blog

اهمیت و راهکارهای مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله


زلزله یکی از ویران کننده‌ترین نیروهای زمین است که می‌تواند ساختمان‌های زیادی را ویران کند، جان‌های زیادی را بگیرد و هزینه‌های هنگفتی را برای ترمیم ساختمان‌ها ایجاد کند. طبق داده‌های منتشر شده توسط مرکز ملی اطلاعات زلزله، سالانه به‌طور متوسط ۲۰ هزار زمین لرزه رخ می‌دهد که در میان آن‌ها ۱۶ زلزله فاجعه‌بار خواهد بود. از این‌رو مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله یکی از اقداماتی است که خسارت‌های جانی و مالی ناشی از زلزله را به حداقل میزان ممکن می‌رساند. طی چند دهه گذشته، مهندسان نقشه‌ها و مصالح ساختمانی جدیدی را برای تجهیز ساختمان در برابر زلزله معرفی کرده‌اند که در ادامه بیشتر با آن‌ها آشنا خواهید شد.

 

مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله

هر چه مراکز شهری پر جمعیت‌تر می‌شوند، تلاش مهندسان نیز برای ایجاد ساختمان‌هایی چند طبقه بیشتر خواهد شد. در نتیجه در حال حاضر شاهد ساخت آسمان خراش‌ها و برج‌های چند طبقه در کلان شهرهای جهان هستیم. یک زلزله عظیم در شهرهای بزرگ پیامدهایی پر هزینه و از همه مهم‌تر کشنده‌ای را به‌دنبال خواهد داشت. از این‌رو ساخت ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله نیز این‌روزها بیشتر رواج پیدا کرده است.

یک ساختمان مقاوم در برابر زلزله باید از سازه‌ها و پایه‌هایی ساخته شود که در برابر بارهای جانبی مقاومت داشته باشد. هر چه یک ساختمان سبک‌تر باشد، بارهای آن نیز کمتر خواهد بود. از این رو سبک سازی ساختمان جزو اقداماتی است که برای مقاوم سازی در برابر زلزله باید به آن توجه شود.

هرچه تعداد طبقات و وزن ساختمان بیشتر می‌شود، سبک سازی اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد. بنابراین در صورت امکان باید برای کف، سقف و دیوار از مصالح سبک وزن استفاده شود.

زمانی‌که یک ساختمان در برابر زلزله مقاومت خوبی داشته باشد، نه تنها خسارت‌های مالی ناشی از زلزله کمتر خواهد شد بلکه ساکنین ساختمان نیز دچار آسیب‌های جانی کمتری می‌شوند و فرصت بیشتری برای خارج شدن از ساختمان به هنگام بحران خواهند داشت.

در تلاش برای جلوگیری از خسارت زلزله بسیاری از شهرهای مستعد استانداردهای مهندسی گسترده‌ای را برای افزایش مقاومت ساختمان اعمال کردند. اعمال این استانداردها هیچ آسیبی به زیبایی ساختمان‌ها وارد نخواهد کرد. بنابراین می‌توان گفت که ساختمان‌هایی با معماری شگفت‌انگیز و زیبا نیز می‌توانند ضد زلزله باشند.

روش های مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله

در حالت کلی دو روش برای مقاوم سازی ساختمان ‌ها در برابر زلزله وجود دارد:

  • روش‌های مقاوم سازی کلی ساختمان
  • روش‌های مقاوم سازی موضعی ساختمان

 

در روش مقاوم سازی کلی ساختمان، کل ساختمان باید ترمیم شود تا مقاومت کلی آن بهبود پیدا کند. بنابراین مهندسان با استفاده از این روش‌ها مقاومت کل ساختمان را ارتقا می‌دهند تا خسارت ناشی از زلزله را به حداقل میزان ممکن برسانند. روش‌هایی که در این نوع مقاوم سازی انجام می‌شوند به شرح زیر است:

  1. اضافه کردن دیوار برشی: دیوار برشی به دیوارهایی گفته می‌شود که وظیفه خنثی کردن اثر بارهای جانبی وارد بر سازه را بر عهده دارند. از این‌رو برای بالا بردن مقاومت سازه‌های فولادی و بتنی از این نوع دیوار استفاده می‌شود.
  2. اضافه کردن بادبند: اضافه کردن بادبند نیز جزو روش‌های کارآمدی است که مقاومت برشی و سختی ساختمان را افزایش می‌دهد. بادبندها به دو دسته واگرا و همگرا تقسیم می‌شوند. مقاوم کردن ساختمان‌ها در برابر زلزله با استفاده از بادبندهای واگرا هزینه و سختی زیادی را به دنبال خواهد داشت. در نتیجه بیشتر از بادبندهای همگرا (ضربدری) برای ساختمان‌های فولادی و بتنی استفاده می‌شود.
  3. استفاده از میراگر یا دمپر: دمپر یا میراگر انرژی لرزه‌ای وارد شده به ساختمان را اتلاف می‌کنند. در این روش، قسمت عمده‌ای از انرژی ارتعاشی ناشی از زلزله هدر می‌رود تا انرژی به ساختمان وارد نشود یا اندکی از آن نصیب ساختمان شود. در نتیجه ساختمان مقاوم شده با دمپر بار ناشی از زلزله یا باد را به‌خوبی کنترل می‌کند.
  4. اضافه کردن جداگرهای لرزه‌ای: جداگرهای لرزه‌ای یکی دیگر از راهکارهای نوینی است که موجب کاهش پاسخ لرزه‌ای، نیرو و شتاب ورودی زلزله به سازه می‌شود. در نتیجه هنگام وقوع زلزله ارتعاشات لرزه‌ای که از زمین به ساختمان وارد می‌شود، به‌خوبی کنترل خواهد شد.

