جامعة النجاح الوطنية التصميم المعماري للمباني المقاومة للزالزل "والسلوك الزلزالي للمبانيالهيئة المعمارية " فـــتألي كـــالدكتور جالل نمر الدبي قسم هندسة البناء ةـــندسة الهـــكلي ة النجاح الوطنيةـــجامع نابلس ـ فلسطين 2010 ii تم نشر ھذا الكتاب بعد تقییمھ وتحكیمھ من قبل عمادة البحث العلمي في جامعة النجاح الوطنیة فلسطین –نابلس و.ع.ر 120مؤقت رقم االیداع: الحجاوي -مطبعة النصر الناشر: فلسطین -نابلس iii م والمجتمعات على مواجهة من أجل الحفاظ على األرواحِ والممتلكات، وبناء قدرات األم زالت ماأعلى ومخاطر أقل في أنظمة التشييد والبناء، الكوارث، ولتحقيق جاهزية الهندسةُ قادرةً على جعل المستحيل ممكناً، وهذا يتطلب تبني منهجية الهندسة المتجددة، يبدأ التصميم ،جية الهندسة الدارجة، فمن وجهة نظر هندسة الزالزلوالتخلي عن منه ،الزلزالي للمبنى من الخطوط األولى التي يرسمها المهندس المعماري، والمعماري الناجح واإلنشاء المقاوم ،والوظيفة الفعالة ،يستطيع أن يجمع بين ثالثية التصميم الجميل .للزالزل iv v ..... وشكر إهداء إلى فلسطين... األرض واإلنسان إلى درة نابلس موالعلوم...جامعة النجاح الوطنية ل اآلدابِعق ثمرة عملي هذا، راجياً أن يكون فيه الخير والنفع للشداة من طلبة العلم. أهدي.. لوم األرض وهندسة الزالزل علـى في مركز ع كل الشكر والتقدير إلى زمالئي وزميالتي الفني لهذا الكتاب، والشكر موصول إلى عميـد خراججهودهم ومساعدتهم في التنسيق واإل ، وأخص بالشكر كذلك الزميـل الفاضـل األسـتاذ البحث العلمي وهيئة التحكيم والمراجعة وإلـى كـل محمد جواد النوري على جهوده واالستفادة من خبرته في تدقيق المادة اللغوية، من ساعد في خروج هذا العمل إلى النور. المؤلف vi vii تقدیم لقد عاصرتُ زميلي وأخي الدكتور جالل الدبيك مديراً لمركز علوم األرض وهندسة الزالزل، ومنسقاً والهندسة المدنية بكلية ،لبناءعاماً للمراكز العلمية، وتزاملنا كأعضاء هيئة تدريسية في قسمي هندسة ا الهندسة في جامعة النجاح الوطنية. هتمام، فهي حصيلةُ دراسة مئات ، تستحق االالتي يدافع عنها الدكتور الدبيك في كتاباته ،الموضوعاتإن الدروس التجارب العالمية في موضوع المباني المقاومة للزالزل. والحكيم من يتّعظُ بغيره؛ فال بد أن نتعلّم وقايةَ خير، بكل تأكيد، من قنطارِ عالج.درهم المستفادة من تجارب اآلخرين من قبِل أن تحّل بنا، ألن عن ،في كلية الهندسة بجامعة النجاح، فقد لمستُ ،ومن خالل قيامي بتدريسِ مئات المهندسين المعماريين قديم البدائِل والحلول المعمارية مهما كانت أن لديهم مهارات تصميميةً عالية، وقدرةً فائقة في ت ،قرب المحددات، إلى درجة تجعُل واحدهم يستطيع تصميم بيت أنيق، على رقعة أرضٍ ضيقة، إنهم قادرون على كبرى، ألنه ليةًمسؤوأ التصميم، ولعل هذا يلقي عليه قيادة فريق البناء، ألن المهندس المعماري هو من يبد سيعيشُ فيها المبنى، تلك التي لها أثر رئيس في تصرف المبنى إذا ما ضربته قوةٌ زلزالية يخلقُ الهيئة التي يوماً ما. قد يظن كثير من المهندسين المعماريين أن سلوك المنشآت وقت الزالزل، هو أمر مرده إلى المهندس الدبيك توضيحه عبر صفحات هذا اإلنشائي بالدرجة األولى واألخيرة، وهذا مفهوم خاطئ، يحاول الدكتور لقول إن على ن عند المعماري، وهذا ما يدفعنا إلى االكتاب، فالمسؤولية مشتركةٌ وتكاملية، بل تبدأ م المهندسين المعماريين مراعاة متطلبات تشكيل المباني المقاومة للزالزل، وعدم التركيز على العناصر بذلك لوحةً متكاملةً تتكاتف فيها الوظيفةُ النافعة للمبنى، مع الجمالية والوظيفية للمنشأ فحسب، ليرسموا إنشاء آمنٍ له، وفقَ معايير إقتصادية مقبولة، في إطارٍ جمالي جذّاب. طه، والتي يكون عليها المبنى؛ بساطةُ تكوينه، ،الهيئةُتُعدقه، وتماثُل مساقصالبتُه، وخاماتُه، وتناس ،خاصةب ،مة في مقاومته للهزات األرضية. والمهندسون المعماريونمهل عوامها من معطيات، وغير من أجل الحفاظ على األرواحِ والممتلكات في كل ما سلف، ذلكبحاجة إلى اقتناء مثل هذا الكتاب ليتعلموا أرضنا المباركة، فلسطين. ة الهندسةعميد كلي الدكتور المهندس نبيل الضميدي viii ix تقديم في ظّل شح الموارد الطبيعية في فلسطين، فقد كان اإلنسان الفلسطيني أهم عنصر مـن عناصـر التنميـة على تنمية قـدرات ،ومن خالل مجالسها المتعاقبة ،نقابة المهندسين واالستثمار في فلسطين، وقد حرصت مـن أركـان التنميـة مهـم باعتبار أن المهندس الفلسطيني ركن وتطويرها، أعضائها العلمية والعملية، من خالل البرامج التدريبيـة المختلفـة التـي ،من قبل نقابة المهندسين ،يتجلّى هذا االهتمامو الفلسطينية. ، إضافة إلـى أيضاً تنظّمها النقابة ليس ألعضائها فحسب، بل ولطلبة كليات الهندسة وللجمهمور الفلسطيني ،وتوقيع االتفاقيات المشتركة مـع العديـد مـن المراكـز العلميـة ،قيام النقابة بنسج العديد من العالقات تنظيم العديـد مـن من نتائج ذلك كله كان ةً أم خارجيةً، وقدمحليأكانت اء والمؤسسات ذات العالقة، سو البرامج المشتركة.إلى غير ذلك من الندوات، و المؤتمراتوورش العمل، وقد حرصت النقابة على بناء عالقات متميزة مع مراكز البحث فـي الجامعـات المحليـة علـى وجـه العالقة، ومن المراكـز التـي تـرتبط الغة لكّل األطراف ذَاتمية بالخصوص، لما لهذا الموضوع من أه بجامعة النجاح الوطنية، وذلك منـذ لنقابة بها بعالقات متميزة كان مركز علوم األرض وهندسة الزالزلا مـن ،وبجهود متميزة ،، حيث نفّذ الجانبانالزميل د. م. جالل الدبيك مؤلف هذا الكتابتأسيسه، وبمديره دورات تدريبية في هندسـة وتضمنت مؤتمرات، التي العديد من النشاطات المشتركة؛ ،الدبيكقبل الزميل ورش عمل وندوات متخصصة، إضافة إلـى إصـدار العديـد مـن وزالزل للمهندسين ولطلبة الهندسة ال سطيني المنشورات المتخصصة بهندسة الزالزل، وإلى مساهمة الزميل الدبيك الدائمة في مجلة المهندس الفل للتخفيف من اخطـار الوطنية الهيئةواضحة في أعمال التي تصدرها النقابة. كما أن للزميل الدبيك بصمةً الكوارث. مـة مهويأتي هذا الكتاب القيم ضمن سلسلة اإلنجازات المتميزة للزميل الدبيك، ويعد من الكتب الهندسية ال .متهااالحتفاظ بنسخة منه في مكتب إلنشائيين إلىاإلخوة الزمالء المهندسين المعماريين واالتي ننصح وذلك ،وللقائمين عليها ،في نقابة المهندسين إال أن نتوجه بالتحية والتقدير لهذه المراكز ،وختاماً، فال يسعنا وعلـى العمـل مسـيرة التنميـة الفلسـطينية بعامـة، للجهود القيمة التي يبذلونها .. والتي انعكست إيجاباً على الدائم للمشاركة في أية برامج مشـتركة يـتم اقتراحهـا لمـا فيـه االستعداد، مع تأكيدنا على ي بخاصةندساله والمجتمع الفلسطيني بشكل عام.المهندسين مصلحة نـب المهندسيـنقي م.أحمد إعديلي x xi فهرس المحتويات الصفحة الموضوع 1 مـقـدمـة المبنىهيئة الفصل األول: 5 مـقـدمــة 1.1 7 المنتظمة وطرق التحليل المباني 2.1 8 بانيللم األفقيةالمساقط هيئة 3.1 الفصل الثاني: الخصائص العامة للمبانى 13 أبعاد المبنى 1.2 14 لتناسب بين أبعاد المبنىا 2.2 16 تماثل عناصر المبنى 3.2 17 كثافة العناصر اإلنشائية وتوزيعها 4.2 الفصل الثالث: السلوك الزلزالي للمباني غير المنتظمة 23 مقدمة 1.3 هيئة المسقط األفقي 2.3 ةالمباني ذات األشكال الهندسية المركبة أو المعقد 1.2.3 األنظمة اإلنشائية غير المتوازية 2.2.3 23 24 27 xii وصالبته الخارجي للمبنى المحيط االختالف في مقاومة 3.2.3 35 الفصل الرابع: الهيئة الرأسية للمباني 45 مقـدمـة 1.4 45 عدم االنتظام الرأسي في شكل المبنى 2.4 51 الرخوة والضعيفة وجود الطوابق 3.4 64 األعمدة القصيرة 4.4 استخدام األنظمة الكابولية/ الطيرانات 5.4 نيالتجاور بين المبا 6.4 71 74 77 البناء فوق مبانٍ قائمة قديمة 7.4 توزيع فتحات النوافذ واالبواب في الجدران الداخلية 8.4 والخارجية 79 السلوك الزلزالي للعناصر غير اإلنشائيةالفصل الخامس: ال 85 ةمـدـقـم 1.5 86 السلوك الزلزالي لجدران الطوب (القسامات) 2.5 السلوك الزلزالي للجدران الخارجية المحمولة (جدران الحجر 3.5 89 والطوب) طرق التحليل الزلزاليالفصل السادس: 95 الطريقة االستاتيكية المكافئة 1.6 طرق التحليل الديناميكية 2.6 99 xiii 100 وزن المبنى 3.6 102 أمثلة 4.6 نماط المباني ال الفصل السابع: قابلية اإلصابة الزلزالية الدارجة في فلسطين 109 مـقـدمـة 1.7 109 تأثير الموقع 2.7 113 أخطاء تتعلق بالتشكیل المعماري واإلنشائي للمباني 3.7 114 أخطاء تتعلق بتصميم وتنفيذ العناصر اإلنشائية 4.7 115 الزلزالیة قابلیة اإلصابة مؤشر 5.7 118 تهابقابلية إصاتحليل التقييم الزلزالي للمباني و 6.7 123 المراجع 129الملحقات xiv 1 :مقدمـة تستند الدراسات الزلزالية في توقعاتها الحتمال حصول زالزل في المستقبل، على عدد من العوامل، وتوقع حصول زلزال في المستقبل يستند لعلم احتمالي، وال يمكن، من خالل هذه العوامل، تحديد ساعة أو لحظة حصول الزلزال، لذلك، عندما يتحدث المتخصصون عن صول زالزل قوية في المستقبل، فهذا يعني أنه قد يحصل اآلن، أو بعد ساعة، أو احتمال ح بالنسبة لقوة الزالزل أمابعد يوم، أو أسبوع، أو شهر، أو سنة، أو بعد عشرات السنين. المتوقعة في منطقتنا، فقد أظهر العديد من الدراسات التي أجريت في دول المنطقة أن ة، قد ال تزيد على ست درجات ونصف الدرجة حسب أقصى درجة للزالزل المحتمل ، وذلك إذا كان مركزها السطحي شمال البحر الميت أو جنوبه، وتصنف هذه رمقياس ريخت الدرجة عموماً بالمعتدلة أو القوية نسبياً، ويمكن للمباني والبنى التحتية إذا صممت ونفذت ي المقاومة للزالزل أن تقاوم هذه وفقاً للضوابط العامة، ولمتطلبات الحد األدنى للمبان وأظهرت بعض الدراسات التي أجريت في المنطقة، الدرجة، وهذا يمكن تحقيقه بسهولة. أن بعض الزالزل التي تقع مراكزها السطحية في مناطق بيسان، والجليل، وجنوب لبنان، (لتوضيح مواقع المراكز ردرجات حسب مقياس ريخت 7قد تصل قوتها القصوى إلى - 3الخارطة الموضحة في الشكل إلىانظر أعالهالسطحية للزالزل المتوقعة المذكورة ). ولمزيد من المعلومات حول الزالزل وأسبابها واَليات حصولها وطرق 5الملحق ).5قياسها،..الخ انظر الملحق رقم ( فالعديد من إن المشكلة الحقيقية، ال تكمن في الزالزل، بل تكمن في عدم جاهزيتنا لها، المباني والبنى التحتية ال تتوافر فيها متطلبات الحد األدنى للمباني المقاومة للزالزل، وكذلك عدم وجود إدارة فعالة لمواجهة الكوارث وإدارة العمليات وإسناد الطوارئ، باإلضافة إلى عدم دراية اإلنسان الفلسطيني بمفاهيم وإجراءات التهيئة واالستعداد فقد أظهر استطالع لواقع المباني والبنى التحتية، في معظم الدول العربية، أن للكوارث. العديد من هذه المنشآت ال يتضمن تحقيق الحد األدنى المطلوب لمقاومة الزالزل المحتملة، وهذا بدوره سيؤدي إلى حدوث أضرار وانهيارات ملحوظة في العديد من المباني. في حال 6.5درجات و 6ه المناطق لزالزل معتدلة، أو قوية نسبياً (بين "ال سمح اهللا" تعرضت هذ )، وعلى المستوى الفلسطيني، فان هذه الدرجة، إضافة لما ردرجة حسب مقياس ريخت ن الكثير من هذه المباني ت كلية وجزئية في بعض المباني، فإستحدثه من أضرار، وانهيارا 2 لة كجدران الطوب والديكور سيتعرض إلى أضرار وانهيارات في العناصر المحمو والرخام، باإلضافة إلى حصول تساقط واضح لحجر الجدران الخارجية وما يترتب عن ذلك من إعاقة وخسائر في األرواح، وهذا بدوره سيسهم، بشكل كبير، في رفع حجم الخسائر في األرواح والممتلكات. فبالنسبة ألنماط المباني الدارجة، في المدن الفلسطينية، في الدول العربية بشكل عام، فان العديد من هذه المباني، إن لم يكن معظمها، قد تم و تصميمها وتنفيذها وفقاً لمفاهيم الهندسة الدارجة، فال يزال العديد من المهندسين، لغاية اآلن، يصممون وينفذون المباني لتقاوم األحمال الرأسية فقط، بمعنى أن تحمل نفسها وما ال، دون األخذ بعين االعتبار القوى التي قد تحدثها الزالزل، علماً بأن جميع عليها من أحم "كودات" البناء والمواصفات الموجودة في العالم، في الوقت الحالي، تأخذ بعين االعتبار التصميم الزلزالي للمنشآت. نأ يالحظ ،بعض الدول العربيةفي و ،واقع العمل الهندسي في فلسطين وباالطالع على التشكيلهيئات المباني ( لدى العديد من المهندسين المعماريين ألهمية ئاًخاط اًهناك مفهوم على سلوك المنشآت عند تعرضها للزالزل، هاوانعكاساتللمباني) التصميم المعماري أو فشلها في استيعاب القوى الناجمة أومقدرة هذه المنشآت أنفكثير من المعماريين يعتبر تقع على عاتق المهندس إنشائيةواألخير مسؤولية األولهو في المقام عن الزالزل ن كان المهندس إو األمر، وال دخل للمعماري في هذا الموضوع، وفي حقيقة اإلنشائي عملية التصميم أن إالواالستقرار للمنشأ، األمانهو المسؤول قانونياً عن تحقيق اإلنشائي ، أي مسؤولية مهنية لكال وإنشائيمعماري مل مشتركعل هي نتاج ،في مجملها ،والتنفيذ يجب عدم وبالتالي، ةتكون تكاملي أنا يجب مالتخصصين على حد سواء، فالعالقة بينه ل وتوزيعها،الكتتصميم جميلة فقط، مهمتها اًفنون باعتبارهاالنظر للهندسة المعمارية المعماري الناجح: أنالتجارب أظهرتفقد ،للمنشأ ةوالوظيفي ةصر الجمالياوتحقيق العن . ، والعكس صحيحاإلنشائيهو المعماري ذو الحس وفي الـدول العربيـة ،في فلسطين اإلنشائيةواقع الهندسة أنويجب أن ال يفهم مما ذكر يلتزم بأسس وتوصيات التصـميم الزلزالـي العـادي اإلنشائي، وان حسن حاالًأعموماً ال يلتزمون حتى بتحقيق االعتبارات اإلنشائيينالكثير من أنوالمتقدم، فقد أظهرت الوقائع 3 للتصميم الزلزالي يتطرقوالتوصيات العامة للمباني المقاومة للزالزل، وان العديد منهم لم دراسته الجامعية وال حتى في حياته العملية. أثناء داً، يمكـن مختبرات ضخمة ج أوتعتبر المناطق التي تعرضت للزالزل كمعامل وبدورها ـ ـيقـقـعشرات اآلالف من العينات الحوأحيانا من خاللها مشاهدة ومتابعة اآلالف ةـي حقيقي من حيث طبيعـة المـؤثر وحجـم التجارب ومم ال شك فيه يعتبر هذا النوع من نتائج الزالزل التي حصلت في كثير أظهرتومقاسات العينات المستخدمة (المتأثرة)، فقد ةالمعماري تهابتشكيالو بهيئتها السلوك الزلزالي للمباني يتأثر بشكل كبير أنمن دول العالم السلوك علىثر االعتبارات المعمارية وبناء عليه ستعالج فصول هذا الكتاب أ .واإلنشائية التـي والوقائع الزلزاليـة باألحداثسيتم االستعانة وكشواهد وأمثلة، ، للمبانيالزلزالي أنماط المباني الدارجة محلياً.مقارنتها مع و ،لعالمحصلت في عدد من دول ا ومن جهة أخرى، يعتقد الكثير من المواطنين وبعض المهندسين، أن التصـميم والتنفيـذ للمباني المقاومة للزالزل شئ صعب، وتكلفته المالية عالية جداً، وهـذا غيـر صـحيح، النسبة للمباني العادية، قد تـزداد فالتصميم الزلزالي له عدة مستويات من األمان والدقة. فب خمسة في المائة من سـعر إلىتكلفة المبنى بسبب التصميم والتنفيذ الزلزالي بنسبة ثالثة التكلفة الكلية كحد أقصى، وإذا كان المبنى بسيطاً ومنتظماً، أي إذا كان متماثالً في الشكل ذلك سيسهم، بشكل كبيـر، فـي والكتل، وفي توزيع األعمدة والجدران أفقياً ورأسياً، فان مقاومته للزالزل وان لم يصمم لذلك، وهذا ما سيتم تناوله في بعض فصول هذا الكتـاب. فهم من ذلك أن تصميم المباني لمقاومة الزالزل، يبقى محصوراً ومشروطاً أنويجبال ي ب على المهندس بتحقيق التماثل واالنتظام الكلي لهذه المباني، بل إن المقصود هنا، انه يج المعماري أن يعطي األولوية القصوى ما أمكن، لتحقيق التماثل واالنتظام لكل من أبعـاد ، لما لذلك من انعكاسات ايجابية على السـلوك اإلنشائيةالمباني وكتلها ولتوزيع عناصرها ـ الزلزالي لهذه المباني، وعلى تكلفة تنفيذها، زداد بمعنى أن المخاطر الزلزالية تزداد أو ت وفي حالة ها،تماثلها وانتظام الزلزالية للمباني بزيادة مستوى أو مقدار عدم اإلصابةقابلية أو /و معماريـة أو /أعاله ألسباب وظيفية و إليهتعذر تحقيق التماثل واالنتظام المشار تتعلق بشكل طوبوغرافية األرض المقام عليها المباني وطبيعتها، فهندسة الزالزل، ألسباب الزلزاليـة اإلصابةالالزمة للتقليل من قابلية اإلنشائيةالحلول بإيجادفي هذه الحالة، كفيلة 4 لهذه المباني، فالهندسة عموماً، وهندسة الزالزل، بشكل خاص، ال تعتـرف بالمسـتحيل المادي، ولكن يبقى أن نعرف أن تحقيق السلوك الزلزالي المطلوب، وبشكل خـاص فـي عالية النحافة)، تصـبح أوغير منتظمة ومرتفعة (غير منتظمة ونحيفة حالة كون المباني طرق التصميم الزلزالي العادية غير مالئمة، وبالتالي، هناك حاجـة السـتخدام طـرق التصميم الزلزالي المتقدمة، ومن المعروف أن عدداً قليالً، بل قليالً جداً، من المهندسـين المتقدمة. يجيدون استخدام طرق التصميم الزلزالي ومن الجدير بالذكر، أن توصيات العديد من المؤتمرات والنـدوات الدوليـة للحـد مـن بضرورة تدريس مقرر " تصميم أوصتالمخاطر، وندوات ومؤتمرات هندسة الزالزل، قد (مرحلـة األولـى مرحلـة الدراسـة الجامعيـة أثناءالزالزل" أفعالالمنشاَت لمقاومة أنينحصر ذلك في طلبة الهندسة المدنية، وهندسة البناء، بل يجب البكالوريوس)، وان ال يشمل ذلك طلبة الهندسة المعمارية، بل إن بعض الفعاليات العلمية الدولية، قد ركزت على المهندس المعماري في الحد من المخاطر، وذلك لدوره فـي التخطـيط السـتخدام أهمية عمارية، وبالتالي انعكاسات ذلك على عناصر ، ودوره في تحديد هيئة المبنى الماألراضي الجدير بالذكر أن المؤتمر العالمي للحد من مخاطر الكوارث نللمبنى. وم اإلنشائيالنظام ، قد خـرج 2005المتحدة، والذي عقد في كوبي في اليابان في العام األممالذي دعت له عمل هيوغـو"، وقـد إطارعليها " أطلق 2015-2005للعمل للفترة وأولوياتبقررات للتخفيف األساسيةتضمنت قررات بعض المحاور التركيز على ضرورة االلتزام بالعناصر من مخاطر الكوارث واعتمادها كمقررات دراسـية لطلبـة الجامعـات. وقـد بـادرت وعدد من المؤسسات الدوليـة ذات (UN-ISDR)الدولية للحد من الكوارث اإلستراتيجية لتطبيق أولويات إطار واإلقليميامج وفعاليات على المستوى الدولي العالقة، في وضع بر الفعل في بناء إلىالالزمة لالنتقال من القول اآللياتعمل هيوغو، ولتحقيق ذلك تم وضع والمجتمعات على مواجهة الكوارث. األممقدرات المؤلف 2010أيلول 5 الفصل األول المبنىهيئة Building Configuration مقدمة 1.1 Architectural andواإلنشـائي ( المعمـاري لالهيئـة أو التشـكي عند الحديث عن Structural Configurations( ن هناك نوعين منفصلين من أقد يتبادر لذهن البعض يظهـر فـي الغالـب هاتوزيعو اإلنشائيةتشكيل العناصر أن، وفي الحقيقة تالتشكيال العـام اإلنشـائي التشـكيل أن، وهذا يعني هاعتباراتللمتطلبات المعمارية وإل كانعكاس وبالتالي عنـد الحـديث عـن اثـر ،المعماريأو محكوم لحد ما بالتشكيل للمبنى مقيد اختيـار طبيعـة ن ذلـك يتضـمن إف ،التشكيل المعماري للمباني على سلوكها الزلزالي ، وعموماً يمكن تلخيص آليـة تـأثير االعتبـارات هاتفاصيل اإلنشائية وبعضالعناصر المعمارية على السلوك الزلزالي للمباني من خالل ما يلي: المبنى: هيئة -أ ، باإلضـافة باالتجاهات الـثالث هبعاد مساقطأو ،ويشمل ذلك شكل المبنى ،لـداخلي ا التوزيـع و ،، ويشمل كذلك التخطيطاألبعادبين هذه النسبة إلى والتنظيم العام للمبنى. :اإلنشائيةتوزيع العناصر و تشكيل –ب مثل: هاتوزيعو اإلنشائيةيؤثر التصميم المعماري في تشكيل العناصر التفاصيل طبيعة د وتحديدييتق احتمالية / والجدران، وبالتاليأو األعمدة الواجب استخدامها. اإلنشائية :اإلنشائيةالعناصر غير – ج في المبنى من صالحيات اإلنشائيةيعتبر تصميم معظم العناصر غير (الجدران بعض هذه العناصر أن إال، هالمهندس المعماري ومسؤوليات 6 في تؤثر سلباً أنيمكن المحمولة: كجدران القسامات والجدران الخارجية) للمبنى كلية أحياناً أو ،يارات جزئيةحصول انه إلىوقد تؤدي األفراد،حياة هذه العناصر، وتنفذ وفقاً لشروط المباني المقاومة للزالزل في حالة لم تصمم وضوابطها. :أهمها ،بعدد من العواملالمبنى تتأثر هيئة وبشكل عام المبنى. أنشئجله أف الوظيفي الذي من تحقيق الهد - عليها. في المناطق المراد البناء ةميم العمرانياتخطيط والتصااللتزام بقوانين ال - بعين االعتبـار لألنمـاط األخذالخروج بهيئة وشكل معماري جذاب، مع - المعمارية الدارجة. وقوانين البناء المعمول بها في البلديات، ولجان ألنظمةالمبنى إخضاع إلىوباإلضافة متطلبات المالك، صمم المعماري واإلنشائي لتحقيقالتنظيم المحلية، يسعى كل من الم وأهمها: ).Function( المبنى أنشئجلها أتحقيق الهدف والوظيفة التي من - ةبعين االعتبار لمتطلبات النوعي األخذوذلك من خالل ،والديمومة األمانتحقيق - يكون أن آخربمعنى تعرض المبنى النهيارات محتملة، ةحال في والسلوك الفعال ).Reliability( عليه عولين المبنى جديراً با ).Minimum Costقل ما يمكن (أتكون تكلفة المبنى أن - في تحديد كيفية تأثير القوى الزلزالية التي اًهمم اًوبدورها تلعب هيئة المبنى دور وعناصره توزيع هذه القوى على طوابق المبنىفي آلية يتعرض لها المبنى، و في تحديد مقدار القوى الزلزالية التي أساسياً هيئة المبنى عامالً ، وتعتبراإلنشائية ، وأشكال وأبعاد كتلة المبنى :يتعرض لها، وذلك من خالل تأثر هذه القوى بكٍل من باختيارهذا يعني عندما يقوم المصمم المعماري ، واألبعاد، والنسبة بين هذه مساقطه المتطلبات جميع جراء توازن بين إ إلىيسعى أننه يجب اف ،للمبنى ةبالهيئة المناس فالهيئة المثالية للمباني المقاومة للزالزل أخرى، والتكلفة من جهة ،والمعايير من جهة )The Optimum Seismic Configuration قد تتعارض مع تشغيل واستخدام ( للتصميم الزلزالي" بدرجتها "لمثالية االحالة بعين االعتبار أخذنا إذاالمبنى، فمثالً 7 مع تشغيل المبنى ، في كثير من الحاالت،يتعارضقد تحقيق ذلك أنالقصوى، نرى الكتلية،مية رالهالمباني المثالية لمقاومة الزالزل المبانيعلى األمثلةومن ، هواستخدام .أهرامات الجيزة في مصرك المنتظمة وطرق التحليل. المباني 2.1 Regular Buildings and Methods of Analysis فـي إيجابيـة والرأسية (الجانبية) عوامـل األفقية همساقطتعتبر بساطة المنشأ، وتماثل افق ذلك ما يلي:ر إذا، وخصوصاً األرضيةمقاومته للهزات .المبنى أبعادعدم وجود نحافة في - .هاوانتظام اإلنشائية هعناصر مقاطع تناسق - ونوعية المواد المستخدمة. ،تماثل في المقاومة وجود - المحتملة. االلتواءمقاومة وصالبة عالية وكافية لمقاومة عزوم وجود - في االتجاهات الثالثة، بدالً من اإلنشائيةاستمرار وتواصل عناصر المبنى - قطع منفصلة. إلىتقسيمها ) يمكـن حسـاب القـوى Regular Configurationفي المنشآت منتظمة الهيئـة ( و ) ELF )Static Equivalent Lateral Forceستاتيكية المكافئـة اإل األفقيةالزلزالية قات الحسابية المتعلقـة العال إحدىهذه المباني، وذلك من خالل استخدام فيالتي تؤثر دة في كودات المباني المقاومـة للـزالزل، ومـن ستاتيكية المكافئة والموجوبالطرق اإل نتائج هذه العالقات تمثل متطلبات الحد األدنى، واستخدام هذه الطـرق أنالجدير بالذكر شـبه أو بالمنشـآت المنتظمـة اً(الطرق االستاتيكية المكافئة) يجب أن يكون محصور معايير لتحديد نسبة عـدم ، ولضبط استخدام هذه الطرق تتضمن الكودات عادة المنتظمة في حالـة أما، )1االنتظام المقبولة في هيئة المباني المراد تصميمها (انظر الملحق رقم التحليـل طرق استخدام في هذه الحالة فيجب (المعقدة)، تصميم المنشآت غير المنتظمة فـي ييناإلنشـائ استناداً لجمعية المهندسـين ، والتحليل الديناميكيك ة،المتقدم اإلنشائي والمعروفـة (Structural Engineering Association of California)كاليفورنيا الشـكل هو موضـح فـي كما ، يمكن وصف المنشاَت غير المنتظمةSEAOCباسم )1.1.( 8 بانيللم األفقيةالمساقط هيئة 3.1 Horizontal Configuration of Buildings Simpleالمنشـآت البسـيطة ( أن ،دولظهرت الزالزل التي حصلت في عدد من الأ Structuresفي ، ، وهذا يعوداألرضية الهزاتمقاومة تأثير لكبر أ فرصة) لها مقدرة و ب، أهمها:اسباألمن كثير إلى األمر،حقيقة مقدرة المصمم على استيعاب السلوك المحتمل للمنشأ البسيط تكون في الغالب اكبـر - ة، فمثالً نتائج تأثير االلتواء على المنشأ تعتبـر من مقدرته في حالة المنشآت المعقد ن هذا المنشأ غير منتظم.وصعبة التوقع في حالة ك كبـر أللمنشآت البسيطة تكون في الغالب إنشائيةوضع تفاصيل على مقدرة المصمم - هذه المنشآت غير منتظمة. ونمن مقدرته في حالة ك تعتبـر المنشـآت ذات المسـاقط هاتباالعتماد على توصيات هندسة الزالزل ومتطلباو والسداسـية والثمانيـة أو المربعـة والمسـتطيلة) األشكال( األضالعرباعية األفقية األرضـية الهـزات أفعـال لمقاومـة يمكـن تصـميمها بسـهولة و ،الدائرية، مناسبة (Christopher A., 2001) ، األفقيـة المنشآت ذات األشكال (المسـاقط أنفي حين ( لهـذه آخـر أو أي تركيب ،Yو + و Tو Hو L واألشكال ،والمعقدة العشوائية الطـرق باسـتخدام تعتبر من وجهة نظر التصميم الزلزالي العادي ( التصميم األشكال ها مقاومة أفعال الزالزل، فتصميم هذا النوع االستاتيكية المكافئة) غير مناسبة، وال يمكن تيكية المكافئة، يتطلب معالجة االستا األفقيةزلزالية من المنشآت باستخدام طريقة القوى ال أشكال مساقط هذه المباني، وقد يتم ذلك من خالل اسـتخدام الفواصـل الزلزاليـة، أي أشكال هندسية متماثلة ومنتظمة، وإن تعذر تحقيق ذلك فيصبح الحل األمثل إلىتجزئتها ميم المتقدمـة، كالتحليـل لهذا النوع من المباني هو استخدام طـرق التحليـل والتصـا عـدم االنتظـام فـي وأشـكال ال يمكن حصر جميع حـاالت وبشكل عام .الديناميكي تختلـف واألشكالالمختلفة لهذه الحاالت األنواع أن إلىيجب االنتباه كذلكالمنشآت، و الحد الذي يبدأ عنده تأثير عـدم أوموضوع تحديد النقطة أماوتأثيرها، أهميتهافي مدى المراجع التخصصية في معظم اآلنللنظر، فيعالج لغاية الفتتظام بشكل جدي واالن 9 في اإلنشائيينجمعية المهندسين ): توضيح للمنشاَت غير المنتظمة وفقاً ل1.1(شكل SEAOC. معروفة باسم الــالكاليفورنيا و 10 ـ الع ذات دم ـالقة من خالل الحدس والتقدير الهندسـي للمصـمم. فقائمـة حـاالت ع (الشكل SEAOC ــالجمعية المهندسين اإلنشائيين في كاليفورنيا ظام حسب ـتـاالن قواعد أية)، تقتصر محتوياتها على التعريف ببعض الحاالت الرئيسية، وال تتضمن 1.1 ، ومـع ذلـك أظهـرت بشكل كمي يمكن من خاللها حساب مقدار عدم االنتظام وأسس عـن 1988وبشكل خاص ابتداء من العام ، SEAOC ـلمعظم اإلصـدارات الحديثة ل وجود محاوالت لتحديد مقدار عدم االنتظام الحرج لبعض الحاالت، وذلك مـن خـالل .