راهنمای روش‌ها و شیوه‌های بهسازی لرزه ای ساختمان‌ها موجود و جزِییات اجرایی نشریه 524

راهنمای روش ها و شیوه های بهسازی لرزه ای ساختمان ها موجود و جزِییات اجرایی (نشریه 524)

بهسازی لرزه ای از شاخه‌های نوین علم عمران می باشد که از چند دهه قبل در کشورهای پیشرفته صنعتی مورد توجه قرار گرفته است و در سال‌های اخیر با توجه به خسارات وارده در اثر زلزله های گذشته، در کشور ما نیز اهمیت ویژه ای به خود اختصاص داده است. در زمینه ارزیابی لرزه ای ساختمان‌ها، نشریه شماره 360 معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رئیس جمهور تحت عنوان “دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان‌های موجود” با اقتباس از مدارک معتبر بین المللی و تجربیات داخلی منتشر شده است، ولی آنچه که برای مهندسین مشاور اهمیت دارد این است که پس از ارزیابی و شناسایی ضعف های سازه بتوانند با روش‌های صحیح، علمی و در عین حال اقتصادی این ضعف‌ها را مرتفع سازند. از طرفی جزئیات بهسازی تا حدودی به عنوان رازی در دل مهندسین مجرب و باتجربه بوده و لذا تهیه راهنمایی برای انتقال این تجربیات و ارتقای دانش طراحی و اجرایی مهندسین جامعه امری ضروری به نظر می‌رسید.

آنچه که برای مهندسین مشاور اهمیت دارد این است که پس از ارزیابی و شناسایی ضعف های سازه بتوانند با روش‌های صحیح، علمی و در عین حال اقتصادی این ضعف ها را مرتفع سازند. از طرفی جزئیات بهسازی تا حدودی به عنوان رازی در دل مهندسین مجرب و باتجربه بوده و لذا تهیه راهنمایی برای انتقال این تجربیات و ارتقای دانش طراحی و اجرایی مهندسین جامعه امری ضروری به نظر می‌رسید. هدف این راهنما ارائه مجموعه ای از تجربیات داخلی و خارجی به منظور بهسازی لرزه ای ساختمان‌های موجود می باشد که در سه بخش معرفی راهبردهای بهسازی، راهکارهای بهسازی موضعی و بهسازی سیستم ساز‌های ارائه شده است.

سازه‌ها باید توانایی تحمل نیروهای ناشی از زلزله (در سطح عملکرد مورد نظر ) را داشته باشند و در این تراز از زلزله تغییر مکان‌ها، دوران‌ها و همچنین میزان خرابی اجزای مختلف آن، در محدوده مورد نظر ضوابط طراحی قرار گیرد. مهمترین پارامترهایی که بر رفتار سازه تحت اثر نیروهای ناشی از زلزله تاثیر می گذارند عبارتند از: جرم، سختی، میرایی، پیکربندی و هندسه، مقاومت، شکل پذیری اجزای سازه و پارامترهای جنبش زمین. اولین گام در بهسازی لرزه ای سازه‌های موجود، ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای آن ها، می‌باشد.

منحنی ظرفیت و طیف ظرفیت:

منحنی ظرفیت، نشان دهنده برش پایه قابل تحمل توسط سازه، تحت بارگذاری تدریجی، به ازاء تغییر شکل جانبی تراز معین شده سازه (بام)  در برابر بارهای وارد بر آن می باشد. در صورتی که ظرفیت خطی (الاستیک) سازه نامحدود باشد، این منحنی بصورت یک خط ثابت بوده که شیب آن برابر با سختی سازه می باشد. اما از آن‌جایی که ظرفیت خطی سازه محدود می باشد، منحنی ظرفیت سازه‌ها بطور عمومی شامل مجموعه ای از خطوط مستقیم بوده که با کاهش شیب مواجه هستند. این کاهش شیب نشان دهنده کاهش سختی سازه می‌باشد.

منحنی طیف ظرفیت سازه، منحنی شتاب طیفی قابل تحمل توسط سازه نسبت به تغییر مکان طیفی بام می‌باشد.

به منظور تعیین منحنی ظرفیت یا طیف ظرفیت سازه، استفاده از روش‌های تحلیل غیرخطی (استاتیکی، دینامیکی) ضروری می‌باشد.

رفتار یا عملکرد هدف:

سطح عملکرد لرزه ای مورد انتظار از سازه معمولاً با تعیین حداکثر خرابی مجاز اعضای سازه ای و غیرساز های برای سطح مشخصی از خطرپذیری لرزه ای بیان می شود. انتخاب ترازهای عملکردی شامل شناسایی تراز خسارت قابل قبول، برای شدت خاصی از زلزله است .تعداد ترازهای زلزله با توجه به معیارهای آیین‌نامه ای انتخاب می شود که این معیارها تابعی از اهمیت سازه از نظر اقتصادی و اجتماعی می باشد. آیین نامه های مختلف تعاریف متفاوتی از سطوح عملکردی ارائه کرده اند که با وجود اختلافات ظاهری مبنای همه آن‌ها یکی است.

بهسازی سازه ها:

براساس ارزیابی هایی که بر روی سازه انجام می شود ضعف ها و کاستی های آن تعیین می گردد. به منظور اصلاح این ضعف ها و انجام بهسازی، استفاده از روش‌های مناسب ضروری است. در بیشتر اوقات برای تعیین روش‌های بهسازی در ساختمان محدودیت‌هایی وجود دارد که تاثیر عمده ای بر روش‌های انتخابی برای بهسازی می گذارند. مانند اهداف عملکردی ساختمان، محدودیت هزینه‌های اجرایی، محدودیت زمانی در امر بهسازی، محدودیت‌های معماری، ضرورت فعال بودن ساختمان در حین بهسازی، پرهیز از ریسک در زمان بهسازی و لزوم حفظ آثار باستانی