راه های مقاوم سازی ساختمان ها

[alireza&sepide 5478]

راه های مقاوم سازی ساختمان ها

 

 

 

 

ساخت خانه های متحرک یکی از متدهای پیشرفته در امر مقاوم سازی در برابر زلزله است از این روش در ساخت ساختمان ها، آپارتمان ها، کارخانه ها و ساختمانهای مراکز تجاری استفاده می شود. این روش بسیار کم خرج است و در مناطقی که از نظر مقاومت در مقابل زلزله از سطح پایینی برخوردارند و در نواحی زلزله خیز سراسر جهان واقع شده اند بسیار مناسب و مقرون به صرفه می باشد بدین ترتیب تمامی اصول ساختمان سازی به سمت ساختمان سازی مکانیکی متحول می شود. این ساختمان ها در برابر تمامی بلایای طبیعی از قبیل سیل، آتشفشان، رانش زمین و همچنین در مقابل زلزله های خطرناک و مهیب و حملات تروریستی هم مقاوم می باشد.

این طریقه مقاوم سازی که شیوه مهندسی ساختمانی "هاپکن" نام دارد نوعی مهندسی مکانیکی است که مدیریت و ابداع و سنجش تکنیکی آن را فردی به نام هاپکن به انجام رسانیده است. وی تا کنون چندین مورد از ماشین آلات مکانیکی را طراحی کرده و در این زمینه چند ابداع نوین داشته است.

وی طی مطالعاتش در دانشگاه فنی و همندسی هلند انیشه ساخت سیستم ساختمان ساری خانه های متحرک به فکرش خطور کرد. چندین سال بعد وی ایده اش را در این خصوص تکمیل کرد.

دیوار های این خانه از بتون درست شده است و بوسیله میله های فلزی کششی عمودی کاملا فشرده می شوند. بدین ترتیب بدلیل استفاده از مواد جامد فشرده و سنگین نیرو وارده به اجزای پایینی ساختمان بسیار افزایش می یابد. الببه باید گفت که دیوارهای هر طبقه بصورت کنترل شده ایی به آن فشار وارد می شود و میزان فشار وارده در تمامی طبقات یکسان است. علاوه بر یک میله عمود در هر طبقه از 3 میله افقی هم استفاده می شود.

در این ساختمان ها از مصالحی استفاده می شود که کار گذاردن آنها به آسانی صورت می گیرد که به موجب آن دیوار های ساختمان با بکار بردن میله های کششی محکم و مقاوم می شوند.

از دو گونه مصالح در ساختن ساختمان ها استفاده کرد:

_بلوک های سیمانی که در بسیاری از ساختمان ها در سراسر دنیا از آن استفاده می شود. با اندازه های lxwxh=400x200x200 mm, که در هر یک از آنها دو سوراخ وجود دارد.

_این نوع بسیار ارزان قیمت است و در آن فقط از میزان کمی ملاط(گل و آهک) استفاده می شود.

پس از اینکه مصالح ساختمانی تهیه شد، کار ساخت آن شروع می شود. این ساختمان می تواند طوری ساخته شود که در آن اصلا از ملاط استفاده نشود. دیوار ها فقط از طریق همان میله های کششی به اندازه کافی محکم و مقاوم می شوند. بدین ترتیب سوار کردن دیوارها بر روی ساختمان، تغییر شکل ظاهری آنها و جابجا کردن آنها بسیار آسان می شود.

آزمایش

در هفتم ماه ژوئن سال 2001 آزمایشی را بر روی یکی از این ساختمان ها بمنظور اثبات ضد زلزله بودن آن ترتیب داده شد، این آزمایش با حضور تعداد کثیری از مردم صورت گرفت که در میان آنها روزنامه نگاران و خبرنگاران بسیاری از رسانه های رادیو و تلویزیون هم حضور داشتند.

برای این کار ما ابتدا ساختمانی را بر طبق قوانین ساختمان سازی مکانیکی بنا کردیم این ساختمان از تعدادی میله های فشرده عمودی و افقی، استوانه های آهنی در دور میله های عمودی را می پوشاند، صفحه های مسطح و یک سری قاب های ارتجاعی استفاده شد. در فونداسیون این ساختمان چارچوب های لولا دار استعمال شد.

این خانه توسط جرثقیل در زاویه 30 درجه از سطح زمین بالا برده شد سپس این خانه که 220 متر مربع مساحت داشت را از همان ارتفاع رها کردند این کار را دو بار دیگر هم تکرار کردند اما هیچ اتفاقی نیافتاد و ضد زلزله بودن خانه بدین ترتیب اثبات شد.

اگر ما عامل تکانه را Cs = 2,5در نظر بگیریم آنگاه شتاب هم راستا در این اسکلت برابر با 2/5*g*sin30=2/5*0/5*9/81=12/26[m/s2] خواهد بود که این رقم با اندازه یک زلزله شدید برابری می کند. بنابراین فشاری که در طی این زلزله به ساختمان وارد شده برابر با یک زلزله بسیار عظیم است.

مقاوم سازی خانه ها به روش هاپکن و از طریق ساخت خانه های متحرک امکان پذیر شد. روش ساختاری خانه های متحرک تکمیل شد و نه تنها خانه های مسکونی بلکه ساختمان های اماکن تجاری نیز از آن بهره مند شدند. این ساختمان ها علاوه بر اینکه در مقابل وقایع طبیعی همچون زمین لرزه، رانش زمین مقاومت می کنند، در مقابل حمله های تروریستی هم همچنان پابرجا باقی می مانند.

این ساختمان های ضد زلزله از اجزای خاصی ساخته شده اند که این اجزا همان مصالحی هستند که ساختمان را در مقابل زمین لرزه های مهیب و عظیم مقاوم می سازد. این شیوه مقاوم سازی بسیار کم هزینه است و در عین حال برای سرزمین های آباد در معرض زلزله در سراسر جهان مفید واقع خواهد شد. این شیوه ساختمان سازی اصول اساسی اش را از ساختمان سازی مکانیزه عاریت گرفته است.

[faezeh mzk 19231]

مسأله مقاوم‌سازی در هر دو زمینه (چه ساختمان‌های قدیم و بافت فرسوده و چه ساختمان‌های نوساز) مطرح می‌باشد. در مورد نوسازی ساختمان‌ها نیاز به ضوابط منسجم‌تری برای کنترل دقیق طراحی، ساخت براساس نقشه‌های اجرائی، جوشکاری صحیح و بتن‌ریزی قابل اعتماد وجود دارد مخصوصاً حتی پس از محاسبات و طراحی مناسب، ضعف جوشکاری در ساختمان‌های فلزی و کم بودن مقاومت بتن در سقف و پی ساختمان‌های فلزی و در کل ساختمان‌های بتنی، معضل بزرگی می‌باشد و هیچ نوع کنترلی بر آنها وجود ندارد. قابل ذکر است که اکثر بتن‌های مصرفی در ساختمان‌های ساخته شده حتی در چند سال اخیر از مقاومت محاسباتی ضعیف‌تر هستند و در هنگام وقوع زلزله، فجایع جبران ناپذیری را بوجود خواهند آورد. در حالی‌که نزد مردم، اسکلت بتنی ساختمان مقاوم‌تری را تداعی می‌نماید. «شن و ماسه شسته نشده، دانه‌بندی غلط، کم بودن عیار سیمان، شل و پر آب بودن بتن برای بتن‌ریزی راحت‌تر با پمپ و ...»، همگی باعث کاهش مقاومت بتن می‌شوند. شرکت‌های تولید بتن، در صورت کاستی مقاومت بتن از میزان تعهد شده، تحت شرایطی فقط حاضر به پرداخت بهای بتن می‌باشند و خسارات وارد بر ساختمان را نمی‌پذیرند. پیشنهاد می‌شود چنین امری مستوجب برخورد کیفری از طریق قوه قضائیه باشد.

هرچند بین کسانی که در تهیه ملزومات و آهن آلات و بتن عمداً کوتاهی می‌نمایند و آنان که در این مورد دریغ نمی‌ورزند ولی به علت عدم اطلاع فنی لازم، ساختمان آنها در اجرا ضعیف است تفاوت بسیاری وجود دارد ولی شاید در هنگام وقوع زلزله، سرنوشت هر دوی آنها یکی، یعنی نتیجه تخریب ساختمان و بروز فاجعه انسانی و مالی باشد بنابراین لحاظ نمودن ضوابط قوی‌تر اجرائی و نظارتی و کنترل مضاعف بسیار ضروری به نظر می‌رسد. در جائی که شهرداری گزارش مهندس ناظر مبنی بر عدم خلاف در متراژ ساختمان را با بازدید مضاعف عوامل شهرداری کنترل می‌نماید می‌بایست در مورد اصل بسیار مهم‌تر یعنی استحکام ساختمان، این کنترل مجدد و مضاعف نیز وجود داشته باشدت و تنها به گزارش مهندس ناظر اکتفا ننماید، چون شرایط ساخت و ساز و مسائل تحمیلی از طرف مالک و کارفرما، متأسفانه بنیان‌های این‌گونه نظارت را به کلی سست نموده است و نباید با طرح مسائل شعارگونه از واقعیت آن اجتناب نمود.

مسأله مهم بعدی، قطعات الحاقی و غیر باربر ساختمان مثل دیوارهای اطراف و تیغه‌ها، دست‌انداز بام و بالکن و پنجره و شیشه مخصوصاً نماهای شیشه‌ای می‌باشد که به علت عدم اتصال کافی به سازه ساختمان در اثر وقوع زلزله حتی مواقعی که ساختمان از نظر اسکلت مقاوم باشد، «احتمال جدائی و ریزش» آنها به داخل و خارج ساختمان وجود دارد و حتی در برخی موارد آوار و شیشه بر سر افرادی که در حال خروج از ساختمان هستند فرو ریخته و باعث جراحت و یا فوت آنها گردیده است. باید آیین‌نامه‌های اجرائی برای اتصال کامل این عناصر به سازه ساختمان ارائه گردد و در مورد نماهای شیشه‌ای نیز تجدیدنظر اساسی صورت پذیرد. مسأله مهم بعدی بازسازی ساختمان‌های فرسوده می‌باشد که ظاهر شکیلی به آن می‌دهد و ضعف‌های سازه‌ای آن‌را می‌پوشاند و این در حقیقت خواسته یا ناخواسته نوعی تقلب در ساخت و فروش به حساب می‌آید. در حالی‌که شهرداری‌های مناطق به هیچ وجه نباید به ساختمان‌هایی که استحکام واقعی سازه‌ای ندارند اجازه بازسازی بدهد.

مقاوم‌سازی:

مقاوم‌سازی در مورد ساختمان‌های بسیار قدیمی که عمدتاً متشکل از دیوار باربر و بعضاً همراه با یک نیمه اسکلت فلزی هستند به علت هزینه‌های بالا و مشکلات اجرائی اگر محال نباشد به غیرممکن نزدیک است. در مورد ساختمان‌های نیمه قدیمی و بعضاً جدیدتر، که به صورت اسکلت بتنی اجرا شده، به علت پوشش میلگرد در داخل بتن و عدم دسترسی آسان به آن و عدم وجود مصالحی که به راحتی به بتن اتصال یابد، تشخیص موارد ضعف و همچنین مقاوم‌سازی آن بسیار مشکل بوده و اجرای ورق و پروفیل فلزی جوشکاری شده روی اسکلت بتنی به صورت وصله و پینه راهگشا نخواهد بود، هرچند در کیفیت و مقاوم بودن بتن مصرفی نیز باید جداً شک نمود.

در ساختمان‌های اسکلت فلزی به علت ماهیت آن، اجرای مقاوم‌سازی عملی‌تر است، لیکن به دلیل هزینه زیاد و تخریب قسمت‌های زیادی از نازک‌کاری و سفت‌کاری برای دسترسی به تیرها و ستون‌ها و اتصالات، و همچنین چند واحدی بودن ساختمان‌ها و عدم حصول توافق هماهنگ در این مورد بین مالکین واحدها، معمولاً از اجرای آن اجتناب می‌ورزند، و در صورت اجرا نیز رسیدن به یک نتیجه ایده‌آل ممکن نمی‌باشد.

در این‌گونه موارد، گزینه بهتر، تخریب و نوسازی کامل ساختمان می‌باشد. به هرحال وضعیت فونداسیون و مقاومت آن در برابر نیروی زلزله نیز باید بررسی گردد.

بنابر مطالب فوق‌الذکر، مقاوم‌سازی در مورد ساختمان‌های خصوصی، عملاً در سطح کلان مطرح نمی‌باشد و ساختمان‌های عمومی، مخصوصاً مدارس و بیمارستان‌ها، حائز اهمیت بیشتری هستند.

به طور مثال اگر زلزله نسبتاً شدید در ساعت 11 صبح اتفاق بیفتد در ساختمان‌های مسکونی قدیمی که عمدتاً به صورت دو طبقه مسکونی می‌باشند، تعداد 4 الی 5 نفر ساکن هستند در حالی‌که در یک مدرسه بین 300 الی 800 نفر در حال تحصیل می‌باشند و چنین اتفاقی در این‌گونه ساختمان‌ها، فاجعه جبران‌ناپذیری را در پی خواهد داشت.

هزینه‌های مربوط به عملیات اجرائی شامل دستمزدها و مصالح مصرفی می‌باشد. هزینه مصالح مصرفی در چنین مواردی به نسبت کل هزینه ناچیز به نظر می‌رسد. (به طور مثال با نصب و جوشکاری یک لچکی به صورت ورق مثلثی کوچک به وزن تقریبی یک کیلوگرم، مقاومت برشی تکیه‌گاهی یک تیر اصلی را می‌توان بسیار برابر افزایش داد).

ولی دستمزدها مقادیر بیش‌تری نسبت به مصالح را در بر می‌گیرند و در کل با هزینه‌های نسبتاً متوسط و معقولی، می‌توان عمل مقاوم‌سازی مناسبی را در چنین ساختمان‌هایی انجام داد.

در مراحل بعدی، این روش را می‌توان برای مجتمع‌های بیمارستانی و اداری و یا عمومی که با ارباب‌رجوع بیشتری درگیر هستند انجام داد.

 

منبع:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام