دلايل مقاوم‌سازی سازه‌های بتني
با ارزيابي شرايط ساختمان‌هاي موجود، دلايل ضعف سازه‌ها را مي‌توان به شرح زير دسته‌بندي نمود.
1.خطاهاي طراحي: شامل اشکالات در شناخت خاک و پي، عدم توجه به اصول و مباني طراحي ساختمان‌هاي مقاوم در برابر زلزله، اشتباه در تحليل و طراحي، تهيه نقشه‌ها، مدارک و جزئيات اجرايي.
2.خطاهاي اجرايي: از قبيل اشکال در قالب‌بندي، آرماتوربندي، توليد و اجراي بتن، قالب‌برداري و عمل‌آوري بتن که اغلب به‌دليل کاهش مقاومت فولاد و بتن براساس شرايط محيطي و عدم وجود سيستم‌هاي کنترل کيفي، نظارت و يا وجدان کاري در کارگاه ناشي مي‌گردد.
3.افزايش بار سازه: بار سازه هاي موجود نيز ممكن است با توجه به گذشت زمان افزايش يابد، كه اين افزايش در ساختمان‌هاي مسكوني به دليل تغيير كاربري و در مورد پل‌ها به دليل افزايش بار ترافيكي رخ مي دهد. اعمال بارهايي بيش از بارهاي پيش‌بيني شده در هنگام طراحي نيز از دلايل تقويت مي‌باشد.
4.تغييرات آیين‌نامه‌اي: رفتار سازه هاي بتن‌آرمه در زلزله هاي اخير نشان داده است كه آيين نامه‌های طراحي سازه هاي بتن‌آرمه كه در سال‌هاي قبل از 1970 تدوين يافته‌اند داراي نقايص و كمبودهايي مي باشند.
نواقص عمده اين آيين نامه‌ها عبارتند از:
5.قلاب مهار انتهايي آرماتورهاي عرضي: قلاب مهاري انتهاي تنگ‌ها به صورت 90 درجه در منطقه پوشش بتن مهار شده و در هنگام شكست بتن، مهاري از بين مي رود.
6.جزييات وصله آرماتورهاي طولي: طول وصله آرماتورهاي انتظار از روي فونداسيون براي رسيدن ميلگرد به حالت تسليم كافي نيست و منجر به شكست ترد ناشي از زوال پيوستگي بتن و آرماتور مي شود.
7.كمبود فولاد محصور كننده: كمبود فولادهاي محصوركننده باعث مي شود بتن پوششي بلافاصله پوسته شده و بتن هسته نيز مقاومت و شكل پذيري لازم را نداشته باشد و آرماتورهاي طولي به سرعت كمانش كرده و ستون تخريب شود.
8.شناخت بهتر نيروهاي زلزله نسبت به گذشته: بر اثر نيروهاي اينرسي ناشي از زلزله، در اعضاي قاب، نيروهاي برشي و خمشي به وجود مي آيند. در طراحي مناسب براي زلزله، اطمينان از شكل‌پذيري سازه امري اجتناب‌ناپذير مي باشد. به اين معني كه سازه بايد قادر به تحمل تغيير شكل‌ها بدون شكست اعضا باشد. لنگرهاي خمشي زياد باعث تسليم آرماتورها يا كمانش آنها مي شود. همچنين تنش‌هاي فشاري زياد باعث خرد شدن بتن مي‌گردد و اگر محصورشدگي بتن كافي نباشد، بتن خرد شده و خراب مي‌شود. همه اين موارد باعث تشكيل مفصل پلاستيك شده و اگر تعداد آنها از حد معيني فراتر رود باعث ناپايداري سازه و فرو ريختن آن مي شود.
9.تأثير شرايط محيطي مخرب: براي سال‌هاي متمادي فولاد به عنوان مسلح كننده بتن مورد استفاده قرار گرفته است. اما طراحان هميشه با مسئله خوردگي آن روبه‌رو بوده‌اند. اين مسئله خصوصا در مورد سازه‌هاي دريايي، ساحلي، پايه پل‌ها كه شرايط محيط خوردگي را دارد بيشتر مورد توجه است.
10. آسيب‌ديدگي سازه‌ها ناشي از حوادث ضربه، آتش‌سوزي، باد و زلزله: در اين شرايط سازه نيازمند به بررسي مجدد مي‌باشد و در صورت نياز احتياج به تعمير و ترميم برای رسيدن به حالت اوليه خواهد داشت.
اصول مقاوم‌سازی
بیشتر نقاط سرزمین ما در معرض زلزله است و مقاوم‌سازی خانه‌هایمان در برابر آن خواسته‌ای است بحق. اما معمولا آن را فراموش می‌کنیم تا هنگامی که حادثه‌ای تلخ اتفاق می‌افتد و آن‌گاه است که بحث‌ها در می‌گیرد. همه‌جا گفته میشود خانه‌ها را باید مقاوم کرد و راهی جز این نیست که همه خانه‌ها را اسکلت بتنی یا فلزی کنیم.
اصول مقاوم‌سازی در برابر زلزله
ساختمان مقاوم در دو طرف یا میانه طیفی قرار دارد که یک‌سوی آن استحکام است و یک‌سوی آن انعطاف‌پذیری. یک ساختمان منعطف می‌تواند به همراه حرکات زمین در هنگام زلزله حرکت کند و تغییر شکل دهد، بدون آنکه فرو بریزد. خانه‌های سنتی کرانه دریای خزر با اجرای این اصل خود را در برابر زلزله مقاوم کرده‌اند. این خانه‌های چوبی روی چندین پایه چوبی عمود بر هم قرار می‌گیرند که لرزش‌های زلزله را جذب و کم می‌کنند. اصل انعطاف‌پذیری، پایه مقاوم‌سازی بسیاری از ساختمان‌ها در ژاپن است.
سوی دیگر استحکام است. مفهومی که از واژه استحکام به ذهن می‌رسد، محکم بودن است؛ اما باید توجه داشت که این محکم بودن تنها درباره مصالح به کار رفته صدق نمی‌کند، بلکه نکته کلیدی نهفته در آن حفظ یکپارچگی ساختمان در هنگام زلزله است، یعنی اجزای ساختمان در هنگام زلزله از هم جدا نشود.
برای همین باید به اتصالات توجه کرد و این کلید اصلی مقاوم کردن ساختمان است. حساس‌ترین و ضعیف‌ترین نقاط در هنگام زلزله گوشه‌های تیز هستند، مثل محل اتصال دو دیوار یا محل در و پنجره‌ها یا مجاری تعبیه‌شده درون دیوار. در معماری بومی ما شکل مربع را برای اتاق مطلوب نمی‌دانستند و تیزی گوشه‌های آن را می‌گرفتند تا به شکل مربعی ناقص درآید. عاملی که ما می‌دانیم تاثیر بسزایی در مقاوم کردن ساختمان دارد. در واقع ایده‌آل‌ترین شکل برای یک اتاق دایره است که معماری بومی ما بسیار به آن نزدیک شده است. همین‌طور در این معماری از پشت‌بندهای مختلف در پشت دیوارها استفاده می‌شده است تا مانع از افتادن دیوارها شود. یک نمونه از این پشت‌بندها امتداد خود دیوارها در محل تقاطع آنها بوده است؛ به طوری‌که سطح مقطع آن به شکل به‌علاوه (+) میشود.
اجرای درست پی ساختمان هم علاوه بر کمک به حفظ یکپارچگی ساختمان، مانع از کج شدن ساختمان شده که باعث افزایش خسارت به ساختمان در هنگام زلزله میشود.
نکته دیگر سبک کردن سقف‌ها است که احتمال ریختن آن کمتر شود و در صورت ریختن خسارت کمتری وارد کند. در معماری بومی آنجا که به سقفی تخت احتیاج بوده، بعد از ایجاد طاق در سقف از طاق‌هایی کوچک در بین دو طاق متوالی استفاده می‌شده است تا مصالح کمتری برای پر کردن بین طاق‌ها لازم باشد و با این کار سقف را سبک‌تر می‌کردند.
اتصال مهم دیگر برای ساختمان‌های خشتی و آجری و سنگی یا به اصطلاح ساختمان‌های با مصالح بنایی، اتصال بین این اجزا و ملات بین آنها است که ممکن است در هنگام زلزله از هم جدا شود. استفاده از چینش مورب 45 درجه به جای چینش افقی که در معماری بومی ما رایج بوده است یکی از راهکاری مقاوم کردن است. در این روش هر ردیف عمود بر ردیف قبلی قرار می‌گیرد. علاوه بر این در ساختمان‌های خشتی، جنس ملات و خشت یکی است که به یکپارچگی بنا کمک شایانی می‌کند.
یکی دیگر از راهکارهای اصلی در حفظ یکپارچگی ساختمان، کلاف‌بندی‌های افقی و عمودی هست. کلاف‌ها، از جنس چوب یا آهن یا هر جنس مقاوم و منعطف دیگر در بالا و پایین دیوارها به صورت افقی قرار می‌گیرد و به وسیله کلاف‌های عمودی به یکدیگر و به پی و سقف متصل می‌شوند. کلاف‌های چوبی مناسب بناهای گلی و خشتی‌اند.
به رسمیت شناختن تجارب بومی
کشور ما سرزمینی است با چهار اقلیم اصلی (کرانه دریای خزر، کرانه خلیج فارس و دریای عمان، فلات مرکزی و کوهستان‌های غربی) که در استفاده از خاک و چوب و سنگ در ساخت بنا تجربه‌ای هزاران ساله دارد. این تجارب طی این سال‌ها بهبود یافته و خود را با زلزله که همراه قدیمی آن بوده، هماهنگ کرده است و در نهایت این گنجینه ارزشمند به ما رسیده و خط بطلان کشیدن روی آن کاری عاقلانه نیست.
اما چه باید کرد؟ آیا باید منتظر نهادهای مختلف ماند تا بیایند و خانه‌های ما را مقاوم کنند؟ یا اینکه باید به سراغ خود مردم رفت و مشارکت آنها در ساخت خانه‌هایشان را به رسمیت شناخت؟ در این صورت باید آنها را آموزش داد. باید روش‌های مختلف مقاوم کردن ساده شود و به صورت کتاب و جزوه و فیلم‌های آموزشی در اختیار آنان قرار بگیرد تا کسانی که خود خانه‌هایشان را می‌سازند آن را لحاظ کنند یا خود ناظری باشند بر کسانی که ساخت خانه‌هایشان را به عهده آنها می‌گذارند. به این ترتیب دیگر لازم نیست با اجبار‌های قانونی و آیین‌نامه‌ای مردم را وادار به مقاوم‌سازی کرد. اجبارهایی که معمولا نتیجه عکس دارد و اجازه ابتکار عمل مردم برای ساخت خانه مطابق با شرایط بومی منطقه را می‌گیرد.
به عنوان مثال دانشگاهی در کشور «پرو»، جزوه‌ای تهیه کرده که در آن به زبان ساده نحوه ساختن خانه‌ای خشتی مقاوم در برابر زلزله به مردم عادی آموزش داده شده است. ما به این رابطه پویا و دو جانبه میان سطوح آکادمیک و مردم و بین شهر و روستا احتیاج داریم؛ رابطه‌ای که اکنون در حال از دست دادن آن هستیم. باید از تجویز نسخه‌های واحد برای کل کشور خودداری کرد. همه خانه‌های این کشور را نمی‌توان به صورت اسکلت فلزی یا بتنی ساخت و مطلوب هم نیست. باید به اقلیم‌های مختلف و تجارب بومی احترام گذاشت و اجازه داد قدرت ابتکار افراد که خود شناخت بهتری از محل زیست خود دارند، شکوفا شود تا به این ترتیب راهکارهای بهتری نیز پیدا شود. با ممنوع کردن تجارب هزاران ساله این سرزمین در آیین‌نامه‌های ساختمانی و زلزله و شرط گذاشتن‌های محدودکننده برای وام‌های مسکن، به نتیجه مطلوبی دست پیدا نخواهیم کرد.
پس از ارزيابي آسيب‌پذيري يک ساختمان یا سازه در برابر زلزله و مشخص شدن نقاط ضعف، مي‌توان نسبت به ارائه طرح بهسازي و یا مقاوم‌سازی آن اقدام نمود. هدف از بهسازي، بهبود رفتار سازه در برابر نيروهاي ناشي از زلزله مي‌باشد، به‌طوري که پس از انجام عمليات بهسازي بتوان انتظار داشت در سطوح خطر مختلف، خرابي‌ها و خسارات وارده بر اجزاي ساختمان در حدود سطح عملکرد مورد انتظار مي‌باشد. به عنوان مثال ميزان خسارات کلي وارده بر يک ساختمان با سطح عملکرد ايمني جاني در حد متوسط پيش‌بيني مي‌شود به اين معنا که انتظار مي‌رود سختي و مقاومت باقي‌مانده در تمام طبقات وجود داشته، سيستم باربر ثقلي عمل کند. همچنين در اين سطح عملکرد از خطرات فروريزش اشياء جلوگيري شده اما بسياري از تأسيسات ساختمان و عناصر معماري صدمه مي‌بينند.
جهت نيل به اين مقصود لازم است هر طرح بهسازي و یا مقاوم‌سازی به طور دقيق و مطابق با وضعيت موجود ساختمان مورد بررسي قرار گرفته تا بتوان نسبت به برآورده شدن معيارهاي پذيرش موجود در آيين‌نامه‌هاي معتبر، در اعضاي سازه‌اي و غيرسازه‌اي اطمينان حاصل نمود. معيارهايي که در يک طرح بهسازي مدنظر قرار مي‌گيرد مبتني بر اصول کلي طراحي ساختمان‌هاي مقاوم در برابر زمين لرزه مي‌باشد با اين تفاوت که در اين حالت به‌دليل وجود محدوديت‌هاي ناشي از وضعيت موجود از لحاظ سازه‌اي و معماري، نوع کاربري و ... روند طراحي با مشکلات بيشتري همراه بوده، لزوم انديشيدن به راهکارهاي متنوع‌تري را طلب مي‌نمايد.
" مقاوم‌سازی" در علم مهندسی عمران به معنای بالا بردن مقاومت یک سازه (ساختمان) در برابر نیروهای وارده میباشد. امروزه از این اصطلاح بیشتر در مورد نیروی زلزله استفاده میشود. اگر چه در طرح تقویت سازه تنها افزایش مقاومت المان‌ها مد نظر نیست و ممکن است از دیگر خواص عناصر جاذب نیروهای زلزله مانند شکل‌پذیری نیز بهره جست، ولی امروزه کم و بیش دو واژه بهسازی لرزه‌ای و مقاوم‌سازی به یک معنا به‌کار گرفته می‌شوند.
شرکت فنی و مهندسی مارین سازه مفتخر است آمادگی خود را به منظور ارائه خدمات فنی و مهندسی ( طرح و اجرا ) در زمینه‌های مختلف مهندسی به شرح زیر در شهرهای تهران، کرج، هشتگرد، قزوین، سمنان، قم، قشم، کیش و سایر نقاط کشور اعلام نماید.
1. طراحی، تولید، نصب و راه‌اندازی انواع اسکله‌های شناور بتنی در کاربری‌های متنوع و چند منظوره
2. بهسازی لرزه‌ای و مقاوم‌ساز انواع سازه‌ها و ساختمان‌ها ( طرح و اجرا )
3. طراحی و اجرای کلیه نقشه‌های معماری و سازه
4. طراحی و اجرای سازه‌های خاص