همه ما با زمین لرزه یا همان زلزله آشنایی داریم. این رویداد طبیعی سال ها در کشورها و موقعیت های جغرافیایی مختلف، جان هزاران انسان و موجود زنده را گرفته است. زلزله با توجه به شدتی که دارد، می تواند خرابی های مختلفی را به بار آورد. متاسفانه یکی از مهم ترین عواملی که همیشه در معرض مستقیم خطر زلزله های مختلف قرار داشته و دارد، جان انسان هاست. در واقع زلزله به واسطه ساختمان ها و منازلی که مردم آن ها را به عنوان محل سکونت خود انتخاب می کنند، می تواند جان های شیرین بیشتری را بگیرد.
با توجه به این مقدمه ساده، رعایت اصول مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله، یکی از مهم ترین اصولی است که در طراحی و ساخت یک ساختمان باید رعایت شود. البته در مورد ساختمان های قدیمی، عموما بحث مقاوم سازی ساختمان های قدیمی در برابر زلزله، مطرح خواهد شد. در ادامه نیز قصد داریم درباره همین موضوع صحبت کنیم. از این رو پیشنهاد می کنیم که برای تسلط بر داستان مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله، تا انتهای مقاله با ما همراه باشید:
چگونه زلزله باعث تخریب ساختمان‌ها شود؟
بسیاری از ساختمان های تجاری و مسکونی ساخته شده، به دلیل کیفیت پایین ساخت و ساز، تغییر محل سکونت یا الزامات آیین نامه جدید، توانایی مقاومت در برابر نیروها و فشارهای ناشی از زلزله را ندارند. از این رو آسیب های سازهای به ساختمان ها، آتش سوزی، آسیب به پل‌ها و بزرگراه ها، شروع خرابی شیب ها و روان شدن سونامی از جمله رایج ترین اتفاقاتی هستند که میتوانند در نتیجه بروز زلزله ها ایجاد شوند. اما وقتی که قرار است منحصرا درباره صدمات ناشی از زلزله و مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله صحبت کنیم، باید به مواردی همچون ترک های بتنی، خزش دیوار، نشست سقف، نشست کل ساختمان ها و غیره اشاره نماییم.
البته شدت تخریب ساختمان ها با زلزله، با توجه به استحکام خود ساختمان میتواند متغیر باشد. طبیعتا هر چقدر در ساخت یک ساختمان، تدابیر مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله، دقیق تر اجرا شده باشد، به همان نسبت، تخریب ناشی از بروز زمین لرزه بر روی آن ساختمان نیز کم تر خواهد بود. خیلی از مواقع، بروز زلزله میتواند باعث تخریب و ریزش کل ساختمان شود. طبیعتا این موضوع نیز صد در صد به نحوه ساخت و استحکام اولیه خود ساختمان مرتبط خواهد بود.
زمین لرزه ها اتفاقاتی هستند که طی آن ها وقایع زیادی برای زمین رخ می دهد. وقایعی مانند شکاف خوردگی سطح زمین، شناور شدن پوسته سطحی زمین و یا حرکت شدید و جابجا شدن تخته سنگ‌ها، از جمله مهم ترین آنها میباشد. تمامی این وقایع میتوانند کاملا به صورت مستقیم بر روی استحکام انواع ساختمان ها نیز تاثیر بگذارند. از این رو، مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله، در هر کشوری از ملزومات ساخت و ساز است.
پیشنهاد برای مطالعه
تاریخچه زلزله در ایران
ایران و افغانستان، بر روی یک کمربند بزرگ لرزه‌ای قرار گرفته اند. این کمربند از اقیانوس اطلس تا اندونزی امتداد دارد. تا جایی که این کمربند طولانی ترین مرز تلاقی جهان را تشکیل می دهد. با توجه به این موقعیت جغرافیایی که برای ایران وجود دارد، بروز فعالیت های لرزه‌ای متعدد برای این منطقه، امری کاملا طبیعی تعریف خواهد شد. با توجه به داده های مختلفی که از زلزله های رخ داده در ایران در ایستگاه های بین المللی ثبت شده، تهران (1337)، شیراز (1338)، سفیدرود (1341)، تبریز، مشهد و کرمانشاه (1343-44); بوشهر (1354)، اصفهان (1355) و ساوه (1356)، از جمله مهم ترین نقاط زلزله خیز ایران ثبت شده اند.
مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله چیست و چگونه انجام می‌گیرد؟
امواج زلزله از مخرب ترین امواجی است که از مرکز زمین منتشر می شود. این امواج می تواند تاثیرات مخرب زیادی بر روی جان و مال انسان ها داشته باشند. حقیقت واضح درباره زلزله و تاثیرات مخرب آن این است که انرژی ناشی از این رویداد طبیعی معمولا بسیار زیاد است. بنابراین طرح های ارائه شده برای جلوگیری از تخریب، برای خنثی نمودن این انرژی تعریف می شوند.
با توجه به این موضوع و به دنبال بحث مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله، مهندسان و طراحان زیادی در سراسر دنیا وجود دارند که سالهاست بر روی روش مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله مطالعه می کنند. این افراد، با توجه به تخصص خود راه‌های مختلفی را نیز ارائه نموده اند که اکثر این راه حل‌ها، این سه هدف را دنبال می کنند:
- طراحی و اجرای یک شالوده انعطاف پذیر برای ساختمان ها با هدف ورود نیرویی در خلاف جهت نیروی وارده از زمین لرزه
- ایجاد نیروهای منعطف با میرایی زیاد با استفاده از مصالح مختلف برای تحلیل انرژی ناشی از زمین لرزه
- استفاده از تجهیزات مختلف برای جلوگیری و کنترل ارتعاشات ناشی از زلزله
چرا ساختمان نیاز به مقاوم سازی در برابر زلزله دارد؟
به دنبال پاسخ این سوال، شاید نیاز باشد که سوال دیگری مطرح شود. آن سوال هم این است که چه چیزی با ارزش تر از جان انسان در این دنیا وجود دارد؟ ” هیچ چیز ” . بله هیچ چیزی وجود ندارد که ارزش آن با جان انسان برابری کند. همه می دانیم که زلزله یک رویداد طبیعی بسیار مخرب است. این رویداد علاوه بر فجایع جانی و انسانی بسیار زیاد، قادر است که خسارات مالی بسیار گسترده ای را نیز به وجود آورد.
کسی را تصور کنید که سال هاست برای خرید خانه، برای تشکیل یک شرکت، خرید یک مغازه و اصلا برای تشکیل یک زندگی، تلاش می کند. چقدر تلاش و کوشش و چه لحظاتی از عمر انسان صرف این اتفاقات شده تا همان چیزی بشود که او می خواهند. حالا فقط با چند لرزش ناشی از آزاد شدن نیروهای خفته زمین، تمام این آرزوها بر باد خواهد رفت.
مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله، می تواند از مهم ترین اصل بشریت که حفظ جان و مال انسان هاست، حفاظت کند. بنابراین چه رسالتی از این بالاتر؟!
بله؛ برای جلوگیری از تمامی فجایع انسانی که می توانند نتیجه آزاد سازی انرژی زمین در قالب زلزله باشند، ما در کل دنیا به مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله نیاز داریم.
روش های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله
در پاراگراف های قبلی به این موضوع اشاره کرده ایم که مهندسان و متخصصان زلزله شناسی، به راه ها و روش های بسیار کاربردی برای مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله و حتی مقاوم سازی ساختمان های قدیمی در برابر زلزله رسیده اند. در ادامه به شرح هر کدام از این روش ها خواهیم پرداخت:
روش ژاکت بتنی
این روش یکی از روش های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله می باشد. ژاکت بتنی همان طور که از نامش پیداست، یک روش مقاوم سازی بر پایه بتن است که با هدف تقویت المان‌های سازهای ساختمان، اجرا می شود. این روش یک روش موضعی برای حفاظت از استحکام ساختمان تعریف می شود. برای اجرای طرح ژاکت بتنی شما به میلگردهای فولادی و بتن نیاز دارید. در این روش، شبکه ای از میلگردهای جدید که از قبل طراحی شده اند، ایجاد می شود. این شبکه با اتصال به شبکه های قدیمی آرماتوربندی خواهند شد. پس از اینکه شبکه میلگردهای جدید آماده شد، نوبت به بتن ریزی مجدد خواهد رسید.
استفاده از ژاکت بتنی برای مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله، می تواند مزیت های زیادی داشته باشد. اولین مزیت این است که ماهیت این روش با سازه ها و مصالح اصلی ساختمان یکیست و این موضوع باعث می شود که نتیجه کار، درست و استاندارد از آب درآید.
در این روش شما به کاورهای ضد حریقی که برای پوشش ژاکت بتنی به کار بروند، نیازی پیدا نخواهید کرد. و در نهایت می توانیم روش ژاکت بتنی را یکی از بهترین و محکم ترین روش های مقاوم سازی دیوار ساختمانی، تعریف کنیم.
ژاکت فولادی
یکی دیگر از روش های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله، ژاکت فولادی است. این روش نیز مانند ژاکت بتنی، یکی از رایج ترین روش هایی است که برای مقاوم سازی استفاده می شود. از روش ژاکت فولادی برای تقویت بخش های مختلف ساختمان مانند ستون، تیر اتصالات و دال استفاده می شود. هدف از اجرای ژاکت بتنی این است که هسته بتنی ساختمان به کلی محصور شود و یک فشار طبیعی بر آن وارد گردد. بدین ترتیب مقاومت این بخش از ساختمان نسبت به فشارهای دیگر بیشتر خواهد شد.
مهم ترین مزیتی که می توانیم درباره روش ژاکت فولادی ارائه دهیم، این است که به دنبال اجرای این تکنیک بر روی ساختمان، مقادیر زیاد و قابل توجهی به وزن کلی سازه اضافه نخواهد شد. اما در مقابل، شاهد شکل پذیری و انعطاف پذیری بالا، افزایش مقاومت خَمِشی، برشی و مقاومت فشاری ساختمان خواهیم بود.
افزودن دیوار برشی
افزودن دیوار برشی، معمولا روشی است که برای مقاوم سازی ساختمان بتنی در برابر زلزله، استفاده می شود. همه می دانیم که این ساختمان ها معمولا ظرفیت خیلی کمی برای تجهیز شدن و اضافه نموندن روش های مقاوم سازی ساختمان دارند. از این رو، افزودن دیوار برشی، یکی از راه هایی است که می تواند جابجایی جانبی سازه و دریفت سازه را به طور کلی کنترل نماید. افزودن دیوارهای برشی، یکی از مهم ترین روش های مقاوم سازی هستند که به تحلیل تاثیر انرژی زلزله بر روی ساختمان، کمک بسیار زیادی می کنند.
کامپوزیت FRP
در مقاوم سازی سازه بتنی نیاز به وجود مصالحی است که علاوه بر بالا بردن ظرفیت سازه، باعث ایجاد مقاومت مناسبی برای بخش بتنی ساختمان در برابر شرایط نامساعد محیطی شوند. برای تحقق این امر، کامپوزیت های frp یکی از گزینه های پیشنهادی می باشند. با ورود FRP ها به صنعت ساختمان و ساختمان سازی، به عنوان یکی از جالب ترین و امیدوارکننده ترین فناوری ها، بسیاری از مشکلات مقاوم سازی ساختمان ها برطرف شد. الیاف FRP راه های جدیدی برای تقویت و تعمیر سازه های بتنی به دنیای ساخت و ساز ارائه داده اند. در این راهکار از اشکال مختلف مواد FRP در قالب الیاف، ورق و آرماتور برای افزایش ظرفیت باربری، تعمیر، مقاوم سازی و بازسازی سازه های بتنی استفاده می شود.
افزودن مهاربند
Cross Bracing یا مهاربند، یکی از رایج ترین راه های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله و باد می باشد. مهاربندها از چندین عضو تشکیل می شوند. این عناصر با هدف افزایش مقاومت و پایداری سازه های ساختمان بر روی بنا پیاده سازی می شوند. در واقع مهاربندها قادرند که نیروهای افقی که در نتیجه زمین لرزه به ساختمان ها وارد می شوند را تحلیل داده و خنثی نمایند.
افزودن دمپر و جداساز لرزه ای به ساختمان
همان طور که از نام این مصالح پیداست، دمپرها و جداسازها، گزینه هایی هستند که می توانند اثرات لرزشی زلزله بر روی سازه و ساختمان ها را به حداقل برسانند. عموما دمپرها و جداسازها را در بخش فونداسیون ساختمان قرار می‌دهند. در واقع جداگرها به این دلیل در بخش های پایه‌ای و زیرین ساختمان قرار میگیرند که از ورود انرژی های لرزه‌ای زلزله به بخش های بالایی و اصلی ساختمان جلوگیری کنند. این جداگر در همان ابتدا، انرژی ها و لرزش های زمین لرزه را کنترل و در نهایت خنثی خواهند کرد.
هزینه مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله
به طور کلی، لیست ثابتی برای هزینه مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله وجود ندارد. اما معمولا برای خانه های بزرگ تر، خانه هایی که روی دامنه های تپه ها ساخته شده اند و یا خانه هایی که یک اتاق زیر زمینی و یا گاراژ زیر زمینی دارند، هزینه مقاوم سازی، مبالغ بیشتری را شامل خواهد شد. یا مثلا برای خرید ساختمان های جدیدی که به فناوری مقاومت در برابر زلزله تجهیز شده اند، حدود 5 تا 10 درصد بیشتر از ساختمان هایی که از این موارد برخوردار نیستند، باید هزینه کنید.
البته نوع روش به کار برده شده برای مقاوم سازی ساختمان نیز میتواند بر روی هزینه‌های نهایی تاثیر زیادی بگذارد. مثلا برخی از روش های مقاوم سازی مانند تقویت کامپوزیت FRP، روشی کم هزینه برای ایمن سازی ساختمان در هنگام زلزله هستند. این در حالی است که اجرای دیوار برشی به رعایت نکات بیشتری نیاز دارند که همین موضوع می تواند روی هزینه نهایی تاثیر زیادی بگذارد. البته لازم است بدانید که بسته به سبک خانه شما، ممکن است که از تکنیک های مقاوم سازی متعددی برای مقاومت در برابر زلزله استفاده شود. پس هر چه تعداد این تکنیک ها بیشتر باشد، هزینه و قیمت مقاوم سازی نیز بیشتر خواهد بود.
