوست. تحقیقات و بررسی هایی که پس از زلزله نورتریج توسط دپارتمان توسعه ساختمان و شهرسازی امریکا انجام شده است، نشان میدهد که اکثر ساختمانهای چوبی مسکونی از نوع “Type V” در زلزله خوب عمل کرده اند و بیشتر آسیب ها در ساختمانهایی بوده است که طبقه زیرین از نوع طبقه نرم (Soft Story) بوده است. آسیب دیوارهای چوبی حدود 2 درصد و سقفها 1 درصد بوده است . رجوع شود به مقاله : “Assessment of Damage to Resintial Buildings Caused by Northridge Earthquake” by US. Department of Housing and Urban Development.

در سال 2002 دولت ایالتی کالیفرنیا تصمیم گرفت که در ساخت ساختمانهای بتنی و آجری مدارس کالیفرنیا تجدیدنظر بعمل آورد زیرا که ساختمان‌های با اسکلت چوبی بهترین مقاومت را در برابر زلزله از خود نشان داده بودند. در بسیاری از خانه های چوبی پی بتنی نتوانسته است در برابر زمین لرزه مقاومت نماید ولی سازه چوبی بدون آسیب زیاد پابرجا مانده است.

در زمین لرزه هوگوکن نامبو که در سال 1995 در کوبه ژاپن بوقوع پیوست 6800 کشته از خود برجای گذاشت که همگی در خانه های بدون سازه چوبی بودند. زمین لرزه های دیگری که در کشور ایالات متحده امریکا بوقوع پیوسته است آمار مشابهی بدست میدهند.
یک اصل بسیار مهم در این سیستم ساختمانی یک پارچگی سازه آن است. همه دیوارها، سقف ها، سقف خارجی، شالوده و دیگر اجزای تشکیل دهنده سازه ساختمان باید بدرستی و با دقت بسیار همانند جعبه ای یک پارچه به یکدیگر دوخته شوند. نیروی منتقل شده از سقف به شالوده باید بگونه ای خطی باشد و از ممان چرخشی تا آنجا که امکان دارد اجتناب کرد.

Untitled

در سال 2003 میلادی زلزله بم به قدرت 6/6 ریشتر باعث مرگ در حدود 50 هزارنفر یعنی یک چهارم جمعیت شهر گردید. در سال 1994 میلادی در منطقه نورتریج ایالت کالیفرنیا زمین لرزه ای با قدرت 7/6 ریشتر بوقوع پیوست و 40 بیلیون دلار خسارت به بار آورد و باعث مرگ تنها 57 نفر گردید. تمامی این افراد در خانه‌های غیر چوبی بودند بجز 16 نفر که در اثر سرنگونی دیوار و دودکش آجری جان سپردند. دلیل اساسی کمی تلفات در این زمین لرزه در مقایسه با زلزله بم، وجود 99 درصدی خانه های چوبی مسکونی در منطقه نورتریج است.

از مهمترین مزایای سازه‌های چوبی مقاومت بالای آنها در برابر انواع بلایای طبیعی (سیل، زلزله و آتش‌سوزی) است. ضریب میرایی بالای چوب آن را مناسب‌ترین نوع مصالح برای طراحی سازه‌های مقاوم در برابر زلزله می‌داند و نیز از اصول کلی مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله کاهش بار مرده ساختمان است که این امر در صورتی که سازه چوبی باشد در قیاس با سازه‌های دیگر (فولاد و بتن) به طور متوسط هفت برابر سبک‌تر خواهد شد.

جدول

عواملی که در ساختار سیستم ساختمان سبک چوبی به گونه ای موثر باعث مقاومت آن در هنگام زمین لرزه میشود:

  • استحکام قاب دیوارها و هدایت لرزه‌ای آنها
  • استحکام و پیوستگی عضوهای افقی مانند کف، سقف، بام وخرپاها
  • اتصال داخلی و یک پارچگی تمام اعضای سیستم قاب سبک چوبی
  • سبکی ساختمان چوبی

منابع:

دکتر سپهر گنجه ای،مقالات سیستم خانه های اسکلت چوبی

آیین نامه های طراحی ساختمان در برابر زلزله