روش‌های مقاوم‎سازی ساختمان در برابر زلزله

وب سایت چیدانه - گلزار صفدریان: از زمانی که من به یاد می آورم، و به سال های دور بر می گردد، زمزمه زمین لرزه در تهران و خسارت های فراوان آن همیشه وجود داشته، اما در یکی دو هفته اخیر، با دیدن عکس العمل ها و رفتارهای مردم در مقابل با آن، به این فکر فرو رفتم که ای کاش در طی این همه سال زمانی را هم برای پیدا کردن راه حل ها و آموزش های لازم اختصاص داده بودیم! بنابراین شاید اکنون، با رسیدن سالگرد زلزله دلخراش بم، وقت آن رسیده که مطالعات، دریافت ها و اطلاعات جمع آوری شده را به یک نتیجه گیری و جمع بندی کلی رسانده و بیش تر به راه حل ها بیندیشیم. با وقوع زلزله های جدید در تهران و خطراتی که از قبل برای چنین رخدادی پیش بینی شده، باید بدانیم چگونه ساختمان های خود را مقاوم سازی و یا بهسازی کنیم. در این مطلب همراه من باشید تا شاید بتوانیم هر کدام کمی از تلفات و خسارت ها را کاهش دهیم.

مقاوم سازی در برابر زلزله چیست؟

به طور کلی مقاوم سازی به مفهوم بالا بردن مقاومت یک سازه (ساختمان) در برابر نیروهای وارده است. امروزه از این اصطلاح بیش تر در مورد نیروی زلزله استفاده می شود. از دیدگاه علمی، مقاوم سازی واژه کاملا درستی برای این منظور نیست، زیرا اگر منظور بهبود عملکرد اجزای سازه (ساختمان) در برابر نیروی زلزله باشد، بهسازی و در حالت خاص برای نیروی زلزله، بهسازی لرزه ای اصطلاح درست تری خواهد بود.

کدام ساختمان ها به مقاوم سازی نیاز دارند ؟

در این دسته بندی، ساختمان ها هم در زمان وقوع زلزله و هم بعد از آن بررسی شده و هر کدام اهمیت خاص خود را دارند. اما به طور کلی می توان چهار دسته را مشخص نمود : دسته اول ساختمان های حیاتی هستند که به دلیل نوع کاربری و استفاده ای که دارند امکان انتقال تجهیزات را نداشته و از طرفی باید عملکرد خود را بعد از زلزله نیز حفظ کنند. این ساختمان ها شامل مراکز درمانی، ایستگاه های مخابراتی و تلویزیونی، مراکز امنیتی و پالایشگاه ها هستند. دسته دوم را ساختمان هایی تشکیل می دهند که در حال حاضر شرایط خاصی ندارند اما پس از زلزله به عنوان مراکز خدماتی و کمک رسانی مورد نیاز هستند و لازم است حتما سرپا باشند. برخی از سوله ها، مساجد، مدارس، مراکز مدیریت کلان و مراکز مدیریت بحران از این جمله محسوب می شوند. از سوی دیگر ساختمان هایی که قبل و بعد از زلزله اهمیت خاصی ندارند ولی در صورت آسیب جدی تلفات جانی زیادی در پی خواهند داشت مانند مراکز عمومی، استادیوم، برج ها و …. . دسته چهارم نیز ساختمان های معمولی هستند که در هیچ یک از دسته های بالا قرار نمی گیرند مانند منازل مسکونی، ساختمان های اداری و تجاری معمولی.

مقاوم سازی دسته اول و دوم کاملا به عهده و وظیفه دولت است. اما دسته سوم بین دولت و کارفرمایان خصوصی (مردم) مشترک بوده و دسته چهارم کاملا به عهده مردم است و باید متذکر شد که مقاوم سازی دسته اول و دوم تقریبا تأثیری مستقیم در کاهش مستقیم تلفات زلزله ندارد و تنها مقاوم سازی دسته سوم و چهارم است که در کاهش مستقیم تلفات زلزله نقش دارند.

روش های مقاوم سازی در برابر زلزله

مقاوم سازی کلی ساختمان در برابر زلزله

در این روش مقاوم سازی، ترمیم کل ساختمان و ارتقای مقاومت کلی ساختمان در برابر زلزله تامین می شود.


مقاوم سازی ساختمان با اضافه نمودن دیوار برشی

یکی از روش های مقاوم سازی ساختمان های بتنی اضافه نمودن دیوار برشی می باشد. دیوار برشی مقاومت، سختی و شکل پذیری سازه را به شدت افزایش می دهد و باعث بهبود رفتار لرزه ای سازه و کاهش تغییر شکل های و خسارات وارد به دیگر المان های بتنی سازه می گردد.

مقاوم سازی ساختمان با اضافه نمودن بادبند

اضافه نمودن مهاربند فولادی برای مقاوم سازی سازه بتنی، افزایش سختی، کاهش نیاز به شکل پذیری و افزایش مقاومت برشی سیستم را به همراه خواهد داشت. عموما استفاده از سیستم های مهاربندی واگرا (EBF) در مقاوم سازی و تقویت ساختمان های بتنی به دلیل پر هزینه بودن و مشکلات موجود در اجرا مرسوم نمی‌ باشد اما انواع سیستم های مهاربندی همگرا می توانند در این نوع بهسازی و تقویت سازه های بتنی و فولادی مورد توجه قرار گیرند.

مقاوم سازی ساختمان با استفاده از میراگر یا دمپر

دمپر ها سیستم های مستهلک کننده یا جاذب انرژی هستند که بر پایه افزایش میرایی ضریب ساختمان بنا شده اند. مهم ترین تاثیر میرایی کاهش دامنه نوسان و و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده می باشند و بدین ترتیب قسمت عمده ای از انرژی ارتعاشی را به هدر می دهند. ساده ترین و پرکاربردترین آن، استفاده از میراگر در مهاربندها می باشد که می توان از آن ها در تمامی طبقات استفاده نمود.


مقاوم سازی ساختمان با اضافه نمودن جداگرهای لرزه ای

جداسازی لرزه ای یکی از روش های کنترل ارتعاشات لرزه ای با جدا سازی سازه از زمین در ساختمان ها و پل ها می باشد. در این روش بر خلاف روش های مرسوم در مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای، که موجب افزایش سازه می شود، تمرکز بر روی کاهش پاسخ لرزه ای، نیرو و شتاب ورودی زلزله به سازه است. در روش جداسازی لرزه ای، سازه بر روی تکیه گاه هایی که قابلیت تغییر شکل جانبی زیادی دارند قرار می گیرد. در صورت وقوع زلزله، عمده تغییر شکل ها در تکیه گاه رخ داده و سازه مانند جسمی صلب با تغییر شکل های کوچکی ارتعاش می کند.

مقاوم سازی موضعی ساختمان در برابر زلزله


مقاوم سازی سازه با استفاده از ژاکت های فلزی و بتنی

یکی از روش های مقاوم سازی ساختمان های بتنی استفاده از پوشش بتنی در پیرامون المان های مختلف از قبیل دیوار برشی، ستون و تیر می باشد. در این روش ابتدا سوراخ های به فواصل معین در وجوه پیرامونی المان های ضعیف ایجاد می گردد. سپس یک مش فولادی با آرماتورهای آجدار در پیرامون عضو مورد نظر قرار می گیرد. که اندازه و فاصله این آرماتورهای فولادی با استفاده از نتایج تحلیلی طراحی می گردد. سپس سوراخ های ایجاد شده توسط چسب اپوکسی پر شده و آرماتورهای دوخت L شکل در داخل آن قرار می گیرد. قالب هایی در پیرامون عضو قرارداد شده و داخل آن توسط بتن پر خواهد شد.

استفاده از ژاکت فلزی روشی مناسب برای مقاوم سازی ساختمان های بتنی بوده ضمن افزایش مقاومت و شکل پذیری اعضای این نوع سازه ها وزن قابل ملاحظه ای را نیز به ساختمان اضافه نمی نماید. در این روش ورق های فلزی در محل آسیب پذیر ساختمان بر روی سطح بتنی عضو قرار گرفته و توسط بولت به عضو مربوطه متصل می‌ گردد. مقاوم سازی با ژاکت فلزی بر حسب مورد می تواند به صورت دورپیچ، نواری و یا موضعی باشد.

مقاوم سازی سازه ها با FRP

سیستم مقاوم سازی سازه های بتنی با با کامپوزیت FRP می باشد. در این روش دسته های الیاف پس از آغشته شدن در رزین، پس از عبور از یک قالب در کنار هم قرار گرفته و یک پروفیل را به وجود می آورند. از این روش در تقویت ستون ها و تیرها، مقاوم سازی دال ها و اتصالات، دیوارهای برشی بتنی، دیوارهای آجری و .... می توان استفاده نمود.

مقاوم سازی ساختمان های بنایی

منظور از ساختمان های با مصالح بنایی، ساختمان هایی است که با آجر، بلوک سیمانی و یا با سنگ ساخته شوند و در آن ها تمام و یا قسمتی از بارهای قائم توسط دیوارهای با مصالح بنایی تحمل می گردد. بنابراین ساختمان هایی که در آن قسمتی از بارهای قائم توسط دیوارها یا مصالح بنایی و قسمتی از آن توسط عناصر فلزی و یا بتن آرمه تحمل شود نیز در ردیف ساختمان های با مصالح بنایی محسوب می شوند.


روش اصلاح نقاط ترک خورده

این روش به منظور ایجاد عملکردی یکنواخت و یکپارچه در دیوار بنایی استفاده می شود.

ایجاد یکپارچگی در سازه بنایی با استفاده از شبکه فولادی

​


افزودن دیوارهای داخلی و پشت بند جهت بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان بنایی

​کلام آخر : مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله را باید جدی بگیریم، چون با موقعیت جغرافیایی کشورمان اتفاقی پیش بینی نشده بوده و عدم آگاهی و ترس خسارت ها و تلفات را چند برابر خواهد کرد.