سوال های متداول در خصوص مقاوم سازی ساختمان های موجود
مقاوم سازی به چه معناست؟
مقاوم سازی به معنی اصلاح سازه موجود جهت افزایش توان باربری آن در برابر انواع بارهای وارده می باشد. مقاوم سازی لرزه ای به معنی افزایش مقاومت سازه نسبت به حرکت زمین، شتاب و نیروی وارده به سازه و گسیختگی خاک به علت زلزله می باشد. پیش از دهه 40 شمسی (1960 میلادی) به علت عدم وجود آیین نامه های مناسب، سازه های ساخته شده در ایالات متحده دارای جزییات لرزه ای و لذا کفایت کافی جهت باربری بار جانبی زلزله نبوده اند. پس از سالیان متمادی تلاش ، تحقیق و آزمایش، آیین نامه های مختلفی جهت مقاوم سازی سازه های موجود ارائه شده اند که می توان یکی از معتبرترین و مهم ترین آنها را ASCE-SEI 41 دانست.
اهمیت و لزوم مقاوم سازی لرزه ای سازه ها در چیست؟
با شناخت بهتر عملکرد سازه ها در زلزله و بررسی ضعف و کاستی آنها بر اساس زلزله های اخیر در نزدیکی مناطق شهری، نیاز به مقاوم سازی بیش از پیش ملموس شده است. به عنوان مثال زلزله سال 1373 شمسی در نورتریج (1994 Northridge earthquake) ناکارآمدی ( تردی یا brittleness) برخی از انواع اتصالات فولادی را روشن ساخت. لذا از آن پس استفاده از چنان اتصال هایی دارای محدودیت شده است. بنابراین با توجه به اصلاح و ارتقای استانداردهای لرزه ای، تطبیق شرایط ساخت ساختمانهای موجود با آیین نامه های جدید امری ضروری بوده و نیاز به مقاوم سازی لرزه ای را مبرم می سازد.
به علاوه، عواملی همچون کیفیت ساخت پایین،
مشکلات و نواقص اجرایی،
ضعف طراحی اولیه،
آسیب های وارده به سازه،
تغییر کاربری سازه، افزایش طبقات،
تغییر معماری و...
می توانند تهدیدی برای باربری لرزه ای سازه محسوب شده و لزوم مقاوم سازی را بر حسب شرایط ایجاب نمایند.
انواع روش های مقاوم سازی کدامند؟
پس از بررسی سازه و تعیین میزان و نوع آسیب پذیری، انتخاب شیوه ی مقاوم سازی از فنی ترین و تخصصی ترین فرآیند های مقاوم سازی لرزه ای سازه های موجود می باشد. ازبین روش ها و متدهای مختلف، می توان موارد زیر را نام برد:
1.اضافه نمودن عضو جدید:
اضافه نمودن ستون یا تیر، دیوار برشی، قاب خمشی جدید(new moment frame) و یا قاب مهاربندی (Braced frame) جدید، می تواند تاثیر بسزایی در کاهش آسیب پذیری سازه موجود دربحث مقاومت و سختی داشته باشد. همچنین اعضای جدید می توانند به کاهش دهانه دیافراگم ها (Diaphragms) کمک نمایند. در صورت عملکرد این اعضا به عنوان Collector، امکان مرتفع شدن مشکلات مربوط به Load Path در سازه نیز میسر خواهد شد.
2.تقویت اعضای موجود:
علاوه بر دید کلی نسبت سازه و روش های مختلف بهینه سازی کلی، می توان با نگرشی جزئی تر و با استفاده از مقاوم سازی اعضا، بر نواقص و آسیب پذیری لرزه ای سازه های موجود فائق آمد. البته توجه به این نکته که برخی انواع تسلیم (Yield) نسبت به یکدیگر مقدم هستند ( به عنوان مثال تسلیم تیرها پیش از ستون ها، تسلیم مهاربندها پیش از اتصالات و یا تسلیم خمشی نسبت به تسلیم برشی ترجیح داده می شوند)، درنظرگیری عملکرد کلی سازه پس از ایجاد تغییر در یک عضو امری ضروری بوده و نیاز به تخصص و تجربه کافی در این زمینه دارد.
تقویت اعضای موجود می تواند با استفاده از ورق های تقویتی، افزایش سطح مقطع (با استفاده از کاشت میلگرد در سازه های بتنی) و یا با استفاده از کامپوزیت رزین-الیاف صورت پذیرد. کامپوزیت رزین الیاف یا همان Fiber Reinforced Polymer) FRP یا اف آر پی) از شیوه های نوین مقاوم سازی محسوب می شود. (اطلاعات بیشتر در مقاوم سازی با استفاده از اف آر پی)
3.تقویت اتصالات اعضا
عمدتا نواقص مربوط به Load Path بیش از آنکه به اعضای Collector مرتبط باشند به اتصالات ضعیف بر می گردند.
4.کاهش نیاز سازه (Reduce Demand):
برای ساختمانهایی که دارای سیستم باربر جانبی کامل ولی ضعیف جهت باربری در شرایط زلزله مورد نظر هستند، اصلاح عملکرد دینامیکی سازه می تواند راه حلی مناسب جهت مقاوم سازی باشد. رایج ترین شیوه اجرایی در این مقوله Seismic Isolation (جداگرهای لرزه ای) و یا استفاده از Damper (یا میراگر) می باشد.
5.حذف برخی المان های سازه ای(!):
در برخی موارد عدم وجود برخی المانهای باربر بهتر از وجود آنهاست. به عنوان مثال ممکن است وجود دیوار برشی بدون تقارن در پلان باعث ایجاد نامنظمی شدید شده و عملا حذف باربری جانبی این دیوارها نوعی مقاوم سازی محسوب خواهد شد. همچنین دیوارهای تیغه نیز می توانند در باربری لرزه ای همانند یک Strut عمل کرده و باعث بوجود آمدن پدیده ستون کوتاه شوند. بنابرین چون در طراحی از سختی جانبی این دیوارها صرف نظر می شود، برای عدم بوجود آمدن مشکل مذکور ایجاد فاصله مابین دیوار مصالح بنایی و قاب اصلی امری ضروری است.
