4 روش مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله

ایران کشوری است که بر روی گسل زلزله‌خیز قاره آسیا قرار گرفته است. کسانی که در ایران جز دست‌اندر‌کاران ساخت‌و‌ساز هستند؛ باید به مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله توجه ویژه‌ای داشته باشند. می‌توان از این طریق علاوه بر حفظ جان انسان‌ها، به افزایش پایداری سازه‌های مهم در برابر زلزله کمک کرد. حفظ سرمایه‌های ملی و ارتقا‌ی توانایی کشور برای مدیریت مطلوب بحران ناشی از زلزله از دیگر اهداف مقاوم‌سازی به شمار می‌آید.

در این مقاله قصد داریم در رابطه با روش‌های مقاوم‌ سازی ساختمان در برابر زلزله صحبت کنیم و به بررسی هر یک از این روش‌ها بپردازیم؛ اما قبل از پاسخ به این پرسش، به سوال زلزله چگونه باعث تخریب سازه‌ها می‌شود پاسخ می‌دهیم. لطفا تا پایان همراه ما باشید.

فایل صوتی

فایل ویدئویی

زلزله چگونه ایجاد می‌شود؟

زمین از چندین صفحه و لایه‌های مختلفی تشکیل شده که سطحی‌ترین لایه‌های آن، خشکی‌ها و دریا‌ها هستند. از دیر باز به اثبات رسیده که صفحات زمین ثابت نیستند و میلیون‌ها سال است که کنار یکدیگر در حال حرکت‌اند. این صفحات از مهم‌ترین دلایل زلزله به شمار می‌روند. هنگامی که این صفحات با یکدیگر مماس می‌شوند؛ باعث ایجاد لرزه‌های بزرگی خواهند شد. یکی دیگر از عوامل مهم در وقوع زلزله آزاد شدن انرژی‎‌های درونی زمین است. این انرژی‌ها به دنبال مسیری برای تخلیه می‌گردند و سنگ‌هایی که در مسیر قرار دارند را تخریب می‌کند.

میزان اثر‌گذاری زلزله بر تخریب بنا‌ها و تاسیسات، به عوامل متعددی بستگی دارد. تنها واحد‌ اندازه‌گیری زلزله (معمولا ریشتر) نمی‌تواند مؤید میزان تخریب این بلای طبیعی باشد. عوامل دیگری همچون اندازه‌ی گسل، نوع حرکت گسل، عمق و فاصله‌ی آن با مناطق مسکونی در اندازه‌ی لرزش زمین وتخریب بنا مؤثرند.

چرا به روش‌های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله نیاز داریم؟

در حالت کلی، ساختمان‌ها برای مقاومت در برابر نیروهای عمودی همچون گرانش و وزن آماده شده‌اند؛ اما زلزله در این دسته نیروها جای ندارد. زلزله باعث وارد شدن نیروهای افقی به سازه می‌شود. این نیروی افقی، دیوار، کف‌، ستون‌، تیر و رابط‌هایی که آن‌ها را در کنار هم نگه می‌‌دارند را به ارتعاش در می‌آورد. تفاوتی که در بین حرکت پایین و بالای ساختمان‌ها وجود دارد، باعث ایجاد فشار شدیدی بر سازه شده و در نتیجه ساختمان فرو می‌ریزد. قبل از پرداختن به بررسی انواع روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان، باید بتوانیم نقاط ضعف موجود در سازه‌ها را شناسایی کرده و متناسب با هر کدام، روش مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله را مشخص کنیم.

اگر ساختمان در حال ساخت باشد، قبل از هر چیز باید نقشه اجرایی آن را بررسی کرد. بر همین اساس، می‌توان نقاط ضعف را شناسایی و به مقاوم‌سازی سازه مطابق با نقاط ضعف پرداخت. اما برای ساختمان‌هایی که در حال حاضر ساخته شده‌اند؛ نیاز است تا نقشه اولیه ساختمان‌ها مورد ارزیابی قرار گیرد. پس از انجام ارزیابی‌های لازم، روش مناسب برای مقاوم‌سازی ساختمان انتخاب شده و اجرا گردد.

چه روش‌هایی برای مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله وجود دارد؟

انواع سازه‌هایی که در کشور ما رایج هستند به سه دسته سنتی، فلزی و بتنی تقسیم می‌شوند. در سازه‌های سنتی بیشتر از اینکه محاسباتی و علمی باشد؛ تجربی است. در این سازه‌ها بر خلاف دیگر سازه‌ها، تحمل بارهای قائم بر عهده دیوارها قرار دارد. سازه‎‌های فلزی به‌دلیل نیاز به رعایت استانداردهای مصالح و افزایش کیفیت اجرا در بیشتر کشورها از جمله ایران مورد استفاده قرار نگرفته‌اند. سازه‌های بتنی نسبت به سازه‌های فلزی رایج‌ترند؛ یکی از دلایل آن، نوسانات موجود در قیمت پروفیل است.

مقاوم‌ سازی ساختمان با استفاده از دیوار برشی

دیوار برشی یکی از روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله به شمار می‌رود. برای بالا بردن مقاومت در برابر نیرو‌های افقی ناشی از زلزله، دیوارهای برشی را با استفاده از بادبندها محکم می‌کنند. بادبند‌ها با نام مهاربند نیز شناخته می‌شوند. شاید برای شما سوال باشد که کاربرد مهاربند در ساختمان چیست؟ مهاربند‌ها به دو مدل عمودی یا افقی در اشکال هندسی گوناگون تقسیم‌بندی شده‌اند. این محصول به منظور افزایش مقاومت سازه در برابر نیرو‌های افقی و جانبی به کار برده می‌شوند.

مقاوم‌ سازی ساختمان با استفاده از ژاکت بتنی

استفاده از ژاکت بتنی برای بالا بردن مقاومت اجزای ضعیف سازه بتنی مثل تیر، ستون، فونداسیون و … است. بهره بردن از این روش باعث افزایش ظرفیت باربری ساختمان در برابر نیروهای جانبی و افقی مثل زلزله خواهد شد. از دیگر مزایا‌ی ژاکت بتنی که با محصور کردن بتن به آن دست می‌یابیم می‌توان به بالا رفتن ظرفیت برشی، خمشی و همچنین سختی اتصالات قاب اشاره کرد. البته این روش در کنار مزایایی که دارد، می‌تواند منجر به افزایش وزن سازه شود.

مقاوم‌ سازی ساختمان در برابر زلزله با روش FRP

سیستم‌های پلیمری تقویت‌‌شده با الیاف یا Fiber reinforced Polymer composites (FRP) به‌ عنوان یکی از ساده‌ترین و جدیدترین روش‌های مقاوم سازی ساختمان به شمار می‌آیند. این سیستم علاوه بر مقاومت بالا ‌از وزن کمی برخوردار است. از گذشته FRP در صنایع عمرانی، هوافضا، خودروسازی و به‌طور‌کلی هر حوزه‌ای که نیاز به استحکام بالا و در عین حال وزن کم دارد، مورد استفاده است. این روش به علت داشتن مزایای گفته شده و پوشش نقاط ضعف راهکار‌های قبلی، جزء روش‌های رایج در دوره کنونی محسوب می‌شود.

مقاوم‌ سازی ساختمان در برابر زلزله با استفاده از جداساز لرزه‌ای

جداساز‌های لرزه‌ای نیز جز روش‌های نوین محسوب می‌شوند. هدف کلی از بکار بردن این جداساز‌ها، کنترل تاثیر ارتعاشات ناشی از زلزله روی ساختمان است. در این روش ساختمان روی یک سیستم جداساز لرزه‌ای بنا می‌شود. در نتیجه باعث کاهش شدت نیرو‌های افقی ناشی از زلزله می‌شود؛ البته جداساز‌ها نیز خود دارای انواع مختلفی هستند که می‌توان با توجه به نیاز‌های خود از انواع آن‌ها استفاده کرد.

مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله با میراگر

میراگرا‌های لرزه‌ای برای از بین بردن نوسانات ساختمان در هنگام زلزله استفاده می‌شوند. میرایی اصطکاکی یکی از کارآمدترین روش ها برای اتلاف انرژی حاصل از زمین لرزه به حساب می‌آید. میراگرا به ساختمان اجازه می‌‌دهد که به صورت الاستیک حرکت داشته باشد. به همین علت سازه قادر است بدون هیچ آسیبی در برابر زلزله، ساختار خود را حفظ کند.

کشور عزیز ما به‌دلیل قرار گرفتن روی گسل جز مناطق زلزله خیز محسوب می‌شود؛ به همین دلیل لازم است تا تمهیداتی برای مقاومت در برابر زلزله در نظر گرفته شود؛ در غیر این صورت ممکن است خسارت‌های جبران ناپذیری مردم را در بر گیرد. برای بالا بردن مقاومت سازه‌ها از روش‌های متفاوتی نظیر دیوار برشی، ژاکت بتنی، پلیمری تقویت‌‌شده با الیاف، جداساز لرزه‌ای و… می‌توان استفاده کرد.

سوالات متداول