مقاوم سازی ساختمان ها در ژاپن – بخش اول

مقاوم سازی ساختمان ها در ژاپن

بخش اول

چکیده

کشور عزیزمان ایران، بر روی کمربند جهانی زلزله قرار دارد و هر از گاهی در گوشه و کنار این مرز و بوم زلزله ایُ رخ می دهد که باعث قربانی شدن تعدادی از هموطنانمان می گردد لذا اهمیت مقابله با این پدیده ی طبیعی برای همه مشخص است. در این راستا استفاده از تجارب کشورهایی که شرایطی نظیر ما دارند، خالی از بهره نخواهد بود. بنابراین اقدامات اولیه ای که در کشور ژاپن در این خصوص انجام شده مورد توجه قرار گرفته است

پس از فجایع ناشی از زلزله کوبه، فنون جدید از قبیل جداسازی های لرزه ای ـ میراگرها و FRP جهت مقاوم سازی ساختمان های بتنی مورد استفاده قرار گرفتند. و روش هایی مانند افزودن میانقاب ها تقویت قطعات سازه ای موجود توسط جاکت های فولادی و نصب بادبندهای اضافی هم از قبل متداول بودند.

در این مقاله سعی می گردد که ضمن ارائه روشهای مقاوم سازی در کشور ژاپن رفتار ساختمانهای مقاوم سازی شده نمایش داده شود این ساختمانها ممکن است قبل و یا بعد از زلزله مقاوم سازی شده باشند.

 

مقدمه ای بر مقاوم سازی ساختمان ها

پس از آســیب شــدیدی که به ساختمان ها و بر اثر وقوع چند زلزله ی مخرب (مثل زلزله ی ١٩٧٨ کوبه و ١٩٨٩ لوماپریتا) وارد شــد، اهمیت بهسازی لرزه ای ســاختمان های موجود علی الخصوص ساختمان هایی که در مناطقُ پر جمعیت شهری قرار داشــتند روز به روزنمایان تر می شــد. از طرفی فشــار روانی ناشــی از این زمین لرزه ها مردم را ترغیب به مقاوم سازی ساختمان های موجود می نمود.

در دنیا تعداد زیادی از ســاختمان های موجود به دلایل مختلف نیاز به مقاوم ســازی دارند که از جمله این دلایل می توان تغییر در آئین نامه های طراحی و آســیب های وارده به ســاختمان ها ناشی از زلزله های مختلف و همچنین عدم استفاده از آئین نامه های رایج در طراحی ســاختمان ها را نام برد.

روش های متعدد مقاوم ســازی که قبل از وقوع زلزله و یا بعد از آن مورد اســتفاده واقع شــده اند مورد ارزیابی قرار گرفتند که بعضی از این روش ها مانند میانقاب ها، بادبندها و جاکت کردن اعضــا باعث افزایش مقاومت جانبی و شــکل پذیری گردیده و روش هایی مانند جداســازی لرزه ای و میراگرها هم باعث کاهش پاسخ لرزه ای ساختمان ها شده اند.

نگاهی به رفتار ساختمان ها در زلزله ی کوبه

نتایج بررسی های به عمل آمده روی ساختمان ها بتنی به قرار زیر گزارش شده است.

  1. اکثر ساختمان هایی که بر اساس آئین نامه های موجود طراحی و ساخته شده بودند آسیب شدید سازه ای ندیده و سطح عملکرد ایمنی جانی را به خوبی تأمین کرده بودند.
  2. درصد ساختمان های بتنی که شدیداً آسیب دیده یا فرو ریخته اند ٧.٨ درصد گزارش شده اند.
  3. درصد ســاختمان هایی که به علت طبقه ی نرم در همکف آســیب جّدی دیده اند ١٧ درصد و آن هایی که طبقه ی نرم همکف را نداشتند ٧ درصد گزارش شده که خیلی کمتر از ساختمان های با طبقه نرم در همکف هستند.
  4. ســاختمان های بتن آرمه ای که آســیب دیده بودند قبل از سال ١٩٨١ طراحی و ساخته شده بودند به ویژه آن هایی که مربوط به قبل از ســال ١٩٧١ بودند، چون آئین نامه ی لرزه ای ژاپن مربوط به ســال ١٩۵٠ است که زیر ساخت آن شبیه اولین آئین نامه ژاپن مربوط به سال ١٩٢۴ می باشد.

این آئین نامه طی سال های ١٩٧١ تا ١٩٨١ مورد بازبینی قرار گرفته بود.

در یک نگاه آماری آســیب شــدید یا فروریزی ســاختمان هایی که فاقد طبقه نرم در همکف بودند و قبل از ســال ١٩٧١ طراحی و ســاخته شــده بودند ٨.١ درصد و ساختمان های مربوط به سال های قبل از ١٩٨١- ٣.٧ درصد و مواردی که بر اســاس آئین نامه های جاری طراحی و ساخته شــده اند ١.١ درصد گزارش شده است. و این نسبت ها برای ساختمان هایی که دارای طبقه نرم در همکف بودند برای قبل از سال ١٩٧١ ـ ١٢.٢ درصد و قبل از سال ١٩٨١ ـ ١١.٧ درصد و برای آئین نامه های رایج ٢.۴ درصد گزارش شده اند.

 بنابراین بررســی آســیب پذیری ساختمان های باقی مانده که امکان تجربه ی زلزله شدید را در آینده دارند بسیار ضروری به نظر می رسد. بدین ترتیب مقاوم سازی تعداد زیادی از پروژه ها بعد از زلزله کوبه آغاز گردید.

 برای این منظورابتدا برای ارتقاء آئین نامه های موجود دولت ژاپن اقدام به انتشاراستانداردی برای مقاوم سازی ساختمانهای بتنی موجود نموده و همچنین با تخصیص بســته های تشــویقی خاص از جمله وام های کم بهره، معافیت های مالیاتی و غیره قوانینی جهت الزام مقاوم ســازی ســاختمان های با اهمیت بالا را وضع نمود. لیکن چون غالب ساختمان ها در سطح خطر زلزله کوبه پاســخگو نبودند اغلب ساختمان ها نیاز به مقاوم سازی داشتند از طرفی موارد زیر به عنوان موانعی بر سر راه مقاوم سازی بودند.

  1. مقاوم سازی لرزه ای برای مالکان ساختمان ها جذابیت کمتری نسبت به از نو ساختن آنها دارد.
  2. از آنجایی که دوره ی بازگشت یک زلزله ی بزرگ طولانی است، انجام مقاوم سازی با تردید همراه بود.
  3. بهسازی یک ساختمان موجود بسیار پیچیده تر از یک ساختمان نوساز است و برای مهندسین و دست اندرکاران دارای زحمت زیاد و دستمزد کمتری است.

به هر تقدیر پس از اجماع به عمل آمده پس از زلزله کوبه راه کارهای زیر جهت مقاوم سازی پیش او قرار گرفت:

  1. گسترش روش های ارزیابی ظرفیت لرزه ای.
  2. توسعه ی روشهای مقاوم سازی ساختمان های موجود.
  3. آموزش مهندسین.
  4. یارانه هــای دولتــی، وام های کم بهره، معافیت های مالیاتی و نظایر آن، جهت افزایش انگیزه مردم جهت مقاوم ســازی ساختمانهای موجود.

تشکیل شبکه ای از گروه های فّنی برای افزایش ظرفیت لرزه ای ساختمان ها

 این شبکه متشکل از ٧۶ کمیته بود که به شرکت های مرتبط به طراحی و ساخت ساختمان ها و دانشگاهیان، مهندسین، معماران و مشاوران وابسته بود.

فعالیت های این کمیته ها عبارتند بودند از:

  1. مبادله ی اطلاعات مربوط به بهسازی لرزه ای.
  2. برگزاری سمینارها جهت ارتقاء دانش مهندسان.
  3. پشتیبانی دولت به گروه های مهندسی برای تأسیس مراکز ارتقای بهسازی لرزه ای و موارد مشابه.

 

ارزیابی ظرفیت لرزه ای ساختمان های موجود

تعیین ظرفیت لرزه ای و توصیه های مقاوم ســازی اغلب بعد از ســال ١٩٧٧ استفاده شد. در دستورالعمل ارزیابی، ظرفیت لرزه ای ساختمان ها به وسیله ی اندیس لرزه ای IS و بر اساس معادله ی زیر محاسبه می شود.

IS = شاخص لرزه ای   Eo= شاخص لرزه ای مبنا   SD = اندیس طراحی سازه ای

T = شاخص زمان.

ضریب مبنای لرزه ای Eo از حاصل ضرب شاخص مقاومت در شاخص شکل پذیری به دست می آید.

ایده اندیس لرزه ای برای سنجش ظرفیت استهلاک انرژی طبقه است در دستورالعمل ارزیابی شاخص مبنای لرزه ای سه تراز را برای تعیین E شامل می شود.

تراز اول: ســاختمان هایی که تعداد دیوارهای آن قابل توجه اند و C شــاخص مقاومت بر اســاس سطح مقطع و مقاومت واحد دیوارها و ستون ها محاسبه می شود.

 تراز دوم: ضریب C بر اساس دیوارها و ستون ها ی مسلح محاسبه می شود.

تراز سوم: مقاومت نهایی و شکل پذیری تیرها و ستون ها و دیوارها می بایست به دقت محاسبه شود.

عملکرد لرزه ای ساختمان ها بر اساس دستورالعمل موجود به قرار زیر تعیین می شود:

برای ارزیابی ظرفیت لرزه ای ساختمان ها IS شاخص لرزه ای تخمین زده می شود.

 این شاخص با شاخص ISO مقررات مقایسه می شود اگر IS بزرگتر بود، ساختمان از نظر آئین نامه عملکرد خوبی دارد.

این ضریب دســتورالعمل بر اساس مطالعه روی ســاختمان های بتنی که در زلزله های قبلی آسیب دیده بودند تعیین شده اســت. در این مطالعه ثابت شــده که اکثر ســاختمان هایی که دچار آسیب شدید یا متوسط شــده بودند IS آن ها کمتر از ۰٫۳ اســت و خســارت در ســاختمان هایی که IS آن ها بزرگتر از ۰٫۶ بود ناچیز بود لذا ۰٫۶= IS به عنوان معیار پذیرش آئین نامه قرار گرفت.

بخش دوم این مقاله را در اینجا بخوانید.

۱ دیدگاه.

فهرست