افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله
دسترسی سریع به محتوای مقاله
زلزله یکی از ویران‌گرترین و غیرقابل پیش‌بینی‌ترین بلایای طبیعی است که همواره زندگی بشر را تحت تاثیر قرار داده و با ایجاد تلفات جانی گسترده، نگرانی‌های انسانی و اقتصادی بسیاری را به همراه دارد. این پدیده طبیعی نه‌تنها جان انسان‌ها را تهدید می‌کند بلکه با ایجاد خسارت‌های مالی گسترده، زیرساخت‌های حیاتی، ساختمان‌های مسکونی، مراکز اداری و حتی آثار تاریخی و فرهنگی را نیز با خطر جدی مواجه می‌سازد. در بسیاری از مناطق زلزله‌خیز جهان، ازجمله ایران، ضرورت ایمن‌سازی سازه‌ها و افزایش تاب‌آوری آن‌ها در برابر زلزله، به عنوان یک اولویت اساسی در حوزه مهندسی عمران و مدیریت بحران مطرح می‌گردد. بنابراین، مقاوم‌سازی ساختمان‌ها و ابنیه تاریخی، نه‌تنها به منظور حفظ سرمایه‌های فیزیکی و اقتصادی، بلکه به‌عنوان اقدامی حیاتی برای حفظ جان انسان‌ها و میراث فرهنگی، از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این مقاله قصد داریم در مورد روش‌های افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله و چالش‌های موجود صحبت کنیم. با ما همراه باشید.
👈اطلاع از قیمت آهن الات
نحوه اثرگذاری زلزله بر ساختمان
زلزله می‌تواند تاثیرات جدی و گاهی فاجعه‌بار بر ساختمان‌ها داشته باشد. وقتی زلزله رخ می‌دهد، نیروهای ناشی از لرزش‌های آن، به صورت امواج به ساختمان‌ها منتقل می‌گردد. این نیروها ممکن است موجب انحراف، ترک‌خوردگی و یا حتی فروپاشی کامل سازه‌ها شوند. شدت این آسیب‌ها به عوامل مختلفی ازجمله: شدت زلزله، نوع خاک زیر ساختمان، طراحی و ساختار سازه و نحوه نگهداری آن بستگی دارد.
اگر ساختمان شما مقاومتی کافی نداشته باشد، این نیروها باعث تغییر شکل جدی و غیرقابل بازگشت آن می‌شود. برای مثال، در ساختمان‌هایی که اسکلت ضعیفی دارند یا از مصالح ناپایدار ساخته شده‌اند، فشار ناشی از لرزش زمین می‌تواند باعث سقوط بخش‌های مختلف ساختمان شود و بدین ترتیب تلفات جانی و مالی زیادی به همراه داشته باشد. بنابراین؛ مقاوم‌سازی ساختمان‌ها به گونه‌ای که قادر به مقابله با این نیروها باشند، یک ضرورت حیاتی است که می‌تواند از خسارت‌های سنگین و تهدیدات جانی جلوگیری کند.
روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله
برای مقاوم‌سازی ساختمان و سازه در برابر زلزله روش‌های مختلفی وجود دارد، که به شرایط ساختمان و میزان بودجه شما بستگی دارد. اما به‌طورکلی این روش‌ها عبارت‌اند از: ژاکت بتنی، FRP، میراگر، دیوار برشی و جداساز لرزه‌ای. در ادامه هر یک ازاین‌روش‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.
نقش ژاکت بتنی در مقاوم‌سازی ساختمان
ژاکت بتنی، یکی از رایج‌ترین و محبوب‌ترین روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان به شمار می‌رود که در آن، ستون‌های اصلی ساختمان با استفاده از آرماتور یا فلز مقاوم می‌شوند. ژاکت بتنی، ظرفیت باربری ساختمان را در برابر نیروهایی مثل زلزله بالا برده و افزایش ظرفیت برشی، خمشی و سختی اتصالات قاب را نیز به همراه دارد. تنها نقطه‌ضعف این روش، افزایش بار و وزن اضافی بر سازه است.
افزایش مقاومت ساختمان با روش FRP
روش FRP (Fiber reinforced Polymer composites)، یکی از جدیدترین متدهای مقاوم‌سازی ساختمان است که در سال‌های اخیر، محبوبیت زیادی میان معماران و مهندسان ساختمان پیدا کرده است. برخلاف ژاکت بتنی، روش FRP وزن کمی دارد و از الیاف پلیمری قوی استفاده می‌کند که در برابر شرایط محیطی ناخواسته، مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهند. علاوه بر این، قیمت پایین این روش نیز به محبوبیت آن افزوده است.
مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله با استفاده از میراگر
میراگرها یا دمپرها (Damper)، نقش پررنگی در مقاوم‌سازی ساختمان ایفا می‌کنند به گونه‌ای که می‌توانند تا حدود 50% از جابه‌جایی کلی ساختمان جلوگیری نمایند. میراگرها ساختمان را قادر می‌سازند تا به صورت الاستیک حرکت کنند و بدون هیچ آسیبی، ساختار خود را در برابر زلزله حفظ کنند. میراگرها خود به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از: هیسترزیس (Hysteresis)، سربی، تشعشعی، ویکسوز، کمان‌کش و میراگر اصطکاکی که کارآمدترین آن‌هاست.
بررسی عملکرد دیوار برشی در مقاوم‌سازی سازه‌ها
از دیگر روش‌های موثر بر مقاوم‌سازی ساختمان، می‌توان دیوار برشی را نام برد. این روش وزن وارد بر بار خود را تحمل نموده و بار را در امتداد تیرهای عمودی به پایه منتقل می‌کند و بدین ترتیب، ساختمان را در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله و یا طوفان شدید، حفاظت می‌کند. مهندسین ساختمان معمولا دیوار برشی را در گوشه‌ها و انتهای سازه‌های ساختمانی به کار می‌برند.
مقاوم‌سازی ساختمان با جداساز لرزه‌ای
جداساز لرزه‌ای؛ از متدهای جدید برای مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله شناخته می‌شود و قادر است ارتعاشات ناشی از زلزله روی ساختمان را کنترل کند. این روش درواقع یک فناوری نوین است که با قرار دادن یک لایه منعطف و جاذب بین سازه و زمین، از انتقال نیروی زلزله به ساختمان جلوگیری می‌کند. جداساز لرزه‌ای انواع مختلفی دارد که مواردی مثل جداساز لغزشی، جداساز الاستومتری و جداساز با هسته سربی را در برمی‌گیرد.
راهکارهای افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله
همان‌طور که اشاره شد، زلزله از خطرناک‌ترین بلایای طبیعی است که خسارات جانی و مالی جبران‌ناپذیری به بار می‌آورد. ازاین‌رو، یکی از دغدغه‌های اصلی سازندگان، مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله برای جلوگیری و یا کاهش خسارات ناشی از آن است. در کنار استفاده از مصالح مقاوم و باکیفیت، راهکارهای دیگری نیز وجود دارد که به افزایش مقاومت ساختمان کمک می‌کند. در اینجا به 10 مورد از مهم‌ترین آن‌ها می‌پردازیم.
- انتخاب مصالح سبک: سبک بودن وزن ساختمان نقش مهمی در کاهش خسارات ناشی از زلزله دارد زیرا هر چه مصالح سبک‌تر و وزن کلی ساختمان کمتر باشد، مقاومت ساختمان در برابر ضربات و فشارهای فیزیکی نیز افزایش می‌یابد. ازاین‌رو، معماران و مهندسان ساختمان همواره سعی دارند از مصالح سبک در ساخت سازه‌ها بهره ببرند و بار مرده ساختمان را نیز کاهش دهند. در این میان، بلوک‌های سبک اتوکلاوشده مانند بلوک هبلکس و سیپورکس، بهترین گزینه ممکن محسوب می‌شود.
- استفاده از ستون‌های بیشتر در سازه یا ساختمان مدنظر: ازآنجایی‌که نقش اصلی ستون‌ها در ساختمان، استحکام و یکپارچگی آن است، هرچقدر سازه ستون‌های بیشتری داشته باشد، استحکام آن در برابر زلزله نیز افزایش می‌یابد. بنابراین، در اطراف سازه حداقل باید 3 ستون قرار گرفته باشد.
- استحکام و مقاومت اجزای سازه در برابر زلزله: هنگام ساختمان‌سازی باید از مصالح و تجهیزاتی استفاده کرد که در برابر تکان‌های ناشی از زلزله، از مقاومت بالایی برخوردار باشند و عملکرد آن‌ها نیز دچار مشکل نشود.
- پی‌های مقاوم‌تر: سازه‌هایی که پی و فونداسیون مقاومی دارند، می‌توانند نیروهای ناشی از زلزله را به خوبی تحمل کنند و ساختمان را در برابر آن حفاظت کنند. مقاومت پی ساختمان باید به اندازه‌ای باشد تا توانایی تحمل وزن ساختمان را داشته باشد.
- منظم بودن سازه: در سازه‌های منظم، نیروهای وارده از زمین‌لرزه به صورت یکنواخت در سازه پخش می‌شوند و بدین ترتیب، آسیب‌های احتمالی واردشده به سازه، کاهش می‌یابد.
