در سال های اخیر خسارات وسیع ایجاد شده در اثر زلزله های مختلف در سراسر جهان، تأیید کننده ی نواقص و ضعف های سازه های موجود در برابر نیروهای ناشی از زلزله بوده است. بهسازی لرزه ای به اصلاح سازه های موجود آسیب دیده و یا سازه های بدون آسیب، جهت بهبود عملکرد لرزه ای و کاهش اثرات ناشی از نیروهای لرزه ای گفته می شود. عملیات بهسازی لرزه ای علاوه بر تأمین ایمنی جانی برای افراد، موجب بهینه سازی و کاهش هزینه های تعمیراتی سازه پس از وقوع زلزله می گردد. شرکت مهندسی آساکو با سابقه ی فعالیت در زمینه ی مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای سازه های مختلف، آماده ی ارائه ی خدمات در این زمینه می باشد.
در بهسازی لرزه ای سازه ها قبل از هر گونه اقدام، نیازمند اطلاعات مختلفی جهت براورد وضعیت موجود سازه می باشیم. از این رو ابتدا باید مشخصات لرزه ای سازه ی موجود، مشخصات مصالح، وضعیت و مشخصات ژئوتکنیکی خاک ساختگاه، مشخصات پی و غیره، با بازدید از محل، جمع آوری مدارک فنی و انجام آزمایش های مخرب و یا غیر مخرب تعیین گردد و سپس با توجه به مطالعات و ارزیابی های صورت گرفته طرح بهسازی لازم ارائه گردد.
در صورتی که به دلایل و مشکلات مالی و اجرایی امکان بهسازی کل سازه در یک مرحله وجود نداشته باشد، بهسازی موضعی طی چندین مرحله انجام می گیرد. در این صورت باید توجه نمود که بهسازی در هر مرحله محدودیتی برای ادامه انجام مراحل ایجاد نکند و یا موجب کاهش عملکرد اولیه ی ساختمان و یا نامنظمی در سازه نگردد.
هدف از بهسازی
بر اساس دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان ها ی موجود (نشریه ی 360 جهت دانلود کلیک نمایید) هدف بهسازی لرزه ای سازه های مختلف با انتخاب سطوح عملکرد سازه ی مورد نظر تعیین می گردد. سطح عملکرد کلی سازه ها در مواجهه با سطوح مختلف زلزله بر اساس سطح عملکرد اعضای سازه ای و غیر سازه ای تعیین می گردد. بر این اساس بهسازی لرزه ای به گروه های مختلفی تقسیم بندی می گردد؛ که هر کدام از این گروه ها در سطح خطر احتمالی، عملکرد مشخصی را از خود نشان می دهند. سطح عملکرد ساختمان به چهار گروه تقسیم می شود که عبارتند از:
سطوح مختلف بهسازی لرزه ای بر اساس سطح عملکرد سازه ها و سطح خرابی احتمالی لرزه ای عبارتند از:
1) بهسازی مبنا
در این سطح از بهسازی انتظار می رود که ایمنی جانی افراد در زلزله ی با سطح خطر 1 (احتمال وقوع 10 درصد طی 50 سال) تأمین گردد.
2) بهسازی مطلوب
در این سطح از بهسازی، سازه عملکرد بالاتری نسبت به بهسازی مبنا دارد. در حقیقت در این سطح از بهسازی لرزه ای سازه ها، علاوه بر این که الزامات بهسازی مبنا باید بر قرار باشد، زلزله ی با سطح خطر دو (احتمال وقوع 2 درصد طی 50 سال) نیز نباید موجب فرو ریختن سازه گردد.
3) بهسازی ویژه
در بهسازی ویژه با توجه به درجه ی اهمیت سازه ی مورد نظر، عملکرد بالاتری جهت بهسازی سازه نسبت به سایر سطوح بهسازی های لرزه ای در نظر گرفته می شود.
4) بهسازی محدود
در صورتی که بنا به مشکلات و مسائل مالی و سایر عوامل، بهسازی مبنا امکان پذیر نباشد از بهسازی محدود که عملکرد پایین تری نسبت به بهسازی مبنا دارد استفاده می گردد.
روش های مختلف بهسازی لرزه ای
در بهسازی لرزه ای سازه ها با رویکرد های مختلفی جهت بهبود عملکرد لرزه ای سازه ها روبرو هستیم؛ این رویکردها عبارتند از:
بر اساس هر یک از رویکردهای ذکر شده، بهسازی لرزه ای به روش های مختلفی انجام می شود. هر کدام از روش های مختلف بهسازی لرزه ای با افزایش سختی و مقاومت، کاهش نیروی وارد به سازه و یا میرایی آن موجب بهبود عملکرد لرزه ای سازه می گردند. از جمله روش های بهسازی لرزه ای سازه ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
1- استفاده از جداگرهای لرزه ای
جداگرهای لرزه ای مختلف مانند جداگرهای لاستیکی، سربی- لاستیکی و جداگرهای اصطکاکی آونگی و جداگرهای لرزه ای POT، با جداسازی سازه از روی تراز پایه موجب کاهش انتقال نیرو و جابجایی به سازه ی اصلی می گردند. این امر موجب کاهش اثرپذیری از نیروهای لرزه ای و خسارت های وارد به سازه ها می گردد (جهت مطالعه ی بیشتر در خصوص جداگرهای لرزه ای اینجا کلیک کنید).
2- استفاده از میراگرهای لرزه ای
میراگرهای لرزه ای با جذب و تبدیل انرژی موجب میرایی نیروی ناشی از زلزله می گردند. این امر موجب کاهش اثرات ناشی از نیروی زلزله بر سازه ی مورد نظر می گردند. از جمله میراگرهای لرزه ای می توان به میراگرهای جرمی، ویسکوز، اصطکاکی، فلزی تسلیم شونده، سربی – تزریقی و غیره اشاره نمود (جهت مطالعه ی بیشتر در خصوص میراگرهای لرزه ای اینجا کلیک کنید).
3- کاهش نامنظمی ساختمان
نامنظمی سازه انواع مختلفی دارد. این نامنظمی ممکن است در ارتفاع و یا در پلان رخ دهد. نامنظمی موجب وارد شدن نیروهای ناخواسته به سازه می گردد. به عنوان مثال در اثر نامنظمی پیچشی در سازه، نیروی زلزله به مرکز جرم وارد نمی گردد و این امر باعث ایجاد پیچش اضافه حول مرکز جرم در اثر نیروی زلزله ی وارد شده می گردد. بنابر این یکی از روش های بهبود عملکرد لرزه ای سازه ها کاهش نامنظمی سازه می باشد.
4- سبک سازی سازه ها
با توجه به این که میزان نیروی زلزله ی وارد به سازه با وزن لرزه ای سازه متناسب است با کاهش وزن لرزه ای سازه ها از نیروهای اینرسی و تنش های ایجاد شده در اثر زلزله کاسته می شود. بنابر این استفاده از عناصر سبک تر به جای عناصر سنگین تر، می تواند به عنوان یکی از روش های بهسازی لرزه ای سازه ها مورد استفاده قرار بگیرد.
5- اضافه کردن دیوار برشی یا مهاربند
در این روش با اضافه نمودن دیوار برشی و مهاربند جدید به سازه ی موجود و یا افزایش ضخامت دیوار برشی های موجود، موجب افزایش سختی سازه شده و در نتیجه عملکرد لرزه ای سازه بهبود می یابد. در هنگام بهسازی لرزه ای ساختمان با استفاده از روش افزایش سختی سازه باید توجه نمود که اضافه نمودن المان های جدید منجر به نامنظمی سازه نگردد.
6- استفاده از ژاکت بتنی
در روش ژاکت بتنی با ایجاد شبکه ی آرماتور و پوشش بتنی در اطراف عضو، مقاومت و سختی موضعی اعضا افزایش یافته و در نتیجه، این امر موجب بهبود عملکرد لرزه ای سازه ی مورد نظر می گردد (جهت مطالعه ی بیشتر در خصوص ژاکت بتنی اینجا کلیک کنید).
7- استفاده از ژاکت فولادی
ژاکت فولادی یکی دیگر از روش های بهسازی لرزه ای سازه ها می باشد. این روش با افزایش مقاومت و شکل پذیری تیر، ستون و اتصالات و با محصوریت آن ها، موجب بهبود عملکرد لرزه ای سازه می گردد (جهت مطالعه ی بیشتر در خصوص ژاکت فولادی اینجا کلیک کنید).
8- استفاده از پوشش های کامپوزیتی FRP
استفاده از پوشش های کامپوزیتی FRP یکی دیگر از روش های مورد استفاده جهت افزایش مقاومت موضعی اعضا در برابر زلزله و افزایش محصوریت اعضا می باشد. از ورق های FRP جهت مقاوم سازی تیرها، ستون ها، دیوارها، دال ها و غیره استفاده می گردد (جهت مطالعه ی بیشتر در خصوص FRP اینجا کلیک کنید).