راهکارهای مقاوم سازی ساختمان قدیمی در برابر زلزله

   ساختمان‌ هایی که در گذشته ساخته شده اند به دو قسمت تقسیم می‌شوند. بخش اول، ساختمان‌ های بنایی که از خشت و گل و سیمان و … ساخته شده اند و کلاف بندی و یا اسکلت در آن‌ها وجود ندارد و فاقد سیستم باربری جانبی می باشند، بخش دوم ساختمان‌ هایی می باشند که کلاف های بتنی و یا فلزی در آن اجرا شده و دارای سیستم باربری جانبی می باشد در این مقاله منظور از ساختمان‌های قدیمی ساختمان‌های دارای کلاف می‌باشد. در این مقاله سعی شده است که به مقاوم سازی ساختمان‌ های قدیمی بپردازد. ساختمان‌ های قدیمی یا دارای مهندس ناظر در حین اجرا بوده اند که باعث افزایش کیفیت ساخت ساختمان‌های قدیمی می‌شود یا فاقد مهندس ناظر می باشند که سبب افت کیفیت اجرا می‌شود (در گذشته به علت عدم مرجع و مدیریت صحیح عموما ساخت ساختمان ها بدون وجود ناظر انجام می گرفت). مسئله بعد در ساخت ساختمان‌های قدیمی  عدم وجود آیین نامه و یا عدم رعایت آیین نامه سبب آسیب پذیری ساختمان در برابر زلزله می‌ باشد. یکی دیگر از مسائل که نیاز ساختمان‌ های قدیمی را به مقاوم سازی نشان می دهد تغییر آیین نامه ها می‌باشد که سبب شده ضوابط سخت گیرانه تری نسبت به آیین نامه های گذشته ارائه کند. با این حال ممکن است مقاوم سازی همه ساختمان‌های قدیمی نیاز نباشد و  بعضی از ساختمان‌های قدیمی نیاز مقاوم سازی داشته باشد.

ساختمان‌های قدیمی به سه دسته تقسیم می‌شوند:

• ساختمان های قدیمی فولادی
• ساختمان های قدیمی بتنی
• ساختمان های قدیمی بنایی

در این نوشته مقاوم سازی ساختمان های قدیمی فولادی و بتنی را مورد بررسی قرار کی دهیم.

ساختمان‌های قدیمی فولادی:

عملکرد ساختمان‌ های قدیمی فولادی در برابر زلزله به کیفیت عملیات جوشکاری، مقدار مقاومت کششی فولاد استفاده شده بستگی دارد. در صورت کیفیت درست جوشکاری و مشخصات مناسب مصالح یک سری ایراد عمده در ساختمان‌های قدیمی فولادی وجود دارد که سبب آسیب های شدید در برابر زلزله می‌شود. در زیر به بررسی ساختمان‌های قدیمی فولادی  در برابر زلزله و راه کار های مقاوم سازی ساختمان‌ های قدیمی فولادی می پردازیم.

سقف های طاق ضربی

در ساختمان‌های قدیمی فولادی عموما از سقف های طاق ضربی استفاده شده است که از تیرآهن و آجرهای فشاری تشکیل شده اند این سقف ها  به دلیل یکپارچه نبودن سقف های طاق ضربی عملکرد مناسبی را در زلزله ندارند و به دلیل وزن زیاد نیروی بسیار زیادی به  آن‌ها وارد می‌شود. از این بابت بسیار آسیب پذیر می باشند .

راهکار مقاوم سازی سقف های طاق ضربی در ساختمان‌های قدیمی فولادی:

بهترین راهکار جهت مقاوم سازی ساختمان‌های قدیمی فولادی اجرای شبکه فولادی به همراه بتن به روی سقف موجود و سپس برچیدن سقف طاق ضربی می‌باشد. روش اجرا به شرح زیر می‌باشد:

• از بین بردن نازک کاری روی سقف تا به تیر آهن و آجر فشاری مشخص شود( ملات سیمانی، سرامیک، موزائیک و ….)
• اجرای یک شبکه میلگرد بر روی سقف
• اجرای یک لایه بتن به ضخامت 5 تا 10 سانتی متر
• برچیدن آجرهای زیر سقف اجرا شده

لازم به ذکر است که قبل از اجرای شبکه میلگرد و بتن نیاز است که از پلاستیک استفاده شود که درگیری بین آجر و بتن ریخته شده اجرا نشود تا هنگام تخریب کار ساده تر انجام شود.

ستون‌های ساختمان‌های قدیمی فولادی

در ساختمان‌های قدیمی فولادی، بیشتر ستون‌ها از مقاطع دوبل بست دار استفاده شده است. در زلزله های اخیر مشاهده شده است که این ستون‌ها دارای عملکرد مناسبی نمی باشند و سبب آسیب در زلزله می‌شوند. و به دلیل تغییر شکل های بزرگ غیر خطی سبب دریفت های زیاد و گاهی حتی سبب فرو ریزش ساختمان ها می‌شوند.

راهکار مقاوم سازی ستون‌های بست دار( پاباز) در ساختمان‌های قدیمی فولادی:

راهکار کارآمد در مقاوم سازی ستون‌های بست دار استفاده از ورق‌های سرتاسری به جای لقمه و یا استفاده از روش ژاکت بتنی و محاط کردن مقطع ستون بست دار به‌وسیله بتن می‌باشد. که این موضوع سبب افزایش مقاومت خمشی و برشی و پیچشی ستون می‌شود و باعث می‌شود عملکرد بهتر ساختمان‌های قدیمی فولادی در زلزله می‌باشد.

اتصالات ساختمان‌های قدیمی فولادی:

در ساختمان‌های قدیمی فولادی، تقریبا تمامی اتصالات تیر به ستون (در یک راستا) خورجینی می باشند. اجرا این اتصال به این صورت می‌باشد که تیر را به صورت یکسره از طرفین ستون‌ها عبور داده اند و برای مهار تیر از دو نبشی در بالا و پایین تیر استفاده میکنند که این موضوع سبب شده مقداری گیر داری در اتصال ایجاد کند. که برای فراهم کردن سطحی برای اتصال تیر به نبشی، نبشی زیرین را بزرگتر و نبشی روی را کوچک تر از عرض تیر انتخاب می کنند. اتصالات خورجینی ساختمان‌های قدیمی فولادی در برابر زلزله عملکرد مناسب نداشته باشند و باعث آسیب جدی به ساختمان و حتی فروریزش سقف ها می‌شود.

راهکار مقاوم سازی اتصالات خورجینی ساختمان‌های قدیمی فولادی:

اتصالات خورجینی جهت باربری ثقلی طراحی می‌شوند و در برابر بارهای جانبی طراحی نمی‌شوند با توجه به این موضع، یکی از راه‌های تأمین  سیستم باربر جانبی  در ساختمان‌های قدیمی فولادی، استفاده از مهاربند می‌باشد. روش دیگر جهت مقاوم سازی اتصالات خورجینی در ساختمان‌های قدیمی فولادی، گیردار نمودن کامل اتصالات خورجینی با استفاده از ورق‌های زیر سری و رو سری می‌باشد.

مقاوم سازی ساختمان‌ های قدیمی بتنی:

در برخی از ساختمان‌های قدیمی بتنی به دلیل کیفیت پایین مصالح استفاده شده در ساخت، مقاومت فشاری کم بتن و عدم ارضا ضوابط آئین نامه‌ ای مانند مقدار کم آرماتورهای طولی، نبود میلگردهای عرضی کافی که سبب محصوریت کم بتن می‌شود، نیاز به مقاوم سازی می‌باشد.

راهکارهای مقاوم سازی ساختمان‌های قدیمی بتنی:

جهت مقاوم سازی ساختمان‌ های قدیمی بتنی ابتدا نیاز به تعیین مقدار مقاومت بتن فشاری می‌باشد، تا بتوان تصمیم گرفت از روش‌های مقاوم سازی ساختمان بتنی استفاده کرد.

اگر مقاومت بتن از 17 مگاپاسکال معادل 170 کیلوگرم بر سانتی متر مربع کمتر باشد بهتر است از ژاکت بتنی جهت مقاوم سازی ساختمان بتنی استفاده کرد. اگر از عدد فوق بالاتر باشد می‌تواند از ورق‌های فولادی و مهار آن‌ها به‌وسیله انکر بولت به المان‌های سازه‌ای استفاده کرد. در صورت عدم امکان استفاده از ورق‌های فولادی می‌توان با استفاده از الیاف  FRP  اقدام به تأمین کمبود مقاومت و مقاوم سازی ساختمان قدیمی بتنی، نماییم.

روش کارآمد و مناسب دیگر جهت مقاوم سازی ساختمان قدیمی اضافه نمودن دیوار برشی می‌باشد که سبب ایجاد سختی و سیستم باربر جانبی در سازه می‌شود. جهت اضافه نمودن دیوار برشی می‌توان  با استفاده از کاشت میلگرد در ستون‌ها گیرداری دیوار برشی به ستون را تأمین نمود و یا شبکه‌ای آرماتور دیوار برشی ادامه یابد و دور ستون‌های موجود محاط شود.