نحوه ضد زلزله کردن ساختمان
در این صفحه با نحوه ضد زلزله کردن ساختمان آشنا می شوید:
ممکن است عملیات ضد زلزله کردن ساختمان در هنگام اجرا و ساخت یک واحد ساختمانی ما را متحمل هزینه‌های بیشتر نماید، اما از طرفی اعمال چنین تمهیداتی مسلماً می‌تواند از هرگونه خسارات جبران‌ناپذیری در آینده جلوگیری نماید. حال با این توضیحات با نوشتاری در باب آشنایی با نحوه ضد زلزله کردن ساختمان از پرشین سازه در خدمت شما هستیم. پس با ما همراه باشید تا بیشتر بدانیم.
آشنایی با سازوکار پدیده‌ای به نام زلزله
جالب است بدانید که کره زمین از سه لایه اصلی تشکیل‌شده است که به ترتیب پوسته، گوشته و هسته نامیده می‌شود. بیرونی‌ترین سطح کره زمین که ما بر روی آن قرارگرفته‌ایم پوسته است و پوسته از صفحات سنگی سختی تشکیل‌شده است که بر روی گوشته قابلیت حرکت و لغزش دارند. درواقع گوشته دارای مواد مذاب داغ بوده و به همین دلیل صفحات پوسته زمین به‌راحتی بر روی آن سر می‌خورد. حال اگر دو یا چند صفحه با یکدیگر تلاقی پیدا کنند، به این نقطه تلاقی گسل می‌گویند. به‌طورکلی صفحات سنگی پوسته زمین ثابت نیستند و در طول سال‌های متوالی به‌آرامی بر روی گوشته حرکت می‌کنند. حال اگر صفحات برای مدتی حرکتی نداشته باشند، انرژی درونشان ذخیره می‌شود، در چنین حالتی در صورت حرکت صفحات این انرژی جمع شده در آن‌ها به‌شدت تخلیه‌شده و عاملی برای زلزله می‌باشد.
مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله
به‌طورکلی مقاوم‌سازی را می‌توان به مفهوم بالا بردن مقاومت یک سازه در برابر نیروهای وارده دانست و طبیعتاً مراد از این نیروهای وارده بر ساختمان‌ها نیروهای ناشی از زلزله است؛ اما باید در نظر داشت که از دیدگاه علمی، مقاوم‌سازی واژه کاملاً صحیحی بدین منظور نیست، زیرا اگر منظور بهبود عملکرد اجزای سازه (ساختمان) در برابر نیروی زلزله باشد، بهسازی و در حالت خاص برای نیروی زلزله، بهسازی لرزه‌ای اصطلاح مناسب‌تری خواهد بود.
ویژگی‌های یک ساختمان ضد زلزله
مسلماً ساخت یک ساختمان ضد زلزله با استفاده از مصالح سبک می‌تواند رویه بسیار مناسبی در باب ضد زلزله کردن یک سازه باشد؛ اما باید در نظر داشته باشید که این راهکار تنها روش کارگشا نبوده و موارد دیگری نیز در راستای بهبود یک ساختمان در مواجه با زلزله وجود دارد که شامل:
۱. سبک بودن ساختمان
همان‌طور که میدانید آجر یا بلوک‌های بتنی به علت وزن بسیار بالایی که دارند معمولاً از کم‌ترین مقاومت در برابر زلزله برخورد بوده و وقتی نیروی ناشی از زلزله آغاز می‌شود، به‌راحتی دیوارها فروریخته و بعد سقف ریزش می‌کند؛ بنابراین شاید ازجمله مهم‌ترین ویژگی‌های یک ساختمان ضد زلزله سبک بودن آن است.
۲. به‌کارگیری مصالح و تکنیک‌های جدید
همان‌طور که در سایر مقالات وبلاگ پرشین سازه اشاره کردیم، امروزه عرصه ساختوساز با مصالح و تکنیک‌های به‌روز و پیشرفته‌ای مواجه شده است؛ بنابراین اختراع و بهره‌مندی از مصالح و تکنیک‌های جدید در طراحی ساختمان، می‌تواند تأثیر شگرفی بر مقاومت خانه‌ها در برابر زلزله گذارد و مرگ‌و‌میر ناشی از زمین‌لرزه را به‌شدت کاهش دهد.
۳. اهمیت دادن به اتصالات صحیح
به‌طورکلی یک ساختمان ضد زلزله دارای اتصالات صحیحی است که به‌خوبی توانایی تحمل لرزش‌های ناشی از زلزله را داشته و مسلماً دیر‌تر فرومی‌ریزد تا به ساکنین فرصت خروج از بنا را دهد؛ بنابراین در بیان ویژگی ساختمان‌های ضد زلزله می‌توان اتصالات صحیح را نیز ازجمله ویژگی‌های قابل‌توجه نام برد.
مشاهده کنید: قیمت روز سنگ
۴. انعطاف‌پذیری در ساختمان
انعطاف مصالح یک ساختمان سبب می‌شود که هنگام وارد شدن فشار و وزن بالا به آن، شکستگی رخ ندهد و تغییر شکل خطرناکی در ساختمان ایجاد نگردد. در این میان یکی از مصالحی که این ویژگی را به بهترین شکل اجرا می‌کند، ساندویچ پانل است. جالب است بدانید که ساندویچ پانل سازه‌ای می‌باشد که از چندلایه متصل‌به‌هم تشکیل‌شده که هرکدام خاصیت فیزیکی و مکانیکی دارند و مختص به مکانی با کاربرد می‌باشند. لازم به ذکر است که امروزه ساندویچ پانل جایگزین مناسبی برای مصالح سنتی مثل آجری و سیمانی است.
۵. نظم در ساختوساز
بر همگان کاملاً واضح است که سازه‌ی منظم انرژی زلزله را به‌صورت یکنواخت در کل ساختمان پخش می‌کند و سبب می‌شود ساختمان به‌یک‌باره فرونریزد؛ بنابراین نظم در ساختوساز یک بنا می‌تواند کلید مهمی در یک اجرای موفق باشد.
۶. داشتن نقشه اصولی و مهندسی
یک ویژگی ساختمان‌های ضد زلزله این است که طبق نقشه اصولی ساخته می‌شوند و پی‌ریزی آن‌ها و همچنین کلیه مراحل ساختشان به‌خوبی رعایت شده و تحت نظارت متخصصین امر صورت می‌پذیرد.
بیشتر بخوانید: زیربنای ساختمان و نحوه محاسبه آن
روش‌های مقاوم‌سازی یک ساختمان
برای ساخت یک ساختمان ضد زلزله باید موارد خاصی را در هنگام عملیات ساخت اعمال کرد. درواقع در یک حالت کلی می‌توان این موارد را شامل توجه به ساختارهای زیر دانست که شامل:
۱. ساخت ساختمانی با اسکلت بتنی
به‌طورکلی زمانی که ساخت ساختمان با اسکلت بتن آرمه باشد، ساختمان را بتنی می‌نامند. درواقع اگر ساخت ساختمان‌های بتنی به‌صورت درست اجرا شود، ساختمان در برابر زلزله از خود مقاومت خوبی نشان می‌دهد. از طرفی ساختمان‌های ضد زلزله با اسکلت بتنی در برابر آتش‌سوزی نیز ایمن می‌باشند. در همین راستا باید یادآور شد، در این میان اسکلت‌های فلزی با احتمال زنگ‌زدگی و همچنین ضعفی که در برابر آتش‌سوزی دارند، چندان مناسب استفاده برای یک ساختمان ضد زلزله نبوده، بنابراین بسیاری از کارشناسان استفاده از اسکلت فلزی را در ساخت ساختمان‌های ضد زلزله توصیه نمی‌کنند.
به‌طورکلی در ایران، اکثر ساختمان‌های مسکونی را با اسکلت فلزی و با روش جوشکاری می‌سازند. نصب و اتصال اجزای تیر، پل‌ها و ستون‌ها در اسکلت ساختمان‌های ضد زلزله با اسکلت فلزی به دو روش پیچ و مهره یا جوشکاری انجام می‌شود که نیازهای یک ساختمان ضد زلزله را چندان برطرف نمی‌کند؛ بنابراین استفاده از اسکلت‌های بتنی می‌توان تا حد زیادی به ایمنی و امنیت ساختمان افزود.
۲. توجه به پی ساختمان
ازجمله مهم‌ترین مواردی که در ساختمان‌سازی باید به آن توجه داشت، می‌توان به پی ساختمان و جوشکاری‌های آن اشاره کرد. پی ساختمان از اصلی‌ترین موضوعات ساختوساز محسوب می‌شود؛ برای آشنایی با اهمیت موضوع باید اذعان داشت که برای ساخت پی باید به میزان دقیق و حساب‌شده نسبت آب و سیمان را رعایت کرد. همچنین در جوشکاری ساختمان باید از تکنسین‌های جوشکاری که دارای پروانه جوشکاری هستند استفاده کرد تا یک پی اصولی و حرفه‌ای برای ساختمان ایجاد شود.
۳. مقاوم‌سازی ساختمان با جداساز لرزه‌ای
به‌طورکلی با توجه به رویکردهای جدید برای بهسازی ساختمان در برابر بارهای لرزه‌ای می‌توان از جداساز لرزه‌ای بهره برد. چراکه این موارد قابلیت جلوگیری از ورود نیروهای لرزه‌ای (مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله با جداسازی لرزه‌ای) به اعضا را دارد.
۴. مقاوم‌سازی ساختمان با اضافه نمودن دیوار برشی
یکی از روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی اضافه نمودن دیوار برشی به آن می‌باشد. چراکه این نوع از دیوارها مقاومت، سختی و شکل‌پذیری سازه را به‌شدت افزایش داده و باعث بهبود رفتار لرزه‌ای سازه در کنار کاهش تغییر شکل‌ها و خسارات وارد به دیگر المان‌های بتنی سازه می‌گردد؛ بنابراین چنانچه تیر و ستون‌های سازه بتنی قابلیت تحمل بارهای ثقلی را داشته اما تحت بارهای لرزه‌ای آسیب‌پذیر باشد اضافه نمودن دیوار برشی باعث جذب نیروی جانبی لرزه‌ای توسط این دیوارها شده و از اعمال نیروها و تغییر شکل‌های لرزه‌ای به تیرها و ستون‌ها جلوگیری می‌نماید. درنتیجه، اضافه نمودن تنها دو یا چهار دیوار برشی باعث کاهش آسیب‌پذیری تمامی تیرها و ستون‌ها می‌گردد.
بیشتر بخوانید: بافت‌های فرسوده و نکاتی درباره‌ی آن
۵. مقاوم‌سازی ساختمان با اضافه نمودن بادبند
جالب است بدانید که اضافه نمودن مهاربند فولادی برای مقاوم‌سازی سازه بتنی، افزایش سختی، کاهش نیاز به شکل‌پذیری و افزایش مقاومت برشی سیستم را به همراه خواهد داشت. همچنین عموماً استفاده از سیستم‌های مهاربندی واگرا در مقاوم‌سازی و تقویت ساختمان‌های بتنی به دلیل پرهزینه بودن و مشکلات موجود در اجرا مرسوم نمی‌باشد اما انواع سیستم‌های مهاربندی همگرا می‌توانند در این نوع بهسازی و تقویت سازه‌های بتنی و فولادی موردتوجه قرار گیرند.
۶. مقاوم‌سازی ساختمان با استفاده از میراگر یا دمپر
میراگرها یک سیستم مهاربند لرزه‌ای در ساختمان‌ها و پل‌ها به شمار می‌روند که فقط در مقابل ارتعاشات مختلف ناشی از زلزله ساختمان را ایمن نموده و در تحمل بارهای استاتیکی هیچ نقشی ندارند که این مسئله باعث ساده‌سازی پیش‌بینی رفتار سازه تحت بارگذاری لرزه‌ای می‌شود. جالب است بدانید که درحالی‌که معمولاً مصالح می‌تواند در حدود ۵% میرایی بحرانی را تأمین نماید، با استفاده از میراگرهای لرزه‌ای در کنار المان‌های باربر جانبی و یا اتصالات سازه‌ای، قادر خواهیم بود میرایی سازه را تا بیش از ۵۰% افزایش دهیم؛ که این به معنای استهلاک قابل‌توجه انرژی ارتعاشی زلزله است. لازم به ذکر است که اضافه کردن میراگرها همانند جداسازهای لرزه‌ای راهبرد نسبتاً غیرمعمولی برای بهسازی لرزه‌ای تلقی می‌شود. چراکه میراگرها باعث کاهش جابجایی کلی سازه خواهند شد. استفاده از میراگر در مهاربندها ساده‌ترین و پرکاربردترین ابزار می‌باشند که می‌توان از آن‌ها در تمامی طبقات استفاده نمود.
۷. مقاوم‌سازی ساختمان با اضافه نمودن جدا گرهای لرزه‌ای
نصب جداسازهای لرزه‌ای در تراز پایه ساختمان، باهدف جداسازی حرکتی بین سازه و زمین صورت می‌گیرد. درواقع جداسازهای لرزه‌ای، المان‌هایی هستند که سختی جانبی آن‌ها نسبت به‌سختی محوری‌شان بسیار کمتر بوده، لذا با وقوع زلزله، این المان‌ها می‌بایستی مانع انتقال نیرو به سازه‌ی اصلی شوند. لازم به ذکر است که عملکرد جدا گرها فقط در محدوده خاصی از جرم و ارتفاع ساختمان مطلوب است و به همین دلیل این روش به‌صورت خیلی محدود و فقط برای ساختمان‌های دارای وزن و ارتفاع مشخصی مؤثر بوده و به همین دلیل کمتر از سایر روش‌ها در جهان مورد استقبال کارشناسان قرارگرفته است.
۸. مقاوم‌سازی سازه با استفاده از ژاکت‌های فلزی و بتنی
یکی از روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی استفاده از پوشش بتنی در پیرامون المان‌های مختلف از قبیل دیوار برشی، ستون و تیر می‌باشد و معمولاً مقاوم‌سازی با ژاکت فلزی برحسب مورد می‌تواند به‌صورت دور پیچ، نواری و یا موضعی باشد. به‌طورکلی در این روش ابتدا سوراخ‌های به فواصل معین در وجوه پیرامونی المان‌های ضعیف ساختمان ایجاد می‌گردد و سپس یک مش فولادی با آرماتورهای آجدار در پیرامون عضو موردنظر قرار می‌گیرد. سپس سوراخ‌های ایجادشده توسط چسب اپوکسی پر شده و آرماتورهای دوخت ال شکل در داخل آن قرار می‌گیرد. در این مرحله قالب‌هایی در پیرامون عضو قرار داده‌شده و سپس داخل آن توسط بتن پر خواهد شد. جالب است بدانید که استفاده از ژاکت فلزی روشی مناسب برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی بوده و ضمن افزایش مقاومت و شکل‌پذیری اعضای این نوع سازه‌ها وزن قابل‌ملاحظه‌ای را نیز به ساختمان اضافه نمی‌نماید.
۹. مقاوم‌سازی دیوار به روش FRP (الیاف کربن یا الیاف شیشه)
استفاده از مصالح FRP در مقاوم‌سازی دیوارهای برشی بتنی، باربر جانبی بنایی مسلح و غیرمسلح و حتی تیغه‌ها و جان‌پناه‌ها مرسوم می‌باشد. این سیستم قادر به افزایش مقاومت خمشی و برشی دیوار می‌باشد، همچنین به خاطر ایجاد پیوستگی در اجزای دیوارهای ساخته‌شده از بلوک از فروپاشی موضعی دیوار جلوگیری کرده و تا حد زیادی از حرکت خارج از صفحه‌ی دیوار نیز کاسته می‌شود و گسیختگی‌های این مدهای شکست را به تأخیر می‌اندازد.
جالب است بدانید که این سیستم را می‌توان همچنین برای ترمیم خرابی‌های دیوار، جایگزین کردن میلگردهای خورده شده و یا حذف‌شده (ناشی از ایجاد سوراخ در دیوار برای دیوار، پنجره و یا عبور تأسیسات) و همچنین عایق‌کاری رطوبتی دیوار نیز استفاده کرد. همچنین قابل‌ذکر است که این سیستم تنها پس از 24 ساعت بعد از اجرا آماده به سرویس می‌باشد. از این روش در تقویت ستون‌ها و تیرها، مقاوم‌سازی دال‌ها و اتصالات، دیوارهای برشی بتنی، دیوارهای آجری و بسیاری از موارد دیگر می‌توان استفاده نمود.
همچنین مشاهده کنید: اطلاعات ساختمان های درحال ساخت
سخن آخر
همان‌طور که در طول این مقاله از پرشین سازه با ما همراه بودید، بحث مقاوم‌سازی یک بنا چه عمومی و چه خصوصی از اهمیت بالایی برخوردار است. این مسئله می‌تواند بااهمیت‌تر از سایر نقاط جهان تلقی شود اگر بحث زلزله‌خیز بودن کشور ایران را نیز در نظر بگیریم. به‌طور خلاصه هدف ما از این نوشتار آشنایی شما با رویه‌های ضد زلزله کردن یک سازه بود که امیدواریم همه‌گیر شده و در کشور نیز شاهد ساختمان‌های استاندارد و باکیفیت باشیم.