ساختمانهای مذهبی
کاهش خسارت ناشی از زلزله در ساختمانها از دو جنبه قابل بررسی است. یکی توجه به مسئله ایمنی در ساختمانهای مساجد در حال احداث است که با اینکه در شرایط کنونی امری بدیهی و اجتناب ناپذیر تلقی میشود ولی کاستیها و نواقص شدیدی در این زمینه وجود دارد و در عمل فاصله زیادی با استانداردهای جهانی داریم. از سوی دیگر چون بخش زیادی از ساختمانهای مساجد در حال احداث از نوع اسکلت فلزی است که ایمنی آنها بیش از هر چیز به کیفیت جوشکاریها بستگی دارد.
یکی از مهمترین علل عدم رعایت موازین فنی و اصول ایمنی در ساخت و سازهای جدید، نبود کارگران ماهر و آموزش دیده است. لازم است نظارت کافی بر رعایت استانداردها در ساخت و سازهای جدید صورت گیرد زیرا هر گونه مسامحه در نظارات و عدم رعایت استانداردهای ساخت و جوشکاری موجب اضافه شدن بر انبوه ساختماهای غیر استاندراد خواهد شد.
مسئله بعدی بهسازی لرزهای (مقاوم سازی) یا هم آهنگ سازی ساختمانهای مساجد موجود است که در سالهای اخیر در دستور کار دولت هم قرار گرفته است.
با توجه به مراحل بهسازی لرزهای، مراحل بهسازی لرزهای ساختمان مساجد را به چهار مرحله زیر تقسیم میکنید.
مرحله اول
داین مرحله مربوط به اولویت بندی ساختمانهای مساجد است که باید با توجه به معیارهای موجود ساختمان مساجد را برای بهسازی با اولویت دسته بندی کنیم.
در خصوص مقاوم سازی ساختمانهای مساجد موجود باید سازماندهی لازم صورت گیرد و اولویت بندی خاصی لحاظ نشود، در حال حاضر بسیاری از ساختمان مساجد موجود ارزش و قابلیت مقاوم سازی را ندارند، بنابراین باید اولویت را به ساختمان مساجدی داد که قابلیت مقاوم سازی و صرف هزینه را دارند. مساجد کشور را به دو دسته تقسیم میکنند.
دسته اول مساجدی هستند کخ در حکم شناسنامه ملی کشور محسوب میشوند و علاوه بر ارزشمند بودن خود ساختمان مسجد ارزش تاریخی و ملی نیز دارند. این دسته غالباً در دسته بناهای خشتی قدیمی قرار دارند.
با توجه به اینکه ساختمان مساجد کشور اغلب عموماً از یک طبقه تجاوز نمیکنند و اکثر آنها که جدید الاحداث هستند با استفاده از آجر ساخته شدهاند و ساختمانهای آجری که یکی از پر تعدادترین نوع ساختمان در کشور هستند و زمینه آسیب پذیری بیشتری دارند که زلزلههای پیشین موید این نکته است.
مرحله دوم
قبل از هر گونه اقدام به بهسازی لرزهای باید ویژگیهای ساختمان مسجد مورد نظر به طور دقیق بررسی شود. ویژگیهای ساختمان شامل مشخصات اجزای معماری، اجزای سازهای، میزان خطرهای لرزهای و ژئوتکنیکی ساختگاه و نتایج ناشی از ارزیابی مقدماتی لرزهای است. سپس باید به جمع آوری اطلاعات ساختمان مسجد مورد نظر پرداخته شود. اطلاعات شامل پیکربندی، سیستم سازهای، مشخصات مصالح، ساختمانهای مجاور و ساختگاه خواهد بود. پس از جمع آوری اطلاعات در وضعیت موجود برای سطح عملکرد انتخابی، نیاز یا عدم نیاز ساختمان به بهسازی مشخص خواهد شد.
ویژگیها و رفتار ساختمانهای آجری در برابر زلزله
بنای مساجد با مصالح آجری که بیشترین تعداد در سطح کشور بوده و هم اکنون از آنها استفاده میشود و دارای کاربری هستند اکثراً کوتاه و یک طبقه یا حداکثر دو طبقه هستند. سقف آنها آجری با طاق قوسی، طاق ضربی، چوبی و تیر آهن با فرم تخت هستند. در ساختمانهای مساجد آجری بارهای ثقلی توسط دیوارهای باربر تحمل شده و به پی منتقل میشوند. این مساجد اغلب فاقد عنصر مقاوم لرزهای خاصی هستند و عموماً به واسطه شکل نامناسب سازهای، ضعف مصالح و نحوه نامناسب اجرا در برابر زلزله ضعیف هستند.
توزیع نیروی زلزله در ساختمانهای آجری بدین صورت است که نیروهای اینرسی ناشی از حرکت زمین به هنگام زمین لرزه به جرم ساختمان وارد میشوند. در این ساختمانها جرم در سقف و دیوارها متمرکز است. دیوارها به دو دسته عرضی و برشی تقسیم میشوند. دیوارهایی که در جهت اعمال نیروی زمین لرزه قرار دارند دیوارهای طولی (برشی) و دیوارهایی که عمود بر جهت نیرو قرار گرفتهاند عرضی نامیده میشوند.
در مکانیسم توزیع نیروهای جانبی بین اجزای ساختمان آجری، نکته قابل توجه این است که این مکانیسم هنگامی به وجود میآید که سقف از انسجام و یکپارچگی لازم برای تحمل و انتقال نیروهای خود و نیروهای وارده از طرف دیگر اجزا برخوردار باشد. سقفهای تیرچه بلوک، دال بتنی و حتی طاق ضربی که صلبیت برشی کافی داشته باشند از این ویژگی برخوردار هستند.
بر این اساس دیوارهای طولی تحت تاثیر لنگر خمشی و نیروی برشی درون صفحهای و دیوارهای عرضی تحت تاثیر نیروهای خارج از صفحه قرار میگیرند. در ساختمانهای آجری کلاف دار، کلافها نقش دورگیری دیوار و سقفها را دارند و باعث انسجام و یکپارچگی سیستم سقف و دیوارها میشوند. علاوه بر آن، بهبود اتصال مصالح بنایی با شالوده، پایداری دیوارهای بنایی لاغر، افزایش مقاومت و شکل پذیری، دیوارهای بنایی و کاهش خطر فروپاشی دیوارهای خسارت دیده یا ریزش سقف را موجب میشود.
نواقص متداول در ساختمانهای آجری
مطالعه گزارش زمین لرزههای گذشته و جمع بندی خساراتی که در ساختمانهای آجری وارد شده اند موید این است که این ساختمانها عموماً دارای نواقص مشابهی هستند که به آن اشاره شده است.
| اجزا | نقاط ضعف ساختمانهای آجری غیر مسلح | |
|---|---|---|
| مصالح | پایین بودن مقاومت و قدرت چسبندگی ملات | پایین بودن کیفیت و مقاومت واحدهای بنایی مانند سنگ، آجر، بلوک سیمانی |
| سیستم سازهای ساختمان | کامل نبودن مسیر بار
ناتوانی ساختمان در حفظ انسجام هنگام ارتعاش نامنظمی در پلان عدم وجود پی مناسب |
کافی نبودن مقاومت برشی ساختمان
عدم وجود سیستم مقاوم کمکی مانند کلاف نامنظمی در ارتفاع عدم وجود فاصله کافی با ساختمان |
| دیوارهای باربر | نادرست چیدن واحدهای بنایی
زیاد بودن نسبت ارتفاع به ضخامت دیوار طول زیاد دیواره مهار نشده نزدیