دانلود مقاله راه های مقاوم سازی ساختمان ها

بخشی از مقاله

راه های مقاوم سازی ساختمان ها


ساخت خانه های متحرک یکی از متدهای پیشرفته در امر مقاوم سازی در برابر زلزله است از این روش در ساخت ساختمان ها، آپارتمان ها، کارخانه ها و ساختمانهای مراکز تجاری استفاده می شود. این روش بسیار کم خرج است و در مناطقی که از نظر مقاومت در مقابل زلزله از سطح پایینی برخوردارند و در نواحی زلزله خیز سراسر جهان واقع شده اند بسیار مناسب و مقرون به صرفه می باشد بدین ترتیب تمامی اصول ساختمان سازی به سمت ساختمان سازی مکانیکی متحول می شود. این ساختمان ها در برابر تمامی بلایای طبیعی از قبیل سیل، آتشفشان، رانش زمین و همچنین در مقابل زلزله های خطرناک و مهیب و حملات تروریستی هم مقاوم می باشد.

این طریقه مقاوم سازی که شیوه مهندسی ساختمانی "هاپکن" نام دارد نوعی مهندسی مکانیکی است که مدیریت و ابداع و سنجش تکنیکی آن را فردی به نام هاپکن به انجام رسانیده است. وی تا کنون چندین مورد از ماشین آلات مکانیکی را طراحی کرده و در این زمینه چند ابداع نوین داشته است.
وی طی مطالعاتش در دانشگاه فنی و همندسی هلند انیشه ساخت سیستم ساختمان ساری خانه های متحرک به فکرش خطور کرد. چندین سال بعد وی ایده اش را در این خصوص تکمیل کرد.
دیوار های این خانه از بتون درست شده است و بوسیله میله های فلزی کششی عمودی کاملا فشرده می شوند. بدین ترتیب بدلیل استفاده از مواد جامد فشرده و سنگین نیرو وارده به اجزای پایینی ساختمان بسیار افزایش می یابد. الببه باید گفت که دیوارهای هر طبقه بصورت کنترل شده ایی به آن فشار وارد می شود و میزان فشار وارده در تمامی طبقات یکسان است. علاوه بر یک میله عمود در هر طبقه از 3 میله افقی هم استفاده می شود.
در این ساختمان ها از مصالحی استفاده می شود که کار گذاردن آنها به آسانی صورت می گیرد که به موجب آن دیوار های ساختمان با بکار بردن میله های کششی محکم و مقاوم می شوند.

از دو گونه مصالح در ساختن ساختمان ها استفاده کرد:
_بلوک های سیمانی که در بسیاری از ساختمان ها در سراسر دنیا از آن استفاده می شود. با اندازه های lxwxh=400x200x200 mm, که در هر یک از آنها دو سوراخ وجود دارد.
_این نوع بسیار ارزان قیمت است و در آن فقط از میزان کمی ملاط(گل و آهک) استفاده می شود.
پس از اینکه مصالح ساختمانی تهیه شد، کار ساخت آن شروع می شود. این ساختمان می تواند طوری ساخته شود که در آن اصلا از ملاط استفاده نشود. دیوار ها فقط از طریق همان میله های کششی به اندازه کافی محکم و مقاوم می شوند. بدین ترتیب سوار کردن دیوارها بر روی ساختمان، تغییر شکل ظاهری آنها و جابجا کردن آنها بسیار آسان می شود.
آزمایش

در هفتم ماه ژوئن سال 2001 آزمایشی را بر روی یکی از این ساختمان ها بمنظور اثبات ضد زلزله بودن آن ترتیب داده شد، این آزمایش با حضور تعداد کثیری از مردم صورت گرفت که در میان آنها روزنامه نگاران و خبرنگاران بسیاری از رسانه های رادیو و تلویزیون هم حضور داشتند.
برای این کار ما ابتدا ساختمانی را بر طبق قوانین ساختمان سازی مکانیکی بنا کردیم این ساختمان از تعدادی میله های فشرده عمودی و افقی، استوانه های آهنی در دور میله های عمودی را می پوشاند، صفحه های مسطح و یک سری قاب های ارتجاعی استفاده شد. در فونداسیون این ساختمان چارچوب های لولا دار استعمال شد.
این خانه توسط جرثقیل در زاویه 30 درجه از سطح زمین بالا برده شد سپس این خانه که 220 متر مربع مساحت داشت را از همان ارتفاع رها کردند این کار را دو بار دیگر هم تکرار کردند اما هیچ اتفاقی نیافتاد و ضد زلزله بودن خانه بدین ترتیب اثبات شد.

اگر ما عامل تکانه را Cs = 2,5 در نظر بگیریم آنگاه شتاب هم راستا در این اسکلت برابر با 2/5*g*sin30=2/5*0/5*9/81=12/26[m/s2] خواهد بود که این رقم با اندازه یک زلزله شدید برابری می کند. بنابراین فشاری که در طی این زلزله به ساختمان وارد شده برابر با یک زلزله بسیار عظیم است.
مقاوم سازی خانه ها به روش هاپکن و از طریق ساخت خانه های متحرک امکان پذیر شد. روش ساختاری خانه های متحرک تکمیل شد و نه تنها خانه های مسکونی بلکه ساختمان های اماکن تجاری نیز از آن بهره مند شدند. این ساختمان ها علاوه بر اینکه در مقابل وقایع طبیعی همچون زمین لرزه، رانش زمین مقاومت می کنند، در مقابل حمله های تروریستی هم همچنان پابرجا باقی می مانند.

این ساختمان های ضد زلزله از اجزای خاصی ساخته شده اند که این اجزا همان مصالحی هستند که ساختمان را در مقابل زمین لرزه های مهیب و عظیم مقاوم می سازد. این شیوه مقاوم سازی بسیار کم هزینه است و در عین حال برای سرزمین های آباد در معرض زلزله در سراسر جهان مفید واقع خواهد شد. این شیوه ساختمان سازی اصول اساسی اش را از ساختمان سازی مکانیزه عاریت گرفته است.

میزگرد «بررسی راهکارهای عملی کاهش مخاطرات ناشی از زمین‌لرزه در کشور» با حضور کارشناسان «جمعیت کاهش خطرات زلزله ایران» در محل خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) برگزار شد.

«جمعیت کاهش خطرات زلزله ایران» که از حدود یک سال پیش به همت شش نفر از کارشناسان ارشد سازه، مهندسی زلزله و مدیریت بحران تشکیل شده به عنوان یک تشکل غیر دولتی در راستای بررسی علمی مخاطرات و بحرانهای زلزله در کشور و ارائه راهکارهای کاهش این مخاطرات به مردم و مسئولان فعالیت دارد.

در این میزگرد، ابتدا مهندس مهدی وجودی، دبیر جمعیت کاهش خطرات ناشی از زلزله ایران با تاکید بر ضرورت افزایش آگاهی مردم در زمینه وضعیت ایمنی ساختمانهای موجود و آموزش راهکارهای کاهش آسیب‌پذیری آنها در برابر زلزله خاطر نشان کرد: متاسفانه دیدگاه‌ غلطی در زمینه زلزله وجود دارد که براساس آن دولت را مسئول تمامی خرابی‌های و آسیب‌ها می‌دانند در حالی که تا زمانی که مردم از خودشان وارد عمل نشوند هیچ قدمی در مقاوم‌سازی میسر نمی‌شود. دولت هیچگاه نمی‌تواند همه روستاها را پوشش دهد و این بار باید بر روی دوش مردم هم گذارده شود.

وی افزود: براساس نقشه خطرپذیری لرزه‌یی جهان، ایران نسبت به کل کشورهای جهان از آسیب‌پذیری بالایی در برابر زلزله برخوردار است لذا توجه به مخاطرات زلزله صرفا نباید به تهران منحصر شود و بیش از هرچیز باید مناطق روستایی را که آسیب‌پذیری بیشتری دارند مورد توجه قرار داد.

وجودی خاطرنشان کرد: یکی از مناطق زلزله‌خیز کشور که کمتر به آن توجه شده، شهر تبریز است که در طول تاریخ مکتوب خود 12 بار با خاک یکسان شده است و دوره بازگشت 250 ساله زمین‌لرزه‌های آن به زودی فرامی‌رسد.

وی با بیان این که تا زمانی که مردم نخواهند در یک خانه ناامن زندگی کنند هیچ کس نمی‌تواند آنها را وادار کند، موثرترین راه برای کاهش آسیب‌پذیری در برابر زلزله را آموزش مردم به ویژه روستاییان و آگاه کردن آنها از آسیب‌پذیری بالای ساختمانهای محل سکونتشان عنوان و خاطرنشان کرد: بر این اساس اولویت برنامه‌های آمادگی در برابر زلزله را باید به مطالعه روشهای موثر آموزشی برای افزایش آگاهی اقشار مختلف جامعه اعم از مردم و مسئولان قرار داد.

با ده‌ها برابر اعتبارات کنونی مقاوم‌سازی، امکان بهسازی لرزه‌یی کمتر از 5 درصد ساختمانهای تهران نیز فراهم نمی‌شود

به گزارش ایسنا، مهندس جلیلی، کارشناس ارشد سازه و از دیگر اعضای موسس جمعیت کاهش خطرات زلزله ایران نیز در ادامه به بحث مقاوم سازی ساختمانها پرداخت و گفت: کاهش خسارات ناشی از زلزله در ساختمانها از سه جنبه قابل بررسی است؛ یکی توجه به مساله ایمنی در ساختمانهای در حال احداث است که با اینکه در شرایط کنونی امری بدیهی و اجتناب‌ناپذیر تلقی می‌شود ولی کاستی‌ها و نواقص شدیدی در این زمینه وجود داشته و در عمل فاصله زیادی با استانداردهای جهانی داریم.

مساله بعدی بهسازی لرزه‌یی (مقاوم‌سازی) ساختمانهای موجودست که در سالهای اخیر در دستور کار دولت قرار گرفته و سالانه میلیاردها تومان به اجرای این قبیل طرح‌ها براساس دستورالعمل ‌مقاوم سازی ساختمان‌های موجود که توسط پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و با همکاری سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور تهیه شده تخصیص داده می‌شود.

مهندس جلیلی خاطرنشان کرد: مساله‌ای که در این زمینه وجود دارد این ‌است که اگر حتی ده‌ها برابر مبالغ تخصیصی کنونی در بهسازی لرزه‌یی ساختمانهای موجود هزینه شود، حتی کمتر از 5 درصد ساختمانهای کنونی تهران را نیز نمی‌توان مقاوم‌سازی کرد؛ البته در این مورد می‌توان اولویتهایی را در نظر گرفت و ساختمانهایی را مشمول این طرح‌ها کرد که پس از زلزله بیشترین کارایی را در مرحله امدادرسانی و مدیریت بحران داشته باشند که متاسفانه به نظر می‌رسد در انتخاب ساختمانها چندان به این مهم توجه نمی‌شود.

مانورهای زلزله به شیوه کنونی کمکی به آمادگی در برابر زلزله نمی‌کند

به گزارش ایسنا، وی تصریح کرد: بدین ترتیب سالانه میلیاردها تومان صرف طرحهایی می‌شود که نه تنها اجرای آنها به سالیان سال زمان نیاز دارد، بلکه در عمل نیز کمک چندانی به جلوگیری از خسارات زلزله نمی‌کند و حداکثر در مدیریت پس از وقوع زلزله موثر است، پس در این شرایط شاید بهتر باشد به جای صرف هزینه‌های کلان در این قبیل طرح‌ها از روش‌های موثرتر و نتیجه‌بخش‌تر نظیر آموزش همگانی استفاده کرد.

جلیلی در عین حال با انتقاد از برخی شیوه‌های آموزشی کنونی در این زمینه گفت: شرط موفقیت برنامه‌های آموزشی این است که به جای استفاده از شیوه‌هایی نظیر ارسال جزواتی حاوی انواع اطلاعات مربوط به کمک‌های اولیه و مواجهه با سوانح مختلف یا اجرای مانورهای بی‌هدف و نمایشی در مدارس که به جای بازسازی شرایط واقعی زلزله تنها با نواختن زنگ انجام شده و بیشتر مانور فرار است تا مواجهه با زلزله، از شیوه‌های علمی و منطبق با شرایط خاص کشور استفاده شود. در این راستا، جمعیت کاهش خطرات زلزله مدلی را برای مدیریت بحران زلزله با توجه به وضعیت خاص کشور و تهران تهیه کرده که به زودی جهت استفاده در مدیریت بحران در اختیار مراکز ذی‌ربط قرار می‌گیرد.

ساخت اتاق امن موثرترین راهکار ایمن‌سازی روستاییان در برابر زلزله

این کارشناس ارشد سازه در ادامه خاطرنشان کرد: در شرایط موجود که اجرای طرح‌های مقاوم‌سازی ساختمانهای موجود حتی در شهرهای بزرگ کشور عملی نیست شاید موثرترین و عملی‌ترین راه برای حفظ جان روستاییان که ساختمانهای آنها در برابر زلزله بسیار آسیب‌پذیرست، تخصیص وامهای دولتی برای ساخت یک اتاق امن 2×3 متر مربع براساس شرایط استاندارد و ضوابط ایمنی در هر خانه روستایی باشد.

وی افزود: ساخت این اتاق امن که با حداقل هزینه برای روستاییان قابل انجام خواهد بود با ساختار فرهنگی ‌اجتماعی روستاهای کشور تناسب داشته و بافت روستاها را هم تغییر نمی‌دهد؛ با وجود این اتاقها روستاییان می‌توانند حداقل شبها در مکانی امن استراحت کنند و پس از زلزله نیز محلی برای زندگی داشته باشند.

مهندس جلیلی خاطرنشان کرد: جمعیت کاهش خطرات زلزله در این زمینه طرحی را برای ساخت اتاقهای امن با حداقل هزینه و حداکثر ایمنی طراحی کرده است.

پیدا کردن جوشکار آموزش دیده در شهر دشوارتر از پیدا کردن دکتر عمران است

وی در ادامه در پاسخ به سوالی درباره علت عدم رعایت موازین فنی و اصول ایمنی در ساخت‌و‌سازهای جدید گفت: یکی از مهمترین علل این مساله نبود کارگران آموزش‌دیده است. در شرایطی که 70 تا 80 درصد فعالان بخش ساخت و ساز، کارگران ساده‌ای هستند که حتی سواد خواندن و نوشتن را هم ندارند، پیدا کردن جوشکار، بتن‌ریز، آرماتوربند و سایر نیروهای تخصصی که بتوانند کارهای خود را به صورت استاندارد و اصولی انجام دهند بسیار دشوار است و معدود کارگران آموزش دیده و متخصصی نیز که وجود دارند در شرکت‌های بزرگ پیمانکاری کار می‌کنند و دسترسی به آنها برای مهندسان و پیمانکاران عادی امکان پذیر نیست.

این کارشناس ارشد سازه با بیان اینکه در شرایطی که بخش زیادی از ساختمانهای در حال احداث از نوع اسکلت فلزی است که ایمنی آنها بیش از هر چیز به کیفیت جوشکاریها بستگی دارد، تعداد جوشکاران حرفه‌یی قابل دسترسی بسیار کمتر از مهندسان دکتری عمران است اظهار داشت: در شرایطی که هیچ مرکزی برای آموزش حرفه‌ای کارگران بخش‌های مختلف ساختمان وجود ندارد با کارگرانی مواجه هستیم که علی‌رغم سال‌ها کار کردن با بتن، سیمان، و تیر آهن و ... هیچ شناخت علمی درباره این مصالح، نحوه نگهداری آنها و شرایط خاصی بکارگیری هر یک از انواع آنها ندارند. با این حال عموما اشکالات ساختمان را ناشی از ضعف مهندسان می‌دانند.

وابستگی مالی مهندسان به کارفرما مانع از ایفای نقش نظارتی آنها است

وی در عین حال با اشاره به مشکلات و محدودیتهایی که در شرایط کنونی به دلیل وابستگی مالی مهندسان ساختمان به کارفرما و عدم حمایت قانونی از آنها و نبود ضمانتهای اجرایی کافی برای دستورالعملهای آنها در اجرای مسئولیتهای نظارتی مهندسان وجود دارد، تصریح کرد: در این شرایط نمی‌توان گفت که مهندسان توانایی فنی ساخت ساختمانهای استاندارد را ندارند بلکه اساسا نقش چندانی در طرح‌های ساختمانی نداشته و در برابر پیمانکاران قدرت چندانی ندارند؛ البته این مساله به مفهوم نادیده گرفتن قصور برخی مهندسان نیست و گاهی اوقات مهندسان نیز وظیفه خود را به خوبی نمی‌دهند و آن طور که باید در مقابل پیمانکار قاطعیت نشان نمی‌دهند.

وضعیت ایمنی برخی ساختمانهای جنوب تهران تفاوت چندانی با روستاها ندارد

به گزارش ایسنا، مهندس علیرضا سعیدی، یکی دیگر از اعضای هیات موسس جمعیت کاهش خطرات زلزله نیز در ادامه این جلسه به یکی دیگر از ابعاد کاستی‌های موجود در نظام ساخت‌و‌ساز کشور اشاره کرد و اظهار داشت: یکی دیگر از مشکلاتی که در این زمینه وجود دارد وضعیت ساخت و سازها در مناطق نسبتا دورافتاده است که علاوه بر مشکل نبود کارگر ماهر و مشکلات نظارتی که در تمام شهرهای کشور وجود دارد مشکل نبود پول و مهندس را نیز باید اضافه کرد.

در این قبیل مناطق علاوه بر مشکلات دسترسی به پیمانکاران مجرب و کارآمد، برای نظارت بر فعالیت آنها نیز محدودیت‌ها و مشکلات زیادی وجود دارد. به عنوان مثال در جریان بازدید از منطقه زلزله زده «زرند» در روستای «حتکن» به مدرسه‌ای برخوردیم که در دیوارکشی آن بدون استثناء از گل استفاده شده بود و در اثر زلزله تمام ستون‌ها و دیوارهای آن از بین رفته بود ولی در همین روستا انباری وجود داشت که با وجود عدم رعایت اصول طراحی تنها به دلیل استفاده از ملات سیمان کاملا سالم مانده بود.

وی افزود: یکی دیگر از مشکلاتی که در سازه‌های خشت و گلی در روستاها و شهرستانهای دور افتاده کشور وجود دارد، مساله بار سنگین سقفهاست به طوری که در روستای «حتکن» سقف ساختمانها تا یک متر بارگذاری شده بود. که طبیعی است این قبیل ساختمانها در برابر زلزله کاملا آسیب دیده است .

به گزارش ایسنا، عضو هیات موسس جمعیت کاهش خطرات زلزله در پاسخ به این سوال که چرا روستائیان کشور با وجود آگاهی از خطرات زلزله همچنان به ساخت و ساز غیر ایمن ادامه می‌دهند اظهار داشت: علت اصلی این است که ما حداقل آموزش‌ها را هم به روستائیان ارائه نمی‌دهیم مثلا در جریان زلزله اخیر بسیاری از روستاییانی که با آنها صحبت می‌کردیم از این که حداقل اطلاع را درباره نحوه ایمن سازی ساختمانها نداشته‌اند تا بتوانند جان عزیزان خود را حفظ کنند ابراز تاسف می‌کردند. در جریان همین سفر، از شهرها و روستاهایی در نزدیکی مناطق زلزله‌زده بازدید کردیم که شرایط ساختمانهای آنها کاملا مشابه با مناطق زلزله زده بود و تنها به دلیل دور بودن از کانون زلزله از آسیب مصون مانده بودند با این حال ساکنان این مناطق از این که در چه ساختمان‌های آسیب‌پذیری زندگی می‌کنند خبر نداشتند.