وبلاگ

از آنجا که کشور ایران به عنوان یکی از مناطق زلزله خیز جهان در مسیر کمر بند زلزله آلپ هیمالیا قرار دارد و وجود گسل های فراوان و رخداد زلزله های شدید در گذشته های دور و دهه های اخیر در راستای گسل های شناخته شده و همچنین نقشه پهنه بندی موجود خطر زلزله نشانگر این واقعیت است که اکثر مناطق کشور در معرض وقوع زلزله های شدید یا نسبتاً شدید قرار دارند. از طرفی با توجه به وضعیت آسیب پذیری بسیار نگران کننده شهرها و روستاهای کشور که حاصل قرن ها غفلت در تاریخ ایران بوده است، تا قبل از زلزله منجیل ـ رودبار (در سال 1369) اقدامات و فعالیتهای موثر علمی ـ فنی در زمینه کاهش خطرات ناشی از زلزله بسیار اندک بوده و آن هم به صورت پراکنده انجام پذیرفته است. پس از این زلزله و بدنبال انجام کارهای گوناگون در زمینه مهندسی زلزله موقعیت کشور از این نظر بهبود یافت بطوری که تهیه و تدوین مقررات، بازبینی آیین نامه های زلزله، تهیه و تدوین دستورالعمل های ایمن سازی و بهسازی لرزه ای ساختمان ها بخشی از دست آوردهای حاصل از خود آگاهی جامعه فنی و مدیران کشور پس از زلزله مهم سال 1369 در رودبار و منجیل می باشد.
در کنار این پیشرفت ها، کمبودهای شدید و نگران کننده‌ای وجود دارد. که حاصل ساخت و سازهای غیر فنی و ناامن بوده، بطوری که شهرها و روستاهای کشور با ساختمان های نامقاوم در برابر زلزله، پرهزینه، کم دوام، پرمصرف از نظر انرژی وگران قیمت از نظر نگهداری شکل گرفته است.
در حال حاضر ساختمان های ساخته شده با مصالح بنایی( بخصوص ساختمان های آجری)، درصد بالایی از ساختمان های موجود یا در حال احداث در کشور ما را تشکیل می دهند مهمترین عامل مقبولیت ساختمان های بنایی در ایران، بویژه در شهرستان ها در دسترس بودن مصالح، ساده بودن تکنولوژی تولید آجر و بلوک های بنایی ، آشنایی سازندگان با نحوه ساخت و ساز با مصالح بنایی و سرانجام ارزان تر بودن قیمت تمام شده این قبیل ساختمان ها نسبت به ساختمان های با اسکلت فولادی و بتن مسلح می باشد. باتوجه به اینکه در ساخت بیشتر ساختمان های بنایی ضوابط و معیارهای مهندسی مربوط به مقاومت سازه در برابر زلزله مورد توجه قرار نمی گیرد. و معمولاً توسط سازندگان محلی و بدون توجه به اثر تخریبی زلزله، طراحی و اجرا می شوند. رویداد هر زمین لرزه در هر نقطه از کشور فاجعه آمیز بوده و پیامدهای بسیار نگران کننده ای در برخواهد داشت. برای داشتن ساختمان هایی مقاوم در برابر زلزله با سطح ایمنی مطلوب دو مسأله اساسی را باید بطور منطقی پاسخ داد.
1) ساختمان هایی که از این به بعد ساخته می شوند چگونه طراحی، محاسبه و اجرا شوند تا دارای مقاومت کافی در برابر زلزله باشند.
2) ساختمان های متعدد موجود که در برابر زلزله آسیب پذیرند چگونه بررسی و مقاوم سازی شوند.
در این پروژه سعی شده است پاسخی بر پایه تجربیات و پژوهشهای انجام گرفته در کشور ارائه شود و روش های اجرایی و مراجع آیین نامه‌ای جمع آوری شود ودر پایان روشی مطمئن برای مقاوم سازی ساختمان های بنایی ارائه گردد.
 
مرور کارهای گذشته
نصب دستگاه های لرزه نگار در نقاط مختلف جهان از اواخر قرن نوزدهم آغاز شد و طی مدت کوتاهی به سرعت بر تعداد آنها افزوده شد. به کمک آنها مجموعه اطلاعات بسیار ارزشمندی به دست می آید. از میان همه این اطلاعات شاید یک مطلب بیش از همه شایان توجه باشد و آن اینکه زلزله ها به هر سبب که ایجاد شده باشندـ تکرار پذیرند و تنها راه مقابله با زلزله، طراحی و اجرای ساختمان ها به گونه‌ای است که تاب ایستادگی در مقابل زلزله های مخرب را داشته باشد.
زلزله های مرگبار زیادی در تاریخ ایران اتفاق افتاده است اما مهمترین آنها که به عنوان نقطه عطفی در رویکرد جامعه مهندسی به شمار می رود، زلزله سال 1369 رودبار و منجیل می باشد که تلفات بسیار زیادی را به همراه داشته است ، بررسی عملکرد سازه های مختلف در این زلزله گواه آن است که اگر ساختمان های آجری را در یک کفه دیگر بگذاریم، آمار تلفات جانی و تخریب کامل بنا، تماماً به گروه اول اختصاص داشته و گروه دوم به طور نسبی آمار بسیار پایینی دارند.[1] همین امر جامعه مهندسی را بر آن داشت که در کنار تدوین آیین نامه برای

 ساختمان های مهندسی، به بررسی رفتار ساختمان های بنایی نیز پرداخته ودر صدد تدوین دستورالعمل جامع برای طرح و اجرای این نوع سازه ها برآیند. ماحصل این تلاش ها تدوین فصل سوم آیین نامه 2800 به عنوان تنها مرجع معتبر داخلی در زمینه طرح و اجرای این نوع ساختمان ها می باشد.

به دلیل برجای ماندن تعداد زیادی از ساختمان های بنایی که در آن ها اصول آیین نامه 2800 رعایت نشده است و رفتار نامطلوب این ساختمان ها در زلزله های گذشته ، ضرورت امر مقاوم سازی آنها، محققان را بر آن داشته تا در صدد تدوین آیین نامه هایی برای بهسازی این ساختمان ها برآیند. در ادامه برخی از این آیین نامه ها را که در متن پایان نامه به تفضیل در مورد آنها بحث شده را مرور می نماییم.
آیین نامه FEMA-154 ایالات متحده آمریکا[2] یک روش ارزیابی سریع چشمی را ارائه می دهد این روش برای ساختمان های موجودی می باشد که هنوز در معرض زلزله قرار نگرفته اند و روش های موجود در این آیین نامه ماحصل تجارب و بررسی خرابی زلزله های گذشته در سطح ایالت متحده می باشد. نتیجه این بررسی ها میزان آسیب پذیری ساختمان را در یک زلزله احتمالی نشان می دهد.
دستور العمل (Applied Technology Council)ATC-20 [3] برای کمک به تعیین میزان امنیت در ساختمان هایی می باشد که در معرض زلزله قرار گرفته اند. نیروهای متخصص، کار خود را با نیروهای امدادی آغاز می کنند.و وضعیت ایمنی هر ساختمان را با نصب علایم، مشخص می نمایند. بطور خلاصه آیین نامه ATC-20 را می توان راهنمایی ارزیابی سریع سطح ایمنی ساختمان های آسیب دیده از زلزله دانست
مجموعه FEMA (306-307-308) [4]،[5]،[6]، را می توان راهنمای ترمیم ساختمان های آسیب دیده از زلزله دانست. این آیین نامه ها را سازمان مدیریت بحران فدرال (FEMA) در پروژه ای به نام پروژه ATC-43 با هدف ارزیابی و تعمیر خرابی های ساختمان های بتنی و با مصالح بنایی در سال 1996 شروع کرد. نتایج این پروژه در قالب 3 گزارش ارائه شده است. که این گزارش ها مجموعه FEMA 306-307-308 را تشکیل می دهند.FEMA 306[4] و FEMA 307[5] برای ارزیابی ساختمان ها و FEMA 308[6] به عنوان راهنمای بهسازی می باشد. برخی روش های ترمیمی این آیین نامه در پایان نامه آورده شده است.
دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان های موجود که اولین ویرایش آن را دفتر تدوین معیارهای سازمان مدیریت و برنامه ریزی در خرداد ماه 1381 کشور با همکاری پژوهشگاه بین‌المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله منتشر کرد. این دستورالعمل در حقیقت اوین و تنها آیین نامه ملی موجود در زمینه ارزیابی آسیب پذیری وبهسازی لرزه‌ای ساختمان ها می باشد. البته بخش های عمده این آیین‌نامه ترجه پیش‌نویس آیین‌نامه FEMA 356 تحت‌عنوان “Pre standard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings” می باشد که با توجه به شرایط و آیین نامه های داخلی تا حد امکان بومی شده است.بدیهی است که در صورت انجام ارزیابی آسیب پذیری تفصیلی و ارائه طرح بهسازی برای یک ساختمان، استفاده از این دستورالعمل به عنوان تنها دستور العمل داخلی توصیه می شود. بخش مربوط به ساختمان های بنایی در این دستورالعمل بر خلاف سایر بخش ها ( که به صورت طراحی بر اساس عملکرد می باشند) به بررسی نواقص ساختمان های بنایی اکتفا کرده است و روش ساده بهسازی را پیشنهاد نموده است.
دستور العمل تحلیل آسیب پذیری و بهسازی لرزه‌ای ساختمان های بنایی غیر مسلح موجود (وزارت مسکن و شهرسازی)[2] که با هدف بالا بردن توان و حفظ ایستائی و کاهش تلفات جانی ناشی از اثرات مخرب زلزله بر ساختمان بنایی غیر مسلح موجود از طریق بهبود عملکرد تدوین شده است. این دستورالعمل دارای روش هایی برای ارزیابی و راهکارهایی برای بهسازی لرزه‌ای با جزییات اجرایی می باشد.
در کنار آیین نامه هایی که در بالا مطرح شد، تحقیقات دیگری نیز صورت گرفته است که به صورت مقالات و گزارش هایی از زلزله های گذشته منتشر شده است، می باشند. این مقالات همگی سعی بر آن دارند که روش هایی برای ارزیابی و تحلیل این نوع ساختمان ها ارائه دهند. از روش های مهم ارزیابی ساختمان های بنایی می­توان به روش هایی از قبیل روش ارزیابی دستور العمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان­های موجود[7]، روش ارزیابی فصل هفتم دستور العمل FEMA 273 ، FEMA 356 [8]، [9]، و روش ارزیابی لانگ ـ باخمن [10] اشاره کرد.
 
روند انجام پایان نامه
با توجه به اینکه طیف گسترده ای از ساختمان های موجود در کشور از نوع ساختمان های بنایی می باشند و از طرف دیگر کشور ایران از لرزه خیزی بالایی برخوردار است، همین مساله باعث شده است که معایب ساختمان های بنایی به محاسن آن چیرگی یافته است ، تجربه زلزلهای مختلف بیش ترین آمار تلفات را در میان این نوع ساختمانها نشان می دهد.
در فصل اول این پایان نامه ابتدا آماری از وضعیت ساختمان های کشور ارائه شده است که در آن درصد ساختمان های بنایی و اسکلت بتنی در برهه ای از زمان ارائه شده است. این آمار حجم بالای این نوع ساختمانها را در کشور نشان می دهد، در ادامه گزارش هایی از برخی از زلزله های گذشته مانند زلزله مهم رودبار و منجیل، بم ، چنگوره ـ آوج و داهوییه و نواقص و آسیب های وارده به ساختمان های آنها بررسی شده است. پس از آن وضعیت لرزه خیزی ایران بررسی شده است، این بررسی نشان دهنده خطر لرزه خیزی بالای اکثر مناطق کشور می باشد. فصل اول با مطلبی در مورد ضرورت مقاوم سازی ساختمان های بنایی به پایان رسیده است.
در فصل دوم به بررسی چرایی و فلسفه بهسازی و تقویت ساختمانهای بنایی پرداختیم و با ارائه آمارهای منتشر شده اثبات می نماییم که از نظر اقتصادی تخریب بنای قدیمی و ساخت بنای جدید بسیار پر هزینه است و عملا در جوامع غیر شهری که سهم عمده در داشتن ساختمانهای بنایی دارند، ممکن نیست.
در فصل سوم خواص لرزه‌ای ساختمان های بنایی، عناصر لرزه بر در این ساختمانها، انواع حالت های شکست این عناصر ارائه شده است. در ادامه هم روش های ارزیابی کمی ساختمانهای بنایی آمده است و در نگاهی متفاوت نسبت به ساختمانهای بنایی دلایل اصلی ناپایداری این ساختمانها و اثر مخرب زلزله بر آن ها آمده است، تئوریها و نتایج تحقیقات قاب های مرکب که در فصل آخر به عنوان روشی مناسب برای مقاوم سازی ساختمان های بنایی استفاده شده است را در فصل دوم می توانیم ببینیم.
در فصل چهارم به بررسی آیین نامه ها و ضوابط فنی پرداخته شده است. این فصل شامل خلاصه‌ای از دستورالعمل های خارجی و داخلی بصورت کلی و بررسی مفصل بخش هایی از آنها که به مبحث این تحقیق مربوط است می باشد. این فصل مجموعه‌ای نسبتاً کامل از دستورالعمل های مقاوم سازی می باشد که در مورد ساختمان های با مصالح بنایی بسیار مفصل و کامل به دسته بندی مطالب ارائه شده در آنها پرداخته و مجموعه‌ای از مهمترین مطالب آنها گرد آوری شده است.
در فصل پنجم به ارائه روش های تعمیر، بازسازی و تقویت ساختمان­های بنایی پرداختیم و با جمع آوری روش­های سنتی و مدرن سعی برآن بوده است که بهترین روش­ها مطرح شوند.
فصل ششم به روش­های مربوط به مقاوم سازی ساختمان­های روستایی اختصاص دارد و به صورت جز به جز به ارائه روش­های مبتی بر آیین نامه برای هر قسمت از ساختمان­های خشتی و گلی می پردازد.
در ادامه با نتیجه گیری و ارائه پیشنهاد برای تحقیقات آتی و ذکر منابع و مراجع کار به اتمام رسیده است.