مقاوم سازی ساختمان

زلزله از اتفاقاتی است که خسارات جبران ناپذیری را به ساختمان ها و افراد ساکن در آنها وارد می کند و به همین خاطر باید به دنبال راهکاری بود تا بتوان خطر پذیری زلزله را کاهش داد.  یک روش مهم اساسی برای کم کردن خطر و خسارات وارده در زمان زلزله مقاوم سازی ساختمان ها می باشد. زیرا با کمترین هزینه و همچنین با سرعت بالا و به شکل ساده و کاربردی می توان جان افراد مختلف در زلزله را نجات داد. مقاوم سازی بنا باعث می شود تا ریزش ساختمان ها به کندی رخ دهد و خطر پذیری آنها کاهش یابد.

مقاوم ساختن یک سازه در مقابل نیروهای وارده کاری است که در علم مهندسی عمران انجام می شود. در صورتی که مقاومت یک بنا را در برابر هر نیرویی مانند زلزله بالا ببرند عملیات مقاوم سازی ساختمان انجام شده است. توجه داشته باشید که مقاوم سازی ساختمان تنها در برابر نیروی زلزله نبوده و هدف بهبود بخشیدن عملکرد اجزای سازه در مقابل نیروی ای مختلف می باشد.

مهم ترین فاکتوری که باید در زمان ساختن یک بنا به آن توجه داشته باشید پی ساختمان و همچنین جوشکاری آن می باشد و باید در زمان ساختن پی به میزان دقیق نسبت آب و سیمان توجه نمود و بر طبق یک اصول حساب شده عملیات اجرای پی را به پایان رسانید.

جوشکاری ساختمان در صورتی که توسط افراد متخص و دارای پروانه جوشکاری انجام نشود باعث بروز مشکلاتی می شود که در پاره ای مواقع جبران ناپذیر خواهد بود.

مقاوم سازی ساختمان زمانی اهمیت پیدا می کند که در وقوع زلزله سفره های آب زیر زمینی سست شده و به دلیل وجود گسل های فراوانی که در تمامی مناطق وجود دارد باعث بالا آمدن سطح آب ها شده و این مسله باعث خراب شدن یا فرورفتن بسیاری از ساختمان ها در زمین می شود. با وجود این اتفاق تمامی خطوط ارتباطی قطع و شبکه های آب، برق و گاز دچار مشکل شده و چون اصول شهرسازی به درستی اجرا نشده کمک رسانی به افراد در زمان زلزله غیر ممکن می شود. به همین خاطر مقاوم سازی ساختمان ها از مواردی است که باید به صورت الزامی در ساختن بخش های مختلف بنا اجرا گردیده و سازه ای محکم و پایدار ایجاد شود.

بناهای مختلف با توجه به نوع تقسیم بندی آنها نیاز به مقاوم سازی داشته و به صورت کلی به چهار دسته تقسیم می شوند.

اولین دسته با نام ساختمان های حیاتی معروف هستند که به خاطر نوع کاربرد آنها امکان انتقال تجهیزات وجود نداشته و ضمنا” باید عملکرد آنها بعد از وقوع زلزله حفظ شود. برای مثال ساختمان ها و مراکز درمانی و امنیتی، ایستگاه های مخابراتی و تلویزیونی و همچنین  پالایشگاه ها از جمله ساختمان های حیاتی محسوب می شوند.

دومین گروه ساختمان هایی هستند که دارای شرایط خاصی نبوده و بعد از  زلزله به صورت مراکز خدماتی و کمک رسان فعالیت کرده و نیاز است که اینگونه ساختمان ها پس از زلزله سرپا و فعال باشند. برای مثال مساجد، مدارس، سوله ها و حتی مراکز مدیریت بحران و … جزء این دسته هستند.

دسته ای دیگر از ساختمان ها با اینکه قبل و بعد از زلزله دارای اهمیت خاصی نیستند اما در صورتی وقوع زلزله با آسیب های جدی روبرو می شوند که باعث ایجاد تلفات زیادی خواهد شد. برای مثال مراکز عمومی شهر، برج ها و حتی استادیوم و …

دسته آخر ساختمان های معمولی موجود در شهر هستند که هیچ یک از موارد بالا را شامل نمی شوند و جزء گروه های اعلام شده نیستند. مانند ساختمان های مسکونی، اداری و تجاری معمولی که در سطح شهر وجود دارند.

اولویت مقاوم سازی ساختمان ها به ترتیب از دسته اول تا دسته چهارم بوده و انجام عملیات مقاوم سازی دسته اول و دوم بر عهده دولت می باشد و انجام آن تاثیر مستقیمی در کاهش تلفات زلزله نخواهد داشت. مقاوم سازی دسته سوم بین کارفرمایان خصوصی مردم و همچنین دولت به صورت مشترکی انجام می شود و بالا بردن مقاومت ساختمان هایی که در دسته چهارم قرار دارد بر عهده خود مردم می باشد. توجه داشته باشید که مقاوم سازی درست و اصولی دو گروه آخر در کاهش تلفات زلزله نقش مهمی دارد اما به دلیل زیاد بودن هزینه و زمان لازم تقریبا انجام این کار غیر ممکن خواهد بود. زیرا بسیاری از ساختمان ها قدیمی و برخی از ساختمان های نوساز بدون اصول ساخته شده اند و در صورتی که بخواهیم عملیات مقاوم سازی را برای تک تک آنها انجام داد عملا باید کشور را دوباره ساخت.  به همین خاطر است که دولت تنها به مقاوم سازی مراکز مجابراتی، درمانی، مدارس و همچنین مراکز مدیریت بحران می پردازد و مقاوم سازی سایر ساختمان ها را به عهده مردم می گذارد.

مقاوم سازی ساختمان هایی که از زمان ساخت آن مدت زیادی می گذرد و از دیوار باربر به همراه اسکلت فلزی تشکیل شده اند بسیار پر هزینه بوده و عملیات اجرایی در این نوع ساختمان ها به صورت محال خواهد بود.

بنا های تقریبا قدیمی دارای اسکلت بتنی بوده و چون در داخل بتن از پوشش میلگرد استفاده شده است امکان دسترسی آسان به آن وجود نداشته و به خاطر عدم وجود مصالحی که  بتوان به راحتی به بتن متصل شود امکان تشخیص مشکل و مقاوم ساختن بسیار سخت می باشد. توجه داشته باشید که جوش دادن ورق و پروفیل های فلزی به اسکلت بتنی راهکار درستی نبوده و نباید از آن استفاده نمود.

عملیات مقاوم سازی در ساختمان هایی که دارای اسکلت فلزی هستند قابل اجرا بوده اما مشکلاتی از قبیل بالا بودن هزینه ها، خراب کردن قسمت های زیادی از نازک کاری و سفت کاری برای دسترسی  به تیرها، ستون ها و اتصالات، چند واحدی بودن ساختمان ها و عدم توافق ساکنین و … اجرای مقاوم سازی ساختمان صورت نمی گیرد و در صورت هموار شدن مشکلات باز هم نتیجه مطلوبی حاصل نمی شود و به همین خاطر بهتر است عملیات تخریب و نوسازی کامل بنا انجام شود.  

 یک ساختمان به دلیل عواملی چون نداشتن مقاومت، سختی، ماندگاری و همچنین شکل پذیری نیاز به مقاوم سازی پیدا می کند که به طور کلی این دلایل شامل تغییر کاربری، آسیب های ناشی از تصادف یا شرایط محیطی، وجود اشتباهاتی در طراحی اولیه بنا و حتی رعایت نمودن شرایط و الزاماتی که در آیین نامه های موجود آمده است می باشد.

راهکار های مختلفی برای مقاوم نمودن ساختمان ها وجود دارد که با توجه به نوع سازه و همچنین شرایط مختلف قابل اجرا می باشد. از این رو انتخاب نوع مقاوم سازی تحت تاثیر عواملی چون شرایط اقتصادی، اجتماعی و توان فناوری می باشد.

استفاده از این روش برای مقاوم نمودن ساختمان ها از نظر اقتصادی با روش سنتی قابل رقابت است. زیرا اجرای آسان و سریعی داشته و در زمان اجرا تداخل بسیار کمی در کاربری ساختمان ایحاد می شود. توجه داشته باشید که در برخی موارد استفاده از ماشین آلات سنگین یا توقف کاربری امکان پذیر نبوده و به همین خاطر بهره گیری از الیاف پلیمری تنها راهی است که می توان از آن برای مقاوم نمودن ساختمان استفاده نمود.

الیاف پلیمری مقاومت بالایی در مقابل سختی و وزن داشته و به همین دلیل از این مصالح به جهت ساخت پل ها استفاده می شود.

از آنجایی که در ساختمان های فلزی مهار بندی فلزی انجام نمی شود یا در صورت انجام از اتصالات نامناسب و ضعیفی استفاده می شود که در مقابل زلزله آسیب پذیر هستند و چون از اتصالات گیر داری برای تیرها و ستون ها بهره نمی گیرند و دارای سیستم قاب خمشی نیستند در این حالت باید از مهار بندی فلزی برای ساختمان ها استفاده نمود تا از این طریق سختی و مقاومت جانبی ساختمان افزایش یافته و باعث ایجاد منحنی هیسترسیس پایداری شده که باعث ایجاد استهلاک انرژی ورودی لرزه ای می شود.

یکی دیگر از روش های مقاوم کردن ساختمان های بتنی این است که از دیوار برشی استفاده شود. در این روش با اضافه نمودن دیوار برشی مقاومت و شکل پذیری سازه افزایش می یابد و این مسله باعث می شود تا رفتار لرزه ای سازه بهبود یافته و مانع از تغییر شکل سازه ای شده و  باعث جذب نیروی جانبی لرزه ای می شود.

به صورت معمول برای مقاوم سازی ساختمان از شاتکریت بر روی دیوارها استفاده می شود. لایه ای که بر روی دیوار ایجاد می شود باعث بالا رفتن انسجام، مقاومت و شکل پذیری دیوارهای بنایی می گردد. روش کار در شاتکریت به این صورت است که اول یک شبکه میلگرد روی دیوار قرار داده می شود که باید با استفاده از بولت به دیواردوخته و سپس روی آن بتن پاشیده شود. این شبکه میلگرد همراه با بتن باعث ایجاد لایه ای مسطح از بتن می شود که رفتار لرزه ای دیوار را کنترل می کند.