بخشی از مقاله
شيوه هاي مقاوم سازي و بهسازي لرزه اي ساختمانهاي مصالح بنايي با استناد از ارزيابي ساختمانها در بعد از زلزله با توجه به
تجربيات بر گرفته از بازسازي آسيب ديده از زلزله هاي بم و لرستان
چکيده
تجربه زلزله هاي اخير از جمله گيلان ،زنجان ،بم و لرستان نشان از آسيب پذيري سـاختمان هـاي سـاخته شـده درکشـور، در برابر زلزله دارند، زيرا اين سازه ها به عللي همچون الف -بر اساس آيـين نامـه هـا لـرزه اي مناسـب طراحـي نشـده انـد ب - مشکلات آيين نامه اي (اهداف طراحي ) ج -مشکلات اجرايي د-مصالح غير استاندارد ه - مهارت ناکافي دسـت انـدرکاران اجرايي آسيب پذير مي باشند و-تغييرات در کاربري ساختمان ز- افزايش وزن طبقات ساختمان ح -افزودن طبقات جديد به ساختمان موجود و-تغييرات در معماري ساختمان بدون دقت در سيستم سازه اي و.... از اين رو،اهميت و نياز ارتقا عملکرد ساختمانهاي موجود براي پايداري تحت نيروهاي زلزله با روش هاي بهسازي قابل اعتماد، آسان ، سـرعت اجـرا و اقتصـادي ، عدم افزايش وزن ساختمان را پر رنگ تر نموده است
افزايش در سختي ، شکل پذيري ، ميرايي ، مقاومت لرزه اي به شيوه هاي گوناگون ، کم و بيش مشکلات اجرايي و تغييرات در معماري ساختمان را به همراه خواهد داشت . از آنجاييکه بهسازي لرزه اي را مي توان با افزايش پارامترهاي بيان شـده در بازه عضو و سيستم صورت گيرد. لازم است بعد از تقويت صورت گرفته تمامي مواردي که مداخله براي بهسازي انجام مي گيرد با آزمايشات لازم کنترل گردد تا به اهداف مورد نظر چقدر نزديک شده اسـت . بـا توجـه بـه اينکـه بهسـازي لـرزه اي صورت گرفته در يک محدوده وسيع صورت مـي گيـرد سـرعت اجـراي عمليـات بهسـازي و زمـان عـدم اسـتفاده از يـک ساختمان در اولويت مي باشد. ضمناً از بين همه روشها ،آنکه داراي فن آوري آسان براي پذيرش ،دسترسي ساده به مصالح روش ،عدم وابستگي به شرايط جوي و کم هزينه بودن و عدم افزايش وزن را دارا باشد در اولويت بعدي قرار دارد.
در اين مقاله با استفاده از تجربيات بازسازي و بهسازي بنياد مسکن انقلاب راهکارهـا و روشـهاي مـورد اسـتفاده بـه منظـور بهسازي لرزه اي ساختمانهاي مصالح بنايي آسيب پذير همراه با نقاط ضعف و قوت هر يک از روش هـاي بکـار رفتـه مـورد مطالعه قرار خواهد گرفت و مقايسه لازم بين روشها جهت بهسازي صورت خواهد گرفت .
واژه هاي کليدي : مقاوم سازي ، بهسازي ، سازه هاي بنايي
١-مقدمه
ساختمانهاي ساخته شده در سالهاي اخير در کشور جدي ترين مشکل در مطالعات خطر و آسيب پذيري شهرهاو روستاهاي کشور، محسوب مي شوند و با توجه به تجربه زلزله هاي اخير همچون بم و لرستان و شرايط ساختمانهاي کشور، احتمال آسيب در تعداد زيادي از ساختمانهاي موجود وجود دارد با توجه به اينکه پيشگيري از وقوع زلزله ناممکن است ، لذا لازم است با مقاوم سازي سازه هاي آسيب پذير موجود آسيب هاي را به حداقل رساند. از طرف ديگر با توجه به تجربيات اخير در ترميم و بهسازي سازه هاي آسيب ديده از زلزله ، ضعف ها و کاستي ها مطالعه شده و در راستاي برطرف کردن آن اقدام لازم انجام گيرد.
به طور کلي ، بهسازي لرزه اي به دو صورت مي تواند انجام گيرد الف - در بازه عضو ب - در بازه کل سازه . اين مهم با تغييرات در سختي ، مقاومت ، شکل پذيري ، افزايش ميرايي و همچنين کاهش تقاضا امکان پذير مي باشد. بدين طريق مي توان رابطه منطقي بين ظرفيت و تقاضا را برقرار کرد.
در زمينه چگونگي تقويت سازه هاي ساختمانها تحقيقات و مطالعات زيادي در کشورهاي مختلف انجام شده [١،٢،٣...] و نتايج مناسبي نيز به دست آمده است .
در اين مقاله با توجه به آسيب ها ي ايجاد شده و تجربه بازسازي بم و لرستان شيوه هاي مقاو م سازي ساختمانهاي با مصالح بنايي مورد مطالعه قرار گرفته است .
٢-بررسي آسيب پذيري و بهسازي لرزه اي ساختمانهاي بنايي غيرمسلح
اکثر آيين نامه و دستوالعمل هاي منتشر شده در جهان و کشور در زمينه مقاوم سازي و بهسازي لرزه اي ساختمانها اهدافي همچون بالا بردن توان و حفظ ايستايي و کاهش تلفات جاني ناشي از اثرات مخرب زلزله از طريق بهبود عملکرد آنها را دنبال مي کند. در اينگونه دستورالعمل ها ارائه روشهاي ارزيابي ، راهکارهايي براي بهسازي لرزه اي با جزئيات اجرايي مناسب براي اهداف مورد نظر ارائه گرديده شده است . در ساختمان هاي با مصالح بنايي بر خلاف ديگر ساختمانهاي نمي توان مرزي بين عناصر باربر جانبي و ثقلي رسم نمود. لذا ديوارهاي با مصالح بنايي علاوه بر تحمل بارهاي ثقلي بايد بارهاي جانبي را نيز تحمل بکنند. از آنجاييکه ديوارهاي با مصالح بنايي داراي عملکرد ترد گونه مي باشند. لذا ساختمانهاي با مصالح بنايي داراي شکل پذيري مناسبي را دارا نمي باشند. لذا عامل تعيين کننده در باربري سيستم سختي مي باشد که با افزودن کلاف هاي قائم و افقي سعي در عملکرد يکپارچه سيستم مي شود.
ضوابط اينگونه دستورالعمل ها مشتمل بر دو هدف است :
الف -تامين ايمني براي ساختمان هاي تا تلفات جاني به حداقل برسد.
ب -تامين ايمني براي ساختمان هايي که رعايت کامل دستورات فوق به لحاظ اقتصادي و اجراي عملي نبوده ولي امکان بهبود رفتار ساختمان به منظور کاهش تلفات باشد
٣-آسيب شناسي ساختمانهاي بنايي
جهت ساخت ساختمان مقاوم با مصالح بنايي و يا ترميم و مقاوم سازي اينگونه ساختمانها لازم است مکانيزم آسيب در اينگونه ساختمانها مشخص گردد. ترک در ديوارهاي ساختمانهاي بنايي مسلح ميتوان به راستاي ترکها، چگالي ترک ، فاصله ترکها و عرض ترکها و محل رخداد آن و.... پي برد در مصالح بنايي با ترکهاي عموما از ملات اتصال بستر شروع ميشود در پي وقوع يک زلزله ، ترکها مخصوصا در اثر نيروهاي وزني و در اتصالات بين ملات و آجر و عناصر مصالح بنايي رخ داده وترکهاي قطري در اثر تنش هاي برشي ايجاد ميشود. . نحوه آسيب به مقاومت ملات نسبت به مقاومت آجر ، نسبت طول به عرض آجر و نسبت ضخامت به ارتفاع آجر و وضعيت و مقاومت کلاف بستگي دارد.
بطور کلي آسيب هاي وارده به ساختمانهاي بنايي بشرح ذيل ميباشد
١. عدم وجود کلاف هاي افقي و قائم ( شايان ذکر است نقش کلاف افقي مؤثر تر از وجود کلاف قائم مي باشد)
٢. کيفيت نامناسب مصالح کلاف بتني ( گرچه در استاندارد هاي موجود در کشور معيار مقاومتي براي بتن کلاف داده نشده است )
٣. جزييات اجراي ناصحيح کلاف بهمديگرمخصوصا گره اتصال آن
٤. اتصال نامناسب کلاف با ديوار
٥. عدم رعايت فاصله کلافها
٦. ترک خوردگي قطري در ديوارها
٧. جدا شدگي اتصال آجر با ملات
٨. لغزش ديوار در محل جرزها
٩. تغيير مکان نسبي سقف نسبت به ديوار
١٠. سنگيني بيش از اندازه سقف
١١. عدم يکپارچه عمل کردن سقف
١٢. رانش سقف در سقف هاي قوسي
١٣. واژگوني ديوار بر اثر تلاشهاي عمود بر صفحه ديوار
١٤. عدم رعايت مقدار ديوار نسبي
١٥. عدم رعايت ارتفاع به ضخامت
١٦. نامنظمي در پلان
١٧. نامنظمي در ارتفاع ( نامنظمي در مقاومت ، نامنظمي در جرم ، نامنظمي در سختي ،.......)
١٨. محل قرار گيري بازشو
١٩. اندازه بازشو
٢٠. تعداد طبقات با توجه به نوع سيستم سازه اي
٢١. طول طره
٢٢. نسبت طول به عرض
٢٣. عدم همخواني مقاومت ملات با آجر
٢٤. اتصال نامناسب ديوار جانپناه
٢٥. عناصر غير سازه اي
٤-ارزيابي ساختمان
پس از زلزله لازم است سيستم مديريت بحران نسبت به جمع آوري اطلاعات با سرعت اقدام نمايد. تشخيص و ارزيابي خسارت ساختمانها ، بعد از زمين لرزه براي حفاظت جان انسان در برابرزمين لرزه ها و يا جهت دادن به سياست دولتمردان به منظور تصميم گيري مهم مي باشد . بعد از هر زمين لرزه مخرب طبقه بندي خسارات در ساختمانها در مدت زمان کوتاهي انجام گرفته و ساختمانها از لحاظ خسارت دسته بندي شده و ساختمانهاي نا مطمئن مشخص گردد . چون بايد در حد امکان بعد از زمين لرزه تعداد افراد بي خانمان و زلزله زده را کاهش داد و سئوال مکرري که شهروند از مسئولين و مقامات دولتي مي کنند «آيا اين ساختمان جهت زندگي کردن مطمئن هست يا نه ؟ » و «ساختمان براي ورود مطمئن هست يا نه ؟ اين مورد با در نظر فرمهاي از قبل تهيه شده که تعيين کننده مشخصات جغرافيايي ، مشخصات سازه اي ، آسيب هاي ايجاد شده مي باشد مشخص مي گردد. اين هدف به علل زير مي تواند صورت بگيرد:
• کاهش تلفات و جراحات در ساختمانهايي که توسط شوک اصلي ناشي از زمين لرزه به طور عمده و يـا نسـبي آسـيب ديده اند و در اثر پس لرزه ها و شوک هاي بعدي و يا اثرات ثانويه زمين لرزه ( همچون آتش سوزي .....) احتمال فرو ريزش آنها وجود دارد.
• جهت بدست آوردن اطلاعات تقريبي از خسارت ناشي از زمين لرزه به صورت مشخص کردن بناهـاي قابـل اسـتفاده ، خسارت ديده و خسارت ديده شديد(ويران شده ).
• مشخص کردن مناطق غير مطمئن و همچنين تعيين محلي مناسب جهت پناهگاهها و سر پناه هاي موقتي با توجه بـه بنـد بالا
• تهيه بانک اطلاعاتي از تعداد افراد صدمه ديده و مقدار کمک هاي دارويي و غذايي مورد نياز
• تهيه بانک اطلاعاتي به منظور برآورد هزينه هاي اقتصادي ترميم و مقاوم سـازي سـاختمانهاي خسـارت ديـده از زمـين لرزه
• تهيه مشخصات از خسارت جهت حذف مواردي از آئين نامـه و يـا اضـافه کـردن بنـدهايي بـه آيـين نامـه زمـين لـرزه (استاندارد ٢٨٠٠) که خسارتهاي شبيه آسيب هاي رخ داده ديگر بار تکرار نشود .
• مشخص کردن علل اصلي خسارت با توجه به ساخت و ساز موجود در کشور به منظور برطرف کردن اينگونـه ضـعفها جهت پيش گيري خسارت جهت تکرار نشدن در ساختمانهايي که در مناطق با پنانسيل لرزه خيزي فعـال احـداث شـده اند.
• تهيه بانک اطلاعاتي در مورد نتايج زمين لرزه براي منطقه زلزله زده
• بر گرداندن آرامش در بين مردم زلزله زده
• تهيه بانک اطلاعات براي برنامه ريزي مجدد شهري ، حتي در صورت امکان تعيين محل بهينـه از لحـاظ موقعيـت لـرزه براي شهر و انتقال شهر موجود به محل جديد
• توسعه نقشه هاي پهنه بندي لرزه اي
• بهبود شبکه شتاب نگاشتي
اطلاعات پايه اي بدست آمده از چنين ارزيابي هايي ، دولت و استانداري ها و فرمانداري ها را را جهت تصميم گيري هاي حياتي مؤثر قادرتر مي سازد
با توجه به فرمهاي ارزيابي وضعيت ساختمان به سه دسته :
الف -ساختمان سالم و يا ساختماني که از زلزله آسيب کمتري ديده است و در پس لرزه هاي بعد از شوک اصلي باعث تلفات جاني نخواهد شد و با اندک تعميرات مي تواند به سرويس دهي خود ادامه دهد. اينگونه ساختمانها با رنگ سبز مشخص مي گردد
ب - ساختمانهايي که بر اثر زلزله در آنها آسيب ايجاد شده است ولي سازه هنوز پايدار مي باشد. ورود به اينگونه ساختمانها به غير از ساکنين براي نجات اشيا خود ممنوع بوده و با رنگ نارنجي مشخص مي گردد.
ج - ساختمانهايي که بر اثر رخداد زلزله مقاومت خود را از دست داده و احتمال فروريزش آن در بعد از زلزله زياد مي باشد. اينگونه ساختمانها با رنگ قرمز مشخص مي گردد و ورود با آن ممنوع مي باشد.
٥- معيارهاي بهسازي و مقاوم سازي سازه ها:
روش هاي مختلفي براي تقويت و بهسازي ساختمانها وجود دارد که با توجه وضعيت ساختمان نسبت به اقدام نمود.
