بخشی از مقاله
بررسی و معرفی روش هاي مختلف و جدید بهسازي و مقاوم سازي لرزه اي
چکیده
کشور ایران با قرارگرفتن درکمربند لرزه خیزآلپ - هیمالیا ازنظر خطرزمین لرزه ازجمله کشورهاي آسیب پذیر جهان به شمار می آید. زلزله هاي بزرگی ازجمله زرند 1383، بم 1382، آوج 1381 و منجییل 1369 حکایت ازاین خطرلرزه خیزي براي کشور داشته اند. متأسفانه بخش عظیمی از ساختمانهاي کشور بر اساس ضوابط فنی استوار نیستند. در حالی که استحکام و مقاوم سازي ساخت و سازها باید در برنامه ریزي و سیاست گذاریهاي کلان مسئولان اجرایی از اولویتی ویژه برخوردار باشد. بعد از زلزله بم و فجایعی که براي مردم این منطقه پیش آمد، مجددا بحث مقاوم سازي سخن روز همه مسئولین و حتی مردم شده است. عده اي مقاوم سازي را به عنوان »ساختن مقاوم ساختمانهاي نوساز« مطرح نموده اند و عده اي دیگر بحث »تعمیر، مرمت و مقاوم سازي ساختمانهاي قدیمی« را مد نظر دارند. ولی نکته ي نگران کننده این است که متأسفانه حتی بعد از وقوع زلزله هاي اخیر، هنوز ساختمانهاي خصوصی، عمومی، آموزشی و دولتی در حال احداث است که کلیه ضوابط محاسباتی براي مقاوم سازي در برابر زلزله به طور اصولی و صحیح اجرا نمی شود . شمار زیادي از سازه هاي موجود که در مناطق زلزله خیز واقع شده اند بر اساس آیین نامه هاي طراحی لرزه اي قدیمی که دیگر اعتباري ندارند ، ساخته شده اند . علاوه بر آن شماري از زلزله هاي اصلی که در طول سالهاي اخیر اتفاق افتاده اند بر اهمیت سبک شدن براي کاهش خطر لرزه اي تاکید می کنند. مقاوم سازي لرزه اي سازه هاي موجود یکی از موثرترین روش ها براي کاهش این خطر است. در سالهاي اخیر تحقیقات مهمی به مطالعه در رابطه با راهکارهاي مختلف جهت ترمیم و تقویت سازه هاي براي بالا بردن عملکرد لرزه اي آنها اختصاص داده شده است . بهرحال عملکرد لرزه اي سازه میتواند توسط مقاوم سازي یا ترمیم افزایش یابد. در این مقاله به صورتی اجمالی به معرفی و بررسی تعدادي از روش هاي بهسازي و مقاوم سازي سازه ها در برابر زلزله پرداخته شده است.
واژههاي کلیدي: بهسازي لرزه اي، مقاوم سازي لرزه اي، زلزله، عملکرد لرزه اي.
-1 مقدمه
بهسازي لرزه اي از شاخه هاي نوین علم عمران می باشد که از چند دهه قبل در کشورهاي پیشرفته صنعتی مورد توجه قرار گرفته است و در سالهاي اخیر با توجه به خسارات وارده در اثر زلزله هاي گذشته، در کشور ما نیز اهمیت ویژه اي به خود اختصاص داده است.[1] یکی از راهکارهاي پیشگیري از وقوع پیامدهاي ناهنجار و ضررهاي مالی و جانی ناشی از بلایاي طبیعی مقاوم سازي سازه ها می باشد. قبل از UBC سال 1976 اعضاي باربر سازه اي تنها بر اساس نیرو و کنترل مقاومت طراحی می شدند تا این که در این آیین نامه به مفاهیمی چون شکل پذیري توجه شد و در ضوابط جدید FEMA به مفاهیمی چون عملکرد و توجه به طراحی سازه براساس عملکرد مطلوب با توجه به سطح خطر انتخابی شده است. راه کارهاي زیر را می توان به صورت منفرد یا در ترکیب با یکدیگر براي بهسازي ساختمان به کار گرفت:[2]
• اصلاح موضعی اجزاي سازه که داراي عملکرد نامناسبی در زلزله هستند؛
• حذف یا کاهش ب ینظمی در ساختمان موجود؛
• تامین سختی جانبی لازم براي کل سازه؛
• تامین مقاومت لازم براي کل سازه؛
• کاهش جرم ساختمان؛
• به کارگیري سیست مهاي جداساز لرزه اي؛
• به کارگیري سیست مهاي غیر فعال اتلاف انرژي؛
• تغییر کاربري ساختمان.
-2 معیارهاي مقاوم سازي لرزه اي
به طور کلی در بازسازي و مقاوم سازي سازه ها بایستی به پارامترهاي زیر توجه داشت:
-1 افزایش مقاومت -2 افزایش سختی -3 کاهش تغییر مکان-4 افزایش شکل پذیري -5 افزایش زوال و استهلاك انرژي آزاد شده زلزله.
-3 هدف بهسازي و مقاوم سازي لرزه اي
• تامین مقاومت در برابر زلزله هاي خفیف بدون هیچ گونه آسیب دیدگی
• تامین مقاومت در برابر زلزله هاي متوسط بدون هیچ گونه آسیب سازه اي ولی احتمال برخی خسارت هاي غیر سازه اي[3]
• تامین مقاومت در براتبر زلزله ي شدیدي که در محل سازه قبلا رخ داده و یا قابلیت وقوع دارد بدون فروریزي ولی با احتمال خسارت هاي سازه اي و غیر سازه اي
-4 گام هاي کلی در فرآیند بهسازي و مقاوم سازي
• مبانی بهسازي و مقاوم سازي و تعیین سطوح عملکرد
• انتخاب روش تحلیل
• انتخاب روش مقاوم سازي
-5 طراحی براساس عملکرد:
طراحی براساس عملکرد روش جدیدي از طراحی است که هدف از آن طراحی سازه به گونه اي است که عملکرد آن طی بارگذاري مشخص از قبل قابل پیش بینی باشد. روش طراحی براساس عملکرد خود به شاخه هاي مختلفی همچون طراحی عملکردي براساس تغییر مکان، انرژي و ظرفیت تقسیم می شود که روش هاي مذکور در گزار شهاي FEMA مطرح شده و در بیشتر دستورالعمل هاي بهسازي روش طراحی عملکردي براساس تغییر مکان به کارمی رود.[4 ,3]
-1-5 سطوح عملکرد اصلی عبارتند از:
-1 قابلیت استفاده بی وقفه Fully Operational \ Immediate Occupancy -2 ایمنی جانی Life Safety\ Operational
-3 آستانه فروریزش Near Collapse
-4 لحاظ نشده(تعیین نشده)
-2-5 سطوح عملکرد میانی عبارتند از:
-1 خرابی محدود Limited Collapse
-2 ایمنی جانی محدود Limited Life Safety
سطح عملکرد هدف به 2 دسته تقسیم می شود:
-1 سطح عملکرد سازه اي Structural Performance level
-2 سطح عملکرد غیر سازه ايNon-Structural Performance level
سطوح مختلف خطر زلزله که ناشی از نوع حرکت زمین است عبارت است از:
سطح خطر 1- مترادف با زلزله سطح طراحی (Design Base Earthquake) DBE
بر مبناي سطحی از لرزشهاي زمین است که احتمال وقوع زلزله اي بزرگتر از آن در 50 سال بربر 10 درصد می باشد و دوره بازگشت آن 475 سال می باشد و مترادف با زلزله استاندارد 2800 می باشد.
سطح خطر 2- مترادف با بیشینه زلزله محتمل (Maximum Probable Earthquake) MPE
این سطح خطر بر اساس 2 درصد احتمال رویداد در 50 سال تعریف می شود که دوره بازگشت متوسط آن 2475 سال است. سطح خطر انتخابی معرف زلزله اي با هر احتمال رویداد در 50 سال می باشد.
زلزله سطح بهره برداري SE(Serviceability Earthquake)
زلزله اي خفیف یا متوسط است که احتمال وقوع آن در 50 سال بزرگتر از 50 درصد می باشد و دوره بازگشت زلزله سطح بهره برداري تقریبا 75 سال است. این زلزله عموما در حدود نصف زلزله سطح طراحی است.
زلزله بیشینه ME- (Maximum Earthquake)
بیانگرسطحی از لرزش هاي زمین است که احتمال وقوع زلزله بزرگتر از آن در 50 سال برابر 50 درصد است.
