مقاوم سازی در برابر زلزله

یکی از علل اصلی گسیختگی و فرو ریزش سازه ها زلزله می باشد . نیروهای ناشی از زلزله سبب گسترش آسیب در المان های ضعیف ساختمان می گردد .
ایران به عنوان یکی از نقاط زلزله خیز دنیا می باشد که با رعایت ضوابط و قوانین زمین لرزه در هنگام ساخت یا مقاوم سازی در برابر زلزله تا مقدار زیادی می توان از آسیب های ناشی از زلزله جلوگیری کرد .

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 :

1-مقاوم سازی در برابر زلزله با افزودن تیر بین ستون ها :

در سازه هایی که تیرها از سختی کافی برای تحمل نیروهای وارد برخوردار نمی باشند و جهت افزایش پیشگیری از خیزش تیرها می توان بین ستون های اصلی سازه ، تعدادی تیرهای فرعی ایجاد کرد تا با انتقال و تقسیم شدن نیروها ، وزن و فشار کمتری به تیرهای اصلی وارد شوند . 

2-مقاوم سازی در برابر زلزله با افزودن ستون به طبقه ی نرم:

یکی از راه های مقاوم سازی در برابر زلزله از طریق افزایش ظرفیت باربری تیرها ،‌اجرای ستون در طبقات نرم سازه (طبقات اول) می باشد .
در این روش بخش هایی از سازه که مقاومت و سختی پایینی دارند مقاوم می شوند . ضمنا ظرفیت باربری تیرها تا حد قابل توجهی افزایش می یابد .

3-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.

4-مقاوم سازی در برابر زلزله با افزودن قاب خمشی :

اجرای قاب خمشی عمدتا در سازه های بتنی انجام می شود و با افزایش سختی در تحمل نیروهای جانبی سبب مقاوم سازی ساختمان می شود .
قاب خمشی در واقع مجموعه ای از تیرها ، ستون ها و سایر اتصالات می باشد و بطور همزمان در تحمل نیروهای جانبی و ثقلی نقش دارد .

5-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.

6-مقاوم سازی در برابر زلزله با شاتکریت : 

مقاوم سازی با شاتکریت در واقع نوعی ترمیم بتون سطحی محسوب می شود . اجرای این روش مستلزم نصب شبکه ای میلگردها با استفاده از آرماتوربندی روی سطح کار و استفاده از بتن های مخصوص می باشد . حساسیت این روش بالاست و لازم است تا توسط افراد متخصص ایجاد گردد.

 7-مقاوم سازی در برابر زلزله با اجرای FRP:

بهترین و ساده ترین روش استفاده از frb در تقویت ستون های بتنی دور پیچ کردن ستون می باشد. در این صورت با محصور کردن بتن، نه تنها مقاومت فشاری عضو بلکه مقاومت برشی نیز افزایش می یابد. استفاده از این روش در جلوگیری از مکانیزم شکست در ستون های کوتاه خیلی موثر می باشد. لازم به ذکر است حداقل مقاومت فشاری لازم بتن جهت اینکه الیاف FRP کاربرد موثری داشته باشند ۱۷ مگا پاسکال توصیه می شود. همچنین جهت جلوگیری از تمرکز تنش در گوشه های عضو مقاطع مربع مستطیل ضروری است گوشه های عضو به صورت دایره ای به شعاع حداقل ۲/۵ سانتی متر گرد شوند.

8-مقاوم سازی در برابر زلزله با اجرای ژاکت فلزی یا بتنی : 

اجرای ژاکت فلزی از طریق افزایش مقاومت سازه در برابر کمانش سبب مقاوم سازی ساختمان در باربر زلزله می گردد . می توان جهت افزایش سختی ستون ها نیز از ژاکت های فولادی استفاده کرد . ضمنا با استفاده از ژاکت بتنی امکان افزایش ظرفیت های خمشی و برشی تیرها وجود دارد.

9-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.