ساختمان های ضد زلزله

ساخت ویلا زلزله ها به عنوان یکی از مهمترین عوامل تخریب ساختمان ها در سراسر جهان شناخته شده اند. طراحی و ساخت ساختمان های ضد زلزله، به صورتی است که بتواند به شدت زلزله ها غلبه کرده و از تخریب ساختمان جلوگیری کند.

ویژگی های ساختمان های ضد زلزله

برای طراحی و ساخت ساختمان های ضد زلزله، باید به چند ویژگی کلیدی توجه شود که عبارتند از:

• مصالح با کیفیت و مقاومت بالا در برابر زلزله

برای دستیابی به هدف کاهش صدمات و تلفات ناشی از زلزله ، باید از مصالح با مقاومت بالا در برابر زلزله استفاده کرد . نوآوری و ساخت مصالح جدید با کیفیت بالا نشان از پیشرفت چشمگیر در زمینه ساخت و ساز است .

ساندویچ پاندل از جمله مصالحی ست که امروزه در ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرد ساندویچ پانل یک نوع مصالح ساختمانی است که از دو ورق فلزی یا آلومینیومی با یک لایه میانی از موادی مانند فوم پلی یورتان یا پلی استایرن تشکیل شده است . این پانل‌ها به دلیل سبک و مقاوم بودن، عایق حرارتی و صوتی بودن و همچنین قابلیت اجرا و نصب سریع، در صنایع ساختمانی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۲- انعطاف پذیری

انعطاف پذیری یکی دیگر از ویژگی های ساختمان های ضد زلزله است. این ویژگی به ساختمان اجازه می دهد که در برابر زلزله ها، به صورت کنترل شده حرکت کند  و بار ناشی از حرکت گسل ها تا حدودی تخلیه شود و از تخریب جلوگیری کند.

۳- منظم بودن سازه

در سازه های منظم انرژی زلزله در تمام ساختمان بطور مساوی پخش شده ، حرکت سازه در تمام جهات و طبقات بطور مساوی خواهد بود و بر روی بخش خاصی فشار حداکثری و نهایتاً تخریب صورت نمی گیرد و لرزه شدید را به صورت کنترل شده جذب و آن را تخلیه می کند . این کار با استفاده از سیستم های جذب انرژی نیز انجام می شود.

۴- وجود اتصالات صحیح

اتصالات صحیح به ساختمان کمک می کنند سازه در اثر لرزه های ناشی از زلزله انعطاف پذیر بوده و حرکت های افقی را جذب کرده ، به صورت کنترل شده عمل کند و بصورت افقی در سازه پخش شود و از تخریب جلوگیری کند.

۵- زیرسازی قوی

برای ساخت ساختمان های ضد زلزله، باید از زیرسازی قوی استفاده کرد که بتواند به قدر کافی مقاومت کند و به ساختمان کمک کند تا در برابر زلزله ها مقاومت کند. با پی سازی مقاوم، بار ساختمان بر روی پایه‌های پی منتقل می‌شود و به سمت بخش‌های عمیق خاک هدایت می‌شود که مقاومت بیشتری نسبت به لایه‌های نرم و فشرده دارند.

با توجه به این که در زمان زلزله، نیروهای عمودی شدیدی به ساختمان وارد می‌شوند، پایه‌های پی به عنوان یک محافظ برای ساختمان عمل می‌کنند و با جذب این نیروها، ساختمان را از تخریب نجات می‌دهند. همچنین، پایه‌های پی می‌توانند با جلوگیری از حرکت لرزه‌ای خاک، برای کاهش نیروهای جانبی نیز مؤثر باشند.

طراحی ویلا بنابراین، پی سازی به عنوان یک روش پیشگیرانه در جلوگیری از تخریب در زمان زلزله بسیار مؤثر است و می‌تواند به شدت کاهش آسیب‌ها و خسارات وارده به ساختمان‌ها در زمان وقوع زلزله کمک کند.

۶ – بکار گیری جداساز لرزه‌ای

با استفاده از وسیله‌ای جدا کننده بین ساختمان و پایه‌های آن عمل می‌کند. این وسیله معمولاً شامل یک سری از المان‌هایی می‌باشد که از موادی مثل فولاد، نآهنگ، روی، پلیمرهای تقویت شده با الیاف کربن و … تشکیل شده است.

با استفاده از جداساز لرزه‌ای، ساختمان از پایه‌های آن جدا شده و قابلیت جابجایی در حین زلزله را دارد؛ این بدین معناست که نیروهای ناشی از زلزله روی ساختمان باعث حرکت آن خواهد شد، اما این حرکت به صورت جداگانه از پایه‌های آن صورت می‌پذیرد. این روش باعث کاهش نیروی لرزه‌ای که بر ساختمان اثر می‌گذارد و بهبود عملکرد ساختمان در زمان زلزله می‌شود.

برای نصب جداساز لرزه‌ای، معمولاً پس از بررسی موقعیت جغرافیایی و شرایط زلزله‌ای منطقه، کارشناسان پروژه تعیین می‌کنند که چه نوع جداساز لرزه‌ای باید استفاده شود و کجا نصب شود. سپس با توجه به ویژگی‌های ساختمان و جداساز انتخاب شده، نصب و راه‌اندازی انجام می‌شود.

لازم به ذکر است که برای مقاوم سازی ساختمان با جداساز لرزه‌ای، نیاز به محاسبات دقیق و طراحی صحیح دارید که بهتر است توسط کارشناسان پروژه و مهندسین معمار و عمران انجام شود.

۷- بکارگیری دیوار برشی

از روش‌های مهم در مقاوم سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله است که به وسیله طراحی و نصب دیوارهای عمودی با پوسته‌بندی قوی و اتصالات مناسب، جلوی حرکات چرخشی و تغییر شکل ساختمان در برابر نیروهای برشی زلزله را می‌گیرد.

دیوارهای برشی به صورت عمود بر سطح ساختمان و در نقاط حیاتی مانند مراکز گره‌های سازه‌ای و نقاطی که نیروهای برشی زیادی بر آنها عمل می‌کند، نصب می‌شوند. این دیوارها به وسیله‌ی اتصالات قوی به سازه‌ی اصلی پیوند داده می‌شوند. هدف از این عمل، توزیع نیروهای برشی زلزله به صورت یکنواخت بر روی تمام سطح ساختمان است.

همچنین، این دیوارها می‌توانند نقش حائل بر روی گسترش پذیری و جابجایی نوسانات زلزله را بازی کنند. از آنجا که دیوارهای برشی قوی توانایی جذب نیروهای برشی را دارند، این دیوارها می‌توانند به صورت مؤثری کنترل حرکات غیرقابل پیش‌بینی که در طول زمان زلزله ایجاد می‌شود را کنترل کنند.

در نهایت، لازم به ذکر است که طراحی و اجرای دیوار برشی باید در مطابقت با استانداردهای ملی و بین‌المللی و با توجه به وضعیت زمین و پایه‌های ساختمان انجام شود .

۸ – کاربرد بادبند در ساختمان ضدزلزله

اصلی‌ترین وظیفه بادبند مقابله با نیروهای بادی و تحمل نیروهای جانبی است و از این جهت تاثیر کمتری در مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله دارد. با این حال، نصب بادبند به صورت صحیح و با رعایت نکات فنی مناسب، می‌تواند برای مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله نیز مفید باشد.

بادبند در مقاوم سازی در برابر زلزله می‌تواند به عنوان یکی از عوامل افزایش ظرفیت شکستگی ساختمان در نظر گرفته شود. از طرفی نصب بادبند می‌تواند باعث افزایش ایستایی ساختمان در برابر نیروهای جانبی شود که ممکن است در زمان وقوع زلزله ایجاد شوند. به همین دلیل، نصب بادبند در کنار دیگر روش‌های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله می‌تواند مفید باشد.

بنابراین، اگرچه بادبند تاثیر مستقیم کمتری در مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله دارد، اما نصب آن می‌تواند برای بهبود عملکرد ساختمان در برابر زلزله و افزایش ایستایی آن مفید باشد.

۹ – کاربرد میراگر در مقاوم سازی ساختمان

در سیستم مهاربند لرزه‌ای با استفاده از میراگر، تلاش می‌شود تا نیروهای زلزله را جذب و کنترل کرده و سازه را در برابر اثرات زلزله مقاوم کند. بنابراین، میراگرها به عنوان یکی از عناصر مهاربند لرزه‌ای در تأمین ایمنی ساختمان‌ها و سازه‌ها در برابر نیروهای زلزله مؤثر می‌باشند.

هدف اصلی از نصب میراگرها، جذب نیروهای زلزله و کاهش تحریکات لرزشی در ساختمان است. بنابراین، در هنگام وقوع زلزله، میراگرها با جذب نیروهای لرزشی و کاهش تحریکات دیده شده در ساختمان مؤثر هستند.

یکی از نوع رایج میراگرها، میراگرهای فولادی هستند که از قطعات فولادی ساخته می‌شوند. این قطعات فولادی به صورت عمودی نصب می‌شوند و در زمانی که نیروی زلزله ایجاد می‌شود، خمش‌های ایجاد شده در قطعات فولادی را جذب کرده و نیروی زلزله را به سمت پایین منتقل می‌کنند . معمولا این نوع در طبقات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند .

۱۰ –  بکارگیری مصالح FRP
مصالح FRP شامل یک ماتریس پلیمری به عنوان ماده اصلی و الیاف کربن، الیاف شیشه و یا الیاف بازالتی به عنوان ماده تقویت‌کننده می‌باشند. استفاده از این نوع مصالح در مقاوم سازی سازه‌ها، به دلیل خواص مکانیکی و فیزیکی برتری که دارند، مورد توجه قرار گرفته است.

در مقاوم سازی باربر جانبی بنایی مسلح و غیرمسلح با مصالح FRP، این مصالح به عنوان پوشش کننده بر روی سطح سازه نصب می‌شوند و به عنوان یک لایه تقویتی برای سازه عمل می‌کنند. با استفاده از مصالح FRP، می‌توان مقاومت سازه را در برابر نیروهای جانبی افزایش داد و از آسیب دیدگی سطح سازه جلوگیری کرد.

در مقاوم سازی دیوارهای برشی بتنی، نیز مصالح FRP به عنوان یک روش موثر برای تقویت و افزایش مقاومت دیوار برشی در برابر نیروهای برشی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۱۱ – بکارگیری ژاکت های فلزی و بتنی

ژاکت‌های فلزی و بتنی به عنوان پوششی بر روی سازه نصب می‌شوند تا به سازه کمک کنند که بارهای اضافی را تحمل کند و از تخریب و خرابی جلوگیری کنند.

دو روش ژاکت فلزی نصب می شود : نواری و موضعی

بسته به نیاز و شرایط مورد استفاده در روش دور پیچ، ژاکت فلزی با قرار دادن آن به صورت یک حلقه در اطراف محل نصب سازه، با استفاده از پیچ و مهره به سازه متصل می‌شود. این روش به خاطر سرعت و سهولت اجرا و همچنین کاهش هزینه مواد، معمولاً برای سازه‌های بزرگ و دارای شکل هندسی پیچیده، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در روش نواری، ژاکت فلزی با قطعات نواری که به طول مورد نظر قطع می‌شوند، به دور قسمت‌های تقویتی سازه پیچیده می‌شود. این روش برای سازه‌های دارای شکل هندسی ساده و ابعاد متوسط بکار می‌رود.

در روش موضعی، به جای پیچ و مهره، ژاکت فلزی به نقاط خاص و مشخص سازه، مانند قسمت‌های تقویتی، با استفاده از عناصر متصل کننده اتصال داده می‌شود. این روش برای زمین‌لرزه‌های شدید و نیز سازه‌های دارای مشخصات خاصی که نیاز به تقویت دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای هر یک از این روش‌ها، تکنولوژی‌های مختلفی برای ثبت و اتصال ژاکت فلزی به سازه وجود دارد. در هر صورت، هدف اصلی از مقاوم‌سازی با ژاکت فلزی، افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای خارجی و حفاظت از سازه در برابر آسیب و خرابی، می‌باشد .

در مورد ژاکت های بتنی، این نوع ژاکت ها توسط سطوح بتنی در سازه پوشانده می‌شود و باعث تقویت و افزایش مقاومت سازه می‌شود.

در کل، استفاده از ژاکت های فلزی و بتنی به عنوان روشی برای مقاوم سازی سازه‌های قدیمی و ضعیف مورد استفاده قرار می‌گیرند .

جمع بندی :
ایران به عنوان کشوری زلزله خیز شناخته می‌شود. در ایران فعالیت آموزشی فصلی رسانه‌ها و سازمان‌های مربوط به پیشگیری و مدیریت بحران زلزله با توجه به خطرات موجود، به دلیل وقوع زلزله‌های بسیاری در گذشته، بسیار حائز اهمیت است. به همین دلیل، بسیاری از شهرها و روستاهای ایران، از جمله پایتخت تهران، به منظور کاهش خسارات زلزله، با نظارت متخصصان و استفاده از روش‌های مقاومتی، ساختمان‌ها و بناهای مقاوم در برابر زلزله طراحی و ساخته شده‌است .

منبع : ویلا تو بساز

ساخت خانه باغ