روش های متداول مقاوم سازی ساختمان

 

به روش هایی اطلاق می شود که از گذشته تاکنون مرسوم بوده است. در این روش با اضافه کردن برخی موارد به سازه ظرفیت سازه را بالا برده و آن را مقاوم می نماید. همچنین این شیوه باعث افزایش سختی و کاهش تغییر مکان جانبی سازه می شود. افزایش وزن سازه، زمان بر بودن و ایجاد محدودیت های معماری از معایب این روش به حساب می آید.

این روش ها شامل موارد زیر می شود:
  1. استفاده از ورق های کامپوزیتی
  2. ترمیم ترک های بتن با تزریق رزین اپوکسی
  3. مقاوم سازی سازه های بتنی با بکاربردن دیوار برشی
  4. استفاده از ژاکت بتنی و فولادی در مقاوم سازی
  5. ساخت ستون دوبل بست دار
  6. اجرای شبکه فولادی و بتنی بر روی سقف


    روش های نوین مقاوم سازی ساختمان

روش نوین در مقاوم سازی ساختمان با FRP می باشد که از نظر کارشناسان سهم زیادی در مقاوم سازی بنا ها داشته است. این فناوری استفاده از ترکیبات کامپوزیتی تقویت شده از مواد پلیمری با الیاف فایبر می باشد که به صورت میلگرد تقویت شده در ساختمان سازی کاربرد دارد. مقاومت بسیار زیاد و وزن کم آن همچنین به صرفه بودن قیمت مواد پلیمری به گونه ای از مزایای استفاده از این روش به حساب می آید.

روش های نوین
  1. الیاف کربن تک جهته
  2. الیاف کربن دو جهته
  3. الیاف شیشه تک جهته
  4. الیاف شیشه دو جهته

     ده روش از راه های ایمنی در برابر زلزله

  • اصول لازم برای یک طراحی لرزه ای موفق بر اساس عملکرد در سازه ای بلند به شرح زیر است:
  • اطمینان حاصل نمایید که روش طراحی لرزه ای بر اساس عملکرد توسط سازمان نظارت در آن منطقه مورد قبول است.
  • توسعه معیارهای طراحی به صورت دقیق و کامل از الزامات اساسی است به طوری که در تمام مراحل انجام کار باید بروز رسانی شود.
  • باید اطمینان حاصل شود که سازه سختی و مقاومت کافی برای قابلیت سرویس دهی و بهره برداری در مقابل باد را دارد. دقت شود که این حد پایین طراحی را مشخص می نماید.
  • توسعه شتاب حرکت زمین و بررسی دقیق آن توسط متخصصین. با توجه به اینکه ممکن است این کار امری زمانبر باشد برای عقب نماندن از برنامه زمانبندی طراحی می بایست این کار را تا حد امکان سریعتر انجام داد.
  • طراحی برای قابلیت سرویس دهی لرزه ای به منظور تعیین ابعاد المانهایی که رفتاری کنترل شونده توسط تغییر شکل دارند، بدین معنی که ابعاد المانها را طوری تعیین نماییم که در حین زلزله تغییر شکلهایی در محدوده معیارهای پذیرش داشته باشند.
  • انجام طراحی بر اساس ظرفیت به منظور تعیین اندازه المانهایی که رفتاری کنترل شونده توسط نیرو دارند.
  • کار گماشتن یک پانل بررسی کننده دقیق برای کنترل محاسبات و طراحی.
  • آزمودن طراحی برای اطمینان حاصل کردن از اینکه فروریزش اتفاق نمی افتد. بهتر است در این قسمت روند طراحی به گونه ای تکرار و کنترل شود.
  • در نهایت مستند سازی طراحی کلیدی برای موفقیت روش طراحی لرزه ای بر اساس عملکرد خواهد بود.
  • مشخص نمودن فیوزهای لرزه ای و آماده سازی جزئیات آنها برای شکل پذیری، در واقع این قسمت مهمترین اصل است.

