ارزيابي پديده ستون كوتاه و شكست آن در زلزله و روشهاي مقابله با آن

چكيده:

پديده ستون كوتاه در طول زلزله‌هاي گذشته خسارات زيادي را متوجه ساختمانها نموده است. اين پديده بعلت قرار گرفتن ساختمان در يك سطح شيبدار و يا محدود شدن ستون و يا ديوار با عناصر غيرسازه‌اي نظير ديوارهاي آجري و بازشوها و يا در اثر اختلاف سختي در يك تراز معين (بعلت وجود عواملي نظير اختلاف تراز از طبقه، پله و تير نيم طبقه) ايجاد مي‌گردد. در ساختمانها قابلهاي باربر توسط ديوارهايي با مصالح بنايي پر مي‌شوند. اين امر باعث افزايش سختي قاب شده و اگر توزيع سختي بصورت متقارن باشد به بهبود رفتار سازه منجر مي‌گردد. اما در عين حال در بعضي از دهانه‌ها بخصوص در قسمتهاي بيروني ساختمان، بعلت وجود بازشوها ديوارهاي كوتاه در مجاور ستونها ايجاد مي‌شوند. اين مسأله باعث كوتاه شدن طول موثر ستون و افزايش سختي آن مي‌گردد. در نتيجه ستون كوتاه به علت سختي بيشتر نيروي زلزله بيشتري را جذب نموده و به خرابي آن منجر مي‌گردد. پس نياز به رعايت جزييات اجرايي مناسب جهت مقابله با اين نيروي بزرگ و مخرب الزامي جلوه مي‌كند. در اين مقاله با تأثير وجود ميانقاب كامل و رفتار ستون كوتاه و آثار مخرب آن در زلزله‌هاي گذشته بررسي شده و روشهاي جديد مقابله با پديده ستون كوتاه ارائه گرديده است.
واژه‌هاي كليدي: ستون كوتاه، ميانقاب آجري، افزايش سختي، تحليل خرابي، روشهاي مقابله 

1- مقدمه در ساختمان‌ها معمولا براي اينكه داخل ساختمان را از فضاي بيرون جدا كنند از ديوارهاي با مصالح بنايي استفاده مي‌كنند كه در داخل قاب قرار مي‌گيرند.

اگر چه وجود ميانقاب باعث افزايش سختي كل سازه مي‌شود اما اين اثر همواره جنبه مثبت ندارد. اين تغيير در سختي سازه باعث تغييرات قابل ملاحظه‌اي در رفتار آن مي‌شود. يك حالت نامناسب، وجود ديوارهاي كوتاهي است كه تا قسمتي از ارتفاع طبقه ادامه يافته‌اند. در اين صورت قسمتي از ستون كه مجاور ديوار است، تقريبا به طور يكپارچه با ديوار عمل نموده، ارتفاع مؤثر ستون كاهش و سختي آن بسيار افزايش مي‌يابد. به تناسب اين افزايش سختي، ستون متحمل نيروهاي شديدتري مي‌شود. ]1[ در اغلب سازه‌هاي بتني ستون‌ها بعلت ناكارآمدي در شكل‌پذيري خمش و ضعف مقاومت برش يا خمش در مقاطع بحراني (عمدتا ناشي از كمبود فولاد عرضي و يا طول وصله فولاد طولي) آسيب‌پذيرترين اعضاء بوده‌اند. ]2و4[ تجربه نشان داده است كه يكي از دلايل مهم خرابي سازه‌هاي داراي ميانقاب، پديده ستون كوتاه مي‌باشد. در زلزله‌هاي گذشته در ساختمان‌هاي بتني كه داراي ستون‌هايي با ارتفاع‌هاي مختلف هستند خسارات وارده به ستون‌هاي كوتاه‌تر بيشتر از ستون‌هاي بلندتر بوده است. (شكل 1و2و2و) ]3[