روش‌ های مقاوم ‌سازی ساختمان در برابر زلزله

یکی از مخرب‌ترین نیرو‌های زمین که امواج آن سبب تخریب ساختمان‌های زیادی می‌شود زلزله است. معماران با استفاده از روش های نوین مقاوم سازی ساختمان استحکام آن را در برابر زمین لرزه‌ها افزایش می‌دهند. از آن جایی که زلزله‌ها خسارات زیادی را به بار می‌آورند و جان انسان‌ها را به خطر می‌اندازند؛ از این رو مقاوم ‌سازی ساختمان در برابر زلزله از اهمیت بالایی برخوردار است و بر این موضوع تأکید می‌شود.

در گذشت زمان سازه‌ها و شهر‌های زیادی برای مقابله با بلا‌های طبیعی مانند زمین لرزه مقاوم شده‌اند که این امر اهمیت موضوع را نشان می‌دهد. با خواندن مقاله برای ساخت خانه چه مصالحی مورد نیاز است؟ می‌توانید آموزه‌های خود را افزایش دهید و با انتخاب بهترین مصالح استقامت بنا را بالا ببرید. در این مقاله قصد داریم راه ‌های مقاوم ‌سازی ساختمان در برابر زلزله را برای شما بیان کنیم.

با مقاوم‌ سازی ساختمان چگونه تلفات کاهش می‌ یابد؟

هر ساله جان انسان‌های زیادی بر اثر زلزله به خطر می‌افتد. این نکته را باید بدانیم که خود زلزله باعث این خسارات نمی‌شود، بلکه زمین لرزه ساختمان را ویران می‌کند و با فروریختن بر سر افراد، جان آن‌ها از بین می‌رود و تهدید جدی به حساب می‌آید. در چند دهه اخیر طرح‌ها و مصالح ساختمانی جدید در ساخت و ساز برای تجهیز بهتر ساختمان‌ها به منظور افزایش مقاومتشان در برابر زلزله توسط مهندسان معرفی شده است که رعایت و پیاده‌سازی آن‌ها موجب کاهش تلفات می‌گردد.

نحوه تخریب ساختمان به وسیله زلزله

قبل از هر چیز باید بدانیم که چگونه زلزله سازه‌های ساخته شده توسط انسان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. ساختمان‌ها در برابر نیرو‌های عمودی مانند گرانش و وزن مقاوم هستند؛ اما زلزله نیروی افقی به بنا وارد می‌کند که این نیرو دیوار، کف‌، ستون‌، تیر و رابط‌هایی که آن‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد را به لرزه در می‌آورد که توانایی تحمل نیرو‌های جانبی ساطع شده از آن را ندارند. هنگام وقوع زلزله، امواج در فواصل کوتاه و سریع ضربه‌هایی را در جهات مختلف به سراسر زمین وارد می‌کند که در نهایت سبب لرزش ساختمان‌ها می‌گردد. تفاوتی که در حرکت بین پایین و بالای ساختمان‌ها وجود دارد فشار شدیدی را به سازه‌ها وارد می‌کند و در نتیجه بنا فرو می‌ریزد.

نحوه مقاوم ‌سازی ساختمان در برابر زلزله چگونه است؟

به طور کلی هدف اصلی مقاوم ‌سازی ساختمان در برابر زلزله، کاهش خطرات ناشی از آن و حفظ جان انسان هاست. برای افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله باید سازه‌ها توسط مهندسان تقویت شود تا با نیرو‌های ناشی از زلزله مقابله کنند؛ همچنین استفاده از مصالح مقاوم در کاهش خسارات وارده مؤثر است. مقایسه سمنت برد با سایر مصالح ساختمانی نشانگر این بوده که سمنت برد بسیار با دوام و مقاوم است و از بنا محافظت می‌کند. از آن جایی که این بلای طبیعی نیروی زیادی را در یک جهت به بنا وارد می‌کند؛ از این رو احتیاج است نیرویی خلاف جهت فشار وارد شده به ساختمان وارد شود تا این فشار را مهار کند و مانع از ریزش بنا و سازه‌ها گردد.

راه ‌های مقاوم ‌سازی ساختمان در برابر زلزله

استفاده از روش های نوین مقاوم سازی ساختمان مانع از تخریب بنا در برابر زلزله می‌گردد. انواع راه ‌های مقاوم ‌سازی ساختمان در برابر زلزله شامل موارد زیر است:

دیوار برشی

یکی از پر کاربرد‌ترین روش افزایش مقاومت ساختمان‌های مرتفع در برابر زلزله دیوار برشی است. دیوار‌های برشی باید توسط بادبند‌ها محکم شوند تا در برابر نیرو‌های جانبی مقاومت داشته باشند. این دیوار‌ها به وسیله منافذی که توسط دستگاه در آن ایجاد می‌گردد به تیر‌ها یا دال‌های موجود در فونداسیون متصل می‌شوند. این دهانه‌های سوراخ شده، دیوار برشی جفت نام دارند؛ زیرا عملکرد آن شبیه دیوار پیوسته به هم است. دیوار برشی به عنوان یک مهاربند عمل می‌کند. مهاربند یا بادگیرد باعث کاهش خسارات ناشی از زلزله می‌شود.

مهاربند یا بادگیر

از آن جایی که مهاربند یا بادگیر مانند الگو‌های هندسی هستند در حفظ جان انسان‌ها نقش بسزایی دارند. برای تعیین جایگاه و میزان تحمل بار و فشار ناشی از باد و زلزله، نقشه‌های اجرای مهاربند که بخشی از نقشه بزرگ سازه هستند ایجاد می‌شوند. اگر چه ستون‌های بتن مسلح، پایداری ساختمان را به طور کامل یا جزئی تأمین می‌کنند؛ اما بادگیر کمک بسزایی در این امر می‌کند و استحکام ساختمان را در برابر باد، زلزله و بار ناشی از اجزای دیگر سازه تقویت می‌کند. مهاربند در دو جهت عمود بر هم در طول و عرض ساختمان پیاده‌سازی می‌شود. به دلیل تطابق مهاربند با طرح دیوار، اجرای آن در ساختمان‌های اسکلت چوبی بهتر است موازی با دیوار‌های خارجی باشد.

میراگر

در هنگام زلزله از میراگر‌های لرزه‌ای در میرایی نوسانات ساختمان استفاده می‌شود. یکی از کارآمد‌ترین روش‌ها برای اتلاف انرژی حاصل از زلزله میرایی اصطکاکی است. دمپر اصطکاکی به وسیله اصطکاک، اتلاف انرژی جنبشی وارده را میسر می‌سازد. استفاده از میراگر سبب می‌شود ساختمان به طور الاستیک حرکت داشته باشد و بدون هیچ آسیبی ساختار خود را حفظ کند.

میانقاب

یکی دیگر از راه ‌های مقاوم ‌سازی ساختمان در برابر زلزله استفاده از میانقاب است. میانقاب قاب‌هایی از سازه بوده که توسط مصالحی مانند آجر پر شده و دیوار‌هایی را تشکیل می‌دهند که توانایی تحمل وزن زیاد ساختمان را دارد و سبب افزایش استقامت سازه در برابر نیرو‌های جانبی می‌شود. از دلایل ارجحیت این روش نسبت به سایر روش‌ها هزینه کمتر و اجرای سریع و در عین حال استفاده از تکنولوژی ساده است که در روستا‌ها و شهرستان‌ها رواج دارد.

شاتکریت

در این روش برای مقاوم ‌سازی ساختمان در برابر زلزله باید از ادوات مخصوص این کار استفاده شود تا مقاوم‌سازی سازه فراهم شود که این امر هزینه‌های زیادی را می‌طلبد. در اجرای این روش برای ایجاد لایه‌ای متراکم، مقاوم و باربر بر روی دیوار لازم است تا علاوه بر تجهیزات شاتکریت، از یک شبکه میلگرد به منظور نصب بر روی سطح استفاده گردد. در بهسازی ساختمان‌ها و پل‌ها و در مواردی که سازه، ساختاری پیچیده دارد از این شیوه استفاده می‌شود.

جداساز‌های لرزه‌ای

برای جدا کردن ساختمان از زمین جهت کاهش انتشار شوک لرزه‌ای به سازه از یک رویکرد منعطف به نام جداساز‌های لرزه‌ای استفاده می‌شود. این روش نه تنها احتمال آسیب‌های وارده بر خود سازه را کم می‌کند بلکه مانع از آسیب دیدن تجهیزات داخل ساختمان مانند رایانه‌ها، ابزار‌ها و سیستم‌های ارتباطی می‌گردد. بلبرینگ چند لاستیکی، یک یاتاقان لاستیکی ایزوله بوده که بین زمین و سازه فوقانی نصب می‌شود و ابزاری ایده‌آل برای استفاده در جداسازی پایه لرزه‌ای است. از انواع جداساز‌ها می‌توان به جداساز لرزه‌ای بر مبنای لغزش، هسته سربی و الاستومری اشاره کرد.

FRP

یکی دیگر از روش های نوین مقاوم سازی ساختمان استفاده از سیستم‌های پلیمری تقویت شده با الیاف (FRP) بوده که دارای وزن سبک و مقاومت بالاست. ویژگی‌های عملکردی FRP سبب شده که از این شیوه در سازه‌های بتنی کهنه و دارای آسیب‌های بیش از حد استفاده شود. این روش یکی از بهترین روش‌های مقاوم‌سازی بنا، به ویژه در تقویت ستون‌ها و تیر‌ها، مقاوم‌سازی دال‌ها و اتصالات، دیوار‌های برشی بتنی، دیوار‌های آجری و… است.