در طول 50 سال گذشته، ثابت شده است که مرگبارترین بلایای طبیعی، زلزله می‌باشد. برای مقابله با این اتفاق نیاز است ساختمان‌ها را آنقدر مقاوم بنا کنیم تا بتوانیم خسارات ناشی از این رخداد را به حداقل برسانیم. امروزه چالش اولیه هر مهندس عمران، مقابله با زلزله و توسعه روش‌هایی برای مقاوم سازی، سازه‌ها در برابر زلزله است. با بنیتک همراه باشید تا با روش‌های موثر در مقاوم سازی ساختمان‌ها بیشتر آشنا شوید.
ساختمان مقاوم چیست؟
به مجموعه اقداماتی که موجب می‌شود یک سازه از حالت معمولی و سست خود در برابر عواملی چون زلزله به حالت مقاوم و پایدار تبدیل گردد، مقاوم سازی ساختمان گفته می‌شود.
ساختمان یا سازه‌ای که بتواند در برابر لرزش ناگهانی زمین مقاومت کند، می‌تواند مرگ و میر و جراحات انسانی را به حداقل برساند. طرح‌های پیشرفته‌ای که برای مقاومت در برابر زلزله طراحی شده‌اند، تنها در صورتی مؤثر هستند که از روش‌های ساخت و ساز مناسب در انتخاب محل، فونداسیون، اعضای سازه‌ای و اتصالات مناسب استفاده کنند.
ساختمان مقاوم در برابر زلزله چه ویژگی‌هایی دارد؟
هنگام وقوع زلزله، سازه‌هایی که باقی می‌مانند و هنوز پابرجا هستند، چهار ویژگی مشترک دارند: سبک، سفت، محکم و انعطاف‌پذیر. اینها رایج ترین ویژگی‌هایی هستند که در تمامی ساختمان‌های نسبتا مقاوم مشترک می‌باشند. امروزه در بسیاری از ساختمان‌ها سعی می‌کنند از ابزار آلات و لوازمی که چنین ترکیب و ویژگی‌هایی به ساختمان می‌بخشند استفاده شود تا اطمینان حاصل کنند که ساختمان حتی پس از برخورد با یک ساختمان بزرگ‌تر همچنان پابرجا باقی می‌ماند.
شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر مقاله ایمن سازی ساختمان را مطالعه نمایید.
از آنجایی که زمین لرزه به معنای واقعی کلمه، سازه را به جلو و عقب تکان می‌دهد، کلید ساخت یک سازه ارتجاعی به گونه‌ای باید باشد که آن بارهای تکان دهنده را در سریع‌ترین زمان ممکن به فونداسیون (زیرساخت و پایه) منتقل کند. ساختمان‌هایی که نمی‌توانند آن بارها را با سرعت به پی‌ها منتقل کنند، باید به اندازه کافی قوی باشند که ضربه را تحمل کنند، وگرنه فرو می‌ریزند.
دلایل نیاز ساختمان‌های قدیمی به مقاوم‌سازی:
· تغییر کاربری ساختمان
· افزایش طول عمر ساختمان
· افزایش بارهای وارد شده بر ساختمان
· ترک‌ها و خوردگی به وجود آمده در مصالح و میلگردها
· نشست بیش از حد ساختمان در محل فونداسیون و...
· اشتباهات محاسباتی در طراحی و اجرا سازه‌های ساختمان
روش‌های مقاوم سازی ساختمان
از متداول‌ترین تکنیک‌های مورد استفاده در مقاوم‌سازی ساختمان‌ها، شامل افزودن دیوارهای برشی جدید و قاب‌های جدید، کاهش وزن سازه، رویکردهای جداسازی لرزه‌ای و مهاربندهای فولادی است.
روش‌های مقاوم سازی برای مهندسین سازه، به دلیل تنوع زیاد الزامات مقاوم سازی از ساختمانی به ساختمان دیگر متفاوت است و روش مناسب آن بعد از بررسی‌های انجام گرفته مشخص می‌گردد.انتخاب مقاوم سازی لرزه‌ای، به سیستم مقاوم در برابر بار افقی و عمودی سازه و نوع مصالح مورد استفاده برای ساخت و ساز مادر بستگی دارد.
انواع روش‌های مقاوم سازی
· مقاوم سازی سازه‌ها با سبک‌سازی
· مقاوم سازی سازه‌ها با مصالح FRP
· مقاوم سازی سازه‌ها با استفاده از دمپر
· مقاوم سازی سازه‌ها با استفاده از میراگر
· مقاوم سازی سازه‌ها با استفاده از بادبند‌ها
· مقاوم سازی سازه‌ها با استفاده از ژاکت بتنی
· مقاوم سازی سازه‌ها با استفاده از ژاکت فلزی
· مقاوم سازی سازه‌ها با اضافه کردن دیوار برشی
· مقاوم سازی سازه‌ها با اضافه کردن بادبند فلزی
· مقاوم سازی سازه‌ها با استفاده از جداگرهای لرزه‌ای
· مقاوم سازی سازه‌ها با استفاده از پایه‌های انعطاف‌پذیر
· مقاوم سازی سازه‌ها با استفاده از جرم‌های متمرکز پاندولی
روش‌های مقاوم سازی پی ساختمان
اولین و مهمترین قسمت ساختمان که به شدت تحت تأثیر زلزله قرار می‌گیرد، فونداسیون (پایه‌ها) زیر زمین است. البته یک ساختمان ممکن است بخاطر تغییر در میزان رطوبت خاک نیز نشست کند و نیاز به مقاوم سازی داشته باشد. به هر حال روش‌های مقاوم سازی پی‌‌های ساختمان به شرح زیر می‌باشد.
زهکشی فونداسیون
زمانی که زلزله در مکان‌هایی با خاک‌های سست و شنی رخ می‌دهد، باعث فرورفتن یا حرکت ساختمان‌ها به یک طرف می‌شود و ممکن است لوله‌های فاضلاب به سطح خاک برسند. هنگامی که خاک پس از زلزله دوباره به شکل جامد خود بر می‌گردد، ساختمان‌ها در وضعیت فرورفته و کج خود باقی می‌مانند. با این حال، زهکشی به خروج آب جمع آوری شده کمک می‌کند و مانع از نفوذ آب و رطوبت به داخل سازه می‌شود.
مزایای زهکشی فونداسیون
· خطر نشست سازه و فرسایش خاک کاهش می‌یابد.
· از تجمع آب در نزدیکی فونداسیون جلوگیری می‌شود
· با تخلیه آب، موجب می‌شود تا موجودات سمی و مضر از آب راکد حذف شود.
ایجاد پایه‌های مناسب (انعطاف پذیر)
ایجاد پایه‌های انعطاف پذیر برای ساختمان‌ها موجب می‌شود تا در زمان زلزله، زمانی که زمین تکان میخورد، سازه‌ها ثابت باقی بمانند. یکی از گزینه‌ها، ساختن ساختمان بر روی لنت‌هایی است که سازه را از زمین جدا می‌کند.
روش‌های مقاوم سازی سقف ساختمان
در بیشتر موارد به دلیل محدودیت‌های ساخت و ساز، ممکن است سازه‌های مجاور قادر به تحمل وزن خود در صورت وقوع زلزله‌های قوی نباشند. به تعریف دیگر هرچه وزن نهایی سازه بیشتر باشد، ایمنی سازه در برابر زلزله در خطر است. از این رو توانبخشی سقف نیز یکی از موارد مهم و مؤثر در مقابله با حوادثی همچون زلزله می‌باشد، چرا که با وجود آن وزن‌نهایی سازه تعیین می‌گردد.
از انواع روش‌هایی که می‌توان با استفاده از آن سقف‌های سازه‌ها را در برابر زلزله مقاوم سازی کرد، استفاده از سیمان تقویت شده با الیاف FRP و اجرای سقف وافل است.
سقف وافل چیست؟
سقف وافل نوعی سازه بتنی است که تیرها در دو جهت عمود بر هم قرار می‌گیرند. این سقف به دلیل ظاهر مشبک گونه و تو خالی بودن باعث صرفه جویی در استفاده از مصالح و در نتیجه وزن سبک سازه می‌شود. سازه بتنی وافل به دلیل زیبایی ظاهری که دارد مورد توجه جامعه مهندسین ساختمان و کارفرمایان مختلف می‌باشد. برای اجرای سقف وافل سازه خود، می‌توانید به مهندسین بنیتک اعتماد کنید.
مزایای اجرای سازه بتنی وافل
· وزن سبک
· اجرای سریع
· بهبود عملکرد لرزه‌ای
· صرفه جویی در مصالح
· تقویت شده با میله‌های فولادی
· برای تیرها گودبرداری جداگانه‌ای لازم نیست.
