بهسازی لرزه ای

روش های بهسازی لرزه ای ساختمان

استحکام بخشی و تقویت سازه ها یکی از قدم های اساسی برای کاهش خسارات است . به عنوان مثال برای کاهش خسارات ناشی از زلزله که بخشی جداناپذیری از حوادث طبیعی است ، به برنامه ریزی های بنیادی نیاز است.تجربه ثابت کرده است که حتی زلزله های کم شدت نیز تاثیرات مخربی بر سازه های تاریخی دارد. مقاوم سازی شامل یهسازی لرزه ای ساختمان های موجود ، و ایمن شدن تحت نیرو های احتمالی زلزله های آینده می باشد .رفتار لرزه ای ساختمان های موجود تحت تاثیر عدم کفایت سازه اصلی ، افت مقاومت مصالح قدیمی و فرسوده شدن المان های باربر در طول مدت عمر ساختمان می باشد.نوسازی کامل این ساختمان ها اکثرا به لحاظ مسائل مالی غیر ممکن می باشد . بنابر این بهسازی ساختمان های صدمه دیده و ندیده یک نیاز مبرم است .بهسازی لرزه ای شامل تقویت سازه می باشد و مقاوم سازی و بهسازی سازه بدون تجزیه ، تحلیل و محاسبات مهندسی و انجام آزمایشات متعدد امکان پذیز نمی باشد.

 

نیاز یا عدم نیاز به بهسازی
ساختمان هایی که با توجه به درجه ی اهمیت آنها براساس آخرین ویرایش استاندارد ۲۸۰۰ ایران طراحـی لـرزه ای و اجـرا شـده باشند، نیازی به ارزیابی و بهسازی لرزهای براساس این دستورالعمل ندارند مگر آنکه درجـهی اهمیـت فعلـی آنهـا بـیش از میـزان مفروض در طراحی اولیهی آن ها بوده و یا سطح خطر مدنظر با سطح خطر موجود در طراحی اولیه با اسـتاندارد ۲۸۰۰ ایـران متفـاوت باشد. ساختمانهایی که برطبق شرایط فوق قرار است مشمول این دستور العمل نباشند باید دارای کلیـهی اطلاعـات سـاختمانی لازم (اعم از دفترچه ی محاسبات، نقشه های اجرایی و …) باشند.

راهکار های بهسازی
راهکارهای زیر را میتوان به صورت منفرد یا در ترکیب با یکدیگر برای بهسازی ساختمان بهکار گرفت:
-۱ اصلاح موضعی اجزای سازه که دارای عملکرد نامناسبی در زلزله هستند؛
-۲ حذف یا کاهش بی نظمی در ساختمان موجود؛
-۳ تامین سختی جانبی لازم برای کل سازه؛
-۴ تامین مقاومت لازم برای کل سازه؛
-۵ کاهش جرم ساختمان؛
-۶ بهکارگیری سیستمهای جداساز لرزهای؛
-۷ بهکارگیری سیستمهای غیرفعال اتلاف انرژی؛
-۸ تغییر کاربری ساختمان

روش های مختلفی برای تقویت و بهسازی لرزه ای ساختمانها وجود دارد که با توجه وضعیت ساختمان نسبت به اقدام نمود.این روش ها عبارت اند از:

۱) افزایش ظرفیت سازه

•  افزایش سختی سازه
•  افزایش مقاومت سازه

مقاومت و سختی یک سازه بستگی به آرایش هندسی اعضا، مشخصات هندسی مقطع اعضا و مصالح بکار رفته دارد.

۲) کاهش نیاز لرزه ای:

•  افزایش شکل پذیری
• کاهش جرم
• کاهش نامنظمی
• استفاده از شیوه های نوین دمپر و سیستم های جداساز لرزه ای

بهسازی لرزه ای به معنای بهبود بخشیدن به وضعیت لرزه ای ساختمان های موجود می باشد به گونه ای که هدف اصلی در بهسازی برابر ساختن ظرفیت ساختمان با نیاز لرزه ای است. این امر با افزایش ظرفیت سازه که همراه با افزایش سختی(بادبند و دیوار برشی و…) و مقاومت سازه(ژاکت بتنی و فولادی وFRP و…) است که به آن مقاوم سازی می گوییم؛ و یا کاهش نیاز لرزه ای مانند افزایش شکل پذیری، کاهش جرم و کاهش نامنظمی، استفاده از دمپر، جداساز و… میسر می باشد.افزایش ظرفیت سازه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان
افزایش ظرفیت سازه همراه با افزایش سختی سازه در ارتفاع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
همانطور که می دانیم به مقاومت سازه در برابر تغییر مکان سختی سازه ای می گویند.

انواع سختی ها:

• سختی محوری:سختی محوری میله ای به طول L وسطح مقطع A ومدول یانگ E
• سختی خمشی : این سختی تنها تغییر مکانهای ناشی از خمش را در نظر می گیرد.
• سختی برشی: این سختی شامل تغییر مکان های ناشی از برش می باشد. این سختی برای سازه های با تغییر شکل برشی قابل ملاحظه هستند. مانند دیوار برشی

 

۱) استفاده از سیستم های لوله ای در ساخت ساختمان های مرتفع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:

در ساخت ساختمان های مرتفع(با بیش از ۴۰ طبقه) باید به داشتن سختی مناسب توجه بسیاری داشت زیرا در صورت نداشتن سختی لازم نیرو های جانبی اعم از نیروی باد و زلزله طبقات بالایی سازه را می تواند به راحتی مانند آونگ به حرکت در آورد. لذا سیستم قاب‌های خمشی برای ساختمان‌های بلند مرتبه گزینه مناسبی نیست زیرا تامین سختی جانبی مورد نیاز چنین ساختمان‌هایی تقریبا غیر ممکن می باشد. در نتیجه برای ساختن ساختمان های مرتفع طرحی جدید با نام سیستم لوله ای ارائه گشته است. این سیستم شامل دو قاب داخلی و قاب خارجی می باشد که قاب داخلی(هسته) می‌تواند مجموعه‌ای از تیر و ستون با بتن مسلح و یا دیوارهای برشی باشد که جایگاه قرارگیری آسانسور، پله و تاسیسات یک سازه است. در قاب خارجی نیز دیوار های لوله این سیستم ترکیبی از ستون‌های نزدیک به هم(۲ تا ۴ متر) و تیرهای عمیق است که در محیط پیرامونی ساختمان قرار گرفته‌اند. مصالح مصرفی در ساخت این سیستم فولاد، بتن و ترکیبی از آن دو نیز می تواند باشد. صلبیت این سیستم آن چنان بالا می باشد که به تنهایی همچون عملکرد تیر طره ای توخالی می تواند در برابر بار های جانبی مقاومت کند در نتیجه مهار بندی‌های قطری یا دیوارهای برشی داخلی حذف می‌شوند. از دیگر مزیت های این سیستم این است که در اکثر موارد مقدار مصالح مصرف شده برای سازه‌ در هر متر مربع، نصف مقدار مصالح مصرف شده در ساختمان‌های قابی با ارتفاع مشابه است. در نتیجه علاوه بر بالا بردن سختی و مقاومت پیچشی ساختمان با کاهش چشمگیر وزن مصالح مصرفی، مجوز افزایش ارتفاع ساختمان را می دهد.
معایب سیستم لوله‌ای:( توزیع تنش در پدیده لنگی برشی)
همانطور که می دانیم سیستم لوله ای از دو قاب داخلی(هسته) که باریک بوده وظیفه تحمل نیرو های برشی ناشی از بار جانبی را داراست و قاب خارجی که عریض تر بوده و وظیفه تحمل نیروهای جانبی را دارا می باشد تشکیل می شود .سقف صلب سازه در این سیستم نیروهای برشی جانبی را به قاب داخلی (هسته) منتقل می‌کند. از مشکلات اصلی سیستم لوله ای توزیع غیر یکنواخت نیروی محوری بین ستون‌ها هنگام اعمال نیروی جانبی به سازه است. ‌این پدیده لنگی برش نامیده می‌شود که به صورت لنگی برش مثبت و منفی در سازه‌های قاب لوله اتفاق می‌افتد. به گونه ای که هر ستون داخلی نسبت به ستون خارجی سمت خود، تغییر شکل و تنش کمتری خواهد داشت. می دانیم که در این سیستم لنگر اعمالی خارجی می بایست توسط کوپل داخلی ناشی از نیروهای کششی و فشاری دو سمت مخالف محور خنثی تحمل شود. نتیجه ی ایجاد پدیده ی لنگی برش باعث می شود تا تنش‌های ستون‌های قاب خارجی بیشتر از تنش‌های ستون‌های میانی باشد. در نتیجه استفاده از حداکثر ظرفیت سختی و مقاومت سازه را محدود می‌سازد.

۲) استفاده از سیستم قاب مهاربندی شده(بادبند)در ساخت ساختمان غیر مرتفع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:

متداول ترین روش برای مقابله با نیروی جانبی در ساختمان های فولادی و یا بتن آرمه غیر مرتفع استفاده از بادبندها می باشد.
انواع سیستم های بادبندی: ۱) سیستم بابندی هم محور ۲) سیستم بادبندی برون محور

 

سیستم بادبندی هم مرکز یا هم محور یا همگرا CBF:
استفاده از سیستم بادبندی هم مرکز باعث افزایش چشمگیر سختی جانبی سازه نسبت به قاب خمشی معادل می شود و هم چنین تغییر مکان جانبی سازه را کاهش می دهد. در سیستم هم محور بادبند ها از محل تقاطع تیر و ستون عبور می کنند. نوع دیگر بادبند هم محور از تقاطع محورهای دو بادبند در یک نقطه تشکیل می شود. انتقال نیروهای جانبی توسط اعضا به صورت محوری می باشد؛ همین امر سبب اقتصادی بودن استفاده از این نوع بادبند می باشد. از دیگر مزایای بادبند هم محور سهولت در طراحی و اجرا می باشد. علاوه بر محاسن بسیار در بادبند هم محور، معایبی نیز دارند. از لحاظ سازه ای دچار پدیده کمانش بادبند می باشند. همین امر سبب کاهش شکل پذیری و ظرفیت کم اتلاف انرژی می شود. از لحاظ معماری نیز استفاده از این نوع بادبند ها محدودیت هایی برای اجرای درب و پنجره ایجاد می نماید.

سیستم بادبندی برون مرکز یا برون محور یا واگرا EBF:
در استفاده از سیستم های بادبندی برون محور دو ویژگی سختی جانبی بالا و جذب انرژی بالا(شکل پذیری بالا) ترکیب شده و به کار گرفته می شود. برون محور بودن بادبند سبب به وجود آمدن لنگر های خمشی و نیروهای برشی بسیار در ناحیه تیر نزدیک به مهار می شود. تنش های وارده به تیر سبب می شود این ناحیه از تیر وارد محدوده غیر ارتجاعی شود و سبب اتلاف انرژی ناشی از زمین لرزه می‌شود. در قاب بادبندی شده برون محور به جای برخورد بادبند به محل اتصال تیر و ستون یا تقاطع محورهای دو بادبند در یک نقطه، با ایجاد یک انحراف، بادبند به تیر متصل می‌شود. قسمتی از تیر که بین تیر و ستون یا بین دو بادبند قرار می‌گیرد، تیر پیوند نامیده می‌شود و به صورت یک فیوز شکل پذیر عمل می‌نماید. در این سیستم تیر پیوند از وارد شدن نیروی بیش از حد به بادبندها و کمانش آن جلوگیری می‌کند. تیر پیوند با تغییر شکل‌های پلاستیک در مود خمشی یا برشی، مقدار زیادی از انرژی وارد شده را مستهلک می‌نماید. استهلاک انرژی توسط تیر پیوند که بخشی از اعضای اصلی قاب است، انجام می‌شود که در نتیجه تعمیر یا تعویض آن بعد از یک زلزله شدید مشکل و پر هزینه خواهد بود. همچنین به منظور فعال کردن تیرهای پیوند، نیاز به اتصالات صلب در قاب است. از دیگر معایب این سیستم می‌توان به اعوجاج بیش از حد سقف در اثر تغییر شکل‌های زیاد تیرهای پیوند اشاره کرد.

 

۳) استفاده از سیستم هسته ی مرکزی جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:

با ایجاد یک هسته ی مرکزی می توان سختی یک ساختمان را به اندازه ی قابل توجهی افزایش داد. در بخش هسته ی مرکزی می توان از آسانسور و یا دستگاه پله استفاده نمود. این روش به ساختمان اجازه می دهد تا دارای یک نمای باز باشد. در تصویر زیر می توانید هسته ی مرکزی یک ساختمان با ستون ۵ در ۵ را مشاهده نمایید.

۱) استفاده از سیستم دیوار برشی در ساخت ساختمان غیر مرتفع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:
دیوارهای برشی در دو انتهای مخالف یک ساختمان ساخته می شوند تا سختی ساختمان را در یک جهت خاص افزایش دهند. دیوارهای برشی به طور خاصی در ساختمان های غیر مربعی مورد استفاده قرار می گیرند تا سختی ساختمان را در جهتی که وزش باد غالب است افزایش دهند. بخش های داخلی ساختمان در این حالت خالی از دیوار برشی است. دیوارهای برشی در مورد سختی پیجشی فقط می توانند حداقل هایی را تامین نمایند.

افزایش ظرفیت سازه همراه با افزایش مقاومت سازه در ارتفاع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
بالا بردن مقاومت ساختمان در برابر نیروهای وارده اعم از ثقلی و جانبی را مقاوم سازی می گویند.
تاکنون روش های مختلفی جهت مقاوم سازی ساختمان ابداع شده است که با توجه به نیاز های روز افزون جامعه و پیشرفت فناوری و تکنولوژی روش ها و مصالح جدید جهت مقاوم سازی ساختمان بکار گرفته شود و جایگزین روش های سنتی نظیر ژاکت فولادی، ژاکت بتنی، کابل های پس کشیدگی، بادبندها، دیوار برشی، استفاده از صفحات فولادی، تزریق گروت و اپوکسی در ترک هایی با عرض کمتر از ۳ میلی متر، یکمپارچه کردن سقف با استفاده از شبکه فلزی، یکپارچه کردن دیوار با استفاده از نبشی و شبکه ی فلزی و… گردد. امروزه روش های نوینی نظیر جهت مقاوم سازی ساختمان با FRP، صفحات جداساز، استفاده از میراگرها و … جایگزین دیگر روش های سنتی در صنعت مقاوم سازی شده اند.

افزایش مقاومت سازه با استفاده از روش نوین FRP در ارتفاع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
بهسازی لرزه ای ساختمان با روش FRP بسیار مورد استقبال مهندسین قرار گرفته است. مصالح FRP از ترکیب الیاف و رزین ساخته می شوند، در بهسازی لرزه ای ساختمان با روش FRP از رزین (رزین اپوکسی) برای ایجاد لایه یکپارچه، چسبیدن سیستم FRP به سطح بتن زیرین و ایجاد پوشش به منظور محافظت مصالح استفاده می شود. بهسازی لرزه ای ساختمان با روش FRP مانند دیگر روش های سنتی دارای افزایش ابعاد المان، افزایش وزن سازه، صعوبت اجرا، آسیب رسانی به دیگر اعضای سازه ای، توقف کاربری حین بهسازی لرزه ساختمان و دیگر معایب روش های پیشین نمی باشد. استفاده از FRP به دلیل وزن پایین، سرعت اجرای بالا‏، مقاومت بالا و عدم ایجاد محدودیت معماری به خصوص در ساختمان های بتنی بسیار مورد توجه می باشد. بهسازی لرزه ای ساختمان با روش FRP علاوه بر مقاوم سازی المان های ساختمان موجب محافظت سازه در برابر عوامل خورنده ی شیمیایی می شود. الیاف FRP مقاومت کششی بسیار بالایی نسبت به ورقه های فولادی دارند. استفاده از FRP موجب افزایش مقاومت خمشی، مقاومت برشی، مقاومت فشاری المان می گردد. همچنین مقاومت در برابر خوردگی و افزایش دوام و عمر سازه، افزایش شکل پذیری و کنترل عرض ترک از دیگر مزایای استفاده از FRP می باشد. از FRP جهت بهسازی لرزه ای انواع المان های ساختمان نظیر تیر، ستون، دیوار، فونداسیون، دال و … می توان به کار برد.

کاهش نیاز لرزه ای سازه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:
کاهش نیاز لرزه ای همراه با کاهش جرم سازه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان

در ساختمان هایی که دچار ضعف در سختی جانبی و ظرفیت باربری می باشند از راهکار ها ی مفید برای بهسازی لرزه ای ساختمان کاهش جرم سازه است. با کاهش جرم میزان تغییر شکل و نیروی داخلی ناشی از زلزله کاهش می یابد. می توان با سبک سازی سقف، جایگزینی دیوارهای سبک به جای دیوارهای سنگین، استفاده از بتن های سبک سازه ای، استفاده از یونولیت ها در سقف، بلوکهای سبک به جای آجر، کم کردن طبقات اقدام کرد. تغییر کاربری سازه، خراب کردن طبقات فوقانی، تغییر مصالح استفاده شده در نمای ساختمان، انتقال انبار های سنگین به نقاط دور و … می تواند از دیگر روش های کاهش جرم ساختمان باشد.
کاهش نیاز لرزه ای همراه با کاهش نامنظمی سازه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
بطور کلی نامنظمی در ساختمان باعث ایجاد پدیده های خاص مانند پیچش در ساختمان ها می شود که نسبت به ساختمان های منظم، عملکرد ویژه ای دارند و بسته به نوع نامنظمی، نوع تحلیل می تواند تغییر یافته و روند تحلیل و طراحی سازه را دشوارتر نماید، بنابراین یک سازه زمانی عملکرد مطلوب تری خواهد داشت که تا حد ممکن نظم را در سازه ایجاد کرده باشیم. برخی از علل ایجاد نامنظمی در ساختمان عبارتند از: تغییر کاربری یک طبقه از سازه (مثلا تغییر کاربری مسکونی به اداری)، قرار گرفتن تاسیسات سنگین در طبقات فوقانی، استفاده از بازشو در طبقات میانی، استفاده از بام به عنوان محل قرارگیری اجرام سنگین می باشد.

نامنظمی در ارتفاع:

نامنظمی هندسی:
برای قوی تر کردن طبقات پایینی افزایش تعداد دهانه های مهاربندی روشی نامناسب می باشد به گونه ای که این امر باعث ایجاد نامنظمی در ارتفاع می شود. بر طبق آیین نامه ۲۸۰۰ اگر ابعاد افقی سیستم باربر جانبی در هر طبقه بیش از %۱۳۰ آن در طبقات مجاور (بالا و پایین) باشد ساختمان نامنظمی هندسی در ارتفاع خواهد داشت.

نامنظمی جرمی:
طبق آیین نامه ۲۸۰۰ اگر جرم هر طبقه بیش از %۵۰ با جرم طبقات مجاور ( بالا و پایین ) اختلاف داشته باشد، ساختمان نامنظمی جرمی دارد. منظور از جرم، جرم لرزه ای موثر بوده و در این کنترل طبقات بام و خرپشته مستثنی می باشند.

نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی:
اگر اجزای باربر در یک قاب از یک دهانه به دهانه دیگر انتقال یابد بطوری که جابجایی ایجاد شده بیشتر از یک دهانه باشد باعث نامنظمی در ارتفاع می شود.

نامنظمی در سختی جانبی:
اگر در یک دهانه در دیوار برشی بازشویی ایجاد شود و یا یک مهاربند از مهاربندهای موجود حذف شود باعث می شود. سختی آن طبقه کاهش چشمگیری نسبت به طبقات بالای خود داشته باشد و این مورد می تواند یکی از دلایل ایجاد نامنظمی در ارتفاع سازه باشد. طبق آیین نامه ۲۸۰۰ اگر سختی جانبی هر طبقه کمتر از %۷۰ سختی طبقه روی خود و یا کمتر از %۸۰ متوسط سختی های جانبی سه طبقه روی خود باشد آن طبقه باعث ایجاد نامنظمی در ارتفاع شده و کل ساختمان در ارتفاع نامنظم می شود. برای محاسبه سختی یک طبقه می توان نیروی جانبی F را به سقف آن طبقه وارد کرده و نیرویی به همان اندازه و در خلاف جهت طبقه پایینی اعمال نموده و سختی را بصورت نسبت نیرو به تغییر مکان نسبی در طبقه تعریف کرد.

نامنظمی در مقاومت جانبی:
طبق آیین نامه ۲۸۰۰ اگر مقاومت جانبی طبقه از %۸۰ مقاومت جانبی طبقه روی خود کمتر باشد آن طبقه باعث ایجاد نامنظمی در ارتفاع شده و کل ساختمان در ارتفاع نامنظم می شود.

نامنظمی در پلان:

نامنظمی هندسی:
در صورت وجود فرورفتگی(یا پس رفتگی)در ساختمان اگر اندازه آن در یکی از گوشه های ساختمان در دو جهت بطور همزمان از %۲۰ طول پلان در آن امتداد بیشتر باشد ساختمان نامنظمی هندسی دارد. وجود فرورفتگی و یا بیرون زدگی بیش از حد در پلان ساختمان می تواند باعث آسیب پذیر شدن آن در هنگام زلزله شود (به دلیل حرکت ناهماهنگ ابعاد فرورفتگی). در اعضای طره ای مثل بالکن که فاقد ستون گذاری است در بحث کنترل نامنظمی فرض می کنیم که بالکن وجود ندارد و پلان از نظر هندسی منظم است. در کف های ذوزنقه ای کنترل نامنظمی هندسی صورت نمی گیرد زیرا فرورفتگی بصورت مجزا نبوده و عملکرد سازه هماهنگ است. سازه هایی که دارای نورگیر هستند نامنظمی هندسی ندارند زیرا بازشو فرورفتگی محسوب نمی شود و دو پلان یکپارچه هستند که از نظر هندسی منظم می باشند.

نامنظمی پیچشی:
اگر حداکثر تغییر مکان نسبی در یک انتهای ساختمان از %۲۰ متوسط تغییر مکان نسبی در دو انتهای ساختمان بزرگتر باشد باعث نامنظمی پیچشی می شود. منظور از تغییر مکان نسبی در یک طبقه تغییر مکان یک طبقه نسبت به طبقه زیرین خود می باشد. نامنظمی پیچشی تنها در مواردی که دیافراگم کف ها صلب و یا نیمه صلب است کاربرد دارد. برای محاسبه نامنظمی پیچشی برای زلزله در جهت X از تغییر مکان های جانبی نسبی در راستای X استفاده می کنیم و در جهت Y از تغییر مکان های جانبی در راستای Y استفاده می کنیم. اگر در یکی از جهات X و Y سازه نامنظم پیچشی باشد در مجموع سازه نامنظم پیچشی به شمار می آید.

نامنظمی در دیافراگم:
در استاندارد های لرزه ای به سقف ساختمان دیافراگم گفته شده می شود و به ۳ دسته صلب، نیمه صلب و انعطاف پذیر تقسیم می شود. نقش دیافراگم توزیع نیرو های جانبی وارد بر ساختمان بین اجزای باربر جانبی سازه می باشد. عواملی مانند زیاد بودن مساحت بازشوها و تغییرات زیاد در سختی دیافراگم باعث نامنظمی در پلان ساختمان می شود. نامنظمی در دیافراگم طبق آیین نامه ۲۸۰۰ به دو صورت زیر کنترل می شود:
۱ . اگر مجموع سطح باز شوها در یک طبقه بیش از %۵۰ مساحت کل دیافراگم باشد باعث نامنظمی پلان خواهد شد.
۲ . اگر تغییر ناگهانی در سختی دیافراگم هر طبقه بیشتر از %۵۰ سختی دیافراگم در طبقات مجاور باشد سازه در پلان نامنظم خواهد بود.
در بسیاری از پروژه های معمول اغلب داکت های تاسیساتی از قبل مشخص نبوده و ممکن است در هنگام ساخت اضافه و کم یا بزرگ و کوچک شود به همین علت برای بدست آوردن مساحت باز شوها، مساحت داکت های تاسیساتی را حدود ( %۱- %۵ ) مساحت پلان ساختمان در نظر می گیرند. اگر در پلان فرورفتگی داشته باشیم چون فرورفتگی جزئی از دیافراگم کف نمی باشد بایستی مساحت آن را از مساحت کل دیافراگم کم کنیم.

نامنظمی خارج از صفحه:
در مسیر انتقال بار های جانبی اگر مسیر را از یک صفحه به صفحه دیگر تغییر دهیم از نظر آیین نامه نامناسب بوده و سبب ایجاد نامنظمی می شود.

نامنظمی سیستم های غیر موازی:
یکی دیگر از انواع نامنظمی در ساختمان ، نامنظمی سیستم های غیر موازی است. در پلان زیر به دلیل مایل بودن قاب خمشی مایل در هر دو راستای X و Y سختی داشته و سهمی از نیروی زلزله خواهد داشت که این اتفاق از نظر مهندسی ایده آل نبوده و نامنظمی به حساب می آید یعنی اگر اجزای قائم سیستم باربر جانبی به موازات محور های متعامد اصلی ساختمان نباشد سازه در پلان نامنظم محسوب می شود.

کاهش نیاز لرزه ای همراه با استفاده از سیستم های نوین جداساز لرزه ای و میراگرها جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
امروزه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان ها از روش های نوین مانند سیستم جداساز لرزه ای و سیستم میراگر ها مورد استفاده فراوان قرار گرفته است.

جداساز ها:
جداساز های لرزه ای برای ایجاد انعطاف در پایه ساختمان ها در صفحه ی افقی نصب می شوند. علاوه بر جداساز ها از اجزای میران(حرکت کننده) برای محدود کردن دامنه حرکت ناشی از نیروی زلزله استفاده می گردد. نصب ساختمان ها بر روی یک سیستم جداساز لرزه ای باعث جلوگیری از انتقال قسمت زیادی از حرکت افقی زمین به ساختمان می شود(اثر زلزله را تا ۸۰ درصد کاهش میدهد) که این عمل منجر به کاهش شدید شتاب های طبقات و تغییرمکان های بین طبقه ای می شود.

میراگر ها:
میراگر ها اتلاف کننده انرژی لرزه ای به ساختمان ها می باشند. در نتیجه استفاده از میراگر ها سبب می شود که نیروی زلزله به ساختمان وارد نشود. از محاسن این سیستم می توان کاهش تغییر مان طبقات، کاهش شتاب طبقات، کاهش هزینه ساخت سازه و … را نام برد.

یکی از روش های موثر در بهسازی لرزه ای سازه ها میراگر سیستم لرزه ای در سازه ها و ساختمان ها می باشد که در هنگام وقوع زلزله عمل می کند و در تحمل بارهای استاتیکی نقشی ندارند، مقاوم سازی با میراگر یا دمپر بر پایه ی افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده است، به طور کلی سازه ها عموما ۵% میرایی بحرانی را تامین می کنند اما با استفاده از میراگرهای لرزه ای در کنار المان های باربر جانبی یا اتصالات سازه ای می توان میرایی سازه را تا بیش از ۵۰ درصد افزایش داد. همچنین تاثیر میرایی با کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده می باشد. استفاده از میراگر باعث کاهش جابه جایی کلی سازه، شتاب پاسخ و تغییر مکان جانبی طبقات داخلی می شود و در نتیجه کاهش خسارات سازه ای و غیر سازه ای را در پی خواهد داشت، هدف اصلی میراگر جلوگیری از انتقال مستقیم نیروی زلزله از پی به سازه است. سیستم های جاذب یا به اصطلاح مستهلک کننده انرژی سبب جذب انرژی حاصل از حرکات نیرومند زمین می شود و به سازه اجازه نمی دهد که وارد ناحیه غیرخطی گردد. این عمل باعث مقاومت سازه ها در برابر زلزله های شدید می شود و احتمال فرو ریزش سازه در برابر این زلزله ها به شدت کاهش می یابد. میراگرها راحتی می توان بصورت ترکیبی با سایر روش های مقاوم سازی نظیر جداساز لرزه ای در ساختمان بکار برد.
بکارگیری سیستم های اتلاف انرژی برای کنترل و کاهش تغییر شکل ساختمان یکی از راهکارهای کاهش نیاز سازه و بهسازی آن می باشد. در ساختمان هایی که دارای سختی جانبی کافی نیستند با تعبیهی اجزای جاذب انرژی در سازه می توان تغییر شکل های ساختمان را محدود ساخت. برای این منظور اجزای خاصی طراحی و ساخته شده اند که با ایجاد اصطکاک یا تغییر شکل های خمیری و یا استفاده از خاصیت ویسکوزیته در سیالات، بخشی از انرژی سازه را جذب و مستهلک می کنند و به این ترتیب تغییر شکل های سازه محدود می شود. البته در بکارگیری این سیستمها در بعضی موارد به دلیل افزایش سختی سازه، نیروهای جانبی نیز افزایش می یابند.

راهکارهای تخصصی بهسازی لرزه ای

نیاز به افزایش و ارتقا ظرفیت سازه‌ای سازه‌ها معمولا به دلیل، تغییرات قوانین آیین‌نامه، مقاوم‌سازی لرزه‌ای، گسترش و یا تغییر کاربری ساختمان‌ها، اصلاح ساختار به دلیل اشتباه در طراحی و یا ساخت و ساز، از دست دادن ظرفیت به دلیل عمر سازه و یا تخریب مواد ساختمانی، به وجود می‌آید.
مقاوم سازی تکنوپل راهکار استحکام‌بخشی و بهسازی لرزه ای را به منظور ارتقا ظرفیت سازه یا حل بسیاری از کاستی ها و یا نیازهای سازه ای، طراحی کرده است. این هدف با استفاده از طیف گسترده‌ای از روش ها بر پایه کامپوزیت FRP، کامپوزیت FRCM، پس کشیدگی، اجرای ژاکت و مقاوم‌سازی ترکیبی به دست می‌آید.
سیستم استحکام‌بخشی سازه‌ای، مقاوم سازی تکنوپل به منظور ارائه راه‌حل برای، ساختمان‌های تجاری، شهری، مسکونی و ساختمان‌های تاریخی به منظور دستیابی به سطح عملکرد استاندارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
رویکرد استحکام‌بخشی سازه‌ای تکنوپل به طور گسترده در زیرساخت‌های حیاتی از جمله پل‌ها، تونل‌ها، جاده‌ها، فرودگاه‌ها به منظور بازسازی ظرفیت اصلی سازه‌های آسیب‌دیده کاربرد دارد.
راهکارهای استحکام‌بخشی و مقاوم سازی سازه‌ای تکنوپل برای ارتقا ظرفیت سازه‌ای تجهیزات صنعت نفت و گازکه نیاز ضروری به تقویت، استحکام‌بخشی و تعمیر دارند، بسیار ایده‌آل و مناسب است.
روش های استحکام‌بخشی سازه‌ای ما در محیط‌های دریایی (بنادر، اسکله‌ها، پره‌های شناورها و غیره) به منظور حفاظت از اجزا سازه و افزایش عمر سازه‌های دریایی، نصب می‌گردد.

• ساختمان‌ها
• زیرساخت‌های حمل و نقل
• سازه های آب و فاضلاب
• نفت، گاز و پتروشیمی و صنایع مادر
• سازه‌های دریایی

بهسازی لرزه ای با استفاده ازکامپوزیت FRP

تکنوپل بر مبنای کامپوزیت FRP راهکارهای موثری جهت بهسازی سازه‌هایی که نیاز به تعمیر و مقاوم‌سازی دارند ارائه می دهد. سیستم کامپوزیت FRP شامل طیف گسترده‌ای از الیاف کربن و الیاف شیشه تقویت کننده با استحکام بالا و رزین اشباع متناسب با الیاف می‌باشد.

دلایل بسیاری برای افزایش یا بازگرداندن ظرفیت باربری سازه ها همانند تغییرات آیین نامه ای وبهسازی  لرزه ای ، تغییر در کاربری( که منجر به افزایش بارهای سرویس می شود) ، نواقص موجود در سازه ناشی از خطاهای طراحی و اجرا  یا کاهش ظرفیت آن به دلیل آسیب و فرسودگی وجود دارد.

تکنوپل خدمات پیشرو در صنعت را با استفاده از دستورالعمل های دقیق فنی و فرآیند های خاص کنترل کیفیت پروژه برای بهسازی لرزه ای و راه حل های تقویت و مقاوم سازی ارئه می دهد.

در واقع چه یکی از این محصولات باشد چه ترکیبی از اینها تکنوپل راه‌حل های موثری برای پیچیده ترین چالش های تقویت سازه ارائه می دهد.سیستم های پلمیری تقویت شده با فیبر (FRP) گزینه ای بسیار مناسب برای تقویت سازه های بتنی، فولادی ، بنایی و چوبی هستند. کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با فیبر از مواد و الیاف مختلفی همچون الیاف کربن ، الیاف شیشه و یا آرامید متصل به یکدیگر یک ماتریس از اپوکسی ، وینیلستر یا پلی استر تشکیل شده است. الیاف جز اصلی باربر سیستم های  FRPهستند  در حالی که رزین ها ، نیروی برشی را منتقل می کند محصولات FRP که معمولا برای بهسازی لرزه ای و سازه ای مورد استفاده قرار می گیرند به صورت نوار و ورق و لمینت می باشند.

سیستم های FRP با وزن کم و ضخامت کم هستند که می توانند برای افزایش قابل توجه ظرفیت باربری به سازه های موجود طراحی شوند.

این مواد شامل مزایایی همچون :

• استحکام بالا نسبت به وزن
• تاثیر کم در ظاهر سازه
• سهولت در نصب و راه اندازی
• مقاوم در برابر خوردگی
• سختی و استحکام بالا
• مقرون به صرفه

با نصب و اجرای این سیستم ها توسط مهندیسن و تیم اجرایی فنی و با تجربه تکنوپل ، مقاومت و دوام به سازه شما برمی گردد.

بهسازی لرزه ای خطوط لوله با استفاده از کامپوزیت FRP

تکنوپل بر مبنای کامپوزیت FRP راهکار مقاوم سازی سازه‌ای منحصربه فرد برای بهسازی و نوسازی خطوط لوله و سیستم های پاپینگ طراحی کرده است. راهکار مقاوم سازی سازه با FRP شامل الیاف تقویت کننده مستحکم از جنس کربن و شیشه بوده که به وسیله رزین اپوکسی پیش آغشته و یا در محل آغشته می گردد.

بهسازی لرزه ای با استفاده ازکامپوزیت FRCM

کامپوزیت FRCM عبارت است از ماتریس سیمانی تقویت شده با الیاف. در این روش از توری فایبرگلاس یا مش کربن و بر بستر ماتریس سیمانی با مقاومت بالا به منظور تقویت و استحکام سازه های بتنی و بنایی استفاده می گردد.

بهسازی لرزه ای به روش پس کشیدگی داخلی

پس‌کشیدگی داخلی موجب استحکام بخشی به بتن بر اساس استحکام بتن در فشار و ضعف بتن در کشش عمل می‌نماید. این راهکار شامل فولاد تقویت کننده با استحکام بالا می‌باشد که معمولا با افزایش ابعاد مقطع بر روی سازه متصل شده و یا از طریق حفاری اعضای موجود، درون سازه نصب می‌گردد.

بهسازی لرزه ای به روش پس کشیدگی خارجی

سیستم پس‌کشیدگی خارجی موجب استحکام بخشی به بتن بر اساس استحکام بتن در فشار و ضعف بتن در کشش عمل می‌نماید. این راهکار شامل فولاد تقویت کننده با استحکام بالا می‌باشد که خارج المان سازه ای در نقاط تکیه‌گاهی نصب می‌گردند.

بهسازی لرزه ای خطوط لوله به روش پس کشیدگی

روش پس کشیدگی راهکاری موثر جهت تقویت لوله‌های آسیب دیده در هنگامی که خط لوله در سرویس قرار دارد، می‌باشد. این راهکار شامل تاندون‌های فولادی است که به صورت حلقه بر روی لوله پیچیده شده و نیروی پس کشیدگی به آن اعمال می گردد.

بهسازی لرزه ای با استفاده از صفحات کربن پس کشیده

در این روش به منظور استحکام بخشی سازه از لمینت کربن (CFRP) پس کشیده شده استفاده شده است. این راهکار مقاوم سازی موجب افزایش ظرفیت تحمل بار اعضای سازه ای شده و رشد ترک در سازه را کنترل می کند.

طی دهه های گذشته تقویت سازه ها با استفاده از الیاف کربن CFRP به صورت اتصال خارجی به دلایل مختلفی همچون ترافیک سنگین و پر تردد ، آسیب هایی همراه با کاهش ظرفیت سازه ای  و ارتقاء یا تغییر در استاندارد ها و آیین نامه های ملی و غیره افزایش چشمگیری داشته است.

توسعه در تحقیقات آزمایشگاهی مشخص کرده است که پیش تنیدگی الیاف کربن   cfrp به ماده اجازه می دهد تا از ظرفیت کششی آن که می تواند یک تکنینک موثر برای تقویت سازه های فرسوده باشد استفاده کند. در مقایسه با اتصال مستقیم فیبر کربن در سیستم های پیش تنیده CFRP نه تنها می‌توان از ظرفیت بالای کششی فیبر کربن استفاده کرد، در مقدار فیبر کربن مصرفی نیز صرفه جویی نمود. بنابراین هزینه اجرای کل پروژه کاهش می یابد و از تغییر شکل و ایجاد ترک در بتن نیز جلوگیری می کند و در نتییجه  به طور موثر ظرفیت تحمل سازه بتنی را بهبود می بخشد و عملکرد مکانیکی سازه بتنی را بهبود می بخشد.

بهسازی لرزه ای با استفاده از ژاکت بتنی

در این روش المان های سازه ای که دارای ضعف می باشند با افزودن میلگرد های طولی و قالب بندی و بتن ریزی مجدد مقاوم سازی می گردند.این راهکار مقاوم سازی جهت افزایش ظرفیت باربری ستون‌ها، تیرها، دیوارها و دال‌ها طراحی شده است.

بهسازی لرزه ای به روش ترکیبی

این راهکار مقاوم سازی به منظور تعمیر و ترمیم لوله‌های آسیب دیده از داخل و بدون حفاری طراحی شده است. این روش ترکیبی ویژه متشکل از لایه‌های FRP و سیم‌های تقویت کننده فولادی با قابلیت تنظیم ابعاد و اندازه برای اطمینان از انطباق کامل با مشخصات پروژه می‌باشد.