دفاعیه دکتری

دانشجو آزاده نوری فرد در تاریخ10 اردیبهشت 96ساعت 17:30از پایان نامه خود تحت عنوان " ارائه مدلی برای جانمایی و تعیین مشخصات هندسی دیوارهای  غیرسازه ای در مراحل پایانی طراحی پایه معماری جهت ارتقای رفتار لرزه ای ساختمان" در آمفی تئاتر دانشکده معماری دفاع خواهند کرد.اطلاعیه دفاع

اساتید راهنما:

 دکتر فاطمه مهدی زاده سراج،دکتر محمدرضا تابش پور

اعضاء هیات داوری:

دکتر حسن مقدم؛ دکتر کتایون تقی­زاده؛ دکتر غلامرضا قدرتی امیری؛ دکتر احمد اخلاصی

چکیده

تجارب زلزله­های گذشته نشان می­دهد برخی از ساختمان­های طراحی و اجرا شده توسط مهندسان به دلیل عدم توجه به آثار منفی دیوارها آسیب دیده‌اند، در حالی که برخی از ساختمان­های فاقد سیستم لرزه­بر به علت آثار مثبت دیوارها کاملاً پایدار باقی مانده­اند. معمولاً مهندسین سازه، دیوارهای پرکننده را به عنوان عناصر غیرسازه­ای به شمار آورده و سازه را بر پایه قاب بدون دیوار تحلیل و طراحی می­کنند، از طرف دیگر معماران، مشخصات دیوارهای پرکننده را بدون توجه به عملکرد لرزه­ای آن­ها تعیین می­کنند، به این ترتیب یکی از مهمترین عناصر غیرسازه­ای که پتانسیل تخریب کل ساختمان را دارد مورد بی توجهی جامعه مهندسین قرار گرفته­است. در رابطه با عملکرد لرزه­ای دیوارها و آثار آن­ها بر سازه ساختمان، تحقیقات متعددی توسط محققین علوم سازه و زلزله با دیدگاه جزءنگر انجام گردیده­است، در حالی که در عمل معماران مسؤولیت طراحی فرم و هندسه دیوارها را در مرحله طراحی پایه و جزییات و مصالح دیوارها را در مرحله طراحی تفصیلی به عهده دارند. بر این اساس هدف اصلی از این پژوهش جلوگیری از آثار نامطلوب دیوارها بر رفتار لرزه­ای سازه و حداکثر استفاده از پتانسیل دیوارها و افزایش ظرفیت سازه از طریق کنترل و اصلاح طرح معماری می‌باشد.

در این تحقیق از راهبرد تجربی و استدلال منطقی استفاده شده است، در مرحله نخست به بررسی خسارات زلزله های گذشته، نتایج آزمایش­ها و مدلسازی­ها، استانداردهای لرزه­ای و اصول مهندسی زلزله پرداخته شده و بر این اساس اقدامات موثر در مراحل مختلف طراحی جهت جلوگیری از آثار نامطلوب دیوارها در زلزله در قالب چک لیست­هایی برای کاربردهای مهندسی ارائه گردیده است. در مرحله نمونه­گیری، نقشه معماری 364 ساختمان مسکونی متداول در شهر تهران مطالعه و طبقه بندی و بر این اساس 21 نمونه در چهار گروه اصلی انتخاب گردیده است. سپس بر اساس مطالعات آماری 625 ساختمان در حال ساخت در سطح شهر تهران، مصالح و سیستم رایج سازه و دیوارها تعیین و بر این اساس سازه کلیه نمونه­ها بر اساس مفروضات یکسان طراحی گردیده است تا تعدادی از متغیرها در تمام نمونه­ها ثابت باشد.

در این رساله جمعاً 2718 مدل با استفاده از نرم افزارهای تحلیل و طراحی سازه مطالعه گردیده است. 246 مدل به صورت قاب دو بعدی جهت مطالعه روش­های تعیین سختی طبقات و 75 مدل به صورت قاب دو بعدی جهت مطالعه رفتار ستون کوتاه تحلیل شده است. در بخش اصلی تحلیل­­ها در گروه­های یک تا سه، کلیه نمونه­ها در سه حالت قاب خالی نماینده وضعیت طراحی، قاب پرشده نماینده وضعیت ساخت و قاب پرشده اصلاحی که الگوریتم اصلاح طرح معماری بر روی آن اعمال گردیده مطالعه شده است. در این سه گروه­ 120 ساختمان سه بعدی با انواع چیدمان­ دیوارها از لحاظ پیچش، طبقه نرم و ستون کوتاه بررسی گردیده و آثار مثبت نمونه­ اصلاح شده منتخب در مقایسه با قاب خالی شامل افزایش سختی و مقاومت و کاهش تغییرمکان محاسبه گردیده است. در انتهای این بخش با شناسایی موثرترین عوامل در ایجاد پیچش، دیوارهای پیرامونی یا نزدیک به پیرامون ساختمان و مشخصات مربوط به این دیوارها از جمله سطح بازشو، فاصله دیوار از لبه ساختمان، نسبت­ ظاهری دیوار و مصالح دیوار و نمای آن یک روش تقریبی با کارکرد 98% تدوین گردیده است. در گروه چهار، 2277 ساختمان سه بعدی با چیدمان متفاوت دیوارها در ارتفاع صرفاً از نظر طبقه نرم مورد مطالعه قرار گرفته و در انتها با شناسایی عوامل موثر بر ایجاد طبقه نرم شامل درصد قاب­های پرشده طبقه فوقانی، درصد قاب­های پرشده طبقه تحتانی و نسبت طول دیوارهای طبقه مورد بررسی به طبقه فوقانی یک روش تقریبی با کارکرد 97% تدوین گردیده است.

نتایج مطالعات و تحلیل­های انجام شده در این پژوهش در قالب 9 الگوریتم جهت ارزیابی و کاهش آثار نامطلوب دیوارها در مراحل پایانی طراحی پایه معماری تدوین گردیده است. 5 الگوریتم مربوط به مدل دقیق است و در صورت وجود مدل نرم افزاری سازه قابل استفاده می­باشد و 4 الگوریتم مربوط به مدل تقریبی است که برای استفاده از آن نیازی به مشخصات سازه نبوده و تنها مشخصات هندسی طرح معماری کفایت می­کند. با استفاده از این دو مدل با اعمال اصلاحات جزیی در مشخصات دیوارها می­توان ضمن حفظ ویژگی­های طرح معماری، از آثار پیچشی ناشی از توزیع نامنظم دیوارها در پلان، آثار طبقه نرم ناشی از توزیع نامنظم دیوارها در ارتفاع و ستون کوتاه ناشی از دیوارهای کوتاه جلوگیری و بدون استفاده از مصالح اضافی، پتانسیل مضاعفی جهت مقاومت ساختمان در برابر زلزله فراهم نمود. با توجه به اینکه این مدل برای مراحل پایانی طراحی پایه معماری طراحی گردیده، هیچ گونه خللی در خلاقیت و ایده پردازی معماران ایجاد نخواهد کرد. نتایج آزمون مدل تقریبی بر روی گروه­های مختلف معماران نشان می­دهد، این مدل برای کلیه گروه­ها از کارایی بالایی برخوردار است و استفاده از این مدل ارتباطی با سطح تحصیلات، گرایش و سابقه کار معماری ندارد.

واژه­های کلیدی: دیوارهای غیرسازه­ای، طراحی پایه معماری، رفتار لرزه­ای، پیچش، طبقه نرم، ستون کوتاه، سختی جانبی