:مقدمه

مقاوم‌سازی در علم نوين مهندسي عمران به معناي بالا بردن مقاومت يك سازه (ساختمان) در برابر نيروهاي وارده است. امروزه از اين اصـطلاح بيـشتر در مورد نيروي جانبي استفاده می‌شود. مقاوم‌سازی در مورد ساختمان‌های از پیش‌ساخته شده كاربرد دارد. اساساً براي ساختمان‌های در حال احداث رعايـت اصول و مقررات فني لازم می‌باشد و مقاوم‌سازی معناي خاصي در برندارد. لذا لازم است مخاطبين به اين امر مهم توجه داشته باشند كه وقتي صحبت از مقاوم‌سازی می‌شود، در مورد ساختمان‌های قديمي و جديد ساخته‌شده صحبت می‌شود و ساختمان‌هایی كه هنوز ساخته نشده‌اند در ايـن مقولـه مـوردبررسي قرار نمی‌گیرند

:تعریف

از ديدگاه علمي اصطلاح مقاوم‌سازی به‌طورقطع بالا بردن مقاومت در برابر نيروي زلزله نيست. بلكه منظور بهبود عملكـرد اجـزاء سـازه (ساختمان) در برابر نيروي زلزله است. به همين دليل اصطلاح بهسازي و در حالت خاص براي نيروي زلزله، بهسازي لرزه‌ای اصطلاح درست‌تری است. بهسازي در لغت به مفهوم اصلاح و اعاده وضع چيزي و در صنعت ساختمان به مفهـوم احيـاء يـا افـزودن قابليـت بهره‌برداری ساختمان و افزايش طول عمر مفيد آن است. به عبارت دقیق‌تر بهسازي به مجموعه تمهيدات و عملياتي گفته می‌شود كـه قابليـت انجام‌وظیفه يا وظايفي را در ساختمان ايجاد می‌کند كه سازه در وضع موجود قادر به انجام تمام و كمال آن‌ها نيست. بـشر كنـوني نمی‌تواند از وقوع زلزله جلوگيري نمايد؛ اما می‌تواند با بكار گيري يكسري روش‌ها از به وجود آمدن خسارات مالي و فجايع انساني و همچنين آسیب‌هایی كه ممكن است در طولانی‌مدت در اثر وقوع زلزله به وجود آيد جلوگيري نمايد. يكي از اين 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 اين صورت است

م 1 .ابتدا بازرسي از ساختمان و ارزيابي اوليه و كيفي انجام می‌شود
م 2 . بازرسي كامل و مطالعات كمي: در اين مرحله احتمالاً انجام برخي آزمايشات يا کنده‌کاری‌ها در ساختمان ضروري است. در اين مرحله نياز يا عدم نياز ساختمان به مقاوم‌سازی مشخص می‌شود
.م 3 . ارائه طرح مقاوم‌سازی: پس از انجام مطالعات كمي و در صورت نياز، طرح مقاوم‌سازی ساختمان به‌صورت نقشه و دستور كار ارائه می‌شود

:م 4 . اجراي طرح مقاوم‌سازی

ممكن است در اين مرحله برخي از قسمت‌های ساختمان به‌صورت موقت تخليه شود. در ساختمان‌های شخصي بسته بـه نـوع سـاختمان و تعداد طبقات و … ممكن است نياز به تخليه كامل ساختمان باشد

:از ديدگاه علمي تمام ساختمان‌هایی كه بر اساس اصول و ضوابط حال حاضر آیین‌نامه‌های طراحي ساختمان‌ها اجرانشده‌اند نياز به مقاوم‌سازی دارند، كه خود دودسته‌اند

م 1 . آن‌هایی كه قبل از تدوين آیین‌نامه‌های مربوط طراحي و اجراشده‌اند و در زمان اجراي آن‌ها آیین‌نامه‌ها و مقررات موردنیاز در كشور وجود نداشت

م 2 . آن‌هایی كه در سال‌های اخير ساخته‌شده‌اند اما متأسفانه به دليل قصور كارفرمايان و عـدم اطـلاع آن‌ها از اصـول ساخت‌وساز، دسـت مهندسان متعهد را از كار كوتاه كرده (و می‌کنند) و به همين دليل مسائل فني لازم رعايت نمی‌شود و يا به دليل عدم دسترسي به مصالح و دانش فني مناسب (در روستاها و مناطق دورافتاده) امكان رعايت اصول فني وجود ندارد. از ديدگاه عملـي، امكـان مقاوم‌سازی تمـام این‌گونه ساختمان‌ها به لحاظ زمان، هزينه و راهكار اجرايي وجود ندارد، چراکه به‌این‌ترتیب تقریباً بايد تمام كشور را دوباره ساخت. بنابراين بايد مقاوم‌سازی را محدودتر كرد. در اين رابطه جا دارد ساختمان‌ها را به چهار دسته تقسيم كنيم

م 1 . ساختمان‌های حياتي كه به دليل نوع كاربري و استفاده‌ای كه دارند امكان انتقال تجهيزات را نداشته و از طرفي بايد عملكرد خود را بعد از زلزله نيز حفظ كنند، مانند مراكز درماني، ایستگاه‌های مخابراتي و تلويزيوني، مراكز امنيتي، پالایشگاه‌ها و

. م 2 . ساختمان‌هایی كه در حال حاضر شرايط خاصي ندارند اما بعد از زلزله به‌عنوان مراكز خدماتي و کمک‌رسانی موردنیاز می‌باشند و لازم است حتماً سرپا باشند مانند برخي سوله‌ها، مساجد، مدارس، مراكز مديريت كلان، مراكز مديريت بحران و

.م 3 . ساختمان‌هایی كه قبل و بعد از زلزله اهميت خاصي ندارند ولي در صورت آسيب تلفات جاني زيادي در پي خواهد داشـت، ماننـد مراکز عمومی، استاديوم، برج‌ها و

.م 4 . ساختمان‌های معمولي كه هیچ‌کدام از موارد فوق را شامل نمی‌شود، مانند منازل مسكوني، ساختمان‌های اداري و تجاري معمولي و…اهميت و نياز مقاوم‌سازی از ديدگاه كلان به ترتيب از شماره يك آغاز و تا شماره چهار كاهش پيدا می‌کند. مقاوم‌سازی دسته يـك و دو کاملاً به عهده و وظيفه دولت می‌باشد. دسته سوم بين دولت و كارفرمايان خصوصي (مردم) مشترك بوده و دسته چهارم کاملاً بـه عهـده مردم می‌باشد. نكته مهم در اينجاست كه در مقاوم‌سازی دسته يك و دو تقریباً تأثیر مستقيم در كاهش تلفات زلزله نداشته و تنها مقاوم‌سازی دسته سه و چهار است كه در كاهش مستقيم تلفات زلزله نقش دارند؛ اما بديهي است كه هزينه و زمان لازم براي مقاوم‌سازی دسته سه و چهار به‌قدری زياد است كه عملاً اين امر را غیرممکن ساخته و به همين دليل است كه توجه دولت به دسته يك و دو و در موارد كمي به دسـته سوم معطوف شده است. درنتیجه به اينجا می‌رسیم كه در حال حاضر كه دولت دست‌به‌کار مقاوم‌سازی شده است بايد توجـه خـود را معطوف به ساختمان‌هایی بكند كه يا در دسته يك هستند و يا در دسته دو و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها و مراكز شخصي بـه عهـده خـود افراد است و دولت صرفاً می‌تواند تسهيلات و قوانين لازم را در اختيار قرار دهد
روش و هزينه انجام مقاوم‌سازی: در حال حاضر در كشور ما تنها مرجع مقاوم‌سازی دستورالعملي است كه توسط سازمان مديريت و برنامه‌ریزی كشور با همكاري پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسي زلزله، تحت عنوان دستورالعمل بهسازي لرزه‌ای ساختمان‌های موجود تدوین‌شده است. متأسفانه روش اجراي اين دستورالعمل هنوز به‌طور كامل براي كارشناساني كه از آن استفاده می‌کنند مشخص نيست و هنوز مراكز
مختلف در خصوص نحوه استفاده از آن توافق ندارند و متخصصان امر به سليقه خود آن را اجرا می‌نمایند. هرچند سازمان مديريت با برگزاري دوره‌هایی سعي دارد آموزش‌های لازم را به كارشناسان بدهد، ولي براي ساختمان‌های شخصي هنوز تجربه مقاوم‌سازی كاملي وجود ندارد. اگرچه مراجعه به مهندساني كه قبلاً اين كار را در پروژه‌های دولتي انجام داده‌اند می‌تواند مفيد 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

حذف یا کاهش بی‌نظمی در ساختمان موجود‌

-تأمین سختی جانبی لازم برای کل سازه‌

-تأمین مقاومت لازم برای کل سازه‌

-کاهش جرم ساختمان‌

-به‌کارگیری سیستم‌های جداساز لرزه‌ای‌

 -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 نتيجه می‌شود كه به دلايل مختلف، ترميم، تعمير و تقويت سازه‌ها ضرورت می‌یابد و به كمك ايـن عمليـات می‌توان از سرعت پير شدن سازه‌ها كاسته، از تنزل حاشيه ايمني و قابليت بهره‌برداری آن‌ها جلوگيري نمود و عمر مفيدشان را افـزايش داد. امـا بايـد توجه داشت عليرغم اينكه اين عمليات كارساز بوده و از طريق انجام آن‌ها افزايش حاشيه ايمني و تقليل سرعت پير و كهنه شـدن سـاختمان ميسر است، ولي به‌طورکلی، عملیات‌ترمیم، تعمير و تقويت و بازسازي عمدتاً جنبه زدوخوردی دارد و معمولاً بـسيار دست‌وپا گيـر، طولاني و پرخرج است و با توجه به اينكه عمليات به عوامل متعددي بستگي دارد، كه برخي از عوامل مزبور تا قبل از شروع عمليات اجرايي قابل حدس و شناسايي نيستند، اغلب نمی‌توان پيشاپيش مدت‌زمان لازم براي انجام عمليات و هزينـه مربوطـه را به‌درستی بـرآورد نمـود
مجموعه اين نكات منفي ايجاب می‌نماید كه برخورد با عمليات بهسازي، بااحتیاط انجام گيرد و سعي گردد نياز به عملیات‌ترمیم، تعمير و تقويت سازه ساختمان‌ها به حداقل رسانده شود. براي اين منظور بايد از لحظه شروع طراحي مسئله كهنه شدن ساختمان مدنظر باشد

:مراجع
.م 1 . دكتر مهدي قاليبافيان، چگونگي رفع نواقص و معايب به وجود آمده در سازه‌های بتني، چهارمين دوره آموزش مباني مهندسي زلزله
. م 2 . دكتر علي صدر ممتازي، جزوه درسي ترميم ساختمان، دانشگاه گيلان، دانشكده فني
. م 3 . احسان ثابت، مجيد زماني، احسان نبوتي، سراب مقاوم‌سازی، اولين همايش بین‌المللی مقاوم‌سازی لرزه‌ای
م 4 . محمدرضا معيني، سيد محمدمهدی غفوري، بررسي آسیب‌های اجتماعي و بزهكاري جوانان پـس از زلزلـه و ضـرورت انجـام عمليـات مقاوم‌سازی، اولين همايش بین‌المللی مقاوم‌سازی لرزه‌ای
م 5 . سيد محمدمهدی غفوري، محمدرضا معيني، جلوگيري از اختلالات رواني و استرس در افراد بحران‌زده از طريق مقاوم‌سازی و مديريت قبل از بحران، اولين همايش بین‌المللی مقاوم‌سازی لرزه‌ای