مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله

انواع روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان

طراحی و اجرای مقاوم‌سازی ساختمان با روش‌های گوناگونی قابل انجام است. در گذشته برای انجام مقاوم‌سازی در ساختمان‌ها از روش‌های مختلفی استفاده شده‌است که تحت عنوان روش‌های متداول مقاوم‌سازی ساختمان مرسوم هستند. امروزه و با پیشرفت تکنولوژی علاوه بر روش‌های متداول از روش‌ها و محصولات نوین نیز مانند، FRP، جداساز لرزه ای، مهاربند کمانش تاب و میراگرها در مقاوم‌سازی ساختمان استفاده می‌شود.

روش‌های متداول مقاوم‌سازی ساختمان

روش‌های متداول مقاوم‌سازی ساختمان که از گذشته مرسوم بوده‌اند شامل روش‌های گوناگون و بسیاری هستند. مقاوم‌سازی با ژاکت فولادی، مقاوم‌سازی با ژاکت بتنی، افزودن المان‌های باربر جانبی مثل بادبند و دیوار برشی به ساختمان و… همگی از جمله روش‌های متداول مقاوم‌سازی ساختمان هستند.
هرکدام از روش‌های متداول مقاوم‌سازی ساختمان دارای مزیت‌ها و معایبی است. از جمله مزایای مقاوم‌سازی با استفاده از روش‌های متداول می‌توان به افزایش سختی جانبی سازه، افزایش مقاومت سازه، افزایش سختی سازه و… هم چنین از جمله معایب مقاوم‌سازی با روش‌های متداول می‌توان به ایجاد محدودیت‌های معماری، مختل شدن کاربری سازه و … اشاره کرد.

مصالح FRP

با پیشرفت علم و تکنولوژی و به وجود آمدن مصالح جدید مثل فیبرهای پلیمری (FRP) تحولی بنیادی در صنعت ساختمان و مقاوم‌سازی ساختمان صورت گرفت. این مصالح که دارای وزن کم و مقاومت کششی بسیار بالا هستند و دارای انواع مختلف الیاف کربن، الیاف شیشه، الیاف آرامید می‌باشند در مقابل حرارت و محیط‌های اسیدی مقاوم بوده و توسط انواع مختلف چسب‌ها و رزین‌ها به المان‌های مختلف ساختمانی می‌چسبند و مقاومت آن‌ها را افزایش می‌دهند. از جمله مزایای استفاده از FRP در صنعت مقاوم‌سازی ساختمان می‌توان به وزن کم، مقاومت بالا، گستردگی انواع محصولات پلیمری، عدم ایجاد محدودیت در فضاها و معماری‌های ساختمان و … اشاره کرد. این عوامل سبب شده تا در سال‌های اخیر و در بازارهای جهانی میزان فروش الیاف کربن و الیاف شیشه که کاربردهای زیادی در صنعت ساختمان دارند رشد چشمگیری پیدا کند.

جداسازی لرزه ای

جداسازی شالوده یا سامانه جداسازی شالوده (به انگلیسی: Base Isolation System) یکی از روش‌های رایج محافظت سازه در برابر نیروهای زلزله است. این سیستم، عبارت است از مجموعه‌ای از اعضای سازه‌ای که باید یک ابرسازه را از زیربنایش که بر روی یک زمین در حال لرزش قرار گرفته‌است، به‌طور اساسی جدا کرده تا یک ساختمان یا یک سازه غیرساختمانی را به خوبی در مقابل زمین‌لرزه حفظ کند.
جداسازی بستر، بهترین روش در مهندسی زمین‌لرزه بوده و مربوط به فن‌آوری‌های کنترل لرزشسازه‌ای غیرفعال است. این بدین معنا است که یک سازه ساختمانی یا غیرساختمانی را با یک طراحی صحیح اولیه یا اصلاحات و تغییرات ثانوی، می‌توان در برابر اثرات زلزله محافظت کرد. در برخی از موارد، استفاده از این سیستم، کارآیی سازه در مقابل زمین‌لرزه و پایایی آن را در برابرزلزله، به‌طور قابل توجهی، افزایش می‌دهد.

مهاربند کمانش تاب

بسیاری از نقایص رفتاری مهاربندهای فولادی متداول نتیجه اختلاف بین ظرفیت فشاری و کششی این مهاربندها و زوال در مقاومت اینمهاربندها تحت بارگذاری چرخه ای می‌باشد. از این رو تحقیقات بسیاری صرف بهینه‌سازی و اصلاح این المان‌ها جهت رسیدن به یک رفتار الاستوپلاستیک ایده‌آل شده‌است. برای رسیدن به این هدف لازم بود تا با استفاده از مکانیزم مناسبی از کمانش فشاری مهاربند جلوگیری شود تا امکان تسلیم فشاری فولاد نیز فراهم شود. تلاش‌های صورت گرفته توسط محققین منجر به اختراع مهاربند کمانش تاب (Buckling Restrained Brace) یا همان BRB شد.
از سیستم مهاربند کمانش تاب در سال ۱۳۹۷ برای اولین بار در ایران در مقاوم‌سازی سازه‌های آسیب دیده از زلزله سرپل ذهاب، مورد استفاده قرار گرفت و به این ترتیب این تکنولوژی در کشور بومی سازی شد.

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان و مقاوم‌سازی سازه‌ها

ابزار مدل‌سازی اطلاعات ساختمان با داشتن خصوصیات دقیق از مصالح و خصوصیات هریک از آن‌ها و ابزارهای تحلیل در موارد گوناگونی از قبیل انرژی تحلیل مقاومت و پایداری و … امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین یکی از جذابیت‌های استفاده از BIM، مفهوم قابلیت پاسخگویی آن به پروژه «از مرحله گهواره تا گور» است که شامل عملیات بهره‌برداری و نگهداری، پس از پایان پروژه می‌باشد. از آنجایی که مدل BIM در حین ساخت، به‌طور مداوم به روز می‌گردد، بنابراین مدل تحویل داده شده به مهندس مسئول بهره‌برداری و نگهداری تجهیزات، همان نقشه‌های As Built نهایی خواهند بود. علاوه بر آن، تمام اطلاعات مربوط به محصولات، مصالح و سیستم‌های نصب شده در پروژه، به‌طور مستقیم به دفترچه راهنمای استفاده از آنها، که مورد استفاده مسئول آن قرار می‌گیرد، مرتبط می‌گردد. این جذابیت مدل‌سازی اطلاعات ساختمان باعث شده که استفاده از آن در تعمیر و نگهداری ساختمان حتی در ساختمان‌های موجود که فاقد مدل هستند با انجام اسکن لیزری از ساختمان به خصوص در مورد ساختمان‌های تاریخی و میراث فرهنگی مورد توجه قرارگرفته‌است که ازجمله این موارد می‌توان به استفاده از آن در تالار بریسبان استرالیا اشاره نمود.