بارهای زلزله و باد
بارهای عمودی عمدتاً شامل بار مرده بوده و رفتار سازه تحت اثر بارهای عمودی متغیر، یکسان هستند. بار افقی بیشتر شامل بار لرزه ای (زلزله)، بار باد، بار مهار، سونامی و غیره است، در میان این بارها، بار زلزله و بار باد رایج تر هستند. نحوه ی اثر این نیروها و رفتار سازه تحت تأثیر این نیروها متغیر است.
مقایسه بار زلزله و بار باد
| بار زلزله | بار باد |
| بار زلزله به جرم سازه و نحوه ی توزیع جرم بستگی دارد. بار به مرکز جرم سازه وارد می شود. | بار باد به سطح اکسپوز(مساحت در معرض باد) سازه بستگی دارد. |
| بار زلزله بین قاب های داخلی و بیرونی و ستون های موجود در سازه، تقسیم خواهد شد. به طور مثال، با اثر کردن در محل جرم آن ها | بار باد عمدتاً به قاب های بیرونی (مثلاً قاب های اکسپوز) اثر خواهد کرد و این نیرو برای قاب های داخلی کاهش می یابد (اثر سپری) |
| سازه ای با جرم کمتر عملکرد بهتری در طول زمین لرزه از خود نشان می دهند، زیرا بار کمتری را جذب و مساحت اکسپوز تأثیری در عملکرد، هنگام زلزله ندارد. | سازه ای با جرم بیشتر در مقابل بار باد به طور مؤثرتر مقاومت می کند و سازه ای که سطح بیرونی کمتری داشته باشد عملکرد بهتری دارد، زیرا نیروی باد کمتری جذب می کند. |
| سختی سازه در مقدار تأثیر نیروی زلزله مؤثر است. | سختی سازه در مقدار تأثیر نیروی باد مؤثر نیست. |
| مقدار برش پایه در تراز پایین بیشتر و با افزایش ارتفاع از سطح زمین، به دلیل کاهش وزن تجمعی، کاهش می یابد. | نیروی باد با بیشتر شدن ارتفاع از سطح زمین و در صورت ثابت ماندن سطح اکسپوز، افزایش می یابد. |
| میرایی سازه در محاسبات لرزه ای لحاظ خواهد شد. | میرایی سازه در شرایط عادی (مثل آنالیز استاتیکی) در محاسبات نیروهای باد لحاظ نخواهد شد. |
| اینرسی (لختی) سازه اصلی ترین فاکتور ایجاد کننده ی نیروی زلزله است | اینرسی کمترین تأثیر در ایجاد نیروی باد را دارد. |
| نیروی زلزله عمدتاً در تراز پایه ی سازه اعمال می شود. | نیروی باد در هر گره از سطح اکسپوز اعمال می شود. |
| اگر در سازه ای که تحت اثر بار زلزله قرار دارد، مرکز جرم و مرکز سختی بر هم منطبق نباشد، پیچش ایجاد خواهد شد. | بار باد نمی تواند باعث ایجاد پیچش در سازه شود. |
| نوع خاکی که سازه بر روی آن قرار دارد در عملکرد آن در حین زلزله دخیل است. | نوع خاک زیر سازه بر عملکرد آن هنگام بار باد اثر چندانی ندارد. |
| عملکرد سازه در هنگام زمین لرزه می تواند با نصب ایزولاتور(جداساز) لرزه ای که سبب تقلیل انتقال نیرو زلزله از زمین به سازه می شود، بهبود پیدا کند. | عملکرد سازه در هنگام بار باد می تواند با بهتر کردن شکل سازه از طریق ایجاد لبه های انحنادار(قوس دار) بهبود پیدا کند. |
| اثر ساکشن (مکش) در طول اثر بار زلزله رخ نمی دهد. | هنگام اعمال بار باد بر سازه، به دلیل ایجاد شاکسن، فشار منفی رخ می دهد. |
| جابجایی سازه به سمت عقب و جلو نسبت به مرکز جرم خواهد بود و این خود سبب ایجاد تنش معکوس در اعضا می شود. | جابجایی سازه نسبت به موقعیت اولیه ی تغییر شکل استاتیکی خواهد بود و جابجایی عقب و جلو در مقایسه با بار زلزله کمتر و در نتیجه تنش معکوس کمتری ایجاد خواهد شد. |
| بیشترین مقدار تغییر شکل سازه در حدود 4/0 درصد خواهد بود. | بیشترین مقدار تغییر شکل سازه در حدود 5/0 درصد خواهد بود. |
| آیین نامه مورد استفاده برای بار زلزله IS 1893-2002 و IS 13920-1993 می باشد. | آیین نامه مورد استفاده برای بار باد، (بخش سوم)IS 1987-875 می باشد. |
| جابجایی طبقات در حین زلزله در طبقات بالاتر بیشتر خواهد بود و جابجایی به صورت سهموی رخ خواهد داد. | جابجایی در طبقات بالاتر در مقایسه با بار زلزله کمتر خواهد بود و جابجایی به صورت خطی است. |
| المان های غیر سازه ای داخل ساختمان نظیر اثاثیه، قفسه ی انباری و غیره به دلیل داشتن جرم و سختی ناچیز می تواند در حین زلزله باعث آسیب شوند. | المان های غیرسازه ای مثل شیشه های بزرگ، روکش های فلزی و غیره می توانند تحت اثر بار باد دچار آسیب شوند. |
| نیروی زلزله می تواند به طور تصنعی با استفاده از میز لرزه ای تولید شود. | نیروی باد به طور تصنعی می تواند در تونل باد مدل سازی شود. |
| نیروی زلزله می تواند به طور تصنعی با استفاده از میز لرزه ای تولید شود. | نیروی باد به طور تصنعی می تواند در تونل باد مدل سازی شود. |
| نیروی زلزله می تواند به کانون زلزله و شرایط زمینی که موج از آن عبور می کند، وابسته باشد. | نیروی باد می تواند به ساختار زمین شناسی و عوارض سطح زمین (توپوگرافی) بستگی داشته باشد. |
| مدت زمان اثر زلزله می تواند از چند ثانیه تا چند دقیقه متغیر باشد و هیچ گونه پیش آگهی ندارد. | مدت زمان اثر باد می تواند از چند دقیقه حتی تا چند ساعت متغیر باشد (طوفان) و قبل از ایجاد خسارت پیش آگهی می دهد. |
| منطقه اثر نیروی زلزله وسعت بیشتری دارد. | منطقه ای اثر باد در مقایسه با زلزله، وسعت کمتری دارد (به جز طوفان) |
| پیش بینی وقوع زلزله فقط برپایه ی احتمالات استوار است. | پیش بینی شکل گیری طوفان ها به طور دقیق امکان پذیر است. |
