مقاله راهکارهای مرمت و بهسازی لرزه ای در ساختمان های آجری ایران

word قابل ویرایش
13 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
8700 تومان

راهکارهای مرمت و بهسازی لرزه ای در ساختمان های آجری ایران

 

چکیده

متاسفانه بخش عظیمی از ساختمانهای کشور بر اساس ضوابط فنی استوار نیستند. در حالی که استحکام و مقاوم سازی ساخت و سازها باید در برنامه ریزی و سیاست گذاریهای کلان مسئولان اجرایی از اولویتی ویژه برخوردار باشد. بعد از زلزله بم و فجایعی که برای مردم این منطقه پیش آمد، مجددا بحث مقاوم سازی سخن روز همه مسئولین و حتی مردم شده است. عده ای مقاوم سازی را به عنوان »ساختن مقاوم ساختمانهای نوساز« مطرح نموده اند و عده ای دیگر بحث »تعمیر، مرمت و مقاوم سازی ساختمانهای قدیمی« را مد نظر دارند. ولی نکته ی نگران کننده این است که متاسفانه حتی بعد از وقوع زلزله های اخیر، هنوز ساختمانهای خصوصی، عمومی، آموزشی و دولتی در حال احداث است که کلیه ضوابط محاسباتی برا ی مقاوم سازی در برابر زلزله به طور اصولی و صحیح اجرا نمی شود. به هرحال مسئله مقاوم سازی در هر دو زمینه یاد شده (چه ساختمانهای قدیم یا بافت های فرسوده و چه ساختمانهای جدید و نوساز) مطرح می باشد. از میان حوادث طبیعی، زلزله معمولا بیشترین صدمه را بر بناهای مصالح بنایی (آجری، سنگی و خشتی) وارد می سازد. این امر صرفا به دلیل شدت امواج ناشی از زلزله نیست، این مصالح، خود از مقاومت کششی اندکی برخوردار هستند و اصولا در طراحی و ساخت این بناها نیز، مقابله با نیروهای افقی مورد توجه قرار نگرفته است. در میان مصالح بنایی نیز، کشور ما را بیشتر بناهای آجری تشکیل می دهند. رویکرد این مقاله نیز ارائه راهکارهای اجرایی در خصوص ایمن سازی لرزه ای این دسته از ساختمانها خواهد بود.

واژه های کلیدی: بهسازی، لرزه ای، مقاوم سازی، مرمت، فناوری

مقدمه

کاهش خسارات ناشی از زلزله در ساختمانها از دو جنبه قابل بررسی است. یکی توجه به مسئله ایمنی در ساختمانهای در حال احداث است که با اینکه در شرایط کنونی امری بدیهی و اجتناب ناپذیر تلقی می شود ولی کاستی ها و نواقص شدیدی در این زمینه وجود دارد و در عمل فاصله زیادی با استانداردهای جهانی داریم. از سوی دیگر چون بخش زیاد ی از ساختمانهای در حال احداث از نوع اسکلت فلزی است که ایمنی آنها بیش از هر چیز به کیفیت جوش کاریها بستگی دارد، یکی از مهمترین علل عدم رعایت موازین فنی و اصول ایمنی در ساخت و سازهای جدید، نبود کارگران ماهر و آموزش دیده می باشد. لازم است نظارت کافی بر رعایت استانداردها در ساخت و سازهای جدید صورت گیرد زیرا هرگونه مسامحه در نظارت وعدم رعایت استانداردهای ساخت و جوشکاری موجب اضافه شدن بر انبوه ساختمانهای غیر استاندارد خواهد شد.

مسئله بعدی بهسازی لرزه ای (مقاوم سازی) یا هم آهنگ سازی ساختمانهای موجود است که در سالهای اخیر در دستور کار دولت هم قرار گرفته است.

مراحل بهسازی لرزه ای

با توجه به مراحل بهسازی لرزه ای که در فصول مختلف دستور العمل پژوهشکده زلزله شناسی نشان داده شده[۱]، مراحل بهسازی لرزه ای ساختمان ها را به چهار مرحله زیر تقسیم میکنیم:

مرحله اول: این مرحله مربوط به اولویت بندی ساختمانها است که باید با توجه به معیارهای موجود ساختمان ها را برا ی بهسازی با اولویت دسته بندی کنیم.

مرحله دوم: قبل از هر گونه اقدام به بهسازی لرزه ای، باید ویژگیهای ساختمان مورد نظر به طور دقیق بررسی شود. ویژگیهای ساختمان شامل مشخصات اجزای معماری، اجزای سازه ای، میزان خطرهای لرزه ای و ژئو تکنیکی ساختگاه و نتایج ناشی از ارزیابی مقدماتی لرزه ای است. سپس باید به جمع آوری اطلاعات ساختمان مورد نظر پرداخته شود، اطلاعات شامل پیکر بندی، سیستم سازه ای، مشخصات مصالح، ساختمانهای مجاور و ساختگاه خواهد بود. پس از جمع آوری اطلاعات دروضعیت موجود برای سطح عملکرد انتخابی، نیاز یا عدم نیاز ساختمان به بهسازی مشخص خواهد شد.

مرحله سوم: در صورتی که ساختمان موجود با توجه به سطح عملکردی که دارد از نظر سازه ای مناسب تشخیص داده نشد، باید بهسازی شود. در این مرحله باید گزینه های مناسب راهکارهای بهسازی انتخاب شود و بهترین گزینه با توجه به ملاحظات اقتصادی و اجرایی انتخاب شود.

مرحله چهار: پس از تصویب طرح بهسازی و تهیه نقشه های اجرایی، مرحله اقدام فرا خواهد رسید

۲

 

مرحله اول

در خصوص مقاوم سازی ساختمانهای موجود باید سازماندهی لازم صورت گیرد و اولویت بندی خاصی لحاظ شود، با توجه به اینکه ساختمانهای آجری، یکی از پر تعدادترین نوع ساختمانها در کشور می باشند و زمینه آسیب پذیری بیشتر ی دارند که زلزله های پیشین موید این نکته می باشد. در این مقاله بیشترین تاکید را بر »بهسازی لرزه ای در ساختمانهای آجری« قرار می دهیم.

مرحله دوم ویژگیها و رفتار ساختمانهای آجری در برابر زلزله

ساختمانهای آجری تعداد بسیاری از ساختمانهای موجود در ایران را تشکیل می دهند. این ساختمانها نسبتا کوتاه می باشند و بندرت از سه طبقه تجاوز می کنند. سقف این ساختمانها آجری قوسی، طاق ضربی، چوبی و… می باشد. درساختمانهای آجری بارهای ثقلی توسط دیوارهای باربر تحمل شده و به پی منتقل می گردند. این ساختمانها اغلب فاقد عنصر مقاوم لرزه ای خاصی می باشند و عموما به واسطه شکل نامناسب سازه ای، ضعف مصالح و نحوه نامناسب اجرا در برابر زلزله ضعیف هستند.

بطور خلاصه می توان رفتار یک ساختمان مثلا یک طبقه با دیوار ساخته شده از مصالح بنایی و بدون قاب خمشی را چنانچه در شکل نشان داده شده، بدین ترتیب توضیح داد که، ابتدا نیروهای اینرسی سقف به دیوارهای دو سمت B وارد می شود. به عبارت دیگر سقف مانند یک تیر پهن روی تکیه گاه عمل می کند و لذا لازم است، اتصال سقف به دیوارها، توانایی حمل نیروهای تکیه گاه را داشته باشد. به بیان دیگر سقف نیروی اینرسی خود را به دیوار منتقل می کند. در اینجا سوال در مورد چگونگی توزیع نیروی اینریس سقف به دیوار پیش می آید. جواب بستگی به سختی نسبی سقف یا دیافراگم و دیوارها دارد. چنانچه دیافراگمها نرم باشد، مثل کف چوبی، در این صورت توزیع نیروها در دیوارها مطابق شکل خواهد بود. یعنی دیافراگم مانند یک تیر ساده بر روی تکیه گاه عمل می کند. در صورتیکه سختی دیافراگم نسبت به دیوارها بیشتر باشد، مانند دال بتنی، در این صورت هنگام توزیع نیروها، دیوارها به تناسب سختی شان نیرو دریافت می کنند شکل . چنانچه اتصال صحیحی بین سقف و دیوار نباشد، و سقف روی دیوار نشسته باشد، تنها نیروی اصطکاکی است که در برابر نیروهای اینرسی سقف مقاومت می کند که در بسیاری موارد کافی نیست. اکنون دیوار B را در نظر می گیریم. این دیوار نه تنها نیروی اینرسی خود، بلکه نیروی انتقال یافته از سقف را نیز تحمل کرده و به پی منتقل می کند. شکل. چنانچه مقاومت کششی و برشی مصالح به کار رفته در دیوار به اندازه کافی نباشد، مجموعه تنشها در دیوار به صورتی در می آید که از مقاومت کششی مصالح فراتر رفته و ترکهای برشی ایجاد می شود. شکل بالاخره اگر دیوار A را در نظر بگیریم، می بینیم که نیروها

به صورت عمود به صفحه آن وارد می شوند و برای انتقال آنها به پی لازم است که مقداری از این نیروها به دیوار B انتقال یابند و بدین ترتیب دیوارهای B برای دیوارهای A همانند تکیه گاه عمل می کنند. با توجه به متغیر بودن جهت زلزله چنانچه اتصالات دیوارها به هم به اندازه کافی نباشد، امکان خارج شدن دیوار A از صفحه خود وجود دارد. حتی اگر چنین اتصالات قابل قبولی نیز وجود داشته باشد، امکان این هست که گشتاور خمشی، تنشهای بزرگتر از ظرفیت دیوار ایجاد کرده و قسمتی از دیوار فرو بریزد. بنابراین ظرفیت خمشی دیوار لازم است به اندازه کافی باشد.

نیروهای ایجاد شده در ساختمان در اثر حرکت زمین نیروی زلزله در سقف ساختمان آجری یک طبقه

دیافراگم نرم به مساحت دال متناظر به هر دیوار، با دیوار انتقال میدهد و مانند تیر ساده نرم روی تکیه گاههای صلب عمل می کند.

دیافراگم صلب به تناسب سختی دیوارها بارها را به آن انتقال می دهد.

نواقص متداول در ساختمانهای آجری

مطالعه گزارش زمین لرزه های گذشته و جمع بندی خساراتی که بر ساختمانهای آجری وارد شدهاند موید آن است که این ساختمانها عموما دارا ی نواقص مشابهی هستند که در ادامه به آن اشاره شده است.

 

نقاط ضعف متداول در ساختمانهای آجری [۲]

ـ مصالح: -۱ پایین بودن مقاومت و قدرت چسبندگی ملات؛ -۲ پایین بودن کیفیت و مقاومت واحد های بنایی مانند سنگ، آجر، بلوک سیمانی ـ سیستم سازه ای ساختمان: -۱کامل نبودن مسیر بار -۲ کافی نبودن مقاومت برشی ساختمان

-۳ ناتوانی ساختمان در حفظ انسجام هنگام ارتعاش -۴ عدم وجود سیستم مقاوم کمکی مانند کلاف -۵ نامنظمی در پلان -۶ نامنظمی در ارتفاع -۷ عدم وجود پی مناسب -۸ عدم وجود فاصله کافی با ساختمان ـ دیوارهای باربر: -۱ نادرست چیدن واحد های بنایی -۲ خالی بودن درزهای قائم بین
واحدهای بنایی از ملات -۳ زیاد بودن نسبت ارتفاع به ضخامت دیوار -۴ ارتفاع زیاد دیوار -۵ طول زیاد دیواره مهار نشده -۶ تراکم دیوار به واسطه وجود بازشوهای بزرگ -۷ نزدیکی بازشوها به انتهای دیوار -۸ استفاده از روش هشت گیر در اجرای دیوارها -۹ قرار داشتن تیرهای دال به صورت مستقیم بر روی دیوار -۱۰ عدم مهارت مناسب نیروی رانش ناشی از سقفهای قوسی در بالای دیوارهای باربر -۱۱ عبور لوله و دودکش از درون دیوار ـ دال: -۱ زیاد بودن وزن دال -۲ عدم انسجام یکنواختی دال -۳ کافی نبودن طول تکیه گاهی

تیرهای سقف -۴ وجود بازشو در دال -۵ بالا بودن نسبت طول دهانه به عرض دال ـ اتصلات اعضای سازه ای: -۱ نامناسب بودن اتصال بین دیوارهای متقاطع -۲ نامناسب بودن

اتصال بین تیغه ها و دیوارهای باربر تیغه ها و دال ها -۳ نامناسب بودن اتصال بین دیوارهای باربر و دال ها ـ سیستم کمکی کلاف: -۱ عدم استفاده از کلاف قائم و کلاف افقی در تراز پی -۲ کافی نبودن

