وبلاگ
راهکارهایی برای حفاظت ساختمان ها در برابر زلزله
راهکارهایی برای حفاظت ساختمان ها در برابر زلزله
فرزاد وفادار: مدرس دانشگاه
با توجه به قرارگیری ایران در کمربند زلزله خیز آلپ هیمالیا، زمین لرزه ها بعنوان مخرب ترین حادثه طبیعی، عامل تلفات بشری و خسارات اقتصادی قابل توجه در کشور محسوب میشوند. بر اساس آمار ۱.۳۳ درصد از فلات ایران زمین، در مناطق با خطر نسبی کم زلزله و۱۶.۱۸درصد در مناطق با خطر نسبی متوسط و۵۴.۹۱ درصد در مناطق با خطر نسبی زیاد و۲۷.۵۷ درصد در مناطق باخطر نسبی بسیار زیاد واقع شده است. براین اساس ایران به عنوان یکی از آسیب پذیرترین کشورها در برابر زلزله معرفی گردیده است این آسیب پذیری ناشی ازدو عامل ساخت وساز های غیر مقاوم در برابر زلزله و همچنین قرار گیری شهرها و روستاها در مناطق لرزه خیز کشورمیباشد.
در طراحی های متعارف ساختمان در برابر زلزله، تلاش بر آن است که ساختمان ها را به گونه ای بسازند که تحت اثر تکان های شدید زلزله، تخریب نشود ولیکن ممکن است متحمل خسارت بر اعضای غیر سازه ای (مانند نمای شیشه ای و دیوارهای جداکننده مهارنشده و … ) و بعضی از اعضای سازه ای ساختمان شود در این حالت ممکن است ساختمان بعد از زلزله قابل استفاده نباشد که میتواند برای بعضی از سازه ها نظیر بیمارستان ها که میبایست بعداز وقوع زلزله قابل استفاده باقی بمانند مسئله ساز شود تکنیک های خاصی مورد نیاز میباشد تا ساختمان ها به گونه ای طراحی شوند که حتی در زلزله های شدید خسارتی نبینند چنین ساختمان های که عملکردشان در برابر زلزله بهبود یافته معمولاً از ساختمان های متعارف،گران قیمت تر هستند(از نظر هزینه ساخت) با این وجود این هزینه با توجه به بهبود عملکرد، قابل توجه میباشد.
از دو روش اساسی برای حفاظت ساختمان ها در برابر زلزله استفاده میشود این روش ها عبارتند از، ۱- جداسازی پایه و ۲- میراگرهای لرزه گیر
۱- جداسازی پایه (یا جداسازی رو بنا از زیر بنا): این ایده به مانند یک ساختمان که بر روی غلتک های بدون اصطکاک قرارگرفته است میباشد هنگامی که زمین تکان میخورد غلتک ها آزادانه غلتیده، در حالی که اسکلت بالای آن حرکت نمیکنند بنابراین هیچ نیروی مربوط به تکان زمین به ساختمان منتقل نمیشود به عبارتی نیروی زلزله برساختمان اثر نمیکند. حال اگر همان ساختمان بر روی یک لایه انعطاف پذیر قرار گرفته باشد که درمقابل حرکت های جانبی مقاومت نماید در این حالت مقداری از اثر تکان زمین به ساختمان بالا منتقل میشود اگر بالشتک های انعطاف پذیر به درستی انتخاب شده باشد نیرو های حاصل از جابه جایی زمین چنین برابر کوچکتر از مقداری خواهد بود که مستقیمأ توسط ساختمان بناشده روی زمین تجربه میشود.که اصطلاحأ به آن ساختمان با تکیه گاه گیردار گفته میشود.
بالشتک ها انعطاف پذیر به نام جداساز های پایه نامیده میشود وچنین ساختمان هایی با پایه جداساز خوانده میشود در بازار مارک های تجاری متعددی برای جداساز های پایه وجود داشته باشد و بسیاری ازآنها شبیه بالشتک های بزرگ لاستیکی هستند برای شناسایی مناسب ترین نوع آن مطالعات دقیق در خصوص نوع ساختمان و خاک بسترآن مورد نیاز میباشد.
۲- میراگرهای لرزه گیر: ایده دیگر برای کنترل صدمات زلزله، نصب میراگرهای لرزه ای در محل اعضای سازه ای مانند بادبند های قطریست این میراگرها همانند جذب کننده های اتوماتیکی شوک در اتومبیل ها قسمت اعظم تکان های رفت وبرگشتی ناگهانی توسط سیالات هیدرولیکی جذب کرده و فقط مقدار کوچکی از آن رابه شاسی اتومبیل منتقل میگردانند . هنگامی که انرژی زلزله از طریق این میراگرها منتقل میشود دمپرها قسمتی از آن را جذب میکنند و به این ترتیب جابه جایی ساختمان را میرا میکنند. دمپرها از دهه ی۱۹۶۰ برای حفاظت ساختمان ها در برابر بارهای جانبی استفاده میشود انواع میراگرهای لرزه ای متداول شامل دمپرهای ویسکوز، میراگرهای اصطکاکی و میراگرهای تسلیمی هستند.