أـشـنـالم أبعاداشتراط استخدام نسب محددة بين أو، األبعادتحديد بعض برنـامج تقليـل المخـاطر طوراء الزلزالي للمباني الحديثة جل تطوير نظم البنأومن )NEHRP )National Earthquake Hazard Reduction Programالزلزالية ). 2.1شكل التتعلق بعدم انتظام المباني (انظر وتوصيات اًشروط في الواليات المتحدة بالهيئـة تعلقـة المشروط المصـطلحات الفنيـة والمتطلبـات أنومن الجدير بالذكر Configuration requirements في برنامجNEHRP ، تعتبـر أو ،هـي نفسـها ــ ــاً م ــابهة جوهري ـــلـطـصـع مـمتش ـــطـتـات ومـح ـــات الـلب ودـك يعتبـر NEHRPفبرنامج )،UBC )Uniform Buildings Code الـمـتناسـق ت عـدم هـدف متابعـة حـاال بو .UBCة للكود ـبـالرافد الرئيسي للمعلومات بالنس 1997مواصـفات أظهـرت االنتظام وطرق التصميم الزلزالي المناسبة لهذه الحاالت، NEHRP تلخـيص طـرق عموماً يمكنو المنتظمة،من مجموعات المباني غير اًعدد يلي:بما ،لمباني المختلفةاالتحليل الزلزالي التي يمكن استخدامها في حاالت .ELFالمكافئة األفقيةقوى الزلزالية الطرق االستاتيكية لحساب ال استخدام - ).Modal Analysisمشروط ( أوجراء تحليل شكلي إ - Dynamic( طرق التحليل المتقدمة مثل طرق التحليل الديناميكية استخدام - Analysis.( 11 NAHRP 1997: تعريف عدم االنتظام وفقاً الحكام المصدر ")2.1ل (شك Provisions 12 13 الفصل الثاني نياللمبالخصائص العامة General Characteristics of Buildings تشمل الخصائص العامة للمبنى كل ما يتعلق بهيئته، مثـل: أبعـاده، وتماثلـه، وكثافـة عناصره اإلنشائية، والهيئة األفقية والرأسية للعناصر المعمارية واإلنشائية.توزيع Building Size أبعاد المبنى 1.2 يتأثر السلوك الزلزالي للمبنى بشكل كبير بأبعاده (أبعاد المنشأ هـي طولـه وعرضـه وارتفاعه)، ففي حالة المنشآت الطويلة، مثل الجسور (الكباري)، تكون قابلية إصـابتها ) اكبر من مباني المنشآت الخرسـانية العاديـة، Seismic Vulnerabilityالزلزالية ( تطابق خط مسار الموجات الزلزالية مـع خـط مسـار الجسـر، وذلك بسبب احتمال وخصوصاً إذا صادف هذا التطابق تساوي طول الجسر أو اقترابه مع طول الموجـات الزلزالية، ويعود سبب هذا التأثير الزلزالي إلى ظاهرة التضخيم الديناميكي للقوى التـي المنشأ صـغيراً جـداً يجب أن يكون طول ولتجنب هذه الظاهرةسيتعرض لها الجسر. بالمقارنة مع طول الموجات الزلزالية، وعموماً يمكن تحقيق هذا الشرط بسـهولة فـي متـراً، 50أو 40المباني الخرسانية العادية، حيث ال يتجاوز طول المبنى في الغالـب وفي حالة المباني الطويلة تعمل الفواصل الزلزالية وفواصل التمدد والهبوط على تجزئة للمبنى (الطول والعرض) فـي األفقيال هذه المباني. وإضافة لتأثير أبعاد المسقط أطو سلوكه الزلزالي، يتأثر المبنى كذلك بشكل كبير بارتفاعه، وذلـك الن ارتفـاع المبنـى Natural periodيعتبر عامالً أساسياً في تحديد قيمة الزمن الدوري الطبيعي للمبنى ( Tbين الزمن الدوري الطبيعي )، ولكن ما هي العالقة بTb والسلوك الزلزالي للمباني؟ 14 Magnification Dynamicهناك عالقة بين قيمة معامل تضخيم القوى الزلزاليـة ( Factor) والنسبة بين قيمة الزمن الدوري الطبيعي لتربة الموقع (Ts وقيمـة الـزمن ( يؤدي إلـى حصـول ظـاهرة )Tsمع ( Tb)فتساوي ( ،Tb)الدوري الطبيعي للمبنى( و Tb))، وبمعنى آخر، فإن تساوي قيم هـذه المعـامالت ( Resonanceالرنـيـن ( )Ts أو اقترابها يؤدي إلى حصول زيادة في قيمة القوى الزلزالية التي سيتعرض لهـا ( من قيمتها في حالـة مـا إذا أكثرالمبنى، وقد تصل هذه الزيادة إلى عشرة أضعاف أو رنين مهمالً، لذلك ركزت الكودات والمواصفات الزلزالية (إصدارات أواخـر كان أثر ال القرن العشرين) على ضرورة االهتمام بتأثير تربة الموقع، واخذ ذلك في الحسبان فـي األراضي. اتعملية التخطيط الستخدام Building Proportions التناسب بين أبعاد المبنى. 2.2 لمبنى على سلوكه الزلزالي، يتأثر السلوك الزلزالي كذلك بشـكل باإلضافة لتأثير أبعاد ا λ )Slendernessافة المبنى ـاد، فنسبة نحـكبير بالعالقة أو بالتناسب بين هذه األبع ratio التي تمثل: العالقة بين ارتفاع المبنى وعرضه، تؤثر بشكل كبير فـي سـلوكه ( تكون أكثر عرضة من غيرهـا لالنقـالب الزلزالي، فالمباني النحيفة (المباني البرجية) )، ولتحديد نسبة النحافة المقبولة وفقاُ للتصـميم 1.2عند تعرضها للزالزل (انظر الشكل الزلزالي للمباني العادية ( غير البرجية)، أوصت معظم المراجـع العلميـة بـااللتزام يصـمم 4ة )، وفي حالة تجاوز نسبة النحافة القيمDowrick, 1987( 4أو 3بالنسبة لطرق التصميم المتقدمة الخاصة بمثل هـذا إخضاعهالمبنى على أساس أنه برج، ويتم النوع من المنشاَت. نسبة النحافة وأنماط المباني الدارجة محلياً: • أظهرت االستطالعات الميدانية، ودراسات أنماط المباني الدارجـة محليـاً ( الـدبيك، مل نحافة المبنى ال يؤخذ بعين االعتبـار فـي ) أن عا2007والدبيك 2003وجوهري تصميم المباني لدى العديد من المهندسين، وقد تبين وجود نحافة كبيرة جداً في عدد من 15 1995انقالب مبنى نحيف، زلزال كوبي، اليابان نحيفة: المباني ال)1.2( الشكل If h/b<4 ok, but if h/b>4 not ok. 16 ، وفـي 6و 5في هذه المباني الرقم λالمباني، حيث تجاوزت قيمة معامل نسبة النحافة ). وباإلضافة للعالقة بـين 2.2(انظر الشكل 10الرقم λبعض المباني تجاوزت قيمة ، يتأثر السلوك الزلزالي للمبنى كذلك بالعالقة بين طـول bوعرضه hارتفاع المبنى وعرضه. (L)المبنى المباني الدارجة محلياً أنماط): مناظر عامة لمنشاَت نحيفة في بعض 2.2الشكل ( Symmetry of Building Elementsتماثل عناصر المبنى 3.2 يعبر تماثل المبنى عن الخواص الهندسية لهيئة مسقطه األفقي، فتحقيـق التماثـل فـي مركزي الكتلة والصالبة متطابقان في نفس النقطة أو توزيع العناصر اإلنشائية يعني أن متقاربان، وعموماً أوصت جميع الكودات الزلزالية والمراجـع العلميـة ذات العالقـة بإعطاء األفضلية للتماثل أثناء عملية التصميم، وذلك الن عدم التماثل سيؤدي إلى وجود بة، وبالتـالي تعـرض ) بين مركزي الكتلة والصـال Eccentricityانحراف مركزي ( 17 المبنى لقوى إضافية ناتجة عن عزم االلتواء، وهذا سيؤدي بدوره إلى تركيز االجهادات في بعض مناطق وعناصر المبنى اإلنشائية، التي غالباً ما تكون المنـاطق والعناصـر األضعف. شواهد زلزالية: • أن تعرض المنشـآت إلـى عـزوم أظهرت األحداث الزلزالية التي حصلت في العالم، )، ففي زلزال المكسيك 3.2التواء كبيرة ستؤدي إلى انهيار هذه المنشآت ( انظر الشكل ، وغيرها، لوحظ، بشكل واضح، أن عـدداً مـن 2001، والهند 1999، وتركيا 1985 األفقيـة، االمباني قد تعرضت لالنهيار، علماً أن هذه المباني متماثلة في أشكال مساقطه )، وهـذا 4.2أنها غير متماثلة في توزيع العناصر اإلنشائية الرأسية ( انظر الشكل إال بدوره أدى إلى حصول انحراف مركزي بين مركزي الكتلة والصالبة لهذه المنشآت. المبنى وأنماط المباني الدارجة محلياً:عناصر تماثل • ولة، أن كثيراً من هذه المباني ال بنظرة سريعة ألنماط المباني الدارجة محلياً، نجد، بسه يحقق التماثل في توزيع العناصر اإلنشائية الرأسية، وقد يترافق ذلك مع عـدم تحقيـق التماثل في أشكال كل من المساقط األفقية والجانبية لهذه المباني. كثافة العناصر اإلنشائية وتوزيعها 4.2 Plan Density and Distribution of Structural Elements تختلف أبعاد توزيع العناصر اإلنشائية وكثافتها في المبـاني القديمـة غيـر المسـلحة، بالمقارنة مع المباني الخرسانية المسلحة والمباني المعدنية، ففي حين ال تتجاوز مسـاحة % من المساحة الكلية للمساقط األفقية للمباني المعدنيـة، 1العناصر اإلنشائية الرأسـية % من مساحة الطابق فـي بعـض المبـاني 50ن أن تصل نسبة هذه المساحة إلى يمك الكتلية القديمة، كما هو الحال في مباني تاج محل التاريخية، وعمومـاً تمثـل مسـاحة % مــن مســاحة 30-15العناصر اإلنشائية الرأسية في المباني القديمة بـيــن ).Christopher A., 2001الطابق الكلية ( 18 ): انحراف مركز الصالبة عن مركز الكتلة بسبب عدم التماثل في توزيع3.2شكل( العناصر اإلنشائية الرأسية. + = حركة انتقالية حركة دورانية ) حركة مركبة ( انتقالية دورانية الكتلةمركز مركز الصالبة 19 الرأسية، وخصوصاً جدران ةالعناصر اإلنشائيعدم التماثل في توزيع ): 4.2شكل ( راف كبير بين مركزي الكتلة و الصالبة.القص يؤدي إلى حصول انح وفي المباني الحديثة تؤثر كثافة وتوزيع العناصر اإلنشائية الرأسية، بشكل واضح، فـي السلوك الزلزالي لهذه المباني، فكلما كانت هذه العناصر كثيفة ومنتظمـة التوزيـع زاد ).5.2تحصين هذه المباني لمقاومة أفعال الزالزل ( انظر الشكل شواهد زلزالية: • ، 1985كالزالزل التي حصـلت فـي المكسـيك ،أظهرت الوقائع واألحداث الزلزالية ، 1999، وتايوان 1999، وكولومبيا 1999، وتركيا 1994، ونثريدج 1988وأرمينيا ، وغيرهـا، أن كثافـة العناصـر 2008، والصـين 2005، والباكستان 2001والهند قد ال تعتبر كافية لضمان تحقيق السلوك الزلزالي الفعـال اإلنشائية وتماثلها في المباني، أ) على مساقط أفقية يتوافر فيها توزيع مقبـول -6.2لهذه المباني، فمثالً يحتوي الشكل ( وشبه كثيف لعناصر إنشائية متماثلة، ويتوافر كذلك في هذه المبـاني نفـس المسـاحة ب) يوفر حصـانة كبيـرة -6.2المستخدمة من جدران القص المسلحة، إال أن الشكل ( أ)، -6.2لمقاومة عزوم االنقالب وااللتواء بالمقارنة مع المبنى الموضح في الشـكل ( المبنـى الصـالبة إكساب إلىالمبنى، يؤدي أطرافذلك الن وضع جدران القص في والمقدرة الالزمتين لمقاومة عزوم االلتواء. 20 d أ. تماثل في توزيع األعمدة و الجدران المسلحة أو الجدران الحاملة ماثل وكثيفتوزيع العناصر اإلنشائية الرأسية بشكل مت :)5.2(شكل .COLعمود: .S.Wجدار مسلح: S.W. M.C ●مركز الكتلة : R.C Ọمركز الصالبة : M.C = R.C V القوى الزلزالیة األفقیة المكافئة تعرض المبنى لحركة اهتزازية oe=0تطابق مركز الصالبة مع مركز الكتلة -ب Vالقوى الزلزالية االفقية تأثير انتقالية تحت 21 ): توزيع جدران القص في مسقط المبنى6.2شكل ( الدارجة محلياً. المبانيجدران القص وأنماط • ندسين في فلسطين وفي الدول العربية، اهتماماً كافياً بشكل عام، ال يعطي العديد من المه لتحقيق التماثل في توزيع جدران القص أثناء تصميمهم للمباني، وقد ال يعرف الـبعض منهم تأثير ذلك في السلوك الزلزالي للمباني، فقد أظهرت الدراسـات واالسـتطالعات حلياً، وجود ضعف واضح لدى الميدانية، التي أجراها المؤلف ألنماط المباني الدارجة م العديد من المهندسين في موضوع توزيع جدران القص وتشـكيلها وتصـميمها، وقـد انعكس ذلك بوضوح على أنماط المباني الدارجة. تركيز جدران القص في األطراف -ب تركيز جدران القص في الوسط -أ 22 23 الفصل الثالث السلوك الزلزالي للمباني غير المنتظمة Seismic Performance of Irregular Buildings مقدمة 1.3 غير وأخرىتُقسم المنشآت، استناداً للكودات وللمعايير الزلزالية، إلى: منشآت منتظمة، استناداً إلى منتظمة، وتقسم المنشآت غير المنتظمة، بدورها، إلى فئات وأنواع، وذلك المنشأ، وبشكل خاص ارتفاعه، وأبعادالمنشأ، ومقدار عدم االنتظام ونوعه، أهمية وللتعامل مع الحاالت المختلفة للتشكيل المعماري واإلنشائي للمباني غير المنتظمة يجب التركيز واالهتمام على ما يلي: تعريف الحالة، - لزالزل،آلية تأثرها با - أثر المتطلبات المعمارية والوظيفية على التشكيل المعماري واإلنشائي، - السلوك الزلزالي المتوقع، وذلك من خالل أخذ العبر من االنهيـارات واألضـرار - التي أحدثتها الزالزل، سواء تلك التي حصلت في نفس المنطقة، أو التي حصـلت في دولة أخرى، الحلول المقترحة لتحسين السلوك الزلزالي. - Plan Configuration هيئة المسقط األفقي 2.3 يتأثر السلوك الزلزالي للمنشآت، بشكل واضح، بهيئة المساقط األفقية لهـذه المنشـآت، ويشمل ذلك التماثل (االنتظام) في الشكل، وفي توزيع العناصـر اإلنشـائية الرأسـية، ص حاالت عدم التماثل األفقي في الشكل والصالبات، بما يلي:ويمكن تلخي 24 المباني ذات األشكال الهندسية المركبة أو المعقدة 1.2.3 ]و Lوهي عبارة عن المباني التي تتكون مساقطها األفقية من أشكال مركبـة، مثـل: هندسين ، أو التي تتألف من تركيب هذه األشكال. ويلجأ الكثير من المHو +و Xو Yو الستخدام هذا النوع من أشكال المباني، وذلك لما توفره هذه األشكال من حلول معمارية ووظيفية، علماً أن هناك عدداً من المهندسين المعماريين واإلنشـائيين يجهـل طبيعـة سلوكها الزلزالي، والحلول اإلنشائية الالزمة ألجراء التأهيل الزلزالي لهذا النـوع مـن المباني. موماً يمكن تلخيص ما قد ينشأ عن هذا النوع مـن المبـاني ( األشـكال المركبـة وع المذكورة أعاله) في حالة تعرضها للقوى الزلزالية، بما يلي: حدوث اختالف في توزيع الصالبات، وهذا يعني حصول اختالف في حركات - هـذه أجزاء المبنى، وهذا بدوره سيؤدي إلى تركيز االجهادات في منطقة التقاء ).1.3األجزاء ( انظر الشكل حصول التواء، وذلك بسبب عدم تطابق (انحراف) مركزي الكتلة والصـالبة، - وذلك بالنسبة لجميع االتجاهات المحتملة للقوى الزلزالية. أنمـاط وعموماً يعتمد حجم المشاكل التي قد تحدث من جراء استخدام هذا النـوع مـن ـ المباني وجديتها على ما يلي: كت ، والنظـام اإلنشـائي، وطـول األجنحـة ىلة المبن (األجزاء)، والعالقة بين أبعاد هذه األجنحة. * شواهد زلزالية و سان 1964 اأظهرت الوقائع الزلزالية، التي حصلت في كثير من دول العالم ( أالسك اليابـان -كـوبي و 1994ونثردج 1990والفلبين 1985والمكسيك 1971فرناندوا ، وبـام فـي 2003والجزائر 2001والهند 1999وكولوميبا 1999كيا وتر 1995 ، وغيرها)، أن استخدام هذا النوع من أشكال المباني قد أدى في الغالب إلى 2003ايران ).2.3 الشكلحصول انهيارات جزئية وأحياناً كلية عند تعرضها لقوى زلزالية ( انظر 25 المباني ذات األشكال الهندسية المركبة أو المعقدة): 1.3الشكل( 26 ): مباني أشكال مساقطها الجانبية غير منتظمة/غير متماثلة2.3( شكل Earthquake Engineering Research Institute- EERI)(تقارير المعهد 1995اليابان -زلزال كوبي 1990زلزال الفلبين 27 شواهد من أنماط المباني الدارجة محلياً. • تخدم هذا النوع من المباني ( األشكال المركبة المذكورة أعاله) بشكل واسـع فـي يس فلسطين والدول العربية، ويتركز اسـتخدام هـذه األشـكال فـي مبـاني المـدارس، ). ويشار إلى 4.3و 3.3والمستشفيات، والفنادق، وبعض المباني العامة ( انظر األشكال أجزاء هذا النوع من المباني، تستخدم كفواصل أن الفواصل، التي تستخدم أحيانا لفصل تمدد في الغالب، أو كفواصل هبوط، وغالباً ما توضـع بعيـدة عـن منـاطق تركيـز االجهادات. الحلول: • يمكن إجراء معالجة أو تأهيل زلزالي للمباني ذات األشكال المركبة، باستخدام عدد من لحل المشكلة: الحلول، وبشكل عام تعتمد هذه الحلول على منهجين فصل المبنى وتجزئته إلى أجزاء وأشكال منتظمة بسيطة. - ، وذلك من خالل إضافة عناصر إنشائية أجزائهربط المبنى بشكل قوي عند التقاء - مقاومة لـلـقوى القاصة الزلزالية. ائية وفي كلتا الحالتين يجب العمل ألقصى حد ممكن لتوفير التفاصيل المعمارية واإلنش الالزمة، وكذلك عدم تعارض هذه الحلول مع الوظيفة أو الهدف الذي أنشئ من أجله المبنى، واستناداً للمراجع العلمية ذات العالقة، يمكن تلخيص الحلول الهندسية التي تستخدم عادة في معالجة المباني ذات األشكال المركبة وتأهيلها زلزالياً، كما هو موضح ).5.3في الشكل ( Nonparallel Structural Systems األنظمة اإلنشائية غير المتوازية 2.2.3 في حالة عدم تحقيق التماثل والمحورية في توزيع العناصر اإلنشائية الرأسية ( عـدم )، يسـمى Yو Xوضع األعمدة بشكل متماثل وعلى شكل شبكية حول كل من المحور )، 7.3و 6.3غير المتوازي (انظر األشـكال النظام اإلنشائي للمبنى بالنظام اإلنشائي ادة إلى تعرض المبنى لقوى التواءويؤدي استخدام األنظمة اإلنشائية غير المتوازية ع 28 ): من أنماط المباني الدارجة محليا3.3ًشكل ( 29 دارجة محلياً ): مساقط أفقية ألنماط مباني4.3شكل( )Torsional forcesوذلك لعدم تطابق 3.2انظر الشكل ( ،) في حالة حصول زالزل ،( مركزي الكتلة والصالبة في مثل هذا النوع من األنظمة اإلنشائية، ويظهر اثر االلتـواء بشكل واضح، إذا رافق هذا النوع من األنظمة اإلنشائية عدم تماثل فـي شـكل مسـقط ).8.3الحال في المبنى الموضح في الشكل (المبنى، كما هو 30 استخدام الفواصل الزلزالية لتحقيق التماثل في هيئة المبنى الرأسية ): بعض الحلول الهندسية للمباني ذات األشكال المركبة5.3شكل( 31 عدم تحقيق التماثل في توزيع جدران القص): 7.3شكل ( .COLعمود: .S.Wجدار مسلح: ألعمدة و الجسور بشكل عشوائي في المسقط األفقي للمبنىتوزيع ا) : 6.3شكل( COL. S.W. COL. S.W. Bجسر: .COLعمود: .S.Wجدار مسلح: B. B. 32 ) : انحراف مركز الصالبة عن مركز الكتلة بسبب عدم التماثل في توزيع 8.3شكل( العناصر اإلنشائية الرأسية يشار إلى انه بسبب المتطلبات المعمارية والوظيفية للمباني المقترح إقامتها في منطقـة مثلثـة األرضكأن تكون قطعة انا بسبب شكل قطعة األرض،تقاطع طريقين، أو أحي ، يلجأ بعض المهندسين إلى توزيع العناصر اإلنشائية الرأسـية، بشـكل غيـر الشكل والجسور)، علمـاً أن العديـد مـن لألعمدةمحوري، وغير متوازٍ (توزيع عشوائي م الزلزالـي لهـذه ممن استخدموا هذه األنظمة اإلنشائية، لم يهتموا بالتصمي نالمهندسي المباني، واقتصر توزيع األعمدة وتصميمها على استيعاب األحمال الرأسـية الناتجـة عن األحمال الميتة والحية. شواهد زلزالية: • أظهرت األحداث والوقائع الزلزالية، أن المباني، ذات األنظمة اإلنشائية غير المتوازية، 1985زالزل، ففي زلزال المكسـيك عـام لها قابلية إصابة عالية في حالة تعرضها لل 33 لتشوهات وأضرار كبيرة، وتم هدمه بعد )ب -9.3تعرض المبنى الموضح في الشكل ( الزلزال لتعذر معالجة هذه األضرار. ومن الجدير بالذكر أن المباني التي تتأثر بمواقـع رع )، تكون في الغالب في مناطق حساسة ومطلة على شـوا 9.3تقاطع الطرق (الشكل رئيسية، وبالتالي تعرض هذه المباني لالنهيار سيؤدي إلى حصـول إعاقـة وإغـالق لطوارئ فـي ل ستجابةاالللطرق المحيطة بالمبنى، وسينعكس ذلك على عمليات اإلنقاذ و المناطق المحيطة بهذه المباني. زلزال ، تشوه المبنى -ب (Wedge shaped plan) مسقط مبنى على شكل إسفين -أ 1985 المكسيك ): مسقط مبنى على شكل إسفين وعناصره اإلنشائية غير متوازية9.3شكل ( A. 2001) (Christopher 34 رجة محلياً:األنظمة اإلنشائية غير المتوازية وأنماط المباني الدا • يالحظ بكل سهولة، أن العديـد مـن هـذه المباني الدارجة محلياً، أنماطباالطالع على ينتهي أنالمباني تحتوي على أنظمة إنشائية غير متوازية، ففي كثير من الحاالت، وبعد المهندس المعماري من تحقيق المتطلبات المعمارية (الوظيفيـة والجماليـة الـخ) فـي األعمـدة الرأسـية ( اإلنشـائية في وضع العناصر اإلنشائيدأ المهندس المخططات، يب )، وفي حاالت كثيرة، ال يتم تحقيـق فكـرة أو متطلـب الشـبكية اإلنشائيةوالجدران عدم التمكن من توزيع هذه العناصـر علـى شـكل بسببالرأسية، اإلنشائيةللعناصر يجة لذلك، تكون الجسـور تية، وكنمحاور متوازية، وبالتالي يتم توزيعها بطريقة عشوائ الجدران موزعة بطريقة غير متوازية. ويجـب أو األعمدة(الكمرات) الواصلة بين هذه إال بتحقيق التوازي الزلزاليال يفهم، مما ذكر أعاله، انه ال يمكن الوصول للتصميم أن نتظـام %، فوجود نسبة بسيطة من عدم التوازي واال100واالنتظام بشكل كامل وبنسبة للمبنـى (Seismic Vulnerability)الزلزاليـة اإلصـابة ارتفاع قابلية إلىال تؤدي يعالج ما قـد أنفي هذه الحالة وبقليل من الجهد اإلنشائيبشكل كبير، ويمكن للمهندس معمارية ووظيفيـة تحقيـق الحـد وألسبابينتج عن ذلك من جوانب سلبية. وإذا تعذر ، فيمكن لإلنشائي، في هذه الحالـة، تصـميم اإلنشائيةالعناصر المطلوب لتوازي األدنى المبنى باستخدام الطرق المتقدمة، كاستخدام طرق التصميم الديناميكية، ونمذجة المبنـى فراغيا (ومما ال شك فيه يتطلب استخدام هذا النوع مـن التصـميم خبـرة ومهـارة إلى مقاومة جميع القوى الزلزالية، ومستوى علمي عاليين)، أو أحيانا قد يلجأ اإلنشائي من خالل وضع جدران قص في محيط المبنى، وبشكل خاص في زوايا المبنى. الحلول: • وبرنامج )UBC )Uniform Buildings Codeاظهر الكود 1988ابتداء من العام NEHRP )National Earthquake Hazard Reduction Program( ًاهتمامـا شكلة المباني ذات األنظمة اإلنشائية غير المتوازية، حيث تـم وضـع واضحاً لمعالجة م متطلبات خاصة لتصميم هذا النوع من المبـاني، وتـتلخص فكـرة هـذه المتطلبـات والضوابط في عملية تقليل أثر االلتواء، وذلك من خالل تحسين عمل الهياكل اإلنشـائية التي يمكن استخدامها فـي مثـل هـذه التي ستقاوم القوى الزلزالية، ومن أهم الحلول، 35 الحاالت، وضع جدران قص على أطراف المبنى، بحيث تعمل هـذه الجـدران علـى إكساب المبنى صالبة عالية لمقاومة قوى االلتواء. الخارجي للمبنى وصالبته االختالف في مقاومة المحيط 3.2.3 Variations in Perimeter Strength and Stiffness يؤدي تركيز العناصر اإلنشائية الرأسية عالية الصالبة " كجدران القـص" فـي بعـض )، إلى تعرض المبنى لعـزوم 10.3و 8.3و 7.3 األشكالأطراف أو محيط المبنى (انظر التواء كبيرة جداً، وذلك بسبب ما تحدثه هذه الجدران مـن انحرافـات مركزيـة كبيـرة ى عن مركز صالبته"، وهذا بدوره سيؤدي إلى تعرض المبنـى "انحراف مركز كتلة المبن لقوى زلزالية إضافية. ): تركيز العناصر اإلنشائية الرأسية عالية الصالبة " كجدران القص" في 10.3شكل ( .أو محيط المبنى بعض أطراف ـ ى بصـالبة وتكمن أهمية تحقيق التماثل في صالبة الجدران الخارجية في تزويد المبن ) للجدار، Kt، وذلك الن قيمة معامل الصالبة الدوراني ( االلتواءعالية لمقاومة عزوم تتناسب تناسباً طردياً مع مربع المسافة بين مركز صالبة الجدار ومركز صالبة المبنى، 36 ولمزيد من التفاصيل حول أثر توزيع الجدران في صالبة المنشـآت، انظـر الفصـل )، فمـثالً 2006الـزالزل (الـدبيك أفعالصميم المنشاَت لمقاومة السادس في كتاب ت )، تُحدث القوى الزلزالية تشوهات التوائيـة 11.3بالنسبة للمباني الموضحة في الشكل( )Torsional deflection مقدارها (ê و×عندما يكون ذراع القـوى ،ê4 عنـدما ر بوضوح أهمية إعطاء ، وهذا يفس3×في حالة كان الذراع ê9و ،2×يكون الذراع األولوية لتماثل صالبة جدران المحيط الخارجي للمبنى. أثر المتطلبات المعمارية والوظيفية في االختالف في مقاومة وصالبة المحيط • للمبنى: الخارجي يتأثر التصميم المعماري للمنشآت بعدد من العوامل، أهمها: المتطلبات المعمارية والوظيفية. - مساحة قطعة األرض وشكلها وأبعادها. - موقع المبنى وعالقته بالمباني المجاورة أو المتالصقة. - وقد تؤدي هذه العوامل أحياناً إلى حلول معمارية مقيدة، وقد تُسهم محدودية معرفة لحد األدنى للتصميم الزلزالي للمباني، في إخراج حلول المعماري واإلنشائي بمتطلبات ا االلتواءو التشوه الذي يحدثه عزم االنحرافالعالقة بين ذراع ) :11.3( شكل 37 : مسقط أفقي لمبنى جدرانه الخارجية نصفها يتكون من الطوب أو )12.3شكل( .خر من الزجاجوالنصف اآل الخرسانة، وإهمالمعمارية يسيطر عليها بالدرجة األولى المتطلب الوظيفي والتفاصيل المعمارية، جزئياً. أوالمتطلبات الزلزالية كلياً ) في منطقة تجارية، وعمالً بقوانين 12.3يقع المبنى الموضح في الشكل ( ):1.3مثال ( لمحلي، وبسبب محدودية مساحة األرض، يتم تصميم هذا النوع مـن المبـاني التنظيم ا بلصق جدران المبنى مع جدران المباني المجاورة، وفي كثير من الحاالت يترك فاصل سم بين جدران هذه المباني ، وبسبب إغالق ضلعين أو واجهتين من 2 زيتجاوبسيط ال اجهات المتبقية بهـدف تـوفير اإلضـاءة واجهات المبنى، يعمل المعماري على فتح الو البنـاء أنماطالالزمة، وذلك على اعتبار أن المبنى سيعمل كمبنى تجاري، واستناداً إلى الدارجة محلياً، يتم إغالق الجدران المتالصقة مع المباني المحاورة، من خالل اسـتخدام الجدران الخرسانية، وأحياناً باستخدام جدران الطوب. أو جدران من الخرسانة الطوب جدران من الخرسانة أو الطوب مبنى مجاور مبنى مجاور جدران زجاجیة جدران زجاجیة جدران من الخرسانة أو الطوب 38 شواهد زلزالية: • أظهرت األحداث الزلزالية أن المباني التي تعرضت لعزوم التواء بسـبب االنحـراف األمثلةالكبير بين مركزي الكتلة والصالبة، تعرضت النهيارات وأضرار كبيرة، ومن لمسـلحة على ذلك، تركيز الصالبة في أحد زوايا المبنى، كأن يتم وضـع الجـدران ا الخاصة ببيت الدرج والمصاعد في أحد زوايا المبنى، كما هو موضـح فـي الشـكل األخرىالواجهات وإبقاء)، أو كنتيجة لتركيز الجدران في واجهتين متعامدتين، 10.3( )، أو ألسـباب وظيفيـة 12.3بدون جدران خرسانية، كما هو موضح فـي الشـكل ( ).13.3ومعمارية، كما هو موضح في الشكل ( أنماط مباني دارجة محلياً: • حاول بعض المعماريين في فلسطين، وفي بعض الدول العربية، منذ أكثر من ربع قرن، تطوير العناصر الجمالية في المباني، وذلك من خالل تشكيل كتل وعناصر يحتاج للطالء جمالية من الحجر الطبيعي باعتباره مادة محلية الصنع، وله ديمومة، وال ) : مسقط أفقي لمبنى جدرانه الخارجية نصفها يتكون من الحجر13.3شكل( لزجاجالنصف األخر من او ،الخرسانةو 39 وللصيانة الدورية، باإلضافة لتوافق استخدام الحجر، كعنصر جمالي في البناء مع المعمارية التقليدية والتاريخية، لكن هذا التطور في االستخدام لم يرافقه التزام األنماط العديد من المهندسين، أو المقاولين في تأمين الربط المناسب لقطع الحجر مع الخرسانة في الفصل الخامس)، وخالل السنوات الماضية بدأ بعض المعماريين 3.5ر البند (انظ الحجرية، والتشكيالت أو –في الجمع بين التشكيالت والعناصر الجمالية التقليدية )، ومما ال شك فيه أن هذا 14.3التصاميم الحديثة، كالجدران الزجاجية (انظر الشكل الية يعتبر مطلوباً، ومن حيث المبدأ ال يوجد ما يمنع التطور في استخدام العناصر الجم من استخدام هذه األنماط الجديدة من الناحية اإلنشائية، إال أنه، وفي حاالت كثيرة، تم التركيز على العناصر الجمالية والحلول المعمارية، بدون األخذ بعين االعتبار لزالي لهذه المباني، فتركيز الالزمة لضبط السلوك الز اإلنشائيةلموضوع المتطلبات الجدران الحجرية الخرسانية، أو جدران القص في بعض أجزاء الجدران الخارجية، وإبقاء المناطق والجدران األخرى فارغة من الجدران الصلبة أو جدران القص، قد يؤدي لتطوير عزوم التواء كبيرة، فهذا النمط في توزيع الجدران، يعمل على تركيز بعادها عن مركز وبالتالي إزاحة مركز الكتلة أو إ المبنى، أطرافي أحد الصالبة ف الصالبة، بمعنى آخر، المساهمة في زيادة االنحراف المركزي للمبنى (انظر الشكل والتصميم الزلزالي، معالجة هذا النوع من اإلنشائية)، ومع ذلك يمكن من الناحية 3.2 عمارية والوظيفية للمبنى.