بخشی از مقاله
چکیده
کشور ایران با قرار گرفتن در کمربند لرزه خیز آلپ-هیمالیا از نظر خطر زمین لرزه از جمله کشورهای آسیب پذیر جهان به شمار میآید. ساختمانهای بتن آرمه در کشور ما جز ساختمانهای بسیار متداول میباشند. این نوع از ساختمانها به دلیل خطاهای محاسباتی، اشتباه در ساخت و نواقص اجرایی، ضعف آیین نامه های قدیمی و تعریف آیین نامههای جدید جهت طراحی ساختمان مقاوم در برابر زلزله، تغییر کاربری، عملکرد و ... نیاز به بهسازی لرزه-ای دارند؛ لذا توجه به بهسازی این قبیل سازهها از اهمیت ویژه ای برخوردار میباشند.
بنابراین با اصلاح سیستم-های مقاوم لرزهای این ساختمانها می توان با نیروهای جانبی مقابله نمود و خسارتهای جانی و مالی را به حداقل ممکن رسانید. به دنبال روشهای طراحی براساس تنش مجاز ، مقاومت نهایی و حالات حدی ، طراحی براساس سطح عملکرد، به عنوان روشی نوین در طراحی و برآورد لرزهای سازهها ، نزدیک به یک دهه در برخی از کشورها جهان مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله ضمن بررسی روش های ارزیابی آسیب پذیری ساختمانها، به مواردی از آیین نامه بهسازی لرزهای که طراحی بر اساس سطح عملکرد می باشد آورده میشود و در انتها به صورت کلی به معیارهای حاکم بر مقاومسازی و نحوه مدلسازی و مقایسه نتایج سازه های بتن آرمه پرداخته می-شود.
- 1 مقدمه
زمین لرزههای شدید سالهای اخیر و میزان خسارتهای واردهی ناشی از آن در ایران - بم،رودبار و منجیل،طبس،تاغان و.... - و مناطق مختلف کره زمین - کوبه ،تورتریج ، کالیفرنیا ، سان فرناتدو و ..... - موجب گردید تا بحث مقاوم سازی به عنوان علمی نوین جایگاه ویژهای یافته و مطالعات در مورد مهندسی زلزله شتاب بیشتری به خود گیرد تحقیقات فوق بدون شک منشا تحولات در آیین نامههای طرح ساختمانها در برابر زلزله می باشد که هر چند سال مورد بازنگری قرار گرفتهاند. به دنبال روشهای طراحی براساس تنش مجاز ، مقاومت نهایی و حالات حدی ، طراحی براساس سطح عملکرد، به عنوان روشی نوین در طراحی و برآورد لرزهای سازهها ، نزدیک به یک دهه در برخی از کشورها جهان مورد استفاده قرار گرفته است.
برآورده لرزهای سازهها چه برای ساختمانهای جدید و چه برای سازه های قدیمی مطرح است.شاید بتوان گفت اولین بار بحث برآورد لرزهای در شکل طراحی براساس عملکرد سازه ها، برای ساختمان قدیمی مطرح شد. چرا که پیشرفت دانش بشری در علم زلزله شناسی و مهندسی زلزله و تکامل یافتن آیین نامههای ساختمانی، این سوال به ذهن رسید که ساختمانهایی که براساس آیین نامههای گذشته طراحی شدهاند و یا احداث آنها بدون رعایت ضوابط خاص لرزهای آیین نامهها و استانداردها صورت گرفته، تا چه میزان در مقابل زلزله مقاومت خواهند داشت. طرح این مساله شاید مقدمه گردآوری آیین نامههای جدید طراحی براساس عملکرد سازهها مانندATC-40 و FEMA-273و FEMA-365 بوده باشد.
در ایران نیز به دلیل وقوع زلزلههای بزرگ ظرف چند سال اخیر، طراحی ساختمانها مقاوم در برابر زلزله به طور ویژه مورد توجه قرار گرفت . همچنین برای ساختمانهای موجودی که به دلیل خطاهای محاسباتی، اشتباه در ساخت و نواقص اجرایی، ضعف آئین نامههای قدیمی و تعریف آیین نامههای جدید جهت طراحی ساختمان در برابر زلزله، تغییر کاربری و عملکرد و... نیاز به بهسازی لرزهای دارند نیز تمهیدات خاصی در نظر گرفته شد که در همین راستا محققین کشور دستور العمل بهسازی لرزهای ساختمان های موجود - نشریه شماره - 360 را برای ساختمان های موجود تدوین نمودهاند.
-2 ارزیابی آسیب پذیری لرزهای ساختمان
برای ارزیابی آسیب پذیری لرز ه ای ساختمان های موجود چند روش به کار گرفته می شود،در یک دسته بندی می توان این روش ها را به :
-1روشهای ارزیابی کلی -2 روشهای ارزیابی کیفی -3 روشهای ارزیابی کمی تقسیم کرد.
الف - روشهای ارزیابی کلی:
این روش ها عموما با هدف تهیه اطلاعات لازم برای برنامه های مدیریت شهری و مدیریت بحران قابل استفاده اند . در این روشها با استفاد از تجارب زلزله های گذشته یا مطالعات تحلیلی و آزمایشگاهی روابطی که بین سطح زلزله و میزان خسارت در تیپ های مختلف ساختمان ارتباط برقرار کند، استخراج می شوند، مثلا با کمک روابطی که برای ساختمان های کوتاه بتنی با شرایط طرح و ساخت ایران به دست می اید، می توان برای هر سطح از زلزله، از درصد تخریب ساختمان های بتنی تخمینی داشت.
در این روش ارزیابی، ابتدا سطح زلزله در نقاط مختلف شهر برآورد شده سپس برآورد درصد تخریب هر نوع ساختمانی صورت می گیرد.با کمک آمار، تعداد ساختمان موجود هر تیپ نیز در دسترس است و لذا تعداد کل ساختمان های تخریب شده در نقاط مختلف شهر قابل برآورد هستند. با توجه به آمار ساکنان می توان تخمینی از تعداد مجروحان و کشته ها نیز داشت و با این گونه اطلاعات می توان به برنامه ریزی و امور با مدیریت بحران اقدام کرد.
ب - روشهای ارزیابی کیفی:
روش های ارزیابی کلی برای کسب شمایی کلی از وضعیت آسیب پذیری ساختمان های شهر مناسب است،ولی در مورد هر ساختمان ،اطلاعاتی قابل اتکا فراهم نمی کند. مزیت این روش ف کسب سریع اطاعات در مقیاس شهر یا ناحیه یا محله است.
اگر هدف برسی اسیب پذیری ساختمان ها با در نظر گرفتن شرایط واقعی تر هر ساختمان و همراه با سرعت عمل مورد نظر باشد،از روش های ارزیابی کیفی استفاده می شوند. این روش ها بخصوص در مورد ساختمان هایی مثل مدارس که به تعداد زیاد در یک شهر ، منطقه یا کشور وجود دارند،برای غربال و تقسیم بندی آنها از لحاظ آسیب پذیری لرزه ای مفید هستند.یعنی به جای این که هر مدرسه تحت مطالعات زمانبر و هزینه بر کمی و دقیق قرار گیرد،می توان ابتدا تعدادی زیادی از مدارس را با مطالعه کیفی رده بندی کرد تا با اولویت بندی آنها ،بهینه تر از بودجه اختصاص داده شده به بهسازی استفاده شود.
ارزیابی کیفی در اغلب اوقات به صورت ارزیابی سریع با کمک فرم های مخصوص صورت می گیرد . در فرم ها با توجه به هندسه کلی ساختمان و منظم و نامنظم بودن آن ، وجود اطاعاتی از قبیل دفترچه محاسبه و نقشه ها درباره وضعیت ساختمان تصمیم گیری می شود .گونه ای از روش های ارزیابی کیفی در تعیین وضعیت ساختمان های صدمه دیده در زلزله به کار می رود . در این مورد ، نتیجه بررسی به صورت پلاکارد سبز در مورد ساختمانی که افراد به آن اجاز ورود دارند ، پلاکارد زرد برای ساختمان با اجازه ورود محدود - برخی قسمت های خطرانک و غیر قابل ورود است - و پلاکارد قرمز برای ساختمانی که ورود افراد به آن ممنوع است ، ارائه می شود.
وقتی روش ارزیابی کیفی در ارزیابی ساختمان "موجود" به کار گرفته می شود ، معمولا در فرم ها به عواملی نظیر میزان خطر زلزله در ساختگاه ساختمان ، شرایط خاک محل ،تیپ و نوع ساختمان و سازه آن ، انواع نامنظمی های موجود در پلان و ارتفاع و اهمیت ساختمان توجه شده است و با کمک جداولی به هر مورد ، امتیازی داده می شود که در نهایت امتیاز ساز ه ای ساختمان را معین می کند . در برخی فرم ها به اجزای غیرسازه ای نیز توجه شده است و شاخصی برای وضعیت این اعضا نیز حاصل می شود که در نهایت با ترکیب 2 امتیاز سازه ای و غیرسازه ای ،امتیاز لرزه ای آن ساختمان خاص تعیین می گردد.این امتیاز برای طبقه بندی و رده بندی ساختمان مناسب است.
ج - روشهای ارزیابی کمی:
این روش ها بر تحلیل و مدلسازی رایانه ای ساختمان برای ارزیابی آسیب پذیری آن متکی هستند. عموما این روش ها با شناخت وضعیت موجود ساختمان آغاز می شوند.این قسمت کا در عمل ، وقت گیرترین و پردردسرترین قسمت کار است.
