فصل جنوب – میثم نادری بخش اول این مطلب را در لینک زیر بخوانید به قلم میثم نادری – نگاهی اجمالی به زلزله سی سخت و راهکارها (قسمت اول)   در قسمت قبلی مقاله به شرح واقعه این حادثه ناگوار و دلایل احتمالی و میزان خسارت وارده پرداخته شد اما همواره پس از هر زلزله […]

فصل جنوب – میثم نادری

بخش اول این مطلب را در لینک زیر بخوانید

به قلم میثم نادری – نگاهی اجمالی به زلزله سی سخت و راهکارها (قسمت اول)

 

در قسمت قبلی مقاله به شرح واقعه این حادثه ناگوار و دلایل احتمالی و میزان خسارت وارده پرداخته شد اما همواره پس از هر زلزله ای علاوه بر بعد بعد مادی ضربه های روحی و روانی که بر پیکره خانواده های دخیل وارد می شود امری غیر قابل اجتناب و ناراحت کننده است که تا سالیان سال اثراتش را در جامعه هدف منعکس خواهد نمود که شاید بتوان دردناک ترین صحنه اتفاق افتاده در طول این مدت را ، اقدام به خودکشی زن جوانی دانست که دنیای خود و فرزندانش رو غرق در ویرانی می دید و دل هر بیننده ای را به درد می اورد.

ایران از نظر لرزه خیزی در منطقه فعال جهان قرار دارد و به گواهی اطلاعات مسـتند علمـی و مشـاهدات قـرن بیستم از خطرپذیرترین مناطق جهان در اثر زمین لرزه های پرقدرت محسوب مـی شـود، در سـال هـای اخیـر بـه طـور متوسط هر پنج سال یک زمین لرزه با صدمات جانی و مالی بسیار بالا در نقطـه ای از کشـور رخ داده اسـت و سی سخت  با توجه به قرار گرفتن روی گسل فعال زاگرس جز یکی از همین مناطق می باشد که با توجه به سابقه زلزله های سالهای اخیر قطعا هر ۵ تا ۱۰ سال شاهد زلزله های با بزرگی بیش از ۵ ریشتر خواهیم بود ، با توجه به توجه به نکات گفته شده ضرورت مقاوم سازی سازه ها در شهر یاسوج و سی سخت  باید در دستور کار مردم و مسولین قرار گیرد.

در قسمت قبل به بررسی دلایل  فنی خسارت وارده به ساختمانهای مصالح بنایی و اسکلت بتنی پرداخته شد در این قسمت به بررسی مختصری در رابطه با ساختمانهای فولادی دارای اتصالات خورجینی میپردازیم که با بررسی چند مدل از این سازه های تخریب شده مشخص گردیدد که این سازه ها فاقد سیستم باربر جانبی بوده اند یا به زبان ساده تر فاقد بادبند یا دیوار برشی بوده اند که توانایی مواجهه برای پخش نیروهای وارده به کل سازه را نداشته و اثرگذاری این حجم از نیرو بر یک قسمت از سازه در مدت زمان نسبتا طولانی باعث قروریختکی در کل ساختمان گردیده و ان دسته از سازه هایی که دارای عضو بادبند بودند به علت ضعف در جوشکاری و عدم صحیح در جوش پیوسته یارای مقابله با این حجم اثرگذاری را نداشته و در همان لحظات اولیه سر تسلیم در برابر زلزله فرود اوردند.

عوامل مشترکی که در اکثر زلزله ها باعث ایجاد خسارت می شوند :

  1. تفاوت بین طراحی و طیف پاسخ واقعی
  2. تخریب اکثر دیوارها
  3. ستون‌های شکننده
  4. ترتیب نامتقارن اعضای سخت در پلان
  5. طبقه همکف نرم
  6. ستون‌های کوتاه

اما حالا باید چکار کنیم؟ سازه های باقی مانده از این زلزله مخرب به دو دسته تقسیم می شوند

۱-سازه هایی که به کل تخریب گردیدند و باسیتی از اول طراحی و ساخته شوند.

۲-سازه هایی که دچار مقداری خسارت گردیده اند و خود به سه دسته سازه های بنایی سنتی ، سازه های بتنی و اسکلت فلزی تقسیم می گردند.

در طراحی و اجرای ساختمانهای جدید التاسیس باید ضوابط زیر رعایت گردند:

۱-در  زمین هائیکه ممکن است بر اثر  زلزله دچار ناپایداریهای ژئوتکنیکی نظیر روانگرائی در خاکهای ماسه ای سست ، نشست زیاد زمین، لغزش سنگ ریزش یا پدیده های مشابه گردد و یا زمین متشکل از خاک رس حساس باشد، توصیه می شود امکان ساخت و شرایط لازم برای احداث بنا با استفاده از مطالعات صحرائی و آزمایشگاهی ویژه انجام شود.

۲- کلیه عناصر باربر ساختمان باید به نحوی مناسب به هم پیوسته باشند تا در هنگام وقوع زلزله عناصر مختلف از یکدیگر جدا نشده و ساختمان بطور یکپارچه عمل کند بخصوص در مورد سقف علاوه بر آنکه باید اتصال آن به عناصر قائم باربر قاب و یا دیوارها تامین شده باشد، لازم است سقف با حفظ انسجام خود بتواند مثل یک دیافراگم نیروهای ناشی از زلزله را به عناصر قائم منتقل کند.
۳- ساختمان باید در هر دو امتداد عمود بر هم قادر به تحمل نیروهای افقی ناشی از زلزله باشد و در هر یک از این امتداد ها نیز باید انتقال نیروهای افقی به شالوده بطوری مناسب صورت گیرد.
۴- برای حذف و یا کاهش خسارت و خرابی ناشی از ضربه  ساختمانهای مجاور به یکدیگر باید ساختمانهائی که دارای ارتفاع بیش از ۱۲ متر و یا دارای بیش از ۴ طبقه هستند بوسیله درز انقطاع از  ساختمانهای مجاور جدا شده و یا با فاصله ای حداقل برابر با نصف درز مشترک با زمین های مجاور ساخته شوند. .

۵- با بکار بردن مصالح سازه ای با مقاومت زیاد و مصالح غیر سازه ای سبک وزن ساختمان به حداقل رسانده شود.

۶- ساختمان و اجزای آن به نحوی طراحی گردندکه دارای شکل پذیری مناسب باشند.

۷- اعضاء و قطعات غیر سازه ای به خصوص قطعات نما و شیشه ها آنچنان طراحی و اجرا شوند که در هنگام وقوع زلزله از سازه جدا نشده و با فرو ریختن خود ایجاد خسارت احتمالی جانی و مالی ننمایند.

علاوه بر موارد فوق که فقط اشاره ای کلی  به ضروریات طراحی ساختمانهای جدید می باشد مهندسین طراح و محاسب بایستی ضریب زلزله  در ایین نامه ۲۸۰۰را برای این منطقه دست بالاتر در نظر گرفته و فرض را بر زلزله ۷ ریشتر به بالا بگیرند.

قطعا بحث مالی و تامین بودجه اصلی ترین دغدغه سازندگان و مهندسین طراح می باشد که با توجه به مبالغی که در گزارش های اخیر از سوی نهادهای مسول منتشر گردیده  بااین مبالغ  در نظر گرفته شده به هیچ وجه شاهد اجرای یک سازه مطمن که در برابر زلزله های بعدی با این بزرگی سرافراز بیرون بیاید نیستیم و اگر واقعا دنباله یک کار مهندسی و اصولی هستیم دولت باید یک طرح اساسی در این خصوص ارایه و توانایی تامین اعتبار ان را نیز داشته باشد.

در رابطه با سازه های دسته دوم بجز سازه های بنایی سنتی که باسیتی برای انها انالیز قیمت صورت گیرد تا بین ساخت مجدد و یا مقاوم سازی بهینه ترین روش انتخاب گردد ، قطعا برای دو گروه دیگر استقاده از طرح های مقاوم سازی پیشنهاد میگردد.

در بسیار از ساختمان ها عملکرد نامناسب یک عضو حیاتی مانند ستون و یا ضعف مهار بند در فشار سبب آسیب های جدی در یک سازه می شود از این رو بهسازی عضو آسیب پذیر بسیار مهم است، مقاوم‌ سازی ساختمان در علم مهندسی عمران به مفهوم بالا بردن مقاومت یک سازه در برابر نیروهای وارده است.مقاوم‌سازی از مهم‌ترین راهبرهای کاهش خطرپذیری در برابر زلزله بوده که با کمترین هزینه با سرعت بالا و به صورت ساده است تا دست کم جان شهروندان در زلزله‌ای متوسط به بالا حفظ شود و در حقیقت آستانه ریزش ساختمان‌ها ارتقا یابد، بسیاری از مهندسین دغدغه مسئله اقتصادی طرح های مقاوم سازی را داشته و پیش از ارائه طرح مقاوم سازی می خواهند که دید مناسبی از مسائل اقتصادی روش های مختلف مقاوم سازی داشته باشند.

تقویت و مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله به نوع ساختمان بستگی دارد که شامل اسکلت فولادی و بتنی، دیوار بالابر و موارد دیگر در ساختمان می شود، برای مقاوم سازی هر کدام از این اجزا راه های مخصوصی وجود دارد که برای انتخاب و اجرا به بررسی نیاز دارند، مثلاً اضافه کردن بادبند در ساختمان های فلزی آسان می باشد، در صورتی که در ساختمان های بتنی این کار با مشکلات اجرایی همراه است. ممکن است اضافه کردن دیوار برشی راهکار مفیدتری برای ساختمان های بتنی باشد که قطعا استفاده از نشریه ۳۶۰ در رابطه با بهسازی لرزه ای ساختمانها می تواند به انتخاب مناسب ترین روش کمک شایانی بکند.

روش‌های مرسوم استفاده شده به عنوان تکنیک های تقویت ساختمان در برابر زلزله و بارهای ثقلی مرده و زنده، نظیر انواع مختلف پوشش های های مسلح مثل ژاکت فولادی و ژاکت بتنی، شاتکریت، کابل‌های پس تنیدگی قرار گرفته در خارج از سازه و استفاده از صفحات و ورق های فولادی مقید شده به سازه، معمولاً نیاز به فضای زیادی دارند و اغلب در برابر شرایط محیطی نیز آسیب پذیر  می‌باشند. در سالهای اخیر از روشهای نوین و مصالح جدیدی بهره گرفته شده که در میان این فناوری ها، FRP  (مصالح کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف) از جایگاه ویژه ای برخوردار است تا آنجا که به نظر برخی از متخصصان، FRP را باید مصالح هزاره سوم نامید که در جدیدی را در پیش روی مهندسان سازه و ساختمان و نیز شرکت های مقاوم سازی گشوده است.

        انواع مختلف روش های مقاوم سازی:

۱- مقاوم سازی ساختمان ها و سازه ها با استفاده از FRP

۲- مقاوم سازی ساختمان ها با اضافه کردن دیوار برشی

۳- مقاوم سازی ساختمان ها با اضافه کردن بادبند فلزی

۴- مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از میراگر یا دمپر

۵- مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از جرم های متمرکز پاندولی

۶= مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از ژاکت های فلزی یا بتنی

۷- مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از جداگرهای لرزه ای

           مزایای مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی و فولادی

  • افزایش ظرفیت برشی و خمشی و محوری المان ها
  • روشی ارزان قیمت در مقایسه با سایر روش ها
  • امکان به کار گیری در هر بخش و المان ساختمان
  • مزایای مقاوم سازی به روش افزودن مهاربند فولادی و دیوار برشی
  • افزایش مقاومت سازه در برابر نیرو های جانبی
  • افزایش سختی سازه
  • افزایش باربری سازه (ثقلی و جانبی)
  • در راستای پیشرفت هایی که صنعت ساختمان کرده است روش های جدیدتر و کارا تر جای روش های سنتی را گرفته است. به کار بستن مواد کامپوزیتی پلیمر به نام FRP روش مناسبی برای تقویت سازه ها می باشد که از الیاف و رزین اپوکسی تشکیل شده است.

مزایا مقاوم سازی با FRP:

  • استفاده از FRP برای تقویت و مقاوم سازی ساختمان نیاز به زمان زیادی ندارد و اعضای مقاوم سازی شده در زمان بسیار کوتاهی آماده سرویس دهی می شوند.
  • نیاز به تخریب کمتر بخش هایی از سازه در مقایسه با دیگر روش های مقاوم سازی.
  • نیاز به بازسازی کمتر المان مقاوم سازی شده در برابر دیگر متدهای مقاوم سازی ساختمان.
  • ارزان تر بودن روش استفاده از مقاوم سازی با FRP ( در بسیاری موارد ) نسبت به روش های دیگر مقاوم سازی.
  • مقاوم سازی با FRP نیازمند تجهیزات کارگاهی زیادی نمی باشد .
  • در مقاوم سازی با FRP میزان خوردگی در حد صفر است .
  • مقاوم سازی با FRP به صورت عایق مغناطیسی و الکتریکی در مناطق حساس به امواج مغناطیسی و الکتریکی توصیه می شود
  • افزایش تولید، تامین و توزیع وسیع که باعث کاهش قیمت FRP و افزایش خرید و فروش FRP شده است.
  • ضخامت کم لایه های FRP (در حد میلی‌متر)، باعث می‌گردد تا استفاده از آن ها در مقاوم سازی سازه، اضافه فضا نداشته باشد.
  • مقاوم سازی تیر بتنی با مصالح FRP در طی ۳-۴ روز به ۳ برابر مقاومت کششی فولاد می رسند، از این رو با توجه به اینکه الیاف FRP مقاومت کششی بسیار بالایی نسبت به ورقه های فولادی دارند، اتصال FRP به ناحیه کششی بتن در تیر بتنی سبب افزایش ظرفیت خمشی مقطع خواهد شد.
  • یکی از روش های کارا در مقاوم سازی استفاده از دمپر یا میراگرها می باشد که انرژی لرزه ای وارده بر ساختمان را اتلاف می کند. از مزیت استفاده از میراگرها می توان به کاهش هزینه احداث سازه و کاهش خسارات احتمالی نام برد.
  • مقاوم سازی با استفاده از جداساز لرزه ای
  • از این جداسازها برای کنترل ارتعاشات لرزه ای از زمین به ساختمان ها استفاده می شود. این جداسازها دارای جذب بالا بوده و در جهت افقی از انعطاف پذیری بالا برخوردار می باشند ، در این روش سازه روی تکیه گاهی قرار می گیرد که قابلیت تغییر شکل جانبی بالایی دارد، در زمان زلزله بیشتر تغییر شکل ها در تکیه گاه اتفاق می افتد. نصب کردن یک جداساز موجب بالا رفتن زمان تناوب و میرایی سازه می شود و به جای تقویت ظرفیت باربری سازه نیاز لرزه ای آن پایین می آید.

 

روش مقاوم سازی سازه های بنایی

اصل ضروری در سازه های بنایی برای داشتن استحکام و مقاومت در برابر بارهای لرزه ای به هم پیوسته بودن سقف، دیوار و فونداسیون به یکدیگر است. در اصطلاح به این عملکرد سازه ، عملکرد جعبه ای می گویند. علاوه بر اینکه سازه باید عملکرد جعبه ای خوبی داشته باشد میزان باز شو های آن نیز باید محدود و به خوبی مهار شوند.

۱- روش اصلاح نقاط ترک خورده ، این روش به منظور ایجاد عملکردی یکنواخت و یکپارچه در دیوار بنایی استفاده می شود

۲- مقاوم سازی سازه بنایی با استفاده از دوخت قطعات بنایی در محل ترک با استفاده از میله فولادی

۳- مقاوم سازی سازه بنایی با استفاده از دوخت قطعات بنایی در محل ترک با استفاده از شبکه فولادی

۴- ایجاد یکپارچگی در سازه بنایی با استفاده از شبکه فولادی

۵- افزودن پشت بند جهت ممقاوم سازی سازه های بنایی

۶- افزودن دیوارهای داخلی جهت بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان بنایی

برای  سازه های فولادی و بتن آرمه، مقام سازی در برابر زلزله می‌تواند با استفاده از یکی از روش‌های مختلف نظیر شاتکریت، اتصالات قطعات پیش‌ساخته و چسباندن ورقه‌های فولادی، افزایش سطح مقطع بخش بتنی با بهره‌گیری از پوشش بتنی و کامپوزیت خارجی، فولاد پیوندی خارجی، تقویت خارجی عضو سازه‌ای با سیستم‌های پس از کشش خارجی یا داخلی و همچنین سایر روش‌ها و یا ترکیب آن‌ها، انجام شود. برای مؤثر بودن و به اشتراک گذاشتن بارهای اعمال‌شده، مقاوم‌سازی ساختمان نیز همانند تعمیر سازه‌ای، باید با ترکیب ساختارهای موجود انجام شود.

قطعا استفاده از روشهای نوین بهسازی هم از لحاظ زمان و سرعت و ایمنی از روشهای سنتی کارامدتر است اما با توجه به وضعیت اقتصادی امروز جامعه ایران شاید برای مردم منطقه صرفه اقتصادی نداشته باشد ، پس اگر همان روشهای قدیمی تر با صرف زمان و انرژی بیشتر و نظارت دقیق تر انجام گیرد می تواند تا حد بسیار زیادی سازه های موجود را تقویت و در برابر زلزله های اتی ایمن نماید. با بررسی های صورت گرفته عمده دلیل مشترک تخریب سازه های سی سخت ، ریزش دیواره ها هم در سازه های سنتی و هم در سازه های نوساز می باشد که استفاده از میلگرد بستر به عنوان راه حلی ساده و مقرون به صرفه پیشنهاد می گردد که در دو سال اخیر نیز یک تجدید نظر در ایین نامه صورت گرفته که متاسفانه هنوز بصورت رسمی و کلی در استان ما کلید زده نشده که در ایین نامه جدید اصلاحات کلی در بحث دیواره ها صورت گرفته و قطع به یقین مطمن باشید در صورت اصلاح  نکردن دیواره ها در زلزله های مشابه بعدی شاهد ریزش  اکثر دیوارهای باقی مانده از زلزله اخیر خواهیم بود.

پیشنهادات

۱-با توجه به اطمینان از لرزه خیز بودن منطقه سی سخت و بروز زلزله در هر چند سال بایستی یک منطقه کمربند سبز در یکی از مناطق حوزه با امکاناتی از قبیل کانکس به تعداد کافی یا سازه های پیش ساخته به همراه سایر امکانات اولیه از قبیل سرویس بهداشتی مناسب در نظر گرفته شود تا مثل زلزله امسال در ساعات و روزهای اولیه مردم و مسولِین غافلگر نگردیده و دچار مشکلات اولیه نشوند.

۲-تکمیل هر چه زودتر محور یاسوج-سی سخت و رفع نقاط حادثه خیزی که ممکن است در اثر ریزش دچار بسته شدن مسیر اصلی گردد و خدمات امداد رسانی را با مشکل مواجه کند مثل ساعات اولیه زلزله اخیر

۳-توجه ویژه به ایمن سازی سازه های گروه اول که در صورت رخ داد زلزله ،فقدان انها مشکلات را چندین بربر خواهد نمود نظیر بیمارستانها و مراکز درمانی

۴-بعضی از مدارس در این زلزله متاسفانه نمره قبولی نگرفتند که مسولین نوسازی مدارس باید یک بازنگری در امر ایمن سازی انها انجام دهند.

۵-توجه هر چه بیشتر مسولین به پیش لرزه ها به عنوان هشدار احتمالی زلزله بزرگ تر اتی

۶-توجه بیشتر به ایستگاه های لرزه نگاری منطقه و افزایش تعداد انها

۷- تهیه نقشه‌های دقیقی از مناطق زلزله‌خیز و گسل‌های حساس در این منطقه تا مقامات به طور محسوس‌تر و دقیق‌تری بتوانند برای وقوع زلزله در این منطقه آماده شوند و اقدامات لازم برای مدیریت بحران را انجام دهند.

۸-بهره گیری از دانش کشورهای پیشرفته در حوزه زلزله در جهت نصب سنسورهای تشخیص زمین لرزه که این سنسورها با بهره گیری از یک سری الگوهای ریاضی و زمین شناسی اولین سیگنال ها را مخابره و در واقع زنگ هشداری است برای جلوگیری از خیلی از خسارت های محتمل و نجات جان انسانها.

۹-با توجه به دور بودن شهر سی سخت از کارخانه های تولید بتن اماده و تهیه و ریختن بتن به وسیله روشهای سنتی در این شهر الزامات لازم توسط بنیاد مسکن و نظام مهندسی در نظارت بسیار دقیق توسط ازمایشگاهای خاک صورت گیرد چرا که مقاومت بتن تاثیر شگفت انگیزی در مقابل زلزله خواهد داشت.

۱۰-الزام کردن مهندسین به استفاده از اخرین اصلاحات و ورژن های جدید ارایه شده از سوی نظام مهندسی

۱۱-بازنگری در ضرایب مطرح شده در ایین نامه ۲۸۰۰ برای این منطقه

۱۲-تشویق مردم به استفاده از روش های نوین تر در بحث مقاوم سازی سازه های باقی مانده

۱۳- تلاش برای بازگشت ارامش  روحی و روانی به کانون خانواده های خسارت دیده و احیای روح زندگی مجدد در کالبد انها توسط نهادهای ذی ربط و مردم نهاد.

۱۴-ارایه برنامه زمان بندی برای بازسازی و تقسیم مناطق به چند زیر گروه و چند نهاد برای سرعت بخشیدن به امر بازسازی

۱۵-ارایه تسهیلات ویژه برای بازسازی چرا که با این مبالغ قطعا شاهد ساخت سازه های ایمن در این منطقه نخواهیم بود.

مطالب ذکر شده بصورت کلی و برای اشنایی بیشتر عموم جامعه و اشنایی انها برای افزایش مقاومت سازه ها است و برای سی سخت قطعا نیازمند ارایه یک طرح جامع و کلی بصورت مدون و با همکاری چندین ارگان و  جامعه مهندسی و دانشگاهیان بصورت تخصصی و ریزتر و از جهات مختلف فنی،اقتصادی، اموزشی ،روحی و روانی می باشد.

 

 نویسنده:دکتر میثم نادری،دکترای  تخصصی عمران