المشاكل مع المحافظة على المتطلبات الم فإذا كان هدف المهندس المعماري وضع لمسات جمالية معمارية على المبنى، وذلك من خالل المزج، أو الجمع بين الجدران الحجرية والزجاجية، فيفضل في هذه الحالة إعطاء نظر الشـكل أو جدران القص في زوايا المبنى (ااألولوية لتركيز الجدران الخرسانية، تكون أكثر عرضـة وبشكل خاص، منطقة الزوايا )، وذلك ألن أطراف المبنى، 14.3 للتشوهات واالجهادات. أما إذا رغب المهندس المعماري في مزج العناصـر الجماليـة الخرسانية مع الزجاجية في نفس الواجهة، فيفضل في هـذه الحالـة توحيـد -الحجرية وابق مع االلتزام بالتماثل في توزيع هذه المساحات المخصصة لكل منهما في جميع الط رغب المعماري في عدم توحيد مقدار هذه المساحات بين إذاالمساحات الجمالية، ولكن طوابق المبنى، أي أن تختلف المساحات المخصصة لكل من واجهات الحجر والزجـاج 40 من طابق إلى آخر، ففي هذه الحالة، يجب العمـل علـى زيـادة مسـاحة الواجهـات الحجرية في األجزاء السفلية، وأن تزداد مساحة الواجهات الزجاجية بشكل -لخرسانية ا األعلى، مع ضرورة مراعاة تحقيق التماثـل فـي واجهـات إلىتدريجي كلما صعدنا )، وهذا بدوره سيسهم، بشـكل كبيـر، فـي 14.3الطابق الواحد ما أمكن (أنظر الشكل الزمة وبأقل التكاليف. ومع ذلك يجب التذكير، إلـى الزلزالية ال اإلنشائيةتوفير الحلول أن تعالج أي مشكلة مهما كانت، وبغـض اإلنشائيةأنه من الناحية العلمية، يمكن للحلول النظر عن كيفية توزيع العناصر الجمالية، ولكن يبقى هناك مستوى معين من المخاطر، تطلبات البسيطة المذكورة أعـاله، فالمشكلة الرئيسية تكمن في أنه من ال يلتزم بتوفير الم يفكر أن، فكيف له اإلنشائيةيجهل، أو ال يلتزم، في األصل، بالتصميم الزلزالي وحلوله في حل مشكلة السلوك الزلزالي من خالل الطرق المتقدمة. ونؤكد مـرة أخـرى أنـه، جـب أن ال يمكن من الناحية الهندسية تحقيق المتطلبات الجمالية والزلزالية للمباني، وي يفهم أن فلسفة التصميم الزلزالي للمباني، تتنافى مع المتطلبـات المعماريـة، الجماليـة والوظيفية. : مبنى تتكون جدرانه (الواجهات) الخارجية "الشمالية والغربية" من الحجـر )2.3مثال ( و )، صمم الحلول اإلنشائية الالزمـة إللغـاء أ 13.3و 12.3والخرسانة (انظر األشكال التخفيف من قيمة االنحراف المركزي (المسافة بين مركز كتلة المبنى ومركز صالبته) الذي أحدثته هذه الجدران؟ الحل: • تتركز الحلول الخاصة بمعالجة هذا النوع من المشاكل في الحد من إمكانية تعرض توحة المبنى لاللتواء، وهذا يتم عادة من خالل تزويد أضالع المبنى الخارجية المف بعناصر ربط وتكتيف من الخرسانة المسلحة أو/ والمقاطع المعدنية، وذلك بما ال يؤثر الموضحة اإلنشائيةبشكل كبير في المتطلبات الوظيفية والجمالية، انظر بعض الحلول ).15.3في الشكل( 41 جية حجرية وزجاجيةأ): استخدام واجهات خار -14.3شكل ( 42 ب): استخدام واجهات خارجية حجرية وزجاجية. -14.3شكل ( 43 عناصر ربط وتكتيف من الخرسانة المسلحة ) أ ب) عناصر ربط وتكتيف معدنية ): تزويد المبنى بعناصر ربط وتكثيف15.3شكل ( 44 45 الفصل الرابع للمباني ةالرأسي الهيئة Vertical Configuration of Buildings مقدمة 1.4 اسـتخدام الـى ،لتحقيق المتطلبات المعمارية والوظيفية للمباني ،يلجأ بعض المعماريين التي ال تحقق االنتظام والتماثل في المسـتويين المعمارية تشكيالتالعديد من األنماط وال ـ ،دورهاي لهذه المباني، وبوالرأس األفقي نى اتعتبر الهيئـة أو التشـكيل الرأسـي للمب )Vertical Configuration of Buildings (، في التي تتحكم أحد العوامل الرئيسية ،المساقط الرأسية شكالدم تحقيق التماثل التقريبي في ألمباني، فعلهذه االسلوك الزلزالي ،بشكل كبيـر ،همتُس ،خرالعناصر اإلنشائية من طابق آل بةواالختالفات الكبيرة في صال في تطوير إجهادات وتشوهات في مناطق التغيير المفاجئ لكل من األشكال والصالبات و بين الطوابـق ، أفي اقسام الطابق الواحديؤدي التغيير الكبير في توزيع الكتل تنويه:( ظهرته الوقائع واألحداث الزلزالية، تطوير إجهادات وتشوهات)، وهذا ما أالمتكررة الى وعموماً يمكن تصنيف أهم حاالت عدم االنتظام الرأسي للمباني بما يلي: Vertical irregularity عدم االنتظام الرأسي في شكل المبنى 2.4 فـي إلى حصول تغيرات مفاجئـة تماثل في شكل المساقط الرأسية للمبنىالعدم يؤدي جهادات والتشوهات السيؤدي إلى تركيز ا ،بدوره ،ا، وهذوصالبتها مقاومة هذه المباني )، 1.4في المنطقة (أو المستوى) التي حصل فيها التغيير أو عدم االسـتمرارية (شـكل عتمد مدى خطورة استخدام هذه األنماط أو الهيئات من المباني علـى مقـدار عموماً تو باإلضافة إلى ،)1.4شار إليها في الشكل (االختالف أو النسبة بين قيم أبعاد األجزاء الم بمعنى آخر كلما اقتربنا من تحقيـق والعالقة بين أبعاد الجزء الواحد من هذه األجزاء، التماثل يتعزز السلوك الزلزالي للمبنى. 46 أظهرت المراجع العلمية والكودات العالمية أن مشكلة عدم االنتظام والتماثل في الهيئـة تمثل مشكلة جدية في تحقيق السلوك الزلزالي الفعـال للمبـاني، لـذلك ،الرأسية للمبنى Nationalبعض البرامج والكودات الزلزاليـة ومنهـا ( لكانت هناك محاوالت من قب Earthquake Hazard Reduction Program-NEHRP 1997, Structural Engineering Association of California-SEAOC 1990 لوضع توصـيات ( )، 2.1دى خطورتها (انظـر الشـكل ضوابط تتعلق بتصنيف حاالت عدم االنتظام ومو )، Setbackكلمـة تراجـع ( ،بشكل واسع ،المراجع العلمية يشار إلى انه يستخدم فيو وذلك كتعبير لحاالت عدم تحقيق التماثل في الشكل رأسياً. رأسية): عدم التماثل في هيئة المبنى ال1.4شكل ( UBC (Uniform Buildingمة التي أوجدها الكود المتناسـق ومن التوصيات المه Code) ،) إمكانية استخدام الطرق االستاتيكية المكافئةELF على مرحلتين (المرحلـة ( ك بشرط أن تكون صـالبة الجـزء االولى للجزء العلوي، والثانية للجزء السفلي)، وذل من صالبة الجزء العلوي، أي اعتبار الجـزء السـفلي مـن للمبنى اكبر بكثير السفلي 47 كأنه قاعدة للجزء العلوي، مع مراعاة االلتزام بالضوابط والتفاصـيل اإلنشـائية المبنى الالزمة لتحقيق ذلك. وجود انهيارات بسبب عدم االنتظام (أو ظهرت األحداث الزلزاليةأ ،وكشواهد زلزالية ). وبنظرة سريعة إلى 2.4الرأسية للمبنى (انظر الشكل عدم االستمرارية) في الهيئة اًاستخدامهناك أن يتضح ،)3.4بعض أنماط المباني الدارجة محلياً، انظر الشكل ( بشكل هذا النمط من البناء وقد بدأ يظهر ،لعدم التماثل في الهيئة الرأسية للمبانى اًواسع هم في زيادة أسلماضي، ومما فت للنظر في السنوات العشر األخيرة من القرن اال وخصوصاً في للمباني ةممكن ةرأسي ةمحاولة المهندس توفير أكبر توسع ،استخدامه ةهذا التوسع تلو تمو، وذلك حتى أ)-3.4االراضي الجبلية المنحدرة (انظر الشكل تسمح بزيادة على أجزاء من مساحة المبنى، فقوانين البناء المحلي نهيار المبنى): ا2.4شكل ( التراجع في الطوابق بسبب Setback 1995زلزال كوبي، اليابان )EERIتقارير المعهد ( 48 عدد الطوابق المنصوص عليها بقوانين التنظيم، وتشترط أن يتم ذلك من خالل إجـراء تراجع تدريجي في الطوابق اإلضافية. من المبنى والمعمول بها في المراجـع استناداً لضوابط التراجع في أجزاء ):1.4مثـال ( ب)، أقـل -3.4العالمية، يعتبر التراجع لطابق واحد "مثل طابق الروف (انظر الشـكل 4.4ج) و( -3.4خطورة من التراجع غير التدريجي وألكثر من طابق، انظر االشـكال ( ، ج)، ولتوضيح العالقة بين مستوى الخطورة ونوع ومقـدار التراجـع – 4.4ب) و( – ). 4.4أنظر الشكل ( ) ألسباب معمارية أو وظيفية، وإذا كان مقدار هـذا setbackواذا تعذر تجنب التراجع ( ج)، ففي هذه الحالـة يصـبح مـن – 4.4التراجع كبيراً كما هو موضح في الشكل ( حد طرق التحليل اإلنشـائي المتقدمـة، ل هذا النوع من المباني استخدام أالضروري لمث )، يجب ELFالديناميكي، لذلك عند استخدام طرق التحليل االستاتيكي المكافئة(كالتحليل مراعاة االلتزام بالضوابط الخاصة باستخدام هذه الطرق، وخصوصـاً تلـك المتعلقـة بمقدار النسب بين أبعاد أشكال أجزاء المبنى، وكذلك بين نسبة صالبة هـذه األجـزاء، أبعاد المبنى كون وفي حالةالتراجع في المباني، ومن الجدير بالذكر أنه لمعالجة مشكلة ، )5.4(انظـر الشـكل ستخدام الفواصل الزلزالية عطى دائماً األفضلية التسمح بذلك،ُ ت جزاء، ويعامل كل جزء على انه مبنى منتظم ومنفصـل وبالتالي يتم تقسيم المبنى إلى أ عن الجزء االخر. المتتالية، إلى حصول رخاوة وضعف في يؤدي حصول تغير كبير في صالبة الطوابق الطابق أو الطوابق التي حصل فيها اختزال في الصالبة بالمقارنة مع الطوابق األخرى الـمـوجـودة في المبنى، وعموماً يمكن أن تحصل ظاهرة الطابق الرخـو فـي أي طابق، سواء كان ذلك في الطابق األرضي أو الطوابق الوسطية (المتكـررة)، ولكـن تعتبر األكثر انتشاراً. أو في الطوابق السفلية، ،ل الرخاوة في الطابق األرضيحصو 49 تراجع تدريجي في احد ) أ جـدران المبنـى أربع أوتراجع في ثالث -ب جدران (طابق الروف) تراجع ألكثر من طابق وغير -ج تدريجي المباني الدارجة محلياً (المؤلف)وأنماط لطابقيا): التراجع 3.4شكل ( 50 :أشكال التراجع في الهيئات الرأسية وعالقتها بمستوى الخطورة)4.4شكل ( بفصل المبنىاالنتظام ب) تحقيق طابقي) المبنى (تراجععدم انتظام رأسي في شكل ا) إلى جزئين مين االستمرارية بين كيفية تأ ج) األول والثاني الجزء المشاكل اإلنشائية التي قد تحدث استخدام الفواصل الزلزالية لمعالجة ):5.4شكل ( بسبب التراجع سيء - ب األسوأ -ج حالة مثالية -أ 51 Soft and Weak Stories ةوالضعيف ةابق الرخوووجود الط 3.4 فـي الشـكل الموضحة يمكن تفسير آلية حصول االنهيار بسبب ظاهرة الطابق الرخو ضـي، كـأن في الطابق األر ةكبير )وضعف(أي حالة وجود رخاوة ما يلي: فك ،)6.4( الطابق االرضي يتكون بالمقارنة مع الطوابق االخرى ( اًالطابق األرضي مفتوحيكون عمدة وجدران)، مما يؤدي أاالخرى تتكون من ، والطوابقجدران بدونمن أعمدة فقط لتغيـر هـذا ا بالتالي يؤدي ، والمقاومةالصالبة وعدم استمراية في تغير وحصول الى ) كبيرة جداً في الطابق Lateral Deflectionsإلى حصول انحرافات جانبية ( المفاجئ طابق األرضي والطابق الذي في مناطق اتصال ال جهاداتالي تركيز اإلاألرضي، وبالت خـر جميـع طوابقـه ، وآوإلجراء مقارنة بين سلوك مبنى فيه طابق رخـو يـلـيه. وجود ففي حالة التماثل أو )،6.4انظر الشكل ( ،اً في المقاومة والصالبةمتجانسة تقريب في المقاومة والصالبة يحصل التشوه (االنحراف الجانبي) في جميـع فروقات صغيرة ، في حـين ∆قيمة التشوه الكلي أي أن جميع طوابق المبنى تشارك فيطوابق المبنى، ، األخـرى صالبة الطوابق بالمقارنة معإذا كانت صالبة الطابق األرضي صغيرة جداً الكبيرة إلى تركيز اإلجهادات في مناطق التقـاء الطـابق )Flexibilityتؤدي ليونته ( في منطقة واحدة، أي ∆وبالتالي حصول التشوه الجانبي للمبنى األرضي والذي يليه، ب) جميع الطوابق تتكون من الطابق األرضي يتكون من أعمدة فقط في حينأ) أعمدة وجدران تتكون الطوابق األخرى من أعمدة وجدران في المباني رخوير وجود طابق أثآلية ت ):6.4شكل ( 52 تقريباً، وهذه القيمة بال شك تزيد ∆سيخضع لتشوه مقداره أن الطابق األرضي وحده المسموح به لطابق واحد، مما يؤدي إلى حصول انهيارات في ه بكثير على قيمة التشو المناطق التي تتركز فيها االجهادات، وبالتالي انهيار الطابق الرخو. شواهد زلزالية: • ، وأهمهـا ذات العالقة طالع على التقارير المختلفة الصادرة عن المؤسسات العلميةباال يالحـظ أن ،لزلـزال التعـرض ل بعد ضراروتقييم اال ،ةالميداني اتتقارير االستطالع عتبر في كثيـر منهـا ا نهود في جميع هذه التقارير، بل إموضوع الطابق الرخو موج واألرواح، ومن األمثلة على الـزالزل ئيسي في زيادة الخسائر في المنشاَتالسبب الر ـ ، )EERI(تقارير المعهد مشكلة حقيقية فيها الطابق الرخو ت ظاهرةالتي شكل زالزل ال Santa Barbara 1925 ،1967 Caracas ،Sanفـي كـل مـن: حصـلت التي Fernando 1971 ،Tangshan 1976 ،El-Centro 1979 ،Mexico 1985 ، Kubi 1995 ،Turkey 1999 ،Taiwan 1999 ،India 2001 ،Alger 2003 ، China 2008، ظـر ومن الصور المؤثرة لالنهيارات التي أحدثتها الطوابق الرخوة ان ).8.4) و(7.4(األشكال أنماط المباني الدارجة في فلسطين والطوابق الرخوة: • تؤدي المتطلبات المعمارية والوظيفية للمباني أحياناً إلى حصول ظاهرة الطابق أو نماط أسباب تشكيل ظاهرة الطابق الرخو في أ اهم الطوابق الرخوة، ويمكن أجمال بما يلي: ير من دول العالم، كث وفيالمباني الدارجة في فلسطين، أو اكثر من األعمدة فقط (طابق أوطوابق مفتوحة بين ،وجود طابقفي حالة - أ ). يشار إلى 9.4شكل الوداخلية (انظر /بدون جدران خارجية او، واألعمدة) ات يخالل التسعينكبير أنه بدأ استخدام هذا النمط من المباني في فلسطين بشكل يعود سبب ذلك بحسب رأي بعض المهندسين إلى توفير القرن الماضي، و من وفقاً لقوانين وانظمة البناء المعمول ، وذلكمواقف للسيارات في هذه الطوابق مبنى التكتيف أو الصالبة بها، ولم يرافق ذلك النمط حلول إنشائية إلكساب ال الالزمة. 53 2001د الهنزلزال 1991زلزال كوستاريكا 1994زلزال نوثردج 1995بان ازلزال الي 1999 تركيازلزال الطابق في تشكيل الطابق الرخوظاهرت المباني بسبب في انهيارات ):7.4شكل ( )EERIاالرضي(تقارير المعهد 1999زلزال كولومبيا 54 )EERI(تقارير المعهد الرخو في الطوابق الوسطية ق): تشكيل الطاب8.4شكل ( 1995زلزال اليابان 1991زلزال كوستااليكا 1999تركيا زلزال 2001لهند ازلزال 55 أ ب د ج هـ و محلياً (المؤلف) نماط المباني الدارجةأو الضعيف وأالطابق الرخو ): 9.4شكل ( ةارض منحدر 56 اهتمام المهندس بتأثير الزالزل على المباني واالكتفاء ومما ال شك فيه أن عدم الرخو او الطابق الضعيف بتصميمها لمقاومة القوى الرأسية، جعل من وجود الطابق وعموماً ال يقتصر وجود ظاهرة الطابق الرخو في الطابق ظاهرة طبيعية. في المباني الوسطية، وخصوصاً في بعض المباني فلية، بل أيضاً في الطوابقأو الطوابق الس في مثل ،)، حيث يكون هدف المصمم10.4الموجودة على المنحدارات الجبلية (شكل هو تأمين مواقف لسيارات أصحاب الشقق الموجودة في المبنى، ،هذه الحاالت ية، وذلك بسبب قد تتشكل ظاهرة طابق الرخو في الطوابق الوسط ،وباالضافة لذلك رغبة المصمم المعماري (أو المالك) إلضافة عناصر جماليه للمبنى، وبناء عليه في كثر من الطوابق أو أ بعض الحاالت تم استخدام واجهات زجاجية كاملة لطابق المتكررة، في حين كانت واجهات الطوابق األخرى من الجدران الخرسانة الحجرية ).11.4(شكل من الجدران الخارجية ياًن يكون الطابق الرخو خالليس بالضرورة أأنه إلىيشار و تشكل والداخلية حتى تتشكل ظاهرة الطابق الرخو، فقد يكون هناك بعض الجدران وي توصي ،نه لتجنب ظاهرة الطوابق الرخوة في المبانيالطابق الرخو، فمن المعروف أ % من قيمة 70 ق السفلي عنلطابالجانبية ل صالبةالقيمة ن ال تقل المواصفات بأ صالبات (جساءات) من متوسط %80أو ان ال تقل عن ،الذي يعلوهصالبة الطابق ن أال يفهم أنيجب كذلك و ).1رقم األدوار الثالثة التي تعلوه (انظر الملحق قيمة البة وتقليلها من طابق الخر، فتقليل الصقيمة المواصفات ال تسمح باختزال ، سفل الى االعلىصعدنا من اال وتدريجي كلمامعقول لطوابق بشكل ة لالجانبيصالبة ال التقيد بنسب االختزال المسموح بها في المواصفات، وهذا ، وذلك بشرط اًمسموح يعتبر النوع من االختزال في الصالبة، ال يؤدي نهائياً إلى تشكيل ظاهرة الطوابق الرخوة المذكورة أعاله. ـ رـبشكل كبي ،ق الرخوـبوتتضاعف خطورة وجود الطا االرض ونـ، في حالـة ك اتـدة متفاوتة االرتفاعـعمي على أـق األرضـالي سيحتوي الطابـدرة، وبالتـحمن .د) -9.4(انظر الشكل 57 المبنى الوسطية، بسبب ): وجود ظاهرة الطابق الرخو في طوابق10.4شكل ( الوظيفية (المؤلف)المتطلبات اً ووجود طابق/ أو طوابق رخوة فيبعض أنماط المباني الدارجة محلي ):11.4(شكل ق الوسطية أو المتكررة (المؤلف)الطواب 58 ارتفاع الطابق األرضي أكبر بكثير من ارتفاع الطوابق األخرى،ن كو في حالة -ب ود وخصوصاً إذا رافق ذلك عدم وج ،حداث رخاوة في هذا الطابقيسهم في إ فإن ذلك يظهر هذا وعادة ،)12.4جدران إنشائية أو غير إنشائية بين أعمدته الداخلية (شكل التي يتطلب عملها وجود ارتفاعات ،في المباني التجارية الكبيرة ،بشكل واضح ،النمط .في الطابق االرضي وفراغات كبيرة ارتفاع أكبر من رضياألارتفاع الطابق طابق رخو بسببتشكيل ): 12.4(شكل (المؤلف) بقية الطوابق من و الجدران الحاملة أ) Shear wallsعدم استمرارية جدران القص (في حالة -ج ).13.4 الطوابق العلوية وصوالً إلى األسـاسـات (شكل في حالة االختالف في استخدامات الطوابق: يؤدي اختالف االستخدام من طابق إلى -د هم في حصول تفـاوت ع جدران القسامات، وهذا بدوره يسالف في تقطيآخر الى االخت وتجـاوز النسـبة ،في صالبة طوابق المبنى، واذا كان هذا التفاوت غيـر مـدروس المسموح بها، فإن ذلك قد يؤدي الى تشكيل ظاهرة الطابق الرخو، أما مقدار هذه 59 ): تشكل ظاهرة الطابق 13.4شكل ( جدران القص بسبب وجود الرخو و الجدران الحاملة في جميع الطوابق أ (المؤلف) األرضيستثناء الطابق با الرخاوة ومستوى خطورتها، فيعتمد بشكل كبير على حجم التفـاوت الذي حصـل في ،كمثال ،وكتوضيح لالختالف في استخدامات الطوابق، نستعرض صالبة هذه الطوابق، اني:االستخدامات التالية الحد المب ق األرضي كمحالت تجارية أو مخازن.استخدام الطاب -1 استخدام الطابق األول والثاني كمقار لشركات كبيرة أو بنوك، فكما هو معروف -2 تعمل الشركات الكبيرة والبنوك على جعل الطابق أو الطوابق التي تستخدمها ن الخارجية في في شكل الجدرا اًريتغيحدث تُمفتوحة بدون جدران داخلية، وأحياناً زالة جزء من الجدران الخرسانية، وذلك بق التي تعمل بها، وقد تعمل على إالطوا على اعتبار أن هذه الجدران محمولة وليست حامله، ولكن وان كانت هذه الجدران ن وجودها في الطابق يزوده بالصالبة الالزمة لمقاومة القوى أ الإ ،محمولة رأسياً لزالية االفقية.الز استخدام بقية طوابق المبنى العلوية كمكاتب صغيرة يتخللها قسامات أو جدران -3 هم الجدران الداخلية الكثيفة في زيادة صالبة سداخلية كثيفة، وفي هذه الحالة تٌ الطوابق الموجودة فيها. 60 وتعرض المبنى لقوى ،كبير في صالبة طوابق المبنى حصول اختالف وفي حالة ، قل صالبةك ظاهرة الطابق الرخو في الطابق أو الطوابق األن ذلينشأ عقد زلزالية، هم في حصول هذا النوع من ومما يس .انهياراتضرار وأذلك إلى حصول وقد يؤدي أن المصمم والمالك في كثير من األحيان ال يعرفون من هو ،الصالبة االختالف في جارها بعد االنتهاء جارية تم استئعديد من المباني التطبيعية عمله، فال وما هي ،المستأجر من مرحلة بناء العظم في المبنى. وما دام التصميم الهندسي الدارج يتعامل خالل عملية خذ بعين االعتبار األحمال الزلزالية، فإن تأثير م مع األحمال الرأسية فقط، وال يأالتصمي اً، علماً أن لهذه الجدران المحمولة (غير اإلنشائية) على صالبة المبنى سيبقى مغيب ، لطوابق عند تعرضها للقوى األفقيةالجانبية ل صالبةالفي تغيير اً واضحاًالجدران تأثير ولمزيد من المعلومات حول السلوك الزلزالي لجدران القسامات غير االنشائية و تأثيرها الفصل الخامس. انظر على صالبة المبنى الجانبية، طابق الرخو:حلول مقترحة لمعالجة مشكلة ال • معالجة مشكلة تشكيل الطابق الرخو في المباني أثناء عملية التصميم مـن خـالل يمكن أو أكثر من الحلول التالية: بواحدااللتزام ة أودران خرسانية عاديـطة جدران (جاسق عدد من الفتحات بين األعمدة بوإغال - مراعاةضرورة مع ،ن الخارجيةللجدرا ،في هذه الحالة ،وتعطى األولوية ،مسلحة) الطابق نفي حالة كو فمثالً)، 14.4الجدران بشكل متماثل (شكل ههذأن يتم توزيع وخروج لدخول يستطيع المصمم أن يضع خطة عندئذ للسيارات موقفسيستخدم ك السيارات مع إمكانية إغالق عدد من الجدران. ةـطارات الخرسانية الصلبة، أي عمل أعمدة وجسور ذات صالبنظام اإل استخدام - والمقاومـة الجانبيـة الصـالبة تـوفر ، بحيث يمكن لهذه اإلطارات أنجداً عالية ).15.4مقارنة مع الطوابق األخرى (شكل بالللطابق الالزمة حيث ،) Systems Steel Bracing ( استخدام أنظمة التربيط والتكتيف الفوالذية - .)16.4 للمصمم اختيار شكل النظام المناسب (شكليمكن 61 معالجة مشكلة الطابق الرخو من خالل وضع جدران قص بطريقة ):14.4شكل ( لبات الوظيفية والمعمارية للمبنى وبما ال يؤثر على المتط ،متماثلة (المؤلف) 62 تزويد الطابق األرضي بإطارات صلبة من الخرسانة ): 15.4شكل ( (المؤلف) المسلحة 63 (المؤلف) تربيط/ وتكتيف الطوابق الرخوة من خالل استخدام اإلطارات المعدن ) أ ب) صور لتربيط/ وتكتيف الطوابق الرخوة من خالل استخدام اإلطارات المعدنية ): تربيط/ وتكتيف الطوابق الرخوة من خالل استخدام اإلطارات المعدنية 16.4شكل ( شكل عاممسقط أفقي ل شكل عام - مبنى فندق في مدینة برشلونة - 64 ) عند مستوى Seismic Isolationاستخدام أحد أنظمة العزل الزلزالي ( - وتستخدم ،لحد ما القواعد، وتصنف هذه الطرق بأنها طرق متقدمة ومكلفة دراسات وتجارب ، وتجري حالياً ب)-17.4عادة في المباني المهمة (شكل خالل السنوات القليلة ،هذه األنظمة، ومن المتوقع لتخفيض تكلفة استخدام عزل زلزالي، بحيث تصبح سهلة االستخدام، ن يتم تطوير أنظمة، أادمةالق اإلنشائية التقليدية. وبتكلفة متقاربة مع تكلفة الحلول )، وهي متعددة األنواع، ويتطلبDampersاستخدام المخمدات الزلزالية ( - )، ويؤثر استخدامها 18.4م (شكل استخدامها إجراء تحليل ديناميكي متقد تكلفة المبنى. واضح في بشكل ن الحلول المذكورة أعاله، يمكن استخدامها كذلك لحـل مشـكلة الطـابق/ ويشار إلى أ Seismic Retrofittingالطوابق الرخوة في المباني القائمة، وبالتالي تأهيلها زلزالياً ( of Existing Buildings.( Short Columnsاألعمدة القصيرة 4.4 تصميم األعمدة تحت تأثير األحمال الرأسية فقط (األحمال الميتـة والحيـة)، عندما يتم يعتبر وجود األعمدة القصيرة في المباني إيجابياً، وذلك لما توفره هـذه األعمـدة مـن ة (القوى الزلزاليـة مقاومة واستقرار للمنشأ، ولكن إذا تعرضت هذه المباني ألحمال افقي األفقية)، ففي هذه الحالة تؤثر األعمدة القصيرة سلباً علـى السـلوك الزلزالـي لهـذه المباني، وهذا ما أظهرته جميع الزالزل التي حصلت في العالم، ويعـود سـبب تـأثر األعمدة القصيرة بالقوى الزلزالية األفقية إلى الصالبة الجانبية لهذه األعمـدة، فـالقوى زلزالية تُوزع على العناصر اإلنشائية الرأسية كل حسـب صـالبته، أي أن األعمـدة ال األكثر صالبة يكون نصيبها من القوى الزلزالية أكبر من غيرها، وكما هـو معـروف تتأثر صالبة األعمدة بشكل كبير بارتفاعها (تتناسب الصالبة عكسياً مع مكعب ارتفـاع )، K= n E I/L3األعمدة 65 ) عند مستوىSeismic Isolation): استخدام أنظمة العزل الزلزالي (17.4شكل ( القواعد )2006ب) منشأ معزول زلزالياً (السمارة )2006ا) منشأ مبنى عادي مقاوم للزالزل (السمارة ازاحات /أو تشوهات جانبية ∆ يمكن إهمال اإلزاحات الطابقية شوات عزل ح قاعدية(الصفائح و المواد العازلة ∆ 66 -Dampers –استخدام إطارات معدنية مزودة بمخمدات ):18.4شكل ( (Roberto D. Hanson and Tsu T. Soong, 2001) Simplified analytical model 67 Vحيث القوى الزلزالية األفقيـة ،)19.4ولتوضيح تأثير صالبة األعمدة انظر الشكل ( ـ أسية (األعمدة في هـذه الحالـة) بو توزع على العناصر اإلنشائية الر بالطـات طة اس )X(العمود الذي ارتفاعه يسـاوي 1، واستناداً إلى صالبة كل من العمود رقم االدوار فإن القوى القاصة التي سيتعرض لها العمود رقم )، 2X ارتفاع العمود( 2 العمود رقمو ، وهذا بدوره 2أضعاف من القوة التي سيتعرض لها العمود رقم 8ستكون أكبر بـ 1 . 1سيؤدي إلى احتمال انهيار العمود رقم إلى االعتبارات المعمارية والوظيفيـة، أو تشكيلها ويعود سبب وجود األعمدة القصيرة تشكيل هذا النوع من إلى ،الفرق في مناسيب التربة ومستويات طوابق المبنى وقد يؤدي التـي األماكنالقصيرة، وبعض األعمدة، ولمزيد من التفاصيل حول انهيارات األعمدة ). 20.4تتشكل فيها هذه الظاهرة انظر الشكل ( ر، يتعارض مع الفلسفة قبل الجسو ،بشكل مبكر ،أن انهيار األعمدة ،ومن الجدير بالذكر فـي تـأمين السـلوك ،بشكل رئيسـي ،التي تعتمداسية للمباني المقاومة للزالزل، األس الزلزالي للمنشاَت، على مبدأ، أن أي انهيار قد يحصل تحت تأثير الزالزل القوية يجب (فلسفة تصميم عمود قوي وجسـر ضـعيف بشكل تدريجي وفي الجسور أوال أن يبدأ Strong columns and weak beams( تشـكيل المفاصـل اللدنـة ي)، أPlastic hinges،إن بعض األعمدة في االنهيار، وفي حالة بدء ) في الجسور وليس في األعمدة ذلك سيؤدي إلى تغير مفاجئ وسريع في صالبة بقية العناصر، وبالتالي احتمال تعرض ى حصول أضرار وانهيـارات المبنى إلى عزوم التواء إضافية، وهذا بدوره قد يؤدي إل كلية أو جزئية في المبنى. أن بعض االنهيارات التي )EERIوأظهرت الوقائع واألحداث الزلزالية (تقارير المعهد حصلت في األعمدة القصيرة، قد أدت إلى تطوير انهيارات كلية في المباني، واسـتناداً نهيارات التي حصـلت فـي ألسباب تشكيل األعمدة القصيرة، لوحظ أن األضرار واال وبعض دول أمريكـا الجنوبيـة ،مة في كل من اليايانمهكثير من المدارس والمباني ال التي حصلت في األعمدة القصيرة. توآسيا، كان سببها األضرار واالنهيارا 68 ، بحـث) أن ظـاهرة تشـكيل 2007لدبيك،امؤلف (جراها الوأظهرت الدراسات التي أ األعمدة القصيرة في أنماط المباني الدارجة في فلسطين موجودة بكثرة (انظـر الشـكل )، ومن المستغرب أن عدداً ال بأس به من المهندسين، يعتقد أن األعمدة القصـيرة 21.4 يه يؤكد أن الحكـم في الطابق الواحد تعتبر أفضل من األعمدة العادية، وهذا مما الشك ف يخضع فقـط لمـدى مقاومتهـا لألحمـال ،عند بعض المهندسين، عمدةعلى فعالية األ الرأسية الناتجة عن األحمال الميتة والحية، وقد لوحظ كذلك أن ظاهرة األعمدة القصيرة في فلسطين، إضافة لوجودها في المباني العادية، فهي موجودة كذلك بكثرة في المبـاني وفـي والمستشفيات، ومقار الدفاع المدني، وفي العديد من المباني المهمـة. المدرسية، ريـة غلب االحيان يرتبط وجود ظاهرة تشكيل األعمدة القصـيرة بالمتطلبـات المعما أ عمـدة، ي اعطاء العناية الالزمة لهذه األوبالتالي يصعب تجنبها، مما يستدع ،والوظيفية .4.7البند –)، والفصل السابع 2.4( وذلك حسب ما هو موضح في المثال األفقيةية الزلزالالقوى يرة تحت تأثير األعمدة القص ): تشكيل19.4شكل( (Christopher A. 2001) X2أضعاف القوى الزلزالية التي يتعرض لها العمود 8لقوى زلزالية مقدارها Xيتعرض العمود 69 )EERI(تقارير المعهد االعمدة القصيرة ات في): انهيار20.4شكل ( 70 نماط المباني الدارجة محلياً أفي عمدة القصيرة): ظاهرة تشكيل األ21.4شكل ( (المؤلف) 71 هل يمكن تجنب استخدام تشكيل األعمدة القصيرة؟): 2.4مثال ( فيها تتشكلالتي استناداً إلى المتطلبات المعمارية والوظيفية يمكن تجنب بعض الحاالت لقـوى ااسـتيعاب يمكـن حاالت ال يمكن تجنبها، لذلك ال، ولكن معظم القصيرة األعمدة مـن خـالل ومقاومتها، وذلك الزلزالية التي يحتمل أن تتعرض لها هذه األعمدة القاصة االلتزام بما يلي: التقييد بفلسفة هندسة الزالزل المتعلقة بتنفيذ " أعمدة قوية وجسور أضعف". .1 التقيد بأن يكون ارتفاع النوافذ والفتحات في الجدران الخارجية متساوية تقريباً. .2 استخدام أنظمة التربيط والتكتيف سواء كان باستخدام العناصر اإلنشائية أو غير .3 اإلنشائية. من اإلحاطـة دة القصيرة بقدر كافـل األعمـتشكي دة في منطقةـتزويد األعم .4 )Confinementة في ـ)، وذلك من خالل تكثيف الكانات، واستخدام أكثر من كان 135ن تكون هذه الكانات مقفلة ومعكوفة على زاوية مع مراعاة أ ،المقطع الواحد ).4.7(انظر أهمية التسليح العرضي في الفصل السابع، البند درجة استخدام األنظمة الكابولية/ الطيرانات 5.4 Using Cantilever Systems أو )الطيرانات(لية ان المبالغة في استخدام األنظمة الكابولية أظهرت األحداث الزلزا وخصوصا" عندما تكون ،في المباني Cantilever Systems )العناصر الظفرية( )، 22.4ومحملة بجدران ثقيلة (انظر الشكل ،) هذه الطيرانات كبيرةSpansبحور( ن هذا النوع من وذلك ألهم في ارتفاع قابلية اإلصابة الزلزالية لهذه المباني، يس االنظمة االنشائية يتأثر بشكل كبير بكل من القوى الزلزالية األفقية والرأسية، وبالتالي اذا تطلب األمر استخدام هذا النوع من التشكيالت المعمارية واإلنشائية، فيجب في هذه الخاص بهذا الحالة وضع الحلول المناسبة، وااللتزام بضوابط التصميم والتنفيذ الزلزالي نماط المباني فإن معظم الطيرانات الموجودة في أسف االنظمة، وبكل أ النوع من 72 الدارجة محلياً (وخصوصاً المحملة منها)، لم يتم تصميمها وتنفيذها وفقاً للمعايير والمتطلبات الزلزالية. لرأسـية المركبـة ا تـأثير همل أن معظم كودات التصميم العالمية تُ ،من الجدير بالذكرو عدد مـن الكـودات العالميـة ىوخالل السنوات العشر الماضية أوص للقوى الزلزالية، ،قد أظهرت الزالزلف اَت،لمنشل الزلزالي سلوكالر هذه المركبة على يأثتأخذ بضرورة بشكل واضح أن القوى الزلزالية الرأسية قد أثرت ،لها عدد من دول العالم التي تعرض ت، وأهمها:بعض أنواع المنشآ في الخفيفة. ـ المنشآت المنشآت القريبة من المركز السطحي للزلزالـ ذات البحور الكبيرة. ـ الصاالت ملة منها.حو البلكونات وخصوصاً المأ ـ الطيرانات/ (الكباري). ـ الجسور استخدام األنظمة الكابولية وخصوصـاً ،وألسباب معمارية أو وظيفية ،وإذا تطلب األمر ن تأثير هذا النوع مـن انشائية للحد م وطرق ملة منها، ففي هذه الحالة يوجد حلولالمح السلوك الزلزالي للمباني، ومن هذه الحلول: األنظمة في استخدام شدادات من الخرسانة المسلحة أو من الفوالذ، ويمكن أن تكون هذه - و مخفية داخل الجدران الجانبية. ، أظاهرةالعناصر Strut Diagonalقطرية قابلة لتحمل الضغط ( استخدام عناصر - Elements ًمسلحة ومخفية خرسانة ما تكون هذه العناصر من )، وغالبا داخل الجدران الجانبية. الناتجـة بحيث يتم استيعاب األحمـال ،استخدام جدران قص متغيرة األبعاد - طة هذه الجدران.اسعن الجدران المحمولة بو حاضرات وجلسات النقاش توضيح كيفيـة اسـتخدام الحلـول سيتخلل الم ):3.4مثال ( والتمارين التـي اتعورسيتم استخدام هذه الحلول في المشالمذكورة أعاله، وغيرها، و .والدورات التدريبية يتضمنها المساق 73 ط ) : استخدام األنظمة الكابولية /الطيرانات و البالكين المحملة في أنما22.4شكل( (المؤلف) المباني الدارجة محلياً (USGS 2000) 1999 زلزال تركيا -انهيار الطيرانات 74 Adjacency of Buildings ين المبانيالتجاور ب 6.4 يحصل التجاور أو التالصق عادة بين األبنية لألسباب التالية: م قديم (أنظمة البناء في المناطق إقامة مبنى بجوار أو بمالصقة مبنى قائ - ).23.4ارتدادات جانبية (انظر شكل التجارية)، وبدون فاصل هبوط، أو تمدد بين أجزاء المبنى الواحد (انظر وجود فاصل زلزالي، أو - ).24.4شكل إلى اصطدامهما مـع ، أو تالصقهما،)أو أجزاء المبنى الواحد( وقد يؤدي اقتراب مبنيين ) في حالة التعرض للزالزل، وقد يؤدي هذا التصادم إلى Poundingبعضهما البعض ( أ)، وأحياناً إلى حصول انهيـارات - 25.4حصول أضرار واضحة في هذه المباني ( ب). -25.4كلية ( فـي المـدن ،أظهرت الدراسات التي أجراها المؤلف على عدد كبير من المبـاني وقد ، بحث)، أن جميع المباني أو أجزاء المبـاني المتجـاورة أو 2007الفلسطينية (الدبيك، لـك ألن عـرض المتالصقة، قد تتعرض لالرتطام (التصادم) ببعضـها الـبعض، وذ .الفواصل بين هذه المباني غير كاف ): هل عرض الفاصل الزلزالي بين المباني ثابت؟ 4.4مثال ( عرض الفاصل الزلزالي بين المباني المتالصقة أو أجزاء المبنى الواحد غير ثابت (أي ليس كما هو معمول به في أنماط المباني الدارجة في فلسطين والكثير من دول العـالم العربي)، وبشكل عام يعتمد عرض الفاصل على عدد من العوامل، أهمها: ارتفاع المبنى، - والنظام اإلنشائي المستخدم، - ونوعية التربة، - وزلزالية المنطقة والموقع. - 75 ط المباني الدارجة الفواصل بين المباني المتجاورة في أنما ):23.4شكل ( (المؤلف)محلياً ويحسب عرض الفاصل الزلزالي لمبنيين متالصقين من خالل: جمع مقـدار اإلزاحـة سم الى حاصل جمع االزاحـات 3-2الجانبية لكل من المبنى األول والثاني، و إضافة ).26.4(انظر الشكل فاصل مباٍن متجاورة/ متالصقة 76 (المؤلف) ارجة محلياًفواصل التمدد في أنماط المباني الد ):24.4شكل ( انهيار كلي -ب انهيار جزئي -أ للفواصل الزلزالية تصادم المباني بسبب عدم توفير عرض كاف ):25.4شكل ( )EERI(تقارير المعهد 77 البناء فوق مبانٍ قائمة قديمة 7.4 Construction Over Existing Old Buildings ام انشائي في المبنى الواحد، كالبناء فوق مبانٍ قائمـة قديمـة نظاكثر من استخدام إن ة للمبنـى، في ارتفاع قابيلية االصابة الزلزالي ،بشكل كبير ،سهمي ،)27.4(انظر الشكل يختلف، بشكل كبير، عـن المبـاني هتزازات المباني القديمة وترددهافأنماط وأشكال ا الخرسانية المسلحة الحديثة، وهذا بدوره سيؤدي لحصول اجهادات وقوى إضافية. مة، وكانت األنظمـة االنشـائية لهـذه قدي مبانٍوفي حالة وجود حاجة ماسة للبناء فوق إجـراء ،الحالـة في هذه ،مستخدمة حالياً، يجبماط االنشائية الالمباني تختلف عن األن مع االخذ بعين االعتبار لجميع االنظمة وتحليل إنشائي للمبنى المستحدث ،نمذجة ): استخدام الفواصل الزلزالية لتحقيق التماثل واالنتظام ألشكال 26.4شكل( (المؤلف) المباني جانبي مسقط مساقط أفقیة 78 (المؤلف)قديمة مةقائ : البناء فوق مبانٍ)27.4( شكل ثالث أنظمة إنشائية فوق بعضها البعض -أ األرضي واألول) تحمل طابقين نظامهما حاملة غير مسلحة (الطابقجدران -ب خرسانية مسلحةمن أعمدة وجسور اإلنشائي يتكون 79 ،ت يكـون المستخدمة، مع العلم أن السلوك الزلزالي لمثل هذا النوع من المنشآ اإلنشائية معقداً جداً، ويتطلب مهارةً وحلوالً إنشائية مبتكـرة. ومـع ذلـك أظهـرت ،في الغالب االستطالعات الميدانية التي أجراها المؤلف عن وجود منشآت تحتوي على ثالثة أنظمة أ) يحتوي علـى -27.4إنشائية فوق بعضها البعض، فمثالً المبنى الموضح في الشكل ( ة اإلنشائية، فالنظام االنشائي في الطابق األرضي وجـزء مـن ثالثة انواع من األنظم الطابق األول للمبنى يتكون من نظام العقود (األنظمة االنشائية للمباني القديمة جداً)، في حين يتكون النظام االنشائي في معظم الطابق األول وجميع الطابق الثاني من الجـدران بق الثالث ما كل من الطاأة بمقاطع فوالذية، الحاملة، واألسقف تتكون من خرسانة مزود نشائية من األعمدة والجسور المسلحة، فـي حـين تتكـون نظمتها اإلأوالرابع فتتكون الواجهات الخارجية من الجدران الخرسانية الحجرية. فمن الناحيـة العلميـة يصـعب نظمـة التصور كيف سيكون السلوك الزلزالي لهذه االنظمة، وكيف سـتتعاون هـذه األ االنشائية مع بعضها البعض، فمن شبه المؤكد أن هذه النوع من المبـاني، سـيتعرض ألضرار والنهيارات جزئية أو كلية، وذلك بسبب ارتفاع قابلية اإلصابة الزلزالية. في الجدرانالفتحات توزيع 8.4 Distribution of Openings in the Walls ث الزلزالية أن األضرار والتشوهات تتركز عادة في المناطق المحيطة أظهرت األحدا )، 28.4بفتحات األبواب والنوافذ، أو في أطراف هياكل هذه الفتحات (أنظر الشكل يتم عادة تزويد هذه ،وللحد من األضرار واالنهيارات المحتملة في هذه المناطق بواب والنوافذ الموضحة في ت األالى تفاصيل تسليح فتحا نظراالفتحات بتسليح خاص ( ضبط العالقة بين أبعاد هذه الفتحات والمسافة )، باالضافة الى ضرورة29.4الشكل فيما بينها، وتزداد أهمية ضبط العالقة بين هذه األبعاد والمسافات بشكل خاص في حالة ).30.4الجدران الحاملة غير المسلحة (أنظر الشكل 80 ات في دعاماتتشقق -أ الجدران الحاملة طقامن ب تشققات في Spandrel Wallالـ ): المناطق الحرجة (مناطق ظهور التشققات) في الجدران الحاملة غير 28.4شكل ( 81 المسلحة. (المؤلف) ): تسلیح فتحات النوافذ واألبواب29.4شكل ( 82 بواب الجدران أفتحات نوافذ و): توصيات تتعلق بأبعاد والمسافات بين 30.4شكل ( الحاملة جراؤها في نهايـة ت الدراسات التي تم إأظهر ،وتأهيلها ولتقوية المباني القائمة زلزاليا ن تربيط الجدران الحاملة غير المسلحة والمصنوعة مـن الطـوب أو أ ،القرن الماضي ـ بو في المناطق الحرجة الخرسانة، يمكن أن يتم من خالل تربيط المبنى ليـاف أ طةاس مصنوعة من شكل لفافاتوتوجد هذه االلياف تجارياً على ، )31.4(انظر الشكل يةشبك . ب) -31.4(انظر الشـكل لموادو غيرها من او زجاجية، أأ، معدنية يافأو ألسالك، أ المعجونة حياناً بطبقة من أبطبقة من القصارة، أو هتغليف وبعد ان يتم تثبيت الشبك، يتم والدهان، وذلك حسب نوع المادة التي يتكون منها الشبك. 83 Splint and bandage strengthening technique - أ يط على شكل لفافات(باندج)بشبك تر -ب بكية على شكلشألياف ): تقوية وتربيط المباني من خالل استخدام 31.4شكل ( .لفافات 84 85 الفصل الخامس السلوك الزلزالي للعناصر غير اإلنشائية Seismic Performance of Non Structural Elements مقدمة 1.5 جـدران مثـل: ،عناصر غير إنشائية على ،إضافة للعناصر االنشائية ،تحتوي المباني لحجـر ة (قطع اجدران التكسيمن المواد، و القسامات كجدران الطوب والجبس وغيرها عها المختلفـة، واألثـاث، عناصر الديكور بأنوالرخام والجرانيت والبالط العادي)، ووا .اإلنشائية رمن العناصر غي اوغيره وتؤدي األضرار واالنهيارات التي تحدثها الزالزل في العناصر غير اإلنشـائية الـى ان الطـوب خسائر كبيرة في األرواح والممتلكات، فانهيار أو تضرر القسامات وجـدر ،الديكور واألثاث، يسهموالرخام والقطع الحجرية والعناصر المعمارية الكتلية والنوافذ و بشكل كبير، في ارتفاع حجم الخسائر المادية، وكذلك في زيادة عدد الجرحى والوفيات، لذلك ركزت هندسة الزالزل على أهمية ربط هذه العناصر بما يتالءم مـع الحركـات وتصنف هذه العناصر عادة بالنسـبة لألحمـال .تي قد يتعرض لها المبنىاالهتزازية ال الزلزالية األفقية، يساهم والقوة الرأسية بأنها عناصر محمولة، إال أنه تحت تأثير القوى في زيادة صالبة المنشأ، وذلك من خالل آليـة عملهـا بعضها كجدران الطوب الداخلية ،طـارات سلحة، فوجود هذه الجدران داخـل اإل لموتأثيرها على االطارات الخرسانية ا تحت تأثير القوى الزلزاليـة (Braced Frames) إطارات مكتفة أو مربطة إلىيحولها الجـدران المحمولـة الموجـودة بـين وفي حالة كانت المادة التي تتكون منها ، االفقية ن ، كـأ طاراتسانة المسلحة التي يتكون منها اإلاالطارات اقوى (اصلب) من مادة الخر يـؤدي الـى حصـول تشـوهات نأيمكن فإن ذلك ،تكون من الحجر عالي الصالبة العالقة بـين االطـارات ولتوضيح ،)1.5(انظر الشكل واضرار في االطارات نفسها و أنواع والتشكيالت المختلفة لجدران القسـامات األ لالطالع علىو ،الخرسانية المسلحة 86 توضيحية، بحيث مثلةأعطاء إحاضرات وجلسات النقاش سيتخلل الم الجدران المحمولة، ماكن االضرار واالنهيارات التي أو ،وشكل ،لية التأثيرآاالطالع على ،من خاللها ،سيتم .طارات المكتفةاإلقد تتعرض لها ،طارات الخرسانية المسلحةجدران المحمولة والموجودة بين اإلصالبة ال): 1.5شكل ( يارات في هذه االطارات تحت تأثيرانه أو أضرارصول قد تؤدي لح القوى الزلزالية السلوك الزلزالي لجدران الطوب (القسامات) 2.5 قد تؤثر أو تتأثر هذه الجدران بسـلوك ،الطوبداً لطريقة ربط جدران القسامات/ استنا زلزالية التي تعرضت لها الكثيـر االطارات الخرسانية المسلحة، فقد أظهرت األحداث ال نظـر مات قد تعرضت ألضـرار وانهيـارات (ا أن جدران الطوب أو القسا ،من الدول ، ويمكـن أو تسليحها )، وللحد من هذه األضرار يمكن تربيط هذه الجدران2.5الشكل )، 3.5نظـر الشـكل ا(طالع على بعض هذه الطرق، ، ولالتنفيذ ذلك بأكثر من طريقة االطارات االنشـائية، المهندسين فصل هذه الجدران عن بعضكثيرة يحبذ وفي حاالت (انظـر احتمال تأثرهما ببعضهما الـبعض ، وبالتالي منع وذلك لمنع التعاون فيها بينهما ، وبشكل عام يتم فصل الجدران المحمولة عـن ثم قارن بينهما) 2.5و 1.5لى االشكال إ :أهمهااالطارات بعدة طرق، ).4.5( نظر الشكلافاصل بين جدران القسامات واالطارات االنشائية، وضع - 87 المحمولة -): اضرار وانهيارات في جدران القسامات الداخلية2.5شكل ( )EERI- Earthquake Engineering Research Institute تقارير المعهد( 88 ): تربيط أو تسليح جدران الطوب3.5شكل ( طارات الحاملة بحيث تسمح يط خاص بين الجدران المحمولة واإل): ترب4.5شكل ( طاراتاإل هذه الجدران عن حركة بعزل حركة طريقة الربط 89 استخدام روابط ميكانيكية خاصة بحيث يتم من خاللها ربط جدران - فيات الحاملة بدون أن تؤثر حركاتها االهتزازية القسامات مع االطار من التربيط في حالة كان جدار بعضها البعض، وعادة يستخدم هذا النمط القسام يتكون من قطعة واحدة او من عدد قليل من القطع الكبيرة. السلوك الزلزالي للجدران الخارجية المحمولة (جدران الحجر والطوب) 3.5 حداث الزلزالية التي حصلت في الكثير من دول العالم، أن العديد من قطع أظهرت األ والحجر المشابهة للجدران الحجرية الخرسانية الخارجية الدارجة محلياً، / الطوب أو )، قد 5.5نظر الشكل اوللتشكيالت المعمارية الجمالية التي يتم تنفيذها عادة من الحجر ( )، وذلك بسبب عدم تأمين الربط 6.5الشكل نظراتعرضت ألضرار أو التساقط ( المناسب لقطع هذه الجدران مع طبقة الخرسانة، وكذلك عدم تأمين التربيط الالزم بين هذه الجدران والعناصر اإلنشائية الحاملة، وبنظرة سريعة إلى كيفية تنفيذ هذه الجدران وفقاً لألنماط الدارجة محلياً، يالحظ مايلي: ت ال يتم تربيط الحجر ميكانيكياً مع الخرسانة، ويكتفـي فقـط في معظم الحاال - تكـون مـا بالربط الذي يوفره تماسك أسطح قطع الحجر مع الخرسانة، وغالباً )، وأحيانـاً 7.5أسطح هذه القطع ملساء، وبالتالي يكون التماسك ضعيفاً (شكل تعرضت هذه القطع إلى السقوط حتى بدون تأثير الهزات األرضية. م طريقة تنفيذ الجدران الخرسانية في ضعف الربط بين الحجر والخرسانة، هتس - فعادة يتم بناء صفوف الحجر والطوب، ومن ثم يتم صب طبقة الخرسانة بينهما )، وبسب الحرص على عدم دفع الخرسانة لقطع الحجر أثناء عمليـة 7.5(شكل كـون هنـاك تي الصب، ال يتم عادة دمك الخرسانة بالشكل المناسب، وبالتـال فراغات في مناطق تماس سطح القطع الحجرية مع الخرسانة. يتم بناء جدران الطوب الخارجية بدون تربيط ميكانيكي أو تسـليح، علمـاً أن - نظر الشكل اهناك امكانية الجراء التسليح أو التربيط المناسب بأكثر من طريقة ( محلياً بحاجـة ةمستخدمنماط الطوب الدير بالذكر ان أشكال وأ). ومن الج3.5 الى تطوير لتصبح اكثر قابلية للربط والتسليح. 90 (المؤلف) ): تشكيالت معمارية دارجة االستخدام5.5شكل ( كعناصراستخدام أعمدة حجرية . أ جمالية وعناصر حاملة في نفس الوقت دون مراعاة التسليح ينالالزم والتربيط استخدام الكتل الحجرية - ب الخرسانية كعناصر جمالية - استخدام المشربيات والعناصر الجمالية -ج الالزم الحجرية دون تأمين الربط الميكانيكي تساقط قطع الحجر -د 91 ): تساقط قطع الجدران 6.5شكل( بسبب تأثير الحركات الخارجية EERI)االهتزازية (تقاريرالمعهد 92 د بناء القطع الحجرية والطوب يتمبع -ب سطح الحجر المالمس للخرسانة املس -أ الخرسانة بينهما صب نماط المباني الدارجة محلياً:واستخدام الحجر في أ طوب االسمنتيال رغم التطور الكبير الذي طرأ على مواد البناء واستخداماتها المختلفة، وخصوصاً فيمـا أو جدران القسامات بين الغرف، إال أن اسـتخدام الطـوب ،يتعلق بالجدران المحمولة احات داخل األبنية الى غـرف، اإلسمنتي المفرغ ال يزال الوسيلة الرئيسية لتقسيم المس ال يقتصر استخدام هذا النوع ،وصاالت، وحمامات، ومطابخ، وغيرها، وبطبيعة الحال من الطوب على المباني في فلسطين فقط، بل يستخدم كذلك فـي العديـد مـن الـدول العربية، والمشكلة الحقيقية ال تكمن في الطوب نفسه، بل تكمن في طرق تصميم وتنفيـذ ن التي يشكلها هذا النوع من الطوب، فهذه الجدران يتم اعتبارها، أثناء عمليـات الجدرا التصميم والتنفيذ، على أنها جدران محمولة (جدران محمولة تحت تأثير جميع األحمـال الميتة والحية التي قد يتعرض لها المبنى)، وال يؤخذ بعـين االعتبـار تـأثير القـوى أو عدم تسـليحها ،م تربيط قطع الطوب في هذه الجدرانهذه الجدران، فعد فيالزلزالية بشكل جزئي، سيعرضها لالنهيار تحت تأثير القـوى الزلزاليـة، فجـدران القسـامات الداخلية الموجودة بين األعمدة تُسهم في زيادة صالبة الهيكل اإلنشائي للمبنى، وبالتـالي ة، واستناداً الـى أهـداف تكون عرضة لقوى الضغط والشد الناتجة عن القوى الزلزالي التصميم الزلزالي للمباني، من المتوقع حصول أضرار وانهيارات كلية و جزئيـة فـي ): بناء الجدران الحجرية الخارجية وفقاً ألنماط المباني الدارجة محليا7.5ًشكل( (المؤلف) 93 معظم جدران الطوب المستخدمة محلياً، وذلك في حالة "ال سمح اهللا" تعرضت المنطقـة كتاب). 2007درجة حسب مقياس ريختر (الدبيك، 6.5-6لزالزل مقدار درجتها ستخدام الحجر في البناء دون تأمين ترابط وتماسك كاف بين الحجر ما بالنسبة الأ في ارتفاع قابلية اإلصابة الزلزالية للمباني، ،بشكل كبير ،والخرسانة، فإن ذلك سيسهم سم تقريبا، ويكون سطحها 7الى 5فسماكة القطع الحجرية المستخدمة تتراوح ما بين )، وبالتالي من المتوقع انفصال 5.7ظر الشكل المالمس للخرسانة في الغالب أملساً (ان وتساقط العديد من قطع الحجر في هذا النظام، وخصوصاً في المباني العالية، وان كان تساقط القطع الحجرية ال يؤدي الى انهيار المبنى، لكون هذه القطع محمولة وليست باألرواح، ن تساقطها سيؤدي الى زيادة اعداد اإلصابات والخسائرأال إحاملة، ن كثيراً من الناس، لحظة حدوث الزلزال، سيكونون قرب المباني، وذلك أوخصوصاً بسبب صغر عرض الشوارع والطرقات في كثير من المناطق، وقد أظهرت الزالزل % من اإلصابات وحاالت الوفاة تكون 60ن أالتي حصلت في كثير من دول العالم باني أو أجزاء منها على الناس الموجودين في خارج المباني، وهذا يعود لتساقط الم الطرق والمناطق المحيطة بهذه المباني. وقد ال يقتصر التساقط على بعض او العديد الخرسانة الخارجية -من قطع الحجر، بل قد تتعرض بعض الجدران الحجرية للتساقط، وذلك بسسب عدم وجود ربط او تشريك للحديد بين هذه الجدران من جهة، خرى، ومما يعزز أسقف الموجودة فوق هذه الجدران من جهة و األأواالعمدة والجسور هذا االعتقاد تساقط عدد من الجدران الحجرية الخرسانية بسسب تعرض عدد من المباني للحركات االهتزازية التي احدثتها التفجيرات واالعمال الحربية االسرائيلية اثناء ثناء تعرض المبنى للحركات االرضيةأالقطع الحجرية انتفاضة االقصى، ولمنع تساقط الزلزالية، يمكن تربيط هذه القطع ميكانيكياً بأكثر من طريقة، انظر الى الطريقة أ)، ولتأمين التشريك المناسب بين الجدران الخارجية -8.5المستخدمة في الشكل ( ب). -8.5واالعمدة انظر الى الشكل ( ظهرت أانهيار جدران الطوب ال تقتصر على المباني، فقد ن تساقط او ألى إيشار و سوار جدران الطوب الخارجية في المباني أاالحداث الزلزالية عن تعرض العديد من ).9.5لالضرار واالنهيارات (انظر الشكل 94 تربيط الجدران الخارجية مع -ب بدون ميكانيكي لقطع الحجر تربيط -أ عمدةاأل الخرسانةاستخدام مع وتربيط (تشريك) الجدران الخارجية ،): التربيط الميكانيكي لقطع الحجر8.5شكل ( (المؤلف) عمدةاأل ): انهيار أسوار الطوب 9.5شكل ( الخارجية بسبب عدم تربيط الطوب مع بعضها قطع 2003ايران -زلزال بام :البعض )EERI(تقارير المعهد لحجرية، قد والجدران ا ،ضرار المحتملة لجدران الطوب االسمنتيلألوباالضافة ثاث واأل ،والديكور ،والرخام ،خرى، كالبالطتتعرض العناصر غير اإلنشائية األ ضرار يتم وللتخفيف من الخسائر واألالقوى الزلزالية، ضرار وانهيارات تحت تأثيرأل تربيط هذه العناصر بعدة طرق، ولمزيد من المعلومات حول طرق تربيط عناصر فالم فيديو أ)، وسيتخلل المحاضرات عرض 4نظر الملحق رقم (االديكور واألثاث جم بسبب تساقط لية تساقط قطع االثاث والديكور، والخسائر البشرية التي قد تنآلتوضيح هذه العناصر. 95 الفصل السادس الزلزالي حليلطرق الت Seismic Analysis Methods حيث تنتقل هذه األحمال من األرض مباشر،تتأثر المباني بالقوى الزلزالية بشكل غير ت تـأثير الهـزات عادة يتم تصميم المنشآت تحفي الو االساسات،إلى المنشأ من خالل طرق التصميم الديناميكية. أو ،الطريق االستاتيكية المكافئة ستخداماألرضية با Equivalent Static Method الطريقة االستاتيكية المكافئة 1.6 يجاد القوى الزلزاليـة االسـتاتيكية المكافئـة للقـوى الزلزاليـة افي هذه الطريقة يتم مـن الجـدير و ،)1.6 الش كل نظـر (ا ورأسية أفقية :ناالديناميكية، ولهذه القوى مركبت وخالل بالذكر أن معظم كودات التصميم العالمية تهمل المركبة الرأسية للقوى الزلزالية، أخـذ أثـر هـذه السنوات العشر الماضية أوصى عدد من الكودات العالمية بضـرورة قـد أظهـرت ف ،لهزات أرضية هافي حالة تعرض تسلوك وتجاوب المنشأ فيالمركبة لها عدد من دول العالم أن القوى الزلزالية الرأسية قد أثرت بشكل التي تعرضالزالزل ).5.4(انظر الفصل الرابع، البند بعض أنواع المنشآت فيواضح أو شبه ،منشآت المنتظمةتنحصر دقة نتائج الطريقة االستاتيكية المكافئة بال ،وبشكل عام وكأنها قـوى أفقيـة ،القوى الزلزالية، وتتلخص فكرة هذه الطريقة في تمثيل المنتظمة )، وقيمة هذه القوى تحسب وفقاً لكـودات التصـميم 1.6 المباني (انظر الشكل فيتؤثر الزلزالي من خالل استخدام المعادلة التالية: )6.1(V = Cs x W 96 حيث: ٍV :سم قوة القص ا، وتُعرف كذلك بالمكافئة فقيةاأل الية االستاتيكيةالزلز ةالقو .(Base Shear Force)القاعدي W : .وزن المبنى Cs : المعامل الزلزالي ، وقيمة هذا المعامل تمثل نسبة أو جزءاً من قيمة الجاذبية .(g)األرضية عاله، أن زيادة وزن المبنى تؤدي لزيـادة قيمـة القـوى يالحظ من المعادلة المذكورة أ الزلزالية األفقية، وهذا يخالف ما يعتقده الكثير من الناس وبعض المهندسين، لذلك يجب فهـي Csبتخفيض وزن المبنى ألقصى حد ممكن، أما قيمة المعامل الزلزالـي االهتمام تسـاوي جـزءاً أو V االفقية اليةيالحظ أن قيمة القوة الزلز ،أقل من واحد، وبناء عليه يكون تأثير 0.05أقل من Csعادة اذا كانت قيمة المعامل في النسبة من وزن المبنى، و مـا نى أن يتحمل هذه القـوة بسـهولة، أ المبنى محدوداً، ويمكن للمب فيالقوة الزلزالية ، (V)لزالية والقوة الز Csالمعامل كل من التي تؤثر في حساب قيمة العوامل والمعايير (Uniform Building Code 1997 – UBC97)حسب كود البناء المتناسـق فهي :يمكن ايجادها من خالل العالقة التاليةوالكود العربي الموحد، )6.2( حيث: القص القاعدي التصميمي الكلي القيمة : يتجاوزال وبحيث W R I C 2.5V a= )6.3( القاعدي الكلي التصميمي عن : القصال يقل وبحيث W T . R I CV v= 97 V = 0.11 Ca I W )6.4( : عن (4)يقل القص القاعدي الكلي للمنطقة الزلزالية ، يجب أن السبقلما إضافةو )6.5( Cv- معامل زلزالي يتم إيجاد قيمته من الجداول من خالل العواملZ وS Z - معامل زلزالية المنطقة(Seismic zone factor) ، ويمثل هذا المعامل ذروة التسارع الزلزالي االرضي للمنطقة على الصخر، ويؤخذ من الخرائط الزلزالية ).2ملحق رقم –طة الزلزالية لفلسطين والدول المجاورة ير(انظر الخ S - معامل نوعية وتأثير تربة الموقع(Site effect – soil profile) حيث، SA ،SB ،SC ،SD ،SE SF كما وردت في جداول ،للتربة الشاقولية المقاطع صنافتمثل أ .IBC، وكود البناء الدولي UBC97كود البناء I - عامل األهمية(Importance factor) . T- األساسية لالهتزاز المرن (الزمن الدوري الطبيعي االساسي)، مقدرةً بالثواني الفترة (Fundamental Natural period)وذلك للمنشأة باالتجاه المدروس ,. R- معامل رقمي يمثل المقاومة الزائدة المتأصلة، ومقدار الممطولية العامة للنظام .(Structural/Ductility factor)المقاوم للقوى األفقية من خالل اسـتخدام العالقـات الحسـابية ،يم هذه العوامل والمعاييرقتحديد عادة ويتم كيفية حسـاب قيمـة طالع علىولال، التي توفرها كودات التصميم الزلزالي والجداول المعتمـدة ات الحسابية والجداولمن خالل استخدام العالق)، Vالقوى القاصة الزلزالية ( .4.6، انظر الى البند (UBC 97)لدى كود البناء المتناسق W R I N Z0.8V v= 98 الرأسیة استنادًا للطرق اإلستاتیكیة القوى الزلزالیة األفقیة و ) : تأثیر1.6شكل ( المكافئة (المؤلف) : التاليتين) بإحدى الطريقتين