گزارش کاراموزی مقاوم سازی سازه ها در مقابل زلزله در 37 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان صفحه



مقاوم سازی سازه ها مقابل زلزله 1

راهکارهای مقاوم سازی لرزه ای 2

مقاوم سازی سطح سازه 4

اضافه کردن دیوارهای سازه ای بتن مسطح 4

استفاده از بادبندهای فولادی 6

جداسازی لرزه ای 8

مقاوم سازی سطح عضو 8

زره پوش کردن ستون 9

گزینش روشهای مقاوم سازی 10

راههای مقاوم سازی ساختمان ها 13

ازمایش 15

سرای مقاوم سازی 16

روش و هزینه ی انجام مقاوم سازی ؟ 20

نتایج مقاوم سازی تا چه حد قابل اطمینان است؟ 21

طرح های مقاوم سازی دولتی چه نتایجی در بر داررد؟ 22

سوپر فریم R.Cفناوری نوین برای مقابله با زلزله 23

ساختمان فلزی یا بتن آرمه 24

توصیه های طراحی و ساخت 25

اجزای اصلی سازه سوپر فریم R.C 27

سایر موارد فنی 31

نتیجه گیری 33

منبع 34



مقاوم سازی سازه ها مقابل زلزله

چکیده

شمار زیادی از سازه های موجود که در مناطق زلزله خیز واقع شده اند بر اساس آیین نامه های طراحی لرزه ای قدیمی که دیگر اعتباری ندارند ، ساخته شده اند . علاوه بر آن شماری از زلزله های اصلی که در طول سالهای اخیر اتفاق افتاده اند بر اهمیت سبک شدن برای کاهش خطر لرزه ای تاکید می کنند .

مقاوم سازی لرزه ای سازه های موجود یکی از موثرترین روشها برای کاهش این خطر است .در سالهای اخیر تحقیقات مهمی به مطالعه در رابطه با راهکارهای مختلف جهت ترمیم و تقویت سازه های بتن مسلح برای بالا بردن عملکرد لرزه ای آنها اختصاص داده شده است .

بهرحال عملکرد لرزه ای سازه میتواند توسط مقاوم سازی یا ترمیم افزایش یابد . که در این مقوله مهندس راهکاری را بر اساس ارزیابی لرزه ای سازه انتخاب می کند .

بنابراین نیازهای اساسی ترمیم و تحقیقات مختلف روی راهکارهای مقاوم سازی میبایست قبل از انتخاب روش روش مقاوم سازی بررسی شود .در این مقاله مشخصات راهکارهای مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته و همچنین رابطه بین مقاوم سازی و خصوصیات سازه ای شرح داده شده است.علاوه بر آن چند مورد از مطالعات سازه ای که برای مقاوم سازی اعمال شده ، ارایه شده است.





راهکارهای مقاوم سازی لرزه ای

معرفی

شمار زیادی از راهکارهای موجود مقاوم سازی لرزه ای بسته به نوع و شرایط مختلف سازه موجود است . بنابراین انتخاب نوع مقاوم سازی روند پیچیده ای دارد و تحت تاثیر توام فناوری ، شرایط اقتصادی و اجتماعی قرار دارد .در زیر عواملی که روی انتخاب راهکارهای مقاوم سازی تاثیر می گذارد را بررسی می کنیم :

مقایسه هزینه مقاوم سازی و اهمبت سازه
نیروی انسانی موجود
طول مدت اجرا یا زمان عدم استفاده
تکمیل و تقویت بر اساس عملکرد مورد نظر کارفرما
توجه به تناسب معماری و نقش سازه ای و تکمیل سازه موجود
تداخل برگشت پذیری
کنترل کیفیت سطح عملکرد
اهمیت سیاسی و تاریخی سازه
سازگاری روش مقاوم سازی با سیستم سازه ای موجود
عدم نظم در سختی ، مقاومت و شکل پذیری
تناسب سختی ، مقاومت و شکل پذیری
کنترل آسیب وارده به مولفه ها و اجزای غیر سازه ای
ظرفیت مناسب باربری سیستم فونداسیون
مصالح تعمیر و تکنولوژی موجود





بطور کلی دو روش برای افزایش ظرفیت لرزه ای سازه های موجود وجود دارد .اولین روش مقاوم سازی سطح سازه است که شامل اصلاحات کلی سیستم سازه ای است .به شکل6 نگاه کنید. اصلاحات کلی متداول شامل اضافه کردن دیوارهای سازه ای، بادبند های فولادی یا جداکننده های پایه است .دومین روش مقاوم سازی سطحی عضو می باشد (به شکل 7 نگاه کنید). در این روش اعضایی که ظرفیت شکل پذیری ناکافی دارند ظرفیتشان به منظور برآورده کردن حالات حدی افزایش می یابد.مقاوم سازی سطح عضو شامل روشهایی از قبیل اضافه کردن بتن ، فولاد یا زره پوش کردن ستون باالیاف پلیمری مرکب به منظور محدود کردن است .



