اهمیت بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی
ایران یک کشور زلزله‌خیز است. همین امر موجب شده است تا در طول تاریخ شاهد زلزله‌های قوی زیادی باشیم. می‌توان بیان نمود که مهم‌ترین علت بروز خسارت‌های جانی و مالی در هنگام وقوع زلزله، آسیب‌پذیری بسیار بالای ساختمان‌ها و یا تأسیسات زیربنایی است. از آنجایی که در ایران تعداد ساختمان‌های بنایی بسیار زیاد است و این نوع ساختمان‌ها دارای ضعف‌های فنی و اجرایی زیادی هستند، در این مقاله قصد داریم به لزوم بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی اشاره‌کنیم. اگر ساختمان‌های بنایی ضوابط آیین‌نامه‌ای را رعایت کنند می‌توانند در برابر نیروهای ناشی از زمین‌لرزه از خود رفتار مناسبی نشان دهند؛ اما متأسفانه ساختمان‌های زیادی وجود دارد که ضوابط استاندارد 2800 را رعایت نکردند و باید در مورد آن‌ها نسبت به بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی اقدامات لازم را انجام داد.
در ایران مهندسان توانستند به کمک استانداردها و آیین‌نامه‌هایی مانند ASCE، FEMA، آیین‌نامه هند و همچنین مشورت با صاحب‌نظران و متخصصان، به دستورالعمل‌های مناسب مربوط به بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی دست پیدا کنند. همه این موارد در نشریه 376 (دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی غیرمسلح موجود) نیز بیان شده است.
راهکارهای لازم جهت بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی غیرمسلح
در این قسمت از مقاله قصد داریم به بیان راهکارهای لازم مربوط به بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی غیرمسلح بپردازیم. یک راه‌حل برای بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی غیرمسلح تقویت عناصر سازه‌ای است. راهکار بعدی اضافه کردن المان‌های دیگر به سازه است. می‌توان به‌طورکلی راهکارهای لازم به‌منظور بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی را به‌صورت زیر تقسیم نمود:
- روش‌های بهسازی کلی
- روش‌های بهسازی موضعی
برای این منظور باید اصول زیر را رعایت کرد:
- مصالحی که در ساخت سازه‌های بنایی استفاده می‌شود باید کیفیت مطلوبی داشته باشند.
- می‌توان به کمک برداشتن عناصر سنگین فوقانی وزن سازه را کاهش داد.
- فونداسیون این نوع سازه‌ها باید بتوانند بارهای وارده بر سازه را به زمین منتقل کنند.
- دیوارها در سازه‌های بنایی باید به‌طور کامل با یکدیگر درگیر شده و به هم چفت‌وبست شوند. همچنین در این سازه‌ها باید کف‌ها به‌طور کامل به دیوارها متصل شوند. به این ترتیب از شکست برون صفحه‌ای آن‌ها جلوگیری می‌شود.
- یکنواختی دیوارهای سازه درحالی‌که عمود بر هم هستند از دیگر رویکردهای مقاومت لرزه‌ای سازه‌های بنایی است. همچنین فاصله بین مرکز سختی و جرم نیز در این سازه‌ها باید به کمک اضافه کردن دیوارهای جدید یا بستن بازشوها در این دیوارها کاهش داده شود. این امر باعث کاهش پیچش در ساختمان می‌شود.
- حفظ انسجام کافی سیستم سقف و اتصال مطلوب آن به دیوارهای سازه‌ای یا به عبارتی یکپارچه‌سازی سقف و دیوار از دیگر راهکارهای لازم برای بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی است.
- اتصال کامل عناصر غیر سازه‌ای به عناصر سازه‌ای به نحو مطلوب آخرین راهکار است که در اینجا به آن اشاره می‌کنیم.
راهکار یکپارچه‌سازی سقف و دیوار جهت بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی غیرمسلح
می‌توان گفت یکپارچه‌سازی سقف و دیوار یکی از بهترین راهکارهای لازم جهت بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی غیرمسلح است. سقف ساختمان‌های بنایی در بیشتر موارد از نوع سقف طاق ضربی است. اگر بخواهیم یکپارچگی و صلبیت این نوع سقف‌ها را افزایش دهیم می‌توان سنگ‌فرش کف، ملات زیر آن و نخاله‌های مرتبط را برداشت تا به این ترتیب بتوانیم به آجر و تیرهای سقف دست پیدا کنیم. سپس می‌توان میلگردهای تقویتی را به تیرهای سقف جوش داد. بعد از آن حداقل 5 سانتی‌متر بتن روی میلگردها به‌عنوان پوشش ریخته می‌شود.
این امر موجب افزایش صلبیت سقف‌های سازه‌های بنایی می‌شود. اگر این روش مؤثر نبود و یا از لحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نباشد باید حدفاصل بین تیرهای سقف طاق ضربی را به‌صورت ضربدری تمیز کنیم. سپس می‌توان با میلگرد یا تسمه فولادی این تیرها را به هم متصل نمود. در این حالت روی دیوار باربر حدفاصل بین تیرهای سقف طاق ضربی، سه عدد میلگرد نمره 18 قرار داده می‌شود و روی آن بتن ریخته می‌شود. به این ترتیب ارتفاع کلاف افقی روی دیوارهای باربر حداقل 25 سانتی‌متر می‌شود.
بهسازی (مقاوم‌سازی) لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی غیرمسلح به‌صورت کلی
در بهسازی کلی سازه‌های بنایی می‌توان از سیستم‌هایی از قبیل جداگرهای لرزه‌ای استفاده نمود. همچنین می‌توان به کمک استفاده از تکنیک‌هایی جدید به افزایش مقاومت سازه پرداخت. در صورت مشاهده نقص در سازه می‌توان نسبت به برطرف سازی آن به کمک روش‌های موضعی اقدام نمود. یکی از این روش‌ها استفاده از FRP است. استفاده از الیاف پلیمری در صنعت ساختمان‌سازی و مقاوم‌سازی کاربرد زیادی پیدا کرده است. وزن این الیاف کم است و در عین حال در مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی نقش مؤثری ایفا می‌کند. این روش از لحاظ ظاهری مشابه روش کاشت میلگرد است.
در این روش از آرماتور کامپوزیت FRP استفاده می‌شود. از ویژگی‌های بارز استفاده از FRP در مقاوم‌سازی ساختمان‌ها می‌توان به مقاومت بالا، هزینه و وزن کم و دوام قابل‌توجه آن‌ها اشاره نمود. ازجمله کاربردهای استفاده از FRP در مکان‌هایی است که استفاده از ماشین‌آلات سنگین در آن مکان‌ها با محدودیت مواجه است. استفاده از FRP در این مکان‌ها می‌تواند هزینه‌های ناشی از ساخت‌وساز را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهد.
بررسی بهسازی لرزه ای در نشریه 360
در نشریه 360 نیز به بررسی بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود پرداخته شده است. در این نشریه هدف بهسازی ساختمان‌ها تعیین میزان دقت و یا گستره‌ی مطالعات تحلیلی تعریف شده است. این تعیین میزان دقت و یا گستره‌ی مطالعات تحلیلی بر اساس سطح خطر یا سطح عملکرد ساختمان تعیین شده است؛ بنابراین پس از تعیین سطح خطر یا سطح عملکرد ساختمان باید هدف بهسازی را مشخص نمود.
سطح عملکرد ساختمان بر اساس سطح عملکرد اجزای غیر سازه‌ای و سازه‌ای مشخص می‌شود. سپس سطوح عملکرد اجزای غیر سازه‌ای و سازه‌ای باهم ترکیب‌شده تا سطح عملکرد کلی ساختمان به دست بیاید. می‌توان بیان نمود که سطح عملکرد اجزای غیر سازه‌ای باید با سطح عملکرد المان‌های سازه‌ای متناسب باشد؛ زیرا این سازه است که باید از عضو غیر سازه‌ای محافظت کند؛ بنابراین بین سطح عملکرد اجزای غیر سازه‌ای با اجزای سازه‌ای نباید تفاوت‌های فاحشی وجود داشته باشد.
بهترین روش‌ها به‌منظور افزایش مقاومت و سختی دیوارها در ساختمان‌های بنایی
به‌منظور تقویت دیوارهای بنایی می‌توان از روش روکش بتنی استفاده نمود. به این ترتیب که سطح دیوارها به دلیل افزایش چسبندگی بتن با دیوار زخمی می‌گردد. سپس روی سطح دیوار از مش بندی فولادی استفاده می‌شود. آنگاه روی میلگردها با استفاده از دستگاه شاتکریت بتن پاشیده می‌شود. می‌توان بیان نمود که این روش یکی از بهترین روش‌ها به‌منظور افزایش مقاومت و سختی دیوارها در ساختمان‌های بنایی است.