 

روش مقاوم سازی موضعی ساختمان نیز بیشتر بر روی مقاوم سازی بخشی از ساختمان توجه دارد و منجر به بهبود عملکرد ساختمان می‌شود. این روش نیز به شیوه‌های مختلفی اجرا می‌شود:

  1. استفاده از ژاکت‌های بتنی و فلزی: استفاده از ژاکت‌های بتنی و فلزی یکی از راهکارهایی که برای مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله به‌صورت موضعی استفاده می‌شود. در این روش برخی از اجزای سازه نظیر تیرها، اتصالات و ستون‌ها مقاوم می‌شوند. مهندسان می‌توانند این روش را در هر بخش و طبقه از سازه انجام دهند تا از طریق محصور سازی المان، مقاومت سازه را بالا ببرند.
  2. مقاوم سازی با FRP: FRP نوعی کامپوزیت پلیمری است که از ترکیب الیاف و رزین ساخته می‌شود. استفاده از این نوع کامپوزیت منجر به افزایش مقاومت خمشی، مقاومت فشاری المان و مقاومت برشی خواهد شد.

ترمیم ساختمان‌ های قدیمی

ساختمان‌های قدیمی جزو آن دسته از سازه‌هایی هستند که مقاومت کمی در برابر زلزله دارند و آسیب‌پذیری آن‌ها بیشتر است. از این رو مقاوم سازی ساختمان قدیمی در برابر زلزله یکی از راهکارهایی است که ایرادات و ضعف بناهای قدیمی را رفع می‌کند تا خسارات جانی و مالی ناشی از زلزله را به حداقل برساند. البته نا گفته نماند که تمامی ساختمان‌های قدیمی به مقاوم سازی نیاز ندارند و باید طبق استانداردهای مشخص مقاومت سازه بررسی شود و در صورت نیاز اقدامات مربوط به بازسازی و مقاوم سازی ساختمان انجام گیرد.

در حالت کلی ساختمان‌های قدیمی به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:

  • ساختمان‌های قدیمی بنایی: این ساختمان‌ها از خشت و سیمان ساخته شده‌اند و فاقد سیستم باربری جانبی هستند. ساختمان‌های بنایی اسکلت یا کلاف بندی نیز ندارد.
  • ساختمان‌های بتنی و فولادی: این نوع ساختمان‌ها کلاف بندی بتنی یا فلزی دارند و سیستم جانبی باربری نیز در آن‌ها اجرا شده است. مقاومت این سازه‌ها بسته به عملکرد جوشکاری و کیفیت مصالح استفاده شده متفاوت است.

 

مقاوم سازی ساختمان‌ های قدیمی در برابر زلزله به کمک روش‌هایی که در بخش قبل به آن اشاره کردیم، انجام خواهد شد که با توجه به مقاومت سازه و مصالح به‌کار رفته در ساخت آن، بهترین روش مقاوم سازی برای اجرا اتخاذ می‌شود.

 

اهمیت مقاوم سازی ساختمان ها در ایران

ایران جزو مناطق زلزله‌خیزی است که به‌طور متوسط هر پنج سال یک زمین لزره با صدمات مالی و جانی را تجربه می‌کند. در سال‌های گذشته زلزله کرمانشاه، منجر به از دست دادن بسیاری از هموطنان عزیز و تخریب بسیاری از ساختمان‌های شهر و روستاهای این استان شد. از این‌رو مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله یکی از ضرورت‌هایی است که در درجه اول مسئولین و سپس مردم باید به آن توجه داشته باشند. ساختمان‌هایی که بدون رعایت ضوابط مهندسی و آئین نامه‌های ساختمانی ساخته می‌شوند به هیچ‌وجه مقاومت خوبی در برابر زلرله‌های ویرانگر نخواهد داشت.

ساختمان‌ها در ایران به ۴ دسته مختلف تقسیم می‌شوند. دسته اول ساختمان‌های حیاتی هستند که باید عملکرد خود را بعد از زلزله حفظ کنند. بیمارستان‌ها، ایستگاه‌های تلویزیونی، مخابرات و مراکز امنیتی جزو این دسته از ساختمان‌ها هستند.

دسته دوم شامل ساختمان‌هایی است که بعد از زلزله حتماً به آن نیاز خواهیم داشت. مساجد، مدارس و مدیریت مراکز بحران جزو ساختمان‌های هستند که باید در زمان بحران به‌عنوان مراکز خدماتی مورد استفاده قرار بگیرند.

مقاوم سازی این دو دسته ساختمان در ایران به عهده دولت است.

اما دسته سومی که مقاوم سازی آن بین مردم و دولت مشترک است، ساختمان‌هایی هستند که در صورت وقوع زلزله تلفات جانی زیادی در پی خواهد داشت. برای مثال مراکز عمومی، برج‌ها، پاساژها و استادیوم‌ها جزو این دسته از ساختمان‌ها هستند.

در نهایت دسته چهارم نیز به ساختمان‌های مسکونی، تجاری و اداری گفته می‌شود که مقاوم سازی آن‌ها در برابر زلزله به عهده مردم و کارفرمایان خصوصی است.

 

مقاوم سازی هر یک از این ساختمان‌ها باید طبق ضوابط مهندسی و رعایت آیین نامه و مقرارت ملی ساختمانی انجام شود تا در هنگام وقوع بلایای طبیعی، خسارت‌های جانی و مالی زیادی به دنبال نداشته باشد.