- پیوستگی در اجزای سازه: المان‌های متعددی از یک سازه در مقاوم‌سازی آن هنگام زلزله نقش دارند. اگر تنها یک یا چند جز از سازه مقاومت بالایی داشته باشند، تاثیر چندانی در حفاظت ساختمان هنگام زلزله ندارند و ممکن است ساختمان فرو ریزد. بنابراین، باید المان‌های بسیاری از ساختمان را مقاوم ساخت تا از فروریختن سازه جلوگیری شود.
- شکل‌پذیری عناصر سازه‌ای: المان‌های سازه باید شکل‌پذیر بوده و از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار باشند تا در هنگام وقوع زلزله، با وارد شدن بار اضافه دچار آسیب و شکستگی نشوند. ازاین‌رو، توجه به انعطاف‌پذیری عناصر سازه، از اهمیت بسزایی برخوردار است.
- سختی و دوام سازه در برابر زلزله: نیروهایی که از سوی زلزله به سازه وارد می‌شود، نیروهای جانبی بوده و در مقابل، نیروهایی که سازه را به صورت افقی حرکت می‌دهند، آسیب‌های جدی بدان وارد کرده و ممکن است باعث فروریختن آن شوند. به همین دلیل باید سازه از مقاومت بالایی برخوردار باشد تا در برابر نیروهای ناشی از زلزله، پایدار باقی بماند.
- یکپارچگی سازه: اگر اجزای مختلف سازه به صورت پیوسته به یکدیگر متصل باشند، می‌توانند نیروی ناشی از زلزله را در یک مسیر منتقل کنند و آسیب واردشده به سازه را کاهش دهند.
- استفاده از بلوک عایق برای مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله: بلوک عایق دارای خاصیت عایق حرارتی و برودتی است که نقش مهمی در حفظ انرژی ساختمان ایفا می‌کند. بلوک عایق علاوه بر عایق حرارتی و برودتی، خاصیت عایق صوتی نیز دارد.
تاثیر مقاوم‌سازی بر افزایش بهای ساختمان
مقاوم‌سازی ساختمان‌ها نه تنها باعث افزایش ایمنی و دوام آن‌ها در برابر حوادث طبیعی مانند زلزله می‌شود، بلکه به طور قابل توجهی بر ارزش و بهای بازار آن‌ها نیز تاثیر می‌گذارد. ساختمان‌های مقاوم‌تر، به دلیل کاهش خسارت و نیاز کمتر به تعمیرات پس از رویدادهای ناگهانی، برای خریداران و سرمایه‌گذاران جذاب‌تر به نظر می‌رسند. این امر باعث می‌شود که قیمت این ساختمان‌ها نسبت به نمونه‌های مشابه غیرمقاوم بالاتر باشد. علاوه بر این، رعایت استانداردهای مقاوم‌سازی در ساختمان‌ها معمولا نشان‌دهنده کیفیت ساخت بهتر و توجه به جزئیات فنی است که به افزایش اعتماد خریداران و در نتیجه افزایش بهای ملک کمک شایانی می‌نماید.
توان مقاومتی ساختمان‌ها در برابر زلزله
میزان مقاومت ساختمان‌ها در برابر زلزله به عوامل متعددی بستگی دارد و برای همه ساختمان‌ها به یک اندازه نیست. اولین عامل که نقش مهی در افزایش مقاومت ساختمان ایفا می‌کند، طراحی سازه اولیه ساختمان است. مهندسین سازه با توجه به شرایط، سازه فولادی یا بتنی را برای ساختمان انتخاب می‌کنند و با توجه به زلزله‌خیزی منطقه مدنظر، محاسبات مشخصی را در سازه اعمال می‌کنند. بنابراین، میزان دقیق مقاومت ساختمان در برابر زلزله را، فقط مهندس سازه می‌داند.
سخن پایانی
ازآنجایی‌که کشور ایران در منطقه زلزله‌خیز قرار دارد، مقاوم‌سازی ساختمان‌ها به منظور کاهش صدمات جانی و مالی در برابر زلزله، از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این مطلب سعی کردیم نحوه اثرگذاری زلزله بر ساختمان، روش‌های افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله، راهکارهای مقاوم‌سازی و همچنین تاثیر مقاوم بودن ساختمان در میزان قیمت آن را مورد بررسی قرار دهیم. امیدواریم که پس از مطالعه این مطلب با بهره‌گیری از مصالح باکیفیت و بادوام، سعی بیشتری در مقاوم‌سازی ساختمان‌ها داشته باشید تا از خسارات احتمالی جلوگیری نمایید. همچنین برای دریافت هرگونه مشاوره جهت خرید مصالح فولادی می‌توانید با کارشناسان فروش فولاد ایرانیان تماس حاصل فرمایید.
