ساختمان های ضد زلزله

امکان دارد عملیات ضد زلزله کردن ساختمان در زمان اجرا و ساخت یک واحد ساختمانی ما را متحمل هزینه های بیشتر کند، اما از سمت دیگر اعمال چنین تمهیداتی مسلماً می تواند از هر نوع خسارات جبران ناپذیری در آینده جلوگیری کند.

مقاوم سازی ساختمان در مقابل زلزله:

به صورت کلی مقاوم سازی را می توان به مفهوم بالا بردن مقاومت یک سازه در مقابل نیروهای وارده دانست و طبیعتاً مراد از این نیروهای وارده بر ساختمان ها نیروهای ناشی از زلزله می باشد؛ اما باید در نظر گرفت که از دیدگاه علمی، مقاوم سازی کلمه ی کاملاً درستی بدین منظور نمی باشد؛ چرا که اگر منظور بهبود عملکرد اجزای سازه (ساختمان) در مقابل نیروی زلزله باشد، بهسازی و در حالت خاص برای نیروی زلزله، بهسازی لرزه ای اصطلاح مناسب تری است.

ویژگی های یک ساختمان ضد زلزله چیست؟

مسلماً ساخت یک ساختمان ضد زلزله به کمک مصالح سبک می تواند رویه بسیار مناسبی در باب ضد زلزله کردن یک سازه باشد؛ اما باید در نظر داشت که این راهکار فقط روش کارگشا نبوده و موارد دیگری نیز در راستای بهبود یک ساختمان در مواجه با زلزله وجود دارد که در زیر برای تان شرح داده ایم:

اول، سبک بودن ساختمان:

همان طور که در جریانید آجر یا بلوک های بتنی به خاطر وزن بسیار بالایی که دارند معمولاً از کم ترین مقاومت در مقابل زلزله برخورد است و وقتی نیروی ناشی از زلزله شروع می شود، به راحتی دیوارها فروریخته و سپس سقف ریزش می نماید؛ درنتیجه شاید از جمله مهم ترین ویژگی های یک ساختمان ضد زلزله سبک بودن آن می باشد.

دوم، به کارگیری مصالح و تکنیک های جدید:

امروزه عرصه ساخت و ساز با مصالح و تکنیک های به روز و پیشرفته ای رو به رو شده است؛ درنتیجه اختراع و بهره مندی از مصالح و تکنیک های جدید در طراحی ساختمان، می تواند تأثیر شگرفی بر مقاومت خانه ها در مقابل زلزله گذاشته و مرگ و میر ناشی از زمین لرزه را به شدت کم کند.

سوم، اهمیت دادن به اتصالات درست:

به صوت کلی یک ساختمان ضد زلزله اتصالات صحیحی دارد که به خوبی توانایی تحمل لرزش های ناشی از زلزله را دارد و مسلماً دیر تر فرو می ریزد تا به ساکنین فرصت خارج شدن از بنا را دهد؛ درنتیجه در بیان ویژگی ساختمان های ضد زلزله می توان اتصالات درست را نیز از جمله ویژگی های قابل توجه عنوان کرد.

چهارم، انعطاف پذیری در ساختمان:

انعطاف مصالح یک ساختمان باعث می شود که زمان وارد شدن فشار و وزن بالا به آن، شکستگی رخ ندهد و تغییر شکل خطرناکی در ساختمان به وجود نیاورد. در این بین یکی از مصالحی که این ویژگی را به بهترین شکل اجرا می کند، ساندویچ پانل می باشد. جالب است بدانید که ساندویچ پانل سازه ای است که از چند لایه متصل به یکدیگر تشکیل شده که هر یک خاصیت فیزیکی و مکانیکی دارند و مختص به مکانی با کاربرد هستند. لازم به توجه است که امروزه ساندویچ پانل جایگزین مناسبی برای مصالح سنتی مانند آجری و سیمانی می باشد.

چهارم، نظم در ساخت و ساز:

کاملاً مشخص است که سازه ی منظم انرژی زلزله را به صورت یکنواخت در تمام ساختمان پخش می کند و باعث می شود ساختمان به یک باره فرونریزد؛ درنتیجه نظم در ساخت و ساز یک بنا می تواند کلید مهمی در یک اجرای موفق باشد.

پنجم، داشتن نقشه ی اصولی و مهندسی:

یک ویژگی ساختمان های ضد زلزله این است که بر اساس نقشه اصولی تولید می شوند و پی ریزی آن ها و همچنین کلیه مراحل ساخت شان به خوبی رعایت شده و تحت نظارت متخصصین امر انجام می شود.

راه های مقاوم سازی یک ساختمان:

به منظور ساخت یک ساختمان ضد زلزله باید موارد خاصی را در زمان عملیات ساخت اعمال نمود. در حقیقت در یک حالت کلی می توان این موارد را شامل توجه به ساختارهای زیر دانست که شامل:

اول، ساخت ساختمانی با اسکلت بتنی:

به صورت کلی هنگامی که ساخت ساختمان با اسکلت بتن آرمه باشد، ساختمان را بتنی می نامند. در حقیقت اگر ساخت ساختمان های بتنی به شکل صحیح اجرا شود، ساختمان در مقابل زلزله از خود مقاومت خوبی نشان می دهد. از سمت دیگر ساختمان های ضد زلزله با اسکلت بتنی در مقابل آتش سوزی نیز ایمن می باشند. در همین راستا باید یادآوری کنیم، در این بین اسکلت های فلزی با احتمال زنگ زدگی و همچنین ضعفی که در مقابل آتش سوزی دارند، چندان مناسب استفاده به منظور یک ساختمان ضد زلزله نبوده، درنتیجه بیشتر کارشناسان استفاده از اسکلت فلزی را در ساخت ساختمان های ضد زلزله توصیه نمی کنند. به صورت کلی در ایران، بیشتر ساختمان های مسکونی را با اسکلت فلزی و با شیوه ی جوشکاری می سازند. نصب و اتصال اجزای تیر، پل ها و ستون ها در اسکلت ساختمان های ضد زلزله با اسکلت فلزی به دو شیوه ی پیچ و مهره یا جوشکاری صورت می گیرد که نیازهای یک ساختمان ضد زلزله را چندان برطرف نمی کند؛ درنتیجه استفاده از اسکلت های بتنی می توان تا اندازه ی زیادی به ایمنی و امنیت ساختمان افزود.

دوم، توجه به پی ساختمان:

از جمله مهم ترین مواردی که در ساخت و ساز باید به آن توجه کرد، می توان به پی ساختمان و جوشکاری های آن اشاره نمود. پی ساختمان از اصلی ترین موضوعات ساختمان سازی به حساب می آید؛ به منظور آشنایی با اهمیت موضوع باید اذعان داشت که برای ساخت پی باید به میزان دقیق و حساب شده نسبت آب و سیمان را رعایت نمود. همچنین در جوشکاری ساختمان باید از تکنسین های جوشکاری که پروانه جوشکاری دارند استفاده کرد تا یک پی اصولی و حرفه ای برای ساختمان ایجاد گردد.

سوم، مقاوم سازی ساختمان با جداساز لرزه ای:

به صورت کلی با توجه به رویکردهای جدید برای بهسازی ساختمان در مقابل بارهای لرزه ای می توان از جداساز لرزه ای بهره برد؛ چرا که این موارد قابلیت پیشگیری از ورود نیروهای لرزه ای (مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله با جداسازی لرزه ای) به اعضا را دارد.

چهارم، مقاوم سازی ساختمان با اضافه کردن دیوار برشی:

یکی از راه های مقاوم سازی ساختمان های بتنی اضافه کردن دیوار برشی به آن است؛ زیرا این نوع از دیوارها مقاومت، سختی و شکل پذیری سازه را به شدت افزایش داده و سبب بهبود رفتار لرزه ای سازه در کنار کاهش تغییر شکل ها و خسارات وارد به المان های دیگر بتنی سازه می گردد؛ درنتیجه اگر تیر و ستون های سازه بتنی قابلیت تحمل بارهای ثقلی را دارد؛ اما تحت بارهای لرزه ای آسیب پذیر باشد اضافه کردن دیوار برشی سبب جذب نیروی جانبی لرزه ای به وسیله ی این دیوارها شده و از اعمال نیروها و تغییر شکل های لرزه ای به تیرها و ستون ها جلوگیری می کند. درنهایت، اضافه کردن فقط دو یا چهار دیوار برشی سبب کاهش آسیب پذیری همه ی تیرها و ستون ها می شود.

پنجم، مقاوم سازی ساختمان با اضافه کردن بادبند:

جالب است بدانید که اضافه کردن مهاربند فولادی به منظور مقاوم سازی سازه بتنی، افزایش سختی، کاهش نیاز به شکل پذیری و افزایش مقاومت برشی سیستم را به همراه خواهد داشت. همچنین عموماً استفاده از سیستم های مهاربندی واگرا در مقاوم سازی و تقویت ساختمان های بتنی به علت پرهزینه بودن و مشکلات موجود در اجرا مرسوم نیست اما انواع سیستم های مهاربندی همگرا می توانند در این مدل بهسازی و تقویت سازه های بتنی و فولادی مورد توجه قرار گیرند.

ششم، مقاوم سازی ساختمان با استفاده از میراگر یا دمپر:

میراگرها یک سیستم مهاربند لرزه ای در ساختمان ها و پل ها به شمار می روند که تنها در مقابل ارتعاشات مختلف ناشی از زلزله ساختمان را ایمن کرده و در تحمل بارهای استاتیکی هیچ نقشی ندارند که این امر سبب ساده سازی پیش بینی رفتار سازه تحت بارگذاری لرزه ای می گردد. جالب است بدانید که در صورتی که معمولاً مصالح می تواند در حدود ۵% میرایی بحرانی را تأمین کند، به کمک میراگرهای لرزه ای در کنار المان های باربر جانبی و یا اتصالات سازه ای، قادر خواهیم بود میرایی سازه را تا بیش از ۵۰% افزایش دهیم؛ که این به معنای استهلاک قابل توجه انرژی ارتعاشی زلزله می باشد.

لازم به توجه است که افزودن میراگرها مثل جداسازهای لرزه ای راهبرد نسبتاً غیر معمولی به منظور بهسازی لرزه ای تلقی می گردد. چرا که میراگرها سبب کاهش جابجایی کلی سازه می شوند. استفاده از میراگر در مهاربندها ساده ترین و پرکاربردترین ابزار هستند که می توان از آن ها در همه ی طبقات استفاده کرد.

هفتم، مقاوم سازی ساختمان با افزودن جدا گرهای لرزه ای:

نصب جداسازهای لرزه ای در تراز پایه ساختمان، باهدف جداسازی حرکتی بین سازه و زمین انجام می شود. در حقیقت جداسازهای لرزه ای، المان هایی می باشند که سختی جانبی آن ها نسبت به سختی محوری شان بسیار کمتر می باشد، لذا با وقوع زلزله، این المان ها باید مانع انتقال نیرو به سازه ی اصلی گردند. لازم به توجه است که عملکرد جدا گرها تنها در محدوده خاصی از جرم و ارتفاع ساختمان مطلوب می باشد و به همین جهت این شیوه ی به صورت بسیار محدود و تنها برای ساختمان های دارای وزن و ارتفاع مشخصی تاثیرگذار بوده و به همین خاطر کمتر از روش های دیگر در جهان مورد استقبال کارشناسان قرار گرفته است.

هشتم، مقاوم سازی سازه با استفاده از ژاکت های فلزی و بتنی:

یکی از راه های مقاوم سازی ساختمان های بتنی استفاده از پوشش بتنی در پیرامون المان های متفاوت از قبیل دیوار برشی، ستون و تیر هستند و به طور معمول مقاوم سازی با ژاکت فلزی بر حسب مورد می تواند به صورت دور پیچ، نواری و یا موضعی باشد. به صورت کلی در این شیوه ابتدا سوراخ های به فواصل مشخص در وجوه پیرامونی المان های ضعیف ساختمان به وجود می آید و سپس یک مش فولادی با آرماتورهای آجدار در پیرامون عضو مورد نظر قرار خواهد گرفت. سپس سوراخ های به وجود آمده به وسیله ی چسب اپوکسی پر شده و آرماتور های دوخت ال شکل در درون آن قرار خواهد گرفت. در این مرحله قالب هایی در پیرامون عضو قرار داده شده و سپس درون آن به وسیله ی بتن پر می شود. جالب است بدانید که استفاده از ژاکت فلزی شیوه ای مناسب به منظور مقاوم سازی ساختمان های بتنی می باشد و ضمن افزایش مقاومت و شکل پذیری اعضای این نوع سازه ها وزن قابل ملاحظه ای را نیز به ساختمان نمی افزایند.

نهم، ​مقاوم سازی دیوار به روش FRP (الیاف کربن یا الیاف شیشه):

استفاده از مصالح FRP در مقاوم سازی دیوارهای برشی بتنی، باربر جانبی بنایی مسلح و غیرمسلح و حتی تیغه ها و جان پناه ها مرسوم است. این سیستم قادر به بالا بردن مقاومت خمشی و برشی دیوار است، همچنین به دلیل ایجاد پیوستگی در اجزای دیوارهای تولید شده از بلوک از فروپاشی موضعی دیوار جلوگیری نموده و تا اندازه ی زیادی از حرکت خارج از صفحه ی دیوار نیز کم می شود و گسیختگی های این مدهای شکست را به تأخیر خواهد انداخت.

جالب است بدانید که این سیستم را می توان همچنین برای ترمیم خرابی های دیوار، جایگزین کردن میلگردهای خورده شده و یا حذف شده (ناشی از ایجاد سوراخ در دیوار برای دیوار، پنجره و یا عبور تأسیسات) و همچنین عایق کاری رطوبتی دیوار نیز استفاده نمود. همچنین قابل ذکر است که این سیستم فقط بعد از ۲۴ ساعت پس از اجرا آماده به سرویس می باشد. از این شیوه در تقویت ستون ها و تیرها، مقاوم سازی دال ها و اتصالات، دیوارهای برشی بتنی، دیوارهای آجری و بسیاری از موارد دیگر می توان استفاده کرد.