:مقدمه

مقاوم‌سازی در علم نوین مهندسی عمران به معنای بالا بردن مقاومت یک سازه (ساختمان) در برابر نیروهای وارده است. امروزه از این اصـطلاح بیـشتر در مورد نیروی جانبی استفاده می‌شود. مقاوم‌سازی در مورد ساختمان‌های از پیش‌ساخته شده کاربرد دارد. اساساً برای ساختمان‌های در حال احداث رعایـت اصول و مقررات فنی لازم می‌باشد و مقاوم‌سازی معنای خاصی در برندارد. لذا لازم است مخاطبین به این امر مهم توجه داشته باشند که وقتی صحبت از مقاوم‌سازی می‌شود، در مورد ساختمان‌های قدیمی و جدید ساخته‌شده صحبت می‌شود و ساختمان‌هایی که هنوز ساخته نشده‌اند در ایـن مقولـه مـوردبررسی قرار نمی‌گیرند

:تعریف

از دیدگاه علمی اصطلاح مقاوم‌سازی به‌طورقطع بالا بردن مقاومت در برابر نیروی زلزله نیست. بلکه منظور بهبود عملکـرد اجـزاء سـازه (ساختمان) در برابر نیروی زلزله است. به همین دلیل اصطلاح بهسازی و در حالت خاص برای نیروی زلزله، بهسازی لرزه‌ای اصطلاح درست‌تری است. بهسازی در لغت به مفهوم اصلاح و اعاده وضع چیزی و در صنعت ساختمان به مفهـوم احیـاء یـا افـزودن قابلیـت بهره‌برداری ساختمان و افزایش طول عمر مفید آن است. به عبارت دقیق‌تر بهسازی به مجموعه تمهیدات و عملیاتی گفته می‌شود کـه قابلیـت انجام‌وظیفه یا وظایفی را در ساختمان ایجاد می‌کند که سازه در وضع موجود قادر به انجام تمام و کمال آن‌ها نیست. بـشر کنـونی نمی‌تواند از وقوع زلزله جلوگیری نماید؛ اما می‌تواند با بکار گیری یکسری روش‌ها از به وجود آمدن خسارات مالی و فجایع انسانی و همچنین آسیب‌هایی که ممکن است در طولانی‌مدت در اثر وقوع زلزله به وجود آید جلوگیری نماید. یکی از این روش‌ها مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزلـه اسـت

 در بهسازی لرزه‌ای هدف، برابر ساختن ظرفیت سازه با نیاز لرزه‌ای است که می‌توان با افزایش ظرفیت سازه و یا با کاهش نیاز لرزه‌ای به این هدف رسید

افرایش ظرفیت سازه با افزایش سختی و مقاومت آن امکان‌پذیر است که به آن مقاوم‌سازی میگویند

…کاهش نیاز لرزه‌ای سازه نیز می‌تواند از طرق مختلف انجام شود مانند افزایش شکل‌پذیری، کاهش جرم، کاهش نامنظمی و استفاده از تکنولوژی‌های نوین طرح لرزه‌ای مانند استفاده از جداسازی لرزه‌ای، میراگرها و

در ارائه طرح بهسازی، مهندس بهساز بایستی به دو مقوله اجرایی و اقتصادی بودن طرح فوق‌العاده توجه کند. چراکه بهسازی لرزه‌ای حرکت بر لبه تیغ است

چنانچه مهندس بهساز در طرح خود از تمامی ظرفیت سازه استفاده نکرده باشد طرح توجیه اقتصادی خود را ازدست‌داده و نوسازی بر بهسازی ارجحیت میابد

لازم به ذکر است با استفاده از تحلیل‌های غیرخطی می‌توان از ظرفیت سازه به‌طور کامل استفاده کرد

:مراحل انجام مقاوم‌سازی به این صورت است

م 1 .ابتدا بازرسی از ساختمان و ارزیابی اولیه و کیفی انجام می‌شود
م 2 . بازرسی کامل و مطالعات کمی: در این مرحله احتمالاً انجام برخی آزمایشات یا کنده‌کاری‌ها در ساختمان ضروری است. در این مرحله نیاز یا عدم نیاز ساختمان به مقاوم‌سازی مشخص می‌شود
.م 3 . ارائه طرح مقاوم‌سازی: پس از انجام مطالعات کمی و در صورت نیاز، طرح مقاوم‌سازی ساختمان به‌صورت نقشه و دستور کار ارائه می‌شود

:م 4 . اجرای طرح مقاوم‌سازی

ممکن است در این مرحله برخی از قسمت‌های ساختمان به‌صورت موقت تخلیه شود. در ساختمان‌های شخصی بسته بـه نـوع سـاختمان و تعداد طبقات و … ممکن است نیاز به تخلیه کامل ساختمان باشد

:از دیدگاه علمی تمام ساختمان‌هایی که بر اساس اصول و ضوابط حال حاضر آیین‌نامه‌های طراحی ساختمان‌ها اجرانشده‌اند نیاز به مقاوم‌سازی دارند، که خود دودسته‌اند

م 1 . آن‌هایی که قبل از تدوین آیین‌نامه‌های مربوط طراحی و اجراشده‌اند و در زمان اجرای آن‌ها آیین‌نامه‌ها و مقررات موردنیاز در کشور وجود نداشت

م 2 . آن‌هایی که در سال‌های اخیر ساخته‌شده‌اند اما متأسفانه به دلیل قصور کارفرمایان و عـدم اطـلاع آن‌ها از اصـول ساخت‌وساز، دسـت مهندسان متعهد را از کار کوتاه کرده (و می‌کنند) و به همین دلیل مسائل فنی لازم رعایت نمی‌شود و یا به دلیل عدم دسترسی به مصالح و دانش فنی مناسب (در روستاها و مناطق دورافتاده) امکان رعایت اصول فنی وجود ندارد. از دیدگاه عملـی، امکـان مقاوم‌سازی تمـام این‌گونه ساختمان‌ها به لحاظ زمان، هزینه و راهکار اجرایی وجود ندارد، چراکه به‌این‌ترتیب تقریباً باید تمام کشور را دوباره ساخت. بنابراین باید مقاوم‌سازی را محدودتر کرد. در این رابطه جا دارد ساختمان‌ها را به چهار دسته تقسیم کنیم

م 1 . ساختمان‌های حیاتی که به دلیل نوع کاربری و استفاده‌ای که دارند امکان انتقال تجهیزات را نداشته و از طرفی باید عملکرد خود را بعد از زلزله نیز حفظ کنند، مانند مراکز درمانی، ایستگاه‌های مخابراتی و تلویزیونی، مراکز امنیتی، پالایشگاه‌ها و

. م 2 . ساختمان‌هایی که در حال حاضر شرایط خاصی ندارند اما بعد از زلزله به‌عنوان مراکز خدماتی و کمک‌رسانی موردنیاز می‌باشند و لازم است حتماً سرپا باشند مانند برخی سوله‌ها، مساجد، مدارس، مراکز مدیریت کلان، مراکز مدیریت بحران و

.م 3 . ساختمان‌هایی که قبل و بعد از زلزله اهمیت خاصی ندارند ولی در صورت آسیب تلفات جانی زیادی در پی خواهد داشـت، ماننـد مراکز عمومی، استادیوم، برج‌ها و

.م 4 . ساختمان‌های معمولی که هیچ‌کدام از موارد فوق را شامل نمی‌شود، مانند منازل مسکونی، ساختمان‌های اداری و تجاری معمولی و…اهمیت و نیاز مقاوم‌سازی از دیدگاه کلان به ترتیب از شماره یک آغاز و تا شماره چهار کاهش پیدا می‌کند. مقاوم‌سازی دسته یـک و دو کاملاً به عهده و وظیفه دولت می‌باشد. دسته سوم بین دولت و کارفرمایان خصوصی (مردم) مشترک بوده و دسته چهارم کاملاً بـه عهـده مردم می‌باشد. نکته مهم در اینجاست که در مقاوم‌سازی دسته یک و دو تقریباً تأثیر مستقیم در کاهش تلفات زلزله نداشته و تنها مقاوم‌سازی دسته سه و چهار است که در کاهش مستقیم تلفات زلزله نقش دارند؛ اما بدیهی است که هزینه و زمان لازم برای مقاوم‌سازی دسته سه و چهار به‌قدری زیاد است که عملاً این امر را غیرممکن ساخته و به همین دلیل است که توجه دولت به دسته یک و دو و در موارد کمی به دسـته سوم معطوف شده است. درنتیجه به اینجا می‌رسیم که در حال حاضر که دولت دست‌به‌کار مقاوم‌سازی شده است باید توجـه خـود را معطوف به ساختمان‌هایی بکند که یا در دسته یک هستند و یا در دسته دو و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها و مراکز شخصی بـه عهـده خـود افراد است و دولت صرفاً می‌تواند تسهیلات و قوانین لازم را در اختیار قرار دهد
روش و هزینه انجام مقاوم‌سازی: در حال حاضر در کشور ما تنها مرجع مقاوم‌سازی دستورالعملی است که توسط سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور با همکاری پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تحت عنوان دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود تدوین‌شده است. متأسفانه روش اجرای این دستورالعمل هنوز به‌طور کامل برای کارشناسانی که از آن استفاده می‌کنند مشخص نیست و هنوز مراکز
مختلف در خصوص نحوه استفاده از آن توافق ندارند و متخصصان امر به سلیقه خود آن را اجرا می‌نمایند. هرچند سازمان مدیریت با برگزاری دوره‌هایی سعی دارد آموزش‌های لازم را به کارشناسان بدهد، ولی برای ساختمان‌های شخصی هنوز تجربه مقاوم‌سازی کاملی وجود ندارد. اگرچه مراجعه به مهندسانی که قبلاً این کار را در پروژه‌های دولتی انجام داده‌اند می‌تواند مفید باشد ارزیابی و بهسازی ساختمان موردبررسی قرار می‌گیرند

ملاحظه ویژگی‌های فنی

ویژگی‌های فنی ساختمان قبل از اقدام به هرگونه عملیات اجرایی بهسازی لرزه‌ای ساختمان باید توسط طراح و با هماهنگی کارفرما موردبررسی و ملاحظه قرار گیرند. این ویژگی‌ها می‌تواند شامل: مشخصات اجزای سازه‌ای و غیر سازه‌ای ساختمان‌، سطوح خطر زلزله در محل ساختمان، نتایج اولیه‌ی ارزیابی مقاومت لرزه‌ای، تاریخچه‌ی بهره‌برداری گذشته و آینده‌ی ساختمان، ارزیابی نیاز و خواسته‌های بهره‌بردار، ملاحظات اقتصادی، اجتماعی و مقررات و قوانین حاکم باشد

انتخاب هدف بهسازی لرزه‌ای ساختمان

انتخاب هدف بهسازی لرزه‌ای ساختمان از مراحل اولیه و درعین‌حال حائز اهمیت در فرآیند مطالعات بهسازی است. لازم است طراح با بررسی دقیق و اخذ دیدگا‌ه‌های بهره‌بردار و کارفرمای پروژه، توجه به میزان اهمیت و وضعیت کاربری حاضر و پس از بهسازی ساختمان‌، ضمن ارائه گزارش فنی لازم، هدف بهسازی را انتخاب و پیشنهاد نماید. پس از ارائه گزارش فنی مبنی بر دلایل انتخاب هدف بهسازی، موارد به تصویب کارفرما می‌رسد

نیاز یا عدم نیاز به بهسازی لرزه‌ای ساختمان

ساختمان‌هایی که یکی از شرایط زیر را داشته باشند نیازی به بهسازی لرزه‌ای ندارند. ساختمان‌هایی که مطابق مستندات و اطلاعات وضعیت موجود، با توجه به درجه‌ی اهمیت آن‌ها بر اساس آخرین ویرایش استاندارد ۲۸۰۰ ایران طراحی و با نظارت و مستندات کافی اجراشده باشند، نیازی به ارزیابی و بهسازی لرزه‌ای ‌ندارند، مگر آنکه درجه‌ی اهمیت فعلی آن‌ها بیش از میزان مفروض در طراحی اولیه‌ی آن‌ها بوده‌ یا سطح خطر زلزله موردنظر از سطح خطر موجود در طراحی اولیه مطابق آن استاندارد بیشتر باشد

راهبردهای بهسازی لرزه‌ای ساختمان

هدف بهسازی با به کار بستن معیارهای بهسازی لرزه‌ای ساختمان بر اساس راهبردی که نواقص ملاحظه شده در تحلیل لرزه‌ای را برطرف نماید، حاصل می‌شود. هر معیار بهسازی باید به‌طور توأم با دیگر معیارهای بهسازی مورد ارزیابی قرار گیرد به‌نحوی‌که سازه موجود مستقلاً از تأمین سطح عملکرد موردنظر ساختمان برای سطح خطر لرزه‌ای انتخابی در قالب طرح بهسازی، اطمینان دهد. با اتخاذ روش کلی و راهبرد بهسازی لرزه‌ای و به کار بستن معیارهای بهسازی می‌توان به سطح عملکرد موردنظر ساختمان و تأمین هدف بهسازی دست‌یافت

راهبردهای زیر را می‌توان به‌صورت منفرد یا در ترکیب با یکدیگر برای بهسازی لرزه‌ای ساختمان به کار گرفت

‌اصلاح موضعی اجزای سازه که دارای عملکرد نامناسبی در زلزله هستند‌

م – حذف یا کاهش بی‌نظمی در ساختمان موجود‌

 ‌‌م – تأمین سختی جانبی لازم برای کل سازه‌

م‌ – تأمین مقاومت لازم برای کل سازه‌

م‌ – کاهش جرم ساختمان‌

م‌ – به‌کارگیری سیستم‌های جداساز لرزه‌ای‌

م‌ – به‌کارگیری سیستم‌های غیرفعال اتلاف انرژی‌

‌تغییر کاربری ساختمان –  

تحلیل خطر و تعیین زلزله تعیین‌کننده –  

تحلیل خطر احتمالی با انتگرال‌گیری تلفیقی از مدل‌های احتمالی چشمه‌های لرزه‌ای و پارامترهای لرزه‌خیزی و رابطه‌‌ کاهندگی انجام می‌شود تا منحنی خطر (احتمال فرا گذشت برحسب پارامتر حرکت قوی زمین) به دست آید

‌انتخاب و اعتبارسنجی نرم‌افزار مناسب برای انجام فرآیند انتگرال‌گیری تحلیل خطر –

 مدل‌سازی مناسب کلیه منابع انتشار عدم قطعیت‌های ذاتی و تصادفی و در نظر گرفتن تأثیر آن‌ها –

تحلیل حساسیت نتایج تحلیل خطر به منابع عمده عدم قطعیت –

‌- تحلیل تفکیک لرزه‌ای به‌منظور تعیین زلزله تعیین‌کننده در ساختگاه –

برآورد شتاب طرح در سطوح خطر ۱ و ۲ –

تهیه طیف طبق روش موردنظر –

سیستم سازه‌ای و پیکربندی ساختمان

اطلاعات مربوط به سیستم سازه‌ای و پیکربندی ساختمان موجود شامل نوع، هندسه، ابعاد مقاطع، تعداد و آرایش میلگرد در مقاطع بتنی، جزئیات اتصال اعضا و اجزای سیستم باربر ثقلی و جانبی و همچنین اجزای غیر سازه‌ای که مؤثر در میزان سختی و مقاومت سازه هستند، باید جمع‌آوری شود. همچنین اعضای اصلی و غیر اصلی سازه باید تعیین و اطلاعات موردنیاز هر نوع با جزئیات کافی برای مدل‌سازی و تحلیل سازه جمع‌آوری و ارائه شود.

روش‌های آزمایش برای ارزیابی و مطالعات بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌ها

ارزیابی آسیب‌پذیری لرزه‌ای و انجام مطالعات بهسازی لرزه‌ای ساختمان نیازمند در اختیار داشتن اطلاعات کافی متناسب با ضوابط هر مرحله است. اطلاعات موردنیاز در دو گروه اصلی قرار دارند‌.

م 1 .اطلاعات مربوط به خصوصیات لرزه‌ای ساختمان شامل زمان تناوب و نسبت میرایی

م 2 .اطلاعات مربوط به مشخصات مصالح به‌کاررفته در سازه ساختمان

تعیین خصوصیات لرزه‌ای ساختمان

اگرچه با توجه به امکانات نرم‌افزاری موجود و ضوابط ارائه‌شده در آیین‌نامه‌ها امکان محاسبه‌ی زمان تناوب هر نوع سازه به‌صورت تحلیلی وجود دارد و نسبت میرایی ساختمان نیز بسته به نوع سازه، اتصالات و مصالح آن از مراجع مربوطه قابل‌استخراج است، لیکن درصورتی‌که بسته به شرایط ساختگاه، حساسیت پروژه و امکانات کارفرما، تعیین خصوصیات لرزه‌ای واقعی ساختمان‌ها ضرورت یابد، می‌توان با استفاده از روش ثبت ارتعاشات محیطی در این خصوص اقدام نمود. بدیهی است آزمایش باید با استفاده از دستگاه کالیبره شده مورد تائید و توسط افراد باتجربه انجام پذیرد و اطلاعات ثبت‌شده توسط کارشناس مجرب با استفاده از نرم‌افزار مربوطه تحلیل و نتیجه‌گیری شود

مدل‌سازی تحلیلی ساختمان

اطلاعات جمع‌آوری‌شده از بررسی وضعیت موجود ساختمان باید در تهیه‌ی مدل تحلیلی ساختمان و برآورد رفتار لرزه‌ای آن مورداستفاده قرار گیرد. هرگاه در بازرسی وضعیت موجود، هیچ‌گونه خسارت، تغییر و یا انحرافی در مقایسه با نقشه‌های اجرایی مشاهده نشود، در مد‌ل‌سازی، مقاطع اعضا کاملاً مطابق با نقشه‌های اجرایی در نظر گرفته خواهند شد؛ اما در صورت وجود تفاوت و یا موجود نبودن نقشه‌های اجرایی، مبنای مد‌ل‌سازی بر اساس ابعاد اندازه‌گیری شده در بازرسی وضعیت موجود خواهد بود

:نتیجه‌گیری
ازآنچه گذشت نتیجه می‌شود که به دلایل مختلف، ترمیم، تعمیر و تقویت سازه‌ها ضرورت می‌یابد و به کمک ایـن عملیـات می‌توان از سرعت پیر شدن سازه‌ها کاسته، از تنزل حاشیه ایمنی و قابلیت بهره‌برداری آن‌ها جلوگیری نمود و عمر مفیدشان را افـزایش داد. امـا بایـد توجه داشت علیرغم اینکه این عملیات کارساز بوده و از طریق انجام آن‌ها افزایش حاشیه ایمنی و تقلیل سرعت پیر و کهنه شـدن سـاختمان میسر است، ولی به‌طورکلی، عملیات‌ترمیم، تعمیر و تقویت و بازسازی عمدتاً جنبه زدوخوردی دارد و معمولاً بـسیار دست‌وپا گیـر، طولانی و پرخرج است و با توجه به اینکه عملیات به عوامل متعددی بستگی دارد، که برخی از عوامل مزبور تا قبل از شروع عملیات اجرایی قابل حدس و شناسایی نیستند، اغلب نمی‌توان پیشاپیش مدت‌زمان لازم برای انجام عملیات و هزینـه مربوطـه را به‌درستی بـرآورد نمـود
مجموعه این نکات منفی ایجاب می‌نماید که برخورد با عملیات بهسازی، بااحتیاط انجام گیرد و سعی گردد نیاز به عملیات‌ترمیم، تعمیر و تقویت سازه ساختمان‌ها به حداقل رسانده شود. برای این منظور باید از لحظه شروع طراحی مسئله کهنه شدن ساختمان مدنظر باشد

:مراجع
.م 1 . دکتر مهدی قالیبافیان، چگونگی رفع نواقص و معایب به وجود آمده در سازه‌های بتنی، چهارمین دوره آموزش مبانی مهندسی زلزله
. م 2 . دکتر علی صدر ممتازی، جزوه درسی ترمیم ساختمان، دانشگاه گیلان، دانشکده فنی
. م 3 . احسان ثابت، مجید زمانی، احسان نبوتی، سراب مقاوم‌سازی، اولین همایش بین‌المللی مقاوم‌سازی لرزه‌ای
م 4 . محمدرضا معینی، سید محمدمهدی غفوری، بررسی آسیب‌های اجتماعی و بزهکاری جوانان پـس از زلزلـه و ضـرورت انجـام عملیـات مقاوم‌سازی، اولین همایش بین‌المللی مقاوم‌سازی لرزه‌ای
م 5 . سید محمدمهدی غفوری، محمدرضا معینی، جلوگیری از اختلالات روانی و استرس در افراد بحران‌زده از طریق مقاوم‌سازی و مدیریت قبل از بحران، اولین همایش بین‌المللی مقاوم‌سازی لرزه‌ای