بهسازی لرزه ای و مقاوم سازی ساختمان، توسط فشار ها و آسیب دیدن سازه ناشی از نیروی زلزله، امروزه بسیار مورد توجه قرار می گیرد که درحال حاضر راه های زیادی جهت مقاوم سازی و بهسازی به روش های مدرن و سنتی وجود دارد.
اصولا نگهداری و یا بازسازی بنا هایی که به نسبت، از قدمت بیشتری برخوردارند، از اهمیت بالایی نیز برخوردار هستند. خالی از لطف نیست که بدانید، ساختمان های قدیمی و به ویژه باستانی در ایران بیشتر از چهار نوع مصالح استفاده می کردند.
این مصالح عبارت بودند از خاک یا آجر که از خاک درست می شده است، چوب، سنگ و الیاف گیاهی که در اصطلاح با نام کاهگل شناخته می شده اند. با استفاده از همین مصالح سازه هایی ساخته شده اند که تا امروز باقی مانده اند. با توجه به اقلیم کشور ایران و فرهنگ آن، حفظ این بناها ضروری و حائز اهمیت است. این مسئله مسئولیتی را بر دوش مهندسان می گذارد.
در سازه های آجری عناصر ستون و تیر به شکل امروز وجود ندارد. دیوارهای حمال عناصر باربر سازه هستند. به همین خاطر برای مرمت ساختمان آجری باید به مرمت دیوار حمال پرداخت. برای تقویت صحیح و مقاوم سازی دیوار آجری باید از مشاور مقاوم سازی ساختمان کمک گرفت.
با توضیحات داده شده، در بیان رسالت مهندسین ذکر این نکته کافی است که با توجه به این که استفاده از مصالح بنایی و خشتی در اجرای ساختمان ها از قرن های گذشته در ایران رواج داشته است و تا کنون در بسیاری از شهرها و تقریبا اکثر مناطق روستایی و مناطق گرم و خشک ساختمانهای بنایی و خشتی قسمت اعظم ساختمان های این مناطق را شامل میشوند. با توجه به آسیب پذیر بودن این ساختمان ها در طی زلزله های گذشته و قرار گرفتن بسیاری روستاها در مناطق زلزله خیز، اهمیت مطالعه رفتار و عملکرد این نوع ساختمان ها در برابر زلزله به شکل آشکار مشخص و بر عهده ی مهندسین میباشد.
سازه های بنایی در مقابل نیرو های طبیعی مانند زلزله عملکرد بسیار ضعیفی از خود نشان می دهند. برای اثبات درستی این گفته می توان نمونه هایی را نام برد :
برای مثال خسارتی که به ارگ بم در اثر زلزله وارد شد جبران ناپذیر و به دلیل مقاوم نبودن بنا ها بوده است.در این نوع بنا ها با فرو ریختن قسمتی از یک دیوار تمام بنا دچار آسیب می شود. از طرفی ضعف عملکردی ساختمان های بنایی و شکل پذیری بسیار پایین این ساختمان ها سبب شده این ساختمان ها در آیین نامه های جدید با ملاحظات و جدیت بالاتری مورد طراحی و ساخت قرار بگیرند. از جمله تمهیدات لازم برای ساخت ساختمان های بنایی افزودن کلاف افقی و عمودی به ساختمان است. که نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند.
با توجه به اقلیمی که هر شهر به خود اختصاص داده است، از مصالح گوناگون برای ساخت دیوارها و خانه ها استفاده می شود. یکی از پرکاربردترین مصالحی که شاهد استفاده از آن ها هستیم، آجرها می باشند. اگر ساختمان شما قدیمی بوده و نیاز به مقاوم سازی داشته باشد، نیاز است تا به دیوار حمال آن توجه داشته باشید. دیوار حمال با نام دیوار باربر نیز شناخته شده است و وظیفه تحمل کردن وزن کل سازه را بر عهده دارید. از این رو به منظور جلوگیری از خسارت نیاز است تا به مقاوم سازی دیوار حمال بپردازید.
در نیمه اول قرن بیستم اعتقاد بر این بود که هر چه ساختمان سنگین تر باشد، در برابر زلزله ایمنتر خواهد بود. ولی مطالعات اخیر نشان می دهد، ساختمان های بتنی، ضعیف تر عمل خواهند کرد. با حرکت زمین، وزن ساختمان از یک طرف به سمت دیگر به قطعات سازه برخورد می کند. بنابراین، هر چه ساختمان سنگینتر باشد، نیروی بیشتری به سازه ها وارد می کند و احتمال سقوط آن بیشتر خواهد شد. اینجاست که اهمیت ویژه مقاوم سازی دیوار آجری بارزتر می شود.
روش های مختلفی وجود دارند که با بهره مندی از آن ها می توان اقدام به مقاوم کردن دیوار آجری کرد. این روش ها شامل موارد زیر می شوند:
هر کدام از روش های ذکرشده ویژگی های خاص خودشان را دارند که می توان از آن ها بهره کافی را برد.
دیوارهای آجری به طور معمول دچار دو مورد اصلی گسیختگی می شوند که شامل گسیختگی درون صفحه و بیرون صفحه است. مودهای گسیختگی درون صفحه عبارت اند از شکست برشی، شکست برشی لغزشی و شکست خمشی. مودهای گسیختگی بیرون صفحه نیز عبارتند از شکست خمشی در راستای عمودی و شکست خمشی در راستای افقی.
شکست برشی وقتی اتفاق می افتد که دیوار حمال تحت تأثیر بار قائم بالا و ارتفاع دیوار از طول آن کمتر باشد.
شکست برشی لغزشی زمانی اتفاق می افتد که در دیوارهای به اندازه تقریباً مربع مقاومت برشی اندکی وجود داشته باشد و بار جانبی بیشتر از بار قائم به آن تحمیل شود.
شکست خمشی در دیوارهایی دیده می شود که ارتفاع دیوار دو برابر طول آن باشد. این شکست بعد از شکست برشی ایجاد می شود. یعنی اگر دیوار مقاومت برشی خوبی نداشته باشد، گسیختگی برشی رخ می دهد. ولی اگر مقاومت برشی به حد کافی باشد، احتمال شکست خمشی وجود دارد.
عامل اصلی که باعث این شکست می شود، افزایش تنش کششی است. اگر در اثر این افزایش تنش ترک ها در راستای عمودی باشد، این شکست اتفاق می افتد.
عامل اصلی ایجاد این ترک افزایش تنش کششی است. اگر در اثر افزایش تنش ترک ها در راستای افقی باشد، این شکست اتفاق می افتد.
علاوه بر این موارد، موردهای شکست بین قاب هم ممکن است برای دیوارهای آجری اتفاق بیافتد که در نهایت نیاز به مقاوم سازی دیوار آجری را طلب می کند که عبارتند از:
اگر اتصالات ضعیف در گوشه های دیوار وجود داشته باشد، احتمال ایجاد این گیسختگی وجود دارد.
اگر دیوار بین قاب نازک باشد، این احتمال هست که در اثر نیروهای بالای فشاری وسط آن شکست فشاری ایجاد شود. اگر مقاومت دیوار آجری میان قاب بالا و خود قاب اصلی ضعیف باشد، ممکن است ترک قطری ایجاد شود.
اگر دیوار آجری میان قابل مقاومت خوبی نداشته باشد و قاب اصلی اتصالات ضعیف داشته باشد، این گسیختگی رخ می دهد.
یكی از مهمترین روشهای ساخت و ساز كه در دهههای گذشته و پیش از ورود استانداردهای لرزهای در شهرهای بزرگ مرسوم بوده ساختمانهای نیمه اسكلت است. طبق تعریف دستور العمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود، ساختمانهای مصالح بنایی سنتی، ساختمانهایی هستند كه بدون انجام محاسبات مهندسی و به صورت سنتی ساخته میشوند. سقف این ساختمانها آجری قوسی، طاق ضربی، چوبی و غیره بوده كه عملكرد آن میتواند صلب یا انعطاف پذیر باشد.
ساختمان آجری نیمه اسكلت در دسته ساختمانهای بنایی غیر مسلح قرار میگیرد. اما به واسطه ستونهای فلزی مركزی، از دیگر انواع ساختمان بنایی غیر مسلح متمایز میشود. سیستم باربر جانبی در این گونه ساختمانی، دیوارهای آجری است كه در جهت طولی معمولاً از دو دیوار موازی طویل تشكیل شده است.
در جهت عرضی، این نوع ساختمان به علت جهت تیرریزی سقف های طاق ضربی احتیاجی به دیوارهای باربر نبوده و نمای ورودی ساختمان غالباً با یك قاب در و پنجره فلزی به ارتفاع طبقه پوشانده میشود. در جهت عرضی و انتهای ساختمان معمولاً دیوار باربر دیگری وجود دارد كه در بعضی موارد به واسطه وجود نورگیر تمامی عرض ساختمان را در بر نمیگیرد.
میتوان دو نوع چیدمان كلی از دیوارهای باربر در ساختمانهای نیمه اسكلت مشاهده كرد. در نوع اول دیوار یا دیوارهایی باربر در جهت عرضی ساختمان موجود است و معمولاً در انتهای ساختمان قرار دارند و رفتار این نوع ساختمان تحت تاثیر پیچش قرار دارد. در گونه دوم، در جهت عرضی، دیوار باربر قابل قبولی وجود نداشته و ساختمان در جهت عرضی شدیداً آسیب پذیر است.
با در نظر داشتن مودهای گسیختگی دیوارها و قاب های آجری راه کارهای متفاوتی برای مقاوم سازی دیوار آجری توصیه می شود. اگر مود گسیختگی یکی از حالت هایی باشد که ضعف دیوار موجب آن شود، استفاده از مش بندی و شاتکریت سیمان روی آن یکی از پیشنهادات است.
این شیوه موجب بالا رفتن ضخامت دیوار و لاغری آن می شود. با لاغرتر شدن دیوار، می توان مانع گسترش خرابی روی دیوار شد. به کار بردن روش شاتکریت و مش بندی در دو سو یا یک سوی آن انجام می شود. این مسئله به اندازه زیادی به دسترسی دیوار بستگی دارد.
می توان از انواع مش فولادی، پلاستیکی یا شیشه ای استفاده کرد. برای به وجود آوردن رفتار یکدست بین دیوار و لایه بتنی جدید به کار بردن میخ های فولادی امکان پذیر است. یکی از راهکارهای مقاوم سازی دیوار آجری بعد از مشاوره مقاوم سازی ساختمان استفاده از الیاف کربن و شیشه FRP است.
برای این کار می توان از عناصر تیر و ستون الیاف FRP استفاده کرد. با توجه به این که دلیل بیشتر خرابی های موجود در دیوارهای آجری لاغری آن نیست، یکی از بهترین راه کارهای تقویت به کار بردن الیاف FRP است. این الیاف در اپوکسی مورد نظر غرقاب و به سطح وصل می شود. این شیوه بر مقاومت دیوار و ملات میان آجرها نیز می افزاید و همچنین می تواند با به وجود آوردن تنش همه جانبه اطراف دیوار به بهره وری آن کمک کند.
نوع مصالح مورد استفاده در این روش به عمق و عرض ترک های موجود در دیوار آجری بستگی دارد. به طور کلی میتوان از موادی همچون، ملات سیمان، ملات دارای ترکیبات ضد انقباض و رزینهای اپوکسی استفاده کرد.
دوغاب ریزی از متداولترین روشهای مقاوم سازی دیوار آجری است. استفاده از دوغاب باعث برقراری یک اتصال محکم میان اجزای آسیب دیده و سست شده میشود. دوغاب عمدتاً شامل ۸۰ درصد سیمان پرتلند و ۲۰ درصد سیمان پوزولانی است. اجرای این روش علاوه بر ساده بودن، هزینه بسیار کمی هم دربر دارد. در نتیجه از این روش بطور گسترده استفاده میشود.
بهتر است مصالح ساختمانی در ساخت دیوارهای باربر از نوع مرغوب انتخاب شوند. در این زمینه کیفیت ملات مورد استفاده نیز مهم است که کوتاهی در این موارد موجب خسارات ساختمان در زمان زلزله می شود. همچنین، دیوارها تا حد امکان باید منظم و قرینه نسبت به دو محور اصلی باشند.
طول کلی دیوارهای باربر مهم ترین عامل در ایجاد خسارت در زمان زلزله است. خمش و برش بیشتر از اندازه موجب گسیختگی صفحه ای می شود که به نسبت عناصر غیر مسلح سازه های بنایی بستگی دارد. عناصر محدودکننده نیز باید در کناره و انتهای دیوارهای باربر و در دو سمت درها و بازشوها قرار داشته باشند. در صورتی که مؤلفه عمودی شتاب بزرگ و وزن کنسول بالا باشد، وزن کنسول عامل مهمی در زمان زلزله خواهد بود.
باید به ابعاد کنسول و میزان پیش آمدگی آن در زمان ساخت به طور کامل توجه شود. استفاده از خشت خام به عنوان آجر از اصلی ترین دلایل خسارت ساختمان ها است. به همین علت استفاده از خشت و خاک رس در دیوارهای بنایی مجاز نیست. خانه های زیادی هستند که با این شرایط ساخته شده و در مناطق زلزله خیز هستند. تخریب و بازسازی خیلی از این ساختمان ها صرفه اقتصادی ندارد، اما مقاوم سازی دیوار آجری و ساختمان بنایی کارآمدتر است. برای این کار می توانید از مشاور مقاوم سازی ساختمان کمک بگیرید.
از انواع نقص هایی که در دیوار آجری ایجاد می شوند، می توان به موارد زیر اشاره نمود:
در روش های کنترل غیر فعال ساختمان نظیر استفاده از مستهلک کننده های ویسکوز و ویسکوالاستیک، جذب انرژی حاصل از حرکت های نیرومند زمین توسط مستهلک کننده ها صورت می گیرد و به سازه اصلی اجازه داده نمی شود که وارد ناحیه غیر خطی گردد.
این امر موجب می شود که مقاومت سازه در برابر زلزله های با پس زمین لرزه های طولانی تر (که طبیعتا شدیدتر نیز می باشند) افزایش یابد، یا به تعبیر دیگر احتمال فروریزش سازه در برابر این زلزله ها کاهش یابد. سیستم های جذب یا مستهلک کننده انرژی (Dampers)، بر پایه افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده اند.
مهمترین تأثیر میرایی، کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده میباشد و بدین وسیله قسمت عمده ای از انرژی ارتعاشی را قبل از رسیدن پاسخ سازه به حد نهایی به هدر می دهند. اتلاف کننده های انرژی ممکن است در مهاربندی ها، اتصالات و اجزای غیر سازه ای و یا دیگر مکان های مناسب در ساختمان های موجود، قرار داده شوند.
لیکن ساده ترین و پرکاربردترین آن ها استفاده از میراگر در مهاربندها می باشد، که می توان از آن ها در تمامی طبقات ساختمان استفاده به عمل آورد. در برخی از انواع میراگرها ملاحظات زیبایی نیز مد نظر قرار گرفته شده است تا چنان چه به صورت نمایان به کار برده شوند، مشکلی از لحاظ معماری ایجاد ننمایند.
در سازه های آجری، اصلی ترین عضو دیوارهای برشی هستند که این اعضا در هنگام زلزله نیرو سقف و دیوار های عرضی را به پی انتقال می دهد. و دیگر عضو مهم سقف ها می باشد که باید از برای انتقال نیرو زلزله به دیوار برشی باید دارای یکپارچگی کافی، باشد.
در واقع استفاده از دیوار برشی در ساختمانها، یکی از روش های مقاوم سازی سازه های آجری به حساب می آید. به علت سختی بیشتر دیوار برشی نسبت به بادبند، تعداد دهانه های لازم برای ساختن دیوار برشی کمتر از دهانههای لازم برای بادبند می باشد؛ که در نتیجه طرح مقاوم سازی مشکلات کمتری در زمینه معماری به وجود خواهد آورد.
برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموت های دورپیچ ستون یا بولت به عنوان برش گیر، در ارتفاع ستون استفاده کنید. در مورد استفاده از دیوار برشی، به علت نیروی زیادی که در پی دیوار برشی به وجود میآید، احتمالا باید به آن توجه کرد که، نیاز به شمع دارد تا بتواند نیروها را به زمین منتقل نماید.
مقاوم سازی و بهبود عملکرد سازه های آجری، معمولا با افزایش مقاومت و یا شکل پذیری دیوارها و انسجام بخشی از کل ساختمان صورت می گیرد. وزن زیاد، ضعف مقاومتی ملات ها، کمبود نسبی دیوارهای بنایی (تراکم کم) و وجود بازشوهاي بزرگ و نامنظم، باعث ضعف مقاومتی سازه های اجری شده، و ساختمان با وجود انسجام کافی، ممکن است قابلیت عملکردی مورد نظر را نداشته باشد.
برخی از ساختمان هایی که به هر دلیلی عکس العملشان در مقابل زلزله های احتمالی نامناسب، آسیب پذیر و بد اجرا شده باشد یا درجاتی از آسیب پذیری در بخش سازه و پی داشته باشد، باید نسبت به مقاوم ساختن آن ها، اقدامات لازم انجام شود. در گام اول می بایست رفتار ساختمان ها و سازه های آجری ارزیابی شود و تشخیص داده شود که کدام بخش از آن ها در مقابل زلزله حساس بوده و نامناسب عمل می کند.
در واقع نصب جداسازی لرزه ای در تراز پایه ساختمان، با هدف جداسازی حرکتی بین سازه و زمین صورت می گیرد. جداسازهای لرزه ای، المان هایی هستند که سختی جانبی آن ها نسبت به سختی محوری شان بسیار کمتر میباشد؛ لذا با وقوع زلزله، این المان ها می بایست مانع انتقال نیرو به سازه ی اصلی شوند، و سازه ی اصلی یک حرکت محکم را در زمان وقوع زمین لرزه ها تجربه نماید.
عملکرد جداگرها فقط در محدوده خاصی از جرم و ارتفاع ساختمان مطلوب است و به همین دلیل این روش به صورت محدود و فقط برای ساختمان های دارای وزن و ارتفاع مناسب بوده، مؤثر می باشد؛ به همین دلیل کمتر از سایر روش ها در جهان مورد استقبال معماران و انبوهسازان قرار گرفته است.
در زمان زلزله، ساختمان هاي نامتقارن در معرض اثرات پيچش قرار می گیرند. با جداسازي قسمت هايي از ساختمان مي توان مركز جرم را بر مركز سختي منطبق کرد كه در اين صورت پيچش در ساختمان رخ نمی دهد. همچنين با ايجاد ديوارهاي جديد (مصالح بنایی) می توان واحدهایی را به طور اختصاصی قرینه کرد.شایان ذکر است که استقرار ديوارهاي متقاطع، قدرت باربري بيشتري براي ديوارهاي طويل ساختمان هايي همچون خوابگاه ها، مدارس و ... فراهم مي کند. تنها بايد توجه داشت كه تغييرات معماري بوجود آمده موجب از بين رفتن كاربري هاي مدنظر نگردد.
مساله اصلي در اين چنين اصلاحاتي، ايجاد گيرداري بين ديوارهاي جديد و قديم مي باشد. عموماً با استفاده از كليدهاي فولادي و بتني تعبيه شده در ديوارهاي قديمي اين گيرداري تامين مي شود.
در استقرار ديوارهاي جديد بايد به يك نكته توجه داشت كه ديوار جديد بايد در طول مدت بهره برداري ساختمان مستقر بوده و هيچگاه برداشته نشود. بنابراين در مقاوم سازي ساختمانهايي كه امكان تغيير كاربري دارند بايد همواره به اين نكته توجه نمود كه پس از تغييرات كاربري ديوارهاي جديد از معماري ساختمان حذف نشود.
همه به دنبال ساختمان هایی هستند که ستون های کمتری داشته باشند به این معنا که مثلا سالن پذیرایی بدون ستون در وسط ابعاد بزرگ دارد. در اصطلاح مهندسی، دهانه های بزرگ بدون ستون همیشه به عنوان مقاطع بحرانی شناخته می شوند و جزو اولین مکان هایی هستند که نمی توانند در برابر زلزله مقاومت کنند، مگر اینکه در طراحی و ساخت بسیار مقاوم باشند. بنابراین باید مراقب باشید و به سالن های بزرگ بدون ستون دل نبندید.
در ساختمان هایی که آسانسور دارند دقت کنید که در چهار طرف آسانسورها حداقل سه ستون وجود داشته باشد در غیر این صورت ایمن نیستند. قبل از ورود به هر ساختمانی که قصد بازدید از آن را دارید، باید اطمینان حاصل کنید که ساختمان حداقل 10 سانتی متر از ساختمان های مجاور فاصله داشته باشد (به این فاصله درز بریده گفته می شود). (این فواصل را می توان برای زیبایی نما طی کرد؛ در این صورت می توانید اطمینان حاصل کنید که از ساختمان همسایه روی پشت بام فاصله وجود دارد).
اگر ساختمان نوساز نباشد، تاریخ ساخت بسیار مهم است، به طور قطع می توان گفت ساختمان هایی که پس از سال 1386 حداقل در تهران ساخته شده اند، از استحکام بیشتری نسبت به همتایان خود در سال های قبل از آن تاریخ برخوردارند. البته به شرط رعایت نکات فنی. یادتان باشد هرگز از سازنده یا مشاور املاک نپرسید که آیا این ساختمان مقاوم است یا خیر؟! زیرا مطمئن باشید پاسخ آنها در مورد مقاومت بالای ساختمان شما را شگفت زده خواهد کرد. پس آستین ها را بالا بزنید و خودتان متوجه شوید. بدون هیچ اطلاعی لازم است بدانید که ساختمان های قدیمی از گل و آجر با یک یا چند طبقه با طاق (تیر آهن و آجر) ساخته شده اند.
به طور کلی حتی در برابر زلزله متوسط نیز مقاومتی نخواهند داشت و در هر شرایطی باید از این ساختمان ها پرهیز کرد.به خروجی های بزرگ طبقه اول توجه کنید (مانند پارکینگ یا خانه های چوبی که روی پایه های باز ساخته شده اند). برای مقاوم سازی این قطعات با افراد متخصص مشورت کنید. تخریب شومینه های غیرمقاوم یکی از مشکلات رایج در هنگام زلزله است.
مقاوم سازی نه تنها به ساختار ساختمان مربوط می شود، بلکه شامل ایمنی داخل ساختمان نیز می شود. سیم های برق خانه را به دقت بررسی کنید تا ترک یا قطعات ضعیفی نداشته باشند. از عبور دادن سیم از درب جلو یا زیر فرش خودداری کنید. سیستم هشدار دود در هر خانه ضروری است. این سیستم را هر ماه چک کنید و هر سال باتری ها را تعویض کنید. مواردی که به کناره های ساختمان متصل می شوند (مانند راه پله ها و بالکن ها) معمولاً در زلزله آسیب می بینند و باعث آسیب به افراد زیر آنها می شوند.
در نهایت به عنوان خلاصه ای از مطلب؛
مهندسان و متخصصان حاذق و با سابقه در حوزه ی ساخت و ساز بناهای آجری، در زمینه مقاوم سازی ساختمان های بنایی مطالعات بی شماری انجام داده اند و در نتیجه راهکارهای زیر را برای حفظ مقاومت ساختمان های آجری ارائه داده اند:
در کشور ما شرکت های مقاوم سازی به تازگی پا به عرصه وجود گذارده و با گردآوری مهندسین و تکنسین های مجرب نسبت به طراحی و اجراء عملیات مقاوم سازی در کشور اقدام نموده اند.
تمامی حقوق متعلق به آرین تیس می باشد.
طراحی سایت و خدمات سئو توسط تیم سئوهاما - میزبانی وب توسط سرورهاما