تعداد و فواصل کلافها، ابعاد و میلگرد گذاری -۳ ضعف مصالح بتنی کلاف -۴ درگیر نبودن میلگیردهای کلاف و کافی نبودن طول همپوشانی آنها در اتصالات -۵ انفصال در کلاف به واسطه اجرای بازشوهای بلند و یا وجود نیم طبقه -۶ انفصال در کلاف بواسطه عبور لوله و دود کش از آن ـ اعضای غیر سازه ای: -۱ اتصال ضعف و نامناسب بین نما و دیوار -۲ وزن زیاد و عدم کفایت

لاغری و مقاومت -۳ عدم پایداری جان پناهها و دودکشها

مرحله سوم

راه کارهای بهسازی لرزه ای به صورت پیشنهادی[۱] با هدف افزایش مقاومت، افزایش سختی، افزایش شکل پذیری و یا کاهش نیروی زلزله به کمک یکی و یا ترکیبی از چندین روش انجام می گیرد که به آنها اشاره می شود:

۱ـ اصلاح موضعی اجزای سازه با عملکرد نامناسب در زلزله:

هنگامیکه پس از ارزیابی لرزه ای و بررسی معیارهای پذیرش اجزا مشخص شود که فقط تعدادی از اجزای سازه ظرفیت کافی برای تحمل نیروها و تغییر شکل ها را ندارند، اصلاح موضعی اجزا به عنوان یک راهکار مناسب بهسازی برای رساندن ساختمان به سطح عملکرد مورد انتظار چه از نظر مقاومت و چه سختی می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

۲ـ حذف یا کاهش بی نظمی در ساختمان موجود:

هر گاه نتیجه ارزیابی لرزه ای بیانگر آن باشد که وجود بی نظمی در ساختمان مانع پاسخ گویی ساختمان به سطح عملکرد مورد انتظار است و در صورت حذف یا کاهش بی نظمی اجزای ساختمان، ظرفیت کافی را چه از نظر مقاومت و چه از نظر سختی برای آن سطح از عملکرد برآورد نمی نماید، در این حالت استفاده از روش ذکر شده یک روش موثر برای بهسازی خواهد بود.(که حتی المقدور از روشهای جایگزین استفاده خواهد شد.) نامنظمی در ساختمان ممکن است به دلیل ناپیوستگی در اجزای باربر جانبی ایجاد شود. در

این موارد، با تغییر در سیستم باربر جانبی و ایجاد پیوستگی ممکن است بتوان از نامنظمی ساختمان کاست. البته این راهکار در بعضی ساختمانها (بناهای تاریخی) ممکن است امکان پذیر نباشد.

اصلاح و یا کاهش بی نظمی در ساختمانهایی که دارای طبقه نرم یا ضعیف میباشند را می توان با اضافه کردن مهار بندی در این طبقات برای متناسب نمودن سختی جانبی طبقات ذکر شده با سایر طبقات تامین نمود. در مورد نامنظمیهای پیچشی نیز اضافه نمودن اجزای بار بر جانبی به منظور کاهش فاصله مرکز جرم و مرکز سختی می تواند موثر در کاهش این نامنظمی باشد (اعم از روش های مکانیکی، صنعتی و یا ساختمانی) ۳ـ تامین سختی جانبی لازم برای کل سازه:

هر گاه بر اثر ارز یابی لرزه ای مشخص شود که ساختمان برای سطح عملکرد مورد نظر، سختی لازم راندارد اضافه نمودن مهار بندها یا دیوارهای برشی می تواند روش موثری برای رفع این نقص محسوب گردد.

۴ـ تامین مقاومت لازم برا ی کل سازه:

در مواردی که اکثریت اجزای سازه معیارهای پذیرش مربوط به سطح عملکرد مورد انتظار ساختمان را جوابگو نمی باشند، لازم است برا ی کل ساختمان، سیستم باربر جانبی با ظرفیت کافی ایجاد نمود.
۵ـ کاهش جرم ساختمان:

هنگامی که پس از ارزیابی لرزه ای مشخص شود که ساختمان سختی جانبی کافی و یا اکثریت اجزا، مقاومت کافی برای سطح عملکرد انتخابی را ندارند، استفاده از روش کاهش جرم به عنوان یک رو.ش موثر به کار گرفته شود.

۶ـ به کارگیری سیستمهای جداساز لرزه ای:

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 13 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد