4 روش مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
ایران کشوری است که بر روی گسل زلزله خیز قاره آسیا قرار گرفته و کسانی که در ایران جز دست اندر‌کاران ساخت و ساز هستند، باید نسبت به مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله توجه ویژه ای داشته باشند. این موضوع علاوه بر حفظ جان انسان ها، به افزایش پایداری سازه های مهم در برابر زمین لرزه کمک می کند. حفظ سرمایه های ملی و ارتقا‌ی توانایی کشور برای مدیریت مطلوب بحران ناشی از زلزله، از دیگر اهداف مقاوم سازی آن به شمار می رود.
در این مقاله قصد داریم در رابطه با روش های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله صحبت کنیم و به بررسی هر یک از این روش ها بپردازیم؛ اما قبل از پاسخ به این پرسش، به سوال زلزله چگونه باعث تخریب سازه ها می شود، پاسخ می‌دهیم. لطفا تا پایان همراه ما باشید.
فایل صوتی
فایل ویدئویی
زلزله چگونه ایجاد می شود؟
زمین از چندین صفحه و لایه تشکیل شده که سطحی ترین لایه آن، خشکی ها و دریا‌ها هستند. از دیر باز تاکنون این نظریه که صفحات زمین ثابت نیستند اثبات شده و کنار یکدیگر در حال حرکت اند. این صفحات از مهم ترین دلایل زلزله به شمار می روند. هنگامی که صفحات با یکدیگر مماس شوند؛ لرزه‌های بزرگی ایجاد می کنند. یکی دیگر از عوامل مهم در وقوع زلزله آزاد شدن انرژی های درونی زمین است. این انرژی ها به دنبال مسیری برای تخلیه می گردند و سنگ هایی که در مسیر قرار گرفته را تخریب می کند.
میزان اثر‌گذاری زلزله بر تخریب بنا‌ها و تاسیسات، به عوامل متعددی بستگی دارد. واحد اندازه‌گیری زلزله (معمولا ریشتر) به تنهایی، مؤید میزان تخریب این بلای طبیعی نیست. عوامل دیگری همچون اندازه گسل، نوع حرکت آن، عمق و فاصله با مناطق مسکونی در اندازه لرزش زمین وتخریب بنا مؤثرند.
چرا به روش‌های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله نیاز داریم؟
در حالت کلی، ساختمان ها برای مقاومت در برابر نیروهای عمودی همچون گرانش و وزن آماده شده اند؛ اما زلزله در این دسته نیروها قرار ندارد. زلزله باعث وارد شدن نیروهای افقی به سازه می شود. این نیروی افقی، دیوار، کف، ستون، تیر و رابط ها را به ارتعاش در می آورد. تفاوتی که در بین حرکت پایین و بالای ساختمان ها وجود دارد، باعث ایجاد فشار شدیدی بر سازه شده و در نتیجه ساختمان فرو می ریزد. قبل از پرداختن به بررسی انواع روش های مقاوم سازی ساختمان، باید بتوانیم نقاط ضعف موجود در سازه ها را شناسایی کرده و متناسب با هر کدام، روش مقاوم سازی 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، می توان نقاط ضعف را شناسایی و به مقاوم سازی سازه مطابق با نقاط ضعف پرداخت. اما برای ساختمان هایی که در حال حاضر ساخته شده اند؛ ابتدا باید نقشه اولیه آنها مورد ارزیابی قرار گیرد. پس از انجام ارزیابی های لازم، روش مناسب برای مقاوم سازی ساختمان انتخاب شده و اجرا می شود.
چه روش هایی برای مقاوم سازی ساختمان قدیمی و جدید در برابر زلزله وجود دارد؟
انواع سازه های رایج در کشور ما به سه دسته سنتی، فلزی و بتنی تقسیم می شوند. در سازه های سنتی، مقاوم سازی بیشتر از اینکه محاسباتی و علمی باشد؛ تجربی است. در این نوع سازه بر خلاف دیگر ساختمان ها، تحمل بارهای قائم بر عهده دیوار است. سازه های فلزی به‌دلیل نیاز به رعایت استانداردهای مصالح و افزایش کیفیت اجرا در بیشتر کشورها از جمله ایران مورد استفاده قرار نگرفته اند. سازه های بتنی نسبت به سازه های فلزی رایج ترند؛ یکی از دلایل آن، نوسانات موجود در قیمت پروفیل قوطی است.
مقاوم سازی ساختمان با استفاده از دیوار برشی
دیوار برشی یکی از روش های مقاوم‌سازی ساختمان ها در برابر زلزله به شمار می رود. برای بالا بردن مقاومت در برابر نیروهای افقی ناشی از زلزله، دیوارهای برشی را با استفاده از بادبندها محکم می کنند. بادبندها با نام مهاربند نیز شناخته می شوند. شاید برای شما سوال باشد که کاربرد مهاربند در ساختمان چیست؟ مهاربند‌ها به دو مدل عمودی یا افقی در اشکال هندسی گوناگون تقسیم بندی شده اند. این محصول به منظور افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای افقی و جانبی به کار برده می شوند.
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 دست می آید، می‌توان به بالا رفتن ظرفیت برشی، خمشی و همچنین سختی اتصالات قاب اشاره کرد. البته این روش در کنار مزایایی که دارد، منجر به افزایش وزن سازه می شود.
مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله با روش FRP
سیستم های پلیمری تقویت شده با الیاف یا Fiber reinforced Polymer composites (FRP) به عنوان یکی از ساده ترین و جدیدترین روش های مقاوم سازی ساختمان به شمار می آیند. این سیستم علاوه بر مقاومت بالا از وزن کمی برخوردار است. از گذشته، FRP در صنایع عمرانی، هوافضا، خودرو سازی و به طور کلی هر حوزه ای که نیاز به استحکام بالا و در عین حال وزن کم دارد استفاده می شود. این روش به علت داشتن مزایای گفته شده و پوشش نقاط ضعف راهکار‌های قبلی، جزء روش های رایج در دوره کنونی محسوب می شود.
مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله با استفاده از جداساز لرزه‌ای
جدا سازهای لرزه ای نیز جز روش های نوین محسوب می شوند. هدف کلی از بکار بردن این جداساز‌ها، کنترل تاثیر ارتعاشات ناشی از زلزله روی ساختمان است. در این روش ساختمان روی یک سیستم جداساز لرزه ای بنا می شود. در نتیجه باعث کاهش شدت نیروهای افقی ناشی از زلزله خواهد شد؛ البته جداساز‌ها نیز خود دارای انواع مختلفی هستند که می توان با توجه به نیاز‌های گوناگون از انواع آن ها استفاده کرد.
مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله با میراگر
میراگرا‌های لرزه ای برای از بین بردن نوسانات ساختمان در هنگام زلزله استفاده می شوند. میرایی اصطکاکی یکی از کارآمد ترین روش ها برای اتلاف انرژی حاصل از زمین لرزه به حساب می آید. میراگرا به ساختمان اجازه می دهد که به صورت الاستیک حرکت داشته باشند. به همین علت سازه قادر است بدون هیچ آسیبی در برابر زلزله، ساختار خود را حفظ کند. فراموش نکنید که آرماتورگذاری مناطق زلزله خیز با سایر مناطق متفاوت است.
مقاومت ساختمان بتنی در برابر زلزله چند ریشتری
مقاومت ساختمان های بتنی در برابر زلزله به عوامل متعددی بستگی دارد که عبارتند از:
- استفاده از طراحی زلزله ای مانند سیستم های مهار کننده، ارتجاعی و جدارهای سازهای
- مصالح مقاوم به زلزله با مقاومت فشاری و کششی مناسب
- پیش‌بینی زلزله توسط تکنولوژی و ابزارهای جدید روز دنیا
- استفاده از تکنولوژی های مقاومت به زلزله مانند پدهای زلزله‌ای (زیر سازه های نرم کننده)و اتصالات مهار کننده
- تعمیر و نگهداری منظم
به طور کلی، توصیه می شود که برای طراحی و اجرای ساختمان های مقاوم به زلزله، با مهندسین متخصص در زمینه طراحی سازه های زلزله ای همکاری کنید تا از تمامی اصول و دستورالعمل های مربوطه پیروی شود.
کشور عزیز ما به‌دلیل قرار گرفتن روی گسل جز مناطق زلزله خیز محسوب می شود؛ به همین دلیل لازم است تا تمهیداتی برای مقاومت در برابر زلزله در نظر گرفته شود؛ در غیر این صورت خسارت های جبران ناپذیری مردم را در بر گیرد. برای بالا بردن مقاومت سازه ها از روش های متفاوتی نظیر دیوار برشی، ژاکت بتنی، پلیمری تقویت‌‌شده با الیاف، جداساز لرزه ای و… می توان استفاده کرد
مقاوم سازی ساختمان بدون شناژ
ساخت خانه بدون شناژ امکان پذیر است، اما باید توجه داشته باشید که این کار مستلزم رعایت نکات و استانداردهای خاصی است تا ساختمان بتواند در برابر نیروهای وارد بر آن، از جمله نیروهای جانبی ناشی از زلزله مقاومت کند.
مقاوم سازی ساختمان های بدون شناژ در برابر زلزله کار آسانی نیست، زیرا این ساختمان ها معمولا از نظر اسکلت بندی و مصالح استفاده شده در آنها مقاومت کافی در برابر زلزله را ندارند. با این حال، با استفاده از روش های مناسب می توان تا حد زیادی مقاومت این ساختمان ها را افزایش داد.
کلاف های افقی و عمودی نقش مهمی در مهار سازه و در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله دارند. بنابراین، یکی از مهم ترین روش های مقاوم سازی ساختمان های بدون شناژ، استفاده از کلاف های افقی و عمودی است. کلاف های افقی معمولا در تیرها و ستون ها اجرا می شوند و کلاف های عمودی معمولا در دیوارها اجرا می شوند.
ورق های فلزی می توانند به عنوان یک المان تقویتی، در ساختمان های بدون شناژ استفاده شوند. این ورق ها می توانند در تیرها، ستون ها و دیوارها نصب شوند و به افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله کمک کنند.
الیاف FRP (Fiber Reinforced Polymer) می توانند به عنوان یک جایگزین برای ورق های فلزی در مقاوم سازی ساختمان های بدون شناژ استفاده شوند. این الیاف از مواد کامپوزیتی ساخته شده اند و مقاومت بالایی در برابر نیروهای کششی دارند.
انتخاب روش مناسب برای مقاوم سازی ساختمان های بدون شناژ باید با توجه به شرایط خاص هر ساختمان انجام شود. بنابراین، توصیه می شود که قبل از هر اقدامی، مشاوره با یک مهندس سازه متخصص در زمینه مقاوم سازی ساختمان های قدیمی در برابر زلزله انجام شود.
ستون گذاری ساختمان های قدیمی بنایی نیز یکی از روش های مقاوم سازی این ساختمان ها در برابر زلزله است. در این روش، ستون های جدیدی در ساختمان اجرا می شوند که نقش مهمی در مهار سازه در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله دارند.
زلزله چگونه ایجاد می شود؟
زمین از چندین صفحه و لایه تشکیل شده است. هنگامی که این صفحات با یکدیگر مماس می شوند؛ باعث ایجاد لرزه های بزرگی خواهند شد.
چه روش هایی برای مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله وجود دارد؟
از جمله روش های مقاوم سازی ساختمان مواردی مانند مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله با میراگر، مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله با استفاده از جداساز لرزه ای، مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله با روش FRP، مقاوم سازی ساختمان با استفاده از ژاکت بتنی، مقاوم سازی ساختمان با استفاده از دیوار برشی هستند.
مقاوم سازی ساختمان نشست کرده در برابر زلزله چگونه است؟
نشست ساختمان می تواند خسارت های جدی ایجاد کند و حتی به تخریب ساختمان منجر شود. بنابراین باید از طریق تقویت بنیاد ساختمان استفاده از عایق های زلزله، تقویت دیوار و ستون و کف از عواقب آن پیشگیری کرد.
مقاوم سازی ساختمان بدون شناژ چگونه انجام می شود؟
استفاده از پایه های مصنوعی، تزریق ژل (Grouting)، استفاده از تیرها و قوس ها، استفاده از پنجره ها و درب های مقاوم به زلزله، پیش بینی و نظارت مستمر برای مقاوم سازی ساختمان بدون شناژ مناسب است.