مقاوم سازی ساختمانهای کوتاه

Refinement of Short Buildings

کاهش آسیب پذیری ساختمان ها در برابر زلزله یکی از جدی ترین چالش های پیش روی فعالان صنعت ساختمان میباشد. حساسیت این موضوع با توجه به بافت فرسوده نقاط لرزه خیز ، ساخت وساز بناها بدون رعایت استانداردهای اجرایی و استفاده از آیین نامه های طراحی قدیمی در دهه های گذشته دو چندان شده است، در نتیجه بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود بر حسب اهمیت ساختمان ها در برنامه های کلان مدیریتی مطرح گردیده و در حال پیشرفت است. در این میان، ساختمان های کوتاه مرتبه که اکثریت ساختمان های موجود در کشور را تشکیل می دهند و از مقاومت لازم در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله برخوردار نیستند، در اولویت اول قرار می گیرند.

ما در این مطلب به معرفی شمع- ستون لوله ای به عنوان یک روش نوین برای مقاوم سازی ساختمان های کوتاه معرفی میشود. در این روش بدون ایجاد تخریب قابل ملاحظه ای در سازه و متوقف نمودن طولانی مدت بهره برداری از ساختمان ها، می توان با ایجاد یک سیستم باربر جانبی، آن را در برابر زلزله مقاوم نمود. سیستم اصلی باربر متشکل از یک شمع ستون جدار نازک تو خالی به شکل لوله است که با رفتار طرح ها، بارهای ناشی از زلزله را تحمل نموده و انرژی ناشی از آن را جذب می نماید.

واقع شدن کشور ایران در پهنه لرزه خیز، همواره در طول تاریخ سبب خسارات انسانی و اقتصادی فراوانی گردیده است. از آنجایی که خطر ناشی از زلزله دامنه وسیعی از ساختمان های واقع در روستاهای کوچک تا شهرهای بزرگ را در بر می گیرد، لذا ساختمان هایی که در معرض خطرپذیری جدی ناشی از زلزله هستند را می توان در سه گروه تقسیم بندی نمود:

1- ساختمان هایی که بدون تامین مقاومت در برابر نیروهای جانبی زلزله طراحی و اجرا شده اند.

2- ساختمان هایی که براساس آیین نامه های قدیمی طراحی شده و از پتانسیل مقاومت، سختی و شکل پذیری مناسب بر اساس معیارهای جدید برخوردار نیستند.

3- ساختمان هایی که بر اساس ضوابط جدید طراحی شده ولی از نظر اجرا مطابق با استانداردها، ساخته نشده اند. اکثر ساختمان هایی که از خطر پذیری زیادی برخوردارند، در گروه اول قرار گرفته و خسارات انسانی و اقتصادی متحمل شده در زلزله های گذشته مربوط به این گروه از ساختمان ها است.

برای کاهش آسیب های ناشی از زلزله برای این گونه ساختمان ها که مبحث اصلی این مطلب است، دو راه حل کلی وجود دارد:

الف: تخریب و بازسازی مجدد.
ب: مقاوم سازی و بهسازی بنای موجود.

با توجه به اینکه راه حل اول، هزینه و زمان بسیار زیادی را طلب می کند، در اکثر موارد سعی می شود راه حل دوم برگزیده شود.

در سالیان اخیر روش های گوناگونی برای بهسازی ساختمان ها مطرح و اجرا شده است، ولی قدمت تدوین معیارها و آیین نامه های جدید بهسازی مربوط به این مساله حتی به یک دهم نیز نمی رسد. این موضوع در حالی است که در کشور ایران مساله بهسازی بسیار نوپا بوده و در مسیر کامل شدن است.

اهداف روش نوین بهسازه ای لرزه ای:

هدف اصلی از ارائه روش نوین بهسازی لرزه ای برای ساختمان های کوتاه مرتبه، همان هدف آیین نامه طرح ساختمان ها در برابر زلزله (استاندارد 2800) یعنی کاهش تلفات جانی و خسارات مادی در برابر زلزله های شدید (زلزله هایی با دوره بازگشت 475 سال و 10 درصد احتمال رویداد در 50 سال عمر مفید ساختمان) است. در عین حال اهداف دیگری نیز برای این روش وجود دارد که عبارتند از:

الف: کاهش هزینه عملیات اجرایی

ب: کاهش زمان اجرا

تشریح روش نوین بهسازی لرزه ای:

اساس این روش بر این فرض استوار است که ساختمان در برابر نیروهای جانبی زلزله از هیچگونه سیستم سازه ای مقاوم برخوردار نبوده و حداکثر تعداد طبقات ساختمان به سه طبقه محدود می گردد. به این ترتیب با اضافه نمودن یک سیستم جدید باربر جانبی به سازه موجود، سختی، مقاومت و شکل پذیری مورد نیاز در زلزله در حالیکه وظیفه حمل بارهای ثقلی به عهده سیستم باربر قایم موجود ساختمان است، تامین می گردد. به طور کلی از نظر سازه ای سیستم جدید، متشکل از یک ستون فلزی طره ای بوده که به صورت شمع در داخل خاک قرار می گیرد.