مقاوم سازی سطح سازه

مقاوم سازی سطح سازه بطور معمول برای افزایش مقاومت جانبی سازه های موجود مورد استفاده قرار می گیرد . از این قبیل مقاوم سازی ساختمانهای بتن مسلح می توان بادبندهای فولادی ، کابلهای پیش تنیده ، دیوارهای پر کننده ، دیوارهای برشی ، پرکننده ها با مصالح بنایی و جداکننده های پایه را نام برد .روشهایی که در زیر شرح داده میشود معمولا برای مقاوم سازی سطح سازه مورد استفاده قرار می گیرد :

اضافه کردن دیوارهای سازه ای بتن مسلح

اضافه کردن دیوارهای سازه ای یکی از متداولترین روشهای مقاوم سازی سطح سازه برای تقویت سازه های موجود می باشد . بطور کلی تعمیر و ترمیم دیوار برشی موجود یا پرکننده برای یکی از دهانه های قاب استفاده می شود .علاوه بر آن به منظور کاهش زمان و هزینه از شاتکریت یا پانلهای پیش ساخته استفاده می شود . تحقیقاتی که در زمینه دیوارهای سازه ای انجام شده است و یافته ها به نسبت تحقیقات دقیق انجام شده گزارش شده است .تحقیقات نشان می دهد که روند پرکنندگی نقش مهمی در پاسخ پانلها و سازه های دیگر ایفا کرده است . روند پرکنندگی با سخت کردن سازه می تواند برش پایه را افزایش دهد .اثرات واژگونی و برش پایه در محل پر کننده سخت کننده متمرکز شده است .بنابراین در این محلها فونداسیون میبایست تقویت شود.

JIRSA و KREGER در 1989 دیوارهای پرکننده یک طبقه را در کاربرد برای چهار نمونه آزمایش کردند.در آزمایش آنها از یک قاب بتن مسلح سه دهانه ، تک طبقه غیر شکل پذیر تا تکنیکهای ساختمان سازی در دهه 1950 را مدل کنند. در این سازه فاصله آرماتورهای برشی ستون زیاد بود و فشردگی وصله ها برای تامین مقاومت کششی نهایی کافی نبود .در آزمایش آنها ابتدا دیوارهای سه گانه در محل بازشو تغییر یافت .آرماتورهای طولی در نزدیکی ستونهای موجود برای افزایش پیوستگی فولاددر 4 نمونه اضافه شد.در ابتدای 3آزمایش شکستهای ناشی از وصله های لب به لب ناقص ستونبا وجود ترمیم پرکننده هاایجاد شد.(شکل 8را نگاه کنید(





جداسازی لرزه ای

اخیرا ، شمار زیادی از محققان روی جداسازی لرزه ای بعنوان روشی برای مقاوم سازی تحقیقاتی انجام داده اند. هدف این نوع از مقاوم سازی ، جدا کردن سازه از زمین در طول حرکت زمین هنگام وقوع زلزله است .محل قرارگیری بین روبنا و فونداسیون آن است .بدلیل خصوصیات عالی استهلاک انرژی این روش بهترین برای ساختمان با ارتفاع کم و بار زیاد است .

استهلاک انرژی اضافی متداولترین روش برای زیاد کردن استهلاک انرژی یک سازه شامل قرار دادن میراگرهای اصطکاکی ، ویسکوالاستیک و هیسترزیس بعنوان مولفه های مهاربندی قابها می باشد .تعدادی از محققان مطالعاتی بر روی استهلاک انرژی اضافی داشته اند .از طرف دیگر FEMA 356 در مورد بعضی جنبه های منفی این روش صحبت می کند.

هنگامیکه تغییر مکانهای جانبی در اثر استفاده از استهلاک انرژی اضافی کاهش پیدا می کنند نیروها در سازه افزایش می یابد .

مقاوم سازی سطح عضو

مقاوم سازی سطح عضو می تواند با استراتژی موثرتری نسبت به مقاوم سازی سطح سازه انجام شود .زیرا اعضایی که نیاز به افزایش عملکرد لرزه ای آنها در سازه وجود دارد انتخاب شده و مقاوم سازی میشوند . مقاوم سازی سطح عضو شامل اضافه کردن بتن ، فولاد یا الیاف پلیمری مرکب برای استفاده در ستونها و اتصالات بتن مسلح می باشد.مخصوصا در سازه های دال تخت اگر دال برای اثرات ترکیبی بارهای جانبی و ثقلی طراحی نشده باشد شکست ناشی از برش پانچ اتفاق می افتد.پس مقاوم سازی محلی کارایی بسیار مهمی در اتصالات ستون به دال دارد .اخیرا تحقیقاتی در رابطه با مقاوم سازی سطح عضو در آمریکا در مورد ستونها ، اتصالات تیر به ستون و اتصالات دال به ستون انجام شده است .

زره پوش کردن ستون

مقاوم سازی ستون امری حیاتی برای عملکرد لرزه ای سازه محسوب می شود .برای جلوگیری از سازوکار طبقه در طول زلزله ، ستونها نباید ضعیفترین اعضای یک سازه ساختمانی باشند .پاسخ ستون در یک سازه ساختمانی توسط ترکیب نیروی محوری ، خمشی و برشی کنترل میشود .بنابراین زره پوش کردن ستون می تواند برای افزایش مقاومت برشی و خمشی ستون استفاده شود تا ستون آسیب نبیند .اخیرا تحقیقاتی با تکیه بر کاربرد کامپوزیتها انجام شده است .بویژه مصالح الیاف پلیمری مرکب برای مقاوم سازی ستون استفاده میشود .

اگر زره پوشها بطور موثر ستون را محصور کنند از شکست ستون در ناحیه مفصل پلاستیک جلوگیری میشود.

مقاوم سازی اتصالات دال به ستون

در اتصالات دال به ستون شکست برش پانچ ناشی از انتقال لنگرهای نامتعادل بحرانی ترین نوع از آسیب سازه ای است . مقاوم سازی اتصالات دال به ستون به منظور جلوگیری از شکستهای ناشی از برش سودمند است و تحقیقات زیادی در رابطه با مقاوم سازی اتصالات دال به ستون انجام شده که شامل اضافه کردن بتن به سرستون یا صفحات فولادی به دو قسمت دال استکه می تواند از شکست های ناشی از برش پانچ جلوگیری کند .هر دو راه حل نشان دهنده افزایش مقاومت دور تا دور سطح برش پانچ میباشد .جزییات این روش در شکل12 نشان داده شده است.

دسته یک و دو و در موارد کمی به دسته سوم معطوف شده است.

در نتیجه به اینجا می رسیم در حال حاضر که دولت دست به کار مقاوم سازی شده است باید توجه خود را معطوف به ساختمانهایی بکند که یا در دسته یک هستند و یا در دسته دو. و مقاوم سازی ساختمانها و مراکز شخصی به عهده خود افراد است و دولت صرفا می تواند تسهیلات و قوانین لازم را در اختیار قرار دهد.

روش و هزینه انجام مقاوم سازی؟

در حال حاضر در کشور ما تنها مرجع مقاوم سازی دستورالعملی است که توسط سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور با همکاری پژوهشکده مهندسی زلزله، تدوین شده است تحت عنوان "دستورالعمل بهسازی لرزه¬ای ساختمانهای موجود" . متاسفانه روش اجرای این دستورالعمل هنوز به طور کامل برای کارشناسانی که از آن استفاده می کنند مشخص نیست و هنوز مراکز مختلف در خصوص نحوه استفاده از آن توافق ندارند و متخصصان امر به سلیقه خود آن را اجرا می نمایند. هرچند سازمان مدیریت با برگزاری دوره¬هایی سعی دارد آموزش های لازم را به کارشناسان بدهد.

برای ساختمانهای شخصی هنوز تجربه مقاوم سازی کاملی وجود ندارد اما مراجعه به مهندسانی که قبلا این کار را در پروژه های دولتی انجام داده اند می تواند مفید باشد.

مراحل انجام مقاوم سازی به این صورت است:1- ابتدا بازرسی از ساختمان و ارزیابی اولیه و کیفی انجام می شود. 2- بازرسی کامل و مطالعات کمی:در این مرحله احتمالا انجام برخی آزمایشات یا کنده کاری ها در ساختمان ضروری است. در این مرحله نیاز یا عدم نیاز ساختمان به مقاوم سازی مشخص می شود. 3- ارایه طرح مقاوم سازی: پس از انجام مطالعات کمی و درصورت نیاز، طرح مقاوم سازی ساختمان به صورت نقشه و دستور کار ارایه می شود. 4- اجرای طرح مقاوم سازی: ممکن است در این مرحله برخی از قسمتهای ساختمان به صورت موقت تخلیه شود. در ساختمانهای شخصی بسته به نوع ساختماتن وتعداد طبقات و ... ممکن است نیاز به تخلیه کامل ساختمان باشد.

هزینه انجام مقاوم سازی سه قسمت است: 1- هزینه مراحل 1و2 فوق که تقریبا برابر هزینه طراحی مجدد ساختمان است. 2- هزینه مرحله 3: بسته به نوع ساختمان و نوع مقاوم سازی مورد نیاز متغیر است و ممکن است از یک تا چند برابر هزینه طراحی ساختمان باشد. 3- هزینه اجرا: کاملا بستگی به طرح مقاوم سازی دارد ولی معمولا هزینه این کار نسبت به همان مقدار عملیات اجرایی در ساختمانهای در حال ساخت بیشتر است ( به دلیل کم بودن حجم کار- تداخل با ساکنین ساختمان- هزینه های تخریب و ...).

نتایج مقاوم سازی تا چه حد قابل اطمینان است؟

در اینجا نکته ای وجود دارد که شاه کلید بسیاری از مشکلات ساختمان سازی کشور ما است. به طور کلی از دیدگاه کارشناسی در سطح بالایی می توان به نتایج کار مقاوم سازی اطمینان داشت مخصوصا در ساختمانهای معمولی. چرا که هدف از مقاوم سازی در اینگونه ساختمانها صرفا ایمین جانی است و دستیابی به این هدف بسیار سهل تر از دستیابی به اهداف مقاوم سازی در ساختمانی مانند مخابرات است که در آن تمام دستگاه ها و سیستم های پیشرفته و حساس نیز باید در حین و بعد از زلزله به کار خود ادامه دهند.

شاه کلیدی که از آن گفتیم این است که، مهندسان و پیمانکاران و کارفرمایان، تغییری نمی کنند، اما چرا طراحی و اجرای ساختمانها معمولا غیر ایمن است اما، به مقاوم سازی می توان تا حد زیادی مطمئن بود؟ پاسخ در اینجاست که به دلیل علمی بودن و تخصصی بودن و از همه مهمتر جدید بودن بحث مقاوم سازی، کارفرمایان و پیمانکاران هیچگونه ادعایی مبنی بر مهارت تجربی در این زمینه ندارند و کار در دست مهندسان واقعی است و علاوه بر آن کارفرمایانی به مقاوم سازی دست می زنند که حساسیت خاصی به این موضوعات قائل هستند و این باعث می شود مهندسان راحت تر کار خود را انجام دهند. در حالی که در ساختمان سازی که آن هم کاری بسیار علمی و دقیق است، متاسفانه به غیر از مهندسان، همه مدعی هستند و حاصل کار را می بینیم.

طرح های مقاوم سازی دولتی چه نتایجی در بر دارد؟

همانطور که پیشتر نیز به اشاره شد، طرح های مقاوم سازی دولتی هیچ تاثیری در کاهش خطرات زلزله ندارد و تنها دو نتیجه عمده را در بر خواهند داشت اول افزایش قدرت رویارویی با بحران های پس از زلزله و دوم کاهش خسارات مالی به بدنه دولت. البته تعدادی پروژه های مقابله با زلزله در بخش شریانهای حیاتی در دست انجام است که انجام دادن و به ثمر نشستن آن پروژه ها می تواند تا حدودی به کاهش تلفات جانی و خطرات زلزله منجر شود.

در خصوص طرح های مقاوم سازی دولت باید گفت که انتخاب ساختمانهایی که باید مقاوم سازی شوند بر اساس یک طرح جامع انجام شده و می شود که این طرح از دیدگاه های مدیریت بحران و امداد و نجات بسیار ناقص و معیوب است. به طوری که در عمل گاهی شاهد مقاوم سازی ساختمانهایی هستیم که به نظر نمی رسد در یک طرح جامع و هدفمند نیازی به مقاوم سازی داشته باشند.

نکته ای که بار دیگر نیاز به اشاره دارد این است که دولت در حالی دست به مقاوم سازی و صرف بودجه های زیادی در این زمینه می زند که مشکل اساسی شهرهایی مانند تهران آمار بالای تلفات و خسارات در صورت وقوع زلزله است و با این روشها نمی توان آمار تلفات را کاهش داد. بهتر است همزمان و به صو.رت موازی بودجه هایی اختصاص داده شوند که بتوانند در زمینه کاهش خسارات نیز مثمر ثمر واقع شوند. الیته این بودجه ها باید فراتر از پخش چند برنامه کوتاه تلوزیونی و چاپ چند پوستر و کتاب باشد.