طراحی بر اساس عملکرد ساختمان های بلند

روش های نوین در طراحی سازه های بلند به هدف رهایی از برخی آیین نامه های تعیین شده از پیش باعث پیدایش شیوه ای نوین در ساخت و ساز به نام طراحی لرزه ای بر اساس عملکرد شده است. به عبارتی دیگر این شیوه ایده ای تازه نبوده اما اجرا و پیاده سازی آن برای ساختمان های بلند و مرتفع مانند برج ها شیوه ای جدید می باشد. با گذشت چندین دهه از طراحی و اجرای سازه های بسیار بلند در نواحی زلزله خیز نشان می دهد که از شیوه های PBSD به جای آیین نامه هایی که آیین نامه ها را به یک قانون تبدیل کرده اند ضمن ایجاد طرحی اقتصادی و مقرون به صرفه موجب ساخت سازه ای با مقاومت بالا خواهد شد. به طور کلی تیم طراحی PBSD سازه را در شرایط مختلف در برابر لرزش های ناشی از زمین لرزه تست می کند.

طراحی لرزه ای براساس عملکرد چگونه کار می کند؟

یکی از عوامل موثر در کاهش خطرهای ناشی از زمین لرزه چیست ؟ برای پاسخ به این سوال در ادامه با ما همراه باشید. همانگونه که عنوان کردیم این طرح را برای بالا بردن حداکثری مقاومت ساختمان در برابر لرزش های ناشی از زمین لرزه طراحی کرده اند. براساس این طرح دوره بازگشت برای تعیین شدت زلزله و انتخاب سطوح عملکرد مورد نظر برای انواع شدت زمین لرزه، ارزیابی مقاومت کلی ساختمان براساس مواردی که نشان دهنده سطح عملکرد مورد نظر در این طرح دارد. طراحی میزان مقاومت ساختمان  طبق مدل ریاضی و تخمین نتایج تست سازه ای مثل تغییر شکل سازه در برابر معیارهای شکل پذیر، مقدار نیروی مورد تقاضا در موارد غیر شکل پذیر و… برای انواع سطوح زمین لرزه و… از مواردی می باشند که در این طراحی مورد بررسی قرار می گیرند.

طراحی طبق عملکرد ساختمان های بلند در برابر ساختمان های کوتاه و متوسط

مدهای بالا در سازه های مرتفع به میزان زیادی با لرزه های زمین تحریک خواهند شد ولی سازه های کوتاه یا متوسط تنها در مدهای اصلی تحریک شده و به لرزه می افتد. دریفت درون طبقه ای در سازه های بلند به دو دلیل عمده اتفاق می افتد. اول به دلیل جابجایی جسم صلب و دلیل دوم به دلیل شکل برشی می باشد. در حالیکه تغییر شکل برشی دلیل اصلی دریفت درون طبقه ای در ساختمان های کوتاه تا متوسط است. این نکته را باید عرض کنیم که آیین نامه های سنتی تنها در صورتیکه روش های طراحی براساس عملکرد از اصول تایید شده مکانیک تبعیت کند و یا مورد آزمایش قرار بگیرد.

مقاوم سازی ساختمان های اسکلت فلزی

یکی از مسایل مهم در رفتار مناسب سازه های مقاوم در برابر زلزله، تامین شکل پذیری در آنها می باشد. به طور مثال در مورد سازه های فلزی تاکید به استفاده از اتصالات استاندارد تحت عنوان اتصالات از پیش تایید شده ای است . استفاده از هر کدام از این اتصالات خود دارای محدودیت هایی است که بر اساس آن حتی از این اتصالات نیز نمیتوان بدون محدودیت استفاده نمود. استفاده از اتصالاتی غیر از موارد ذکر شده تنها در حالتی قابل قبول است که متکی به مراجع معتبر باشد.

استفاده از اتصال گیردار تیر فلزی به ستون بتنی در حد مدل های تحقیقاتی می تواند قابل قبول باشد ولی استفاده از آن در ساختمان های واقعی بدون پشتوانه قابل دفاع در مراجع معتبر نمی تواند قابل قبول باشد. اگر هم هدف، مقاوم سازی ساختمان های موجود باشد، لازم است که برای این موضوع، مطابق آیین نامه های مقاوم سازی و انجام تحلیل های متکی بر ضوابط این آیین نامه ها، رفتار اینگونه اتصالات مورد بررسی دقیق قرار گیرد. علاوه بر آن باید توجه نمود که به داخل بردن تیر فلزی به ناحیه چشمه اتصال ستون بتنی بر روی رفتار ستون بتنی نیز تاثیر گذار خواهد بود و ممکن است رفتاری غیراستاندارد برای ستون ایجاد نماید.

  • در طراحی و آنالیز با نرم افزار ETABS در ساختمان‌های بتنی با قاب خمشی مطابق آئین نامه ۲۸۰۰۰ رعایت نکات زیر ضروری است.
  • ‌در سیستم‌های باربر، دال دو طرفه از مناسب‌ترین سیستم‌های بار بر ثقلی به شمار می‌رود.
  • ‌ضخامت دال باید قبل از شروع عملیات مدل سازی به کمک روش دستی محاسبه شود.
  • بهترین و دقیق ترین روش برای این کار استفاده از نرم افزار safe است.
  • دال یک طبقه باید مدل شود و کفایت آن از لحاظ کنترل خیز و میلگرد مورد نیاز در این برنامه کنترل شود.
چهار دلیل برای استفاده از روش طراحی لرزه ای براساس عملکرد بجای روشهای معمول آیین نامه ای
  • با استفاده از این روش تیم طراحی درک بالاتری از رفتار و عملکرد احتمالی سازه در سطوح مختلف زلزله پیدا می کنند.
  • با طراحی بر اساس عملکرد می توان رفتار اجزای معماری را نیز در نظر گرفت که با آیین نامه های معمول ممکن نیست.
  • طراحی براساس عملکرد امکان استفاده از سیستمها و مصالح جدید که هنوز آیین نامه ای نشده اند و بیشتر آنها بسیار اقتصادی هستند را فراهم می آورد.
  • هنگامی که این روش را با روشهای معمول آیین نامه ای مقایسه می کنیم، ساختمانهایی با سرویس پذیری و ایمنی بالاتر را نتیجه خواهند داد.

مرگبارترین زلزله های جهان

در کل دنیا پدیده زمین لرزه یکی از بالایای طبیعی بوده که به طور سالیانه هزاران نفر را به کام مرگ می کشاند. کشورهای چین، ژاپن، فیلیپین از جمله کشورهای زلزله خیزی می باشد که مردم این کشور تا حدودی برای مقابله با آن آمادگی دارند. همچنین از روش هایی نوین در ایمن سازی ساختمان ها استفاده می کنند. برای مثال به بررسی این روش ها در کشور ژاپن می پردازیم.

مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله در ژاپن

کشور ژاپن با بیشترین آمار وقوع زمین لرزه های شدید، از کشورهایی می باشد که کمترین درصد تلفات را در این بلای طبیعی مهلک دارد. ولی چگونه در چنین کشوری درصد تلفات حاصل از زمین لرزه تا این حد پایین است؟ شاید یکی از دلایل اصلی آن درک اهمیت موضوع توسط فعالان در عرصه ساخت ساز باشد.
به گونه ای که روش های متنوعی برای مقاوم سازی ساختمان هایشان دارند. عامل بعدی را می توان به آمادگی و دانش خود مردم ژاپن در برابر این بلای طبیعی دانست که در اکثر موارد باعث حفظ جانشان در برابر مرگ شده است. اکنون بیایید به بررسی ۵ روشی که توسط کشور ژاپن برای مقابله با زمین لرزه معرفی شده است بپردازیم:

۱.سازه های مقاوم در برابر زلزله

در معماری مدرن ساختمان ها به دو دسته سازه های سخت و مستحکم و سازه های منعطف تقسیم می شوند. به این صورت که سازه های مستحکم سازه هایی بسیار سخت در برابر ریزش می باشند در صورتیکه سازه های منعطف وظیفه توزیع تنش حاصل از زمین لرزه را دارد. در سازه ها اغلب برای مهار فشار های رانشی چپ و راستی اقدام به استفاده از میلگرد در فونداسیون و تیرآهن در ساخت طبقات، سقف و دیوار می کنند. راهی دیگر برای مقاوم سازی ساختمان ایزوله کردن پایه می باشد. به این معنا که مجموعه ای از مواد و تشکیلات سازه ای را طوری بکار ببریم که ارتباط بین اجزای سازه را با فونداسیون قطع کند. برای مثال استفاده از کیسه های هوا روشی ست که از این ایده گرفته شده که در ادامه به بررسی آن خواهیم پرداخت.

۲.سازه های میرا

 

در ساخت سازه های میرا مفتول هایی ضربدری برای کاهش تنش های حاصل از زمین لرزه بکار برده می شود. این سازه ای است که  تا ۷۰ – ۸۰ درصد در برابر زمین لرزه مقاوم هستند. این ساختمان ها دو نوع فعال و غیر فعال داشته به این معنا که در سازه های فعال انرژی برق بکار رفته در صورتیکه در نوع غیر فعال آن از نیروهای فیزیکی مورد استفاده قرار گرفته شده است. این روش اغلب در ساخت سازه های مرتفع مرسوم می باشد.

 

3.فریم های گهواره ای

این روش با استحکام بالایی که به ساختمان می دهد از ریزش آن در زمین لرزه جلوگیری کرده مزیت دیگر آن سرعت بالای نصب آن می باشد. فریم های گهواره ای متشکل از ۳ قسمت قاب، کابل و فیوزهای فلزی می باشد. این کابل ها با حرکت پروانه ای خود جوری عمل می کنند که در هنگام وقوع زمین لرزه ساختمان حرکتی به سمت بالا و پایین دارد که باعث ایجاد کمترین آسیب به سازه می شود.

 

4.کیسه های هوا

در این روش فونداسیون ساختمان را بر روی کیسه های هوای بسیار بزرگی می سازند که در صورت وقوع زمین لرزه سازه حالت ارتجاعی لازم را پیدا کند و از تخریب آن جلوگیری شود. نحوه قرار گیری این کیسه ها در پی ساختمان به گونه ایست که باعث جداسازی بنا از فونداسیون نمی شود بلکه معماران با در نظر گرفتن فضای بیشتر در حدود ۳ سانتی متر ساختمان را در شرایط ایستایی قرار می دهند. برای شرح نحوه عملکرد آن باید بگوییم که در این کیسه ها سنسورهایی تعبیه شده که اولین زمان های وقوع زلزله را ثبت می کند سپس کمپرسور کیسه فعال می شود. با فعال شدن این کمپرسورها در کمتر از ۱ ثانیه کیسه های هوا پر شده و ساختمان را در حالت ایستایی قرار می دهد.

 

۵.پرده های ضد زلزله

اخیرا شرکت ژاپنی کوماتسو از ریسمان برای مقاوم کردن ساختمان استفاده می کند. به این نحو که به دور سازه طناب هایی چندلایه ی کامپوزیت فیبری کربنی تعبیه می کند و باعث مقاومت آن در برابر زمین لرزه های شدید می شود. این طناب ها با طول های بسیار زیاد و وزن سبک تولید می گردند و نقش مثبتی در مقاوم سازی ساختمان دارند. این ریسمان ها بر روی سقف ساختمان نصب شده سپس تا روی زمین کشیده و در آسفالت میخکوب می شوند. عملکرد این طناب ها به گونه ایست که در هنگام وقوع زمین لرزه هنگامی که ساختمان مثلا به سمت چپ خم می شود طناب های سمت راستی نیروی وارده را مهار کرده و ساختمان را از شکستگی محفوظ می دارد.

 

منبع: https://ahan3.com/earthquake-resistant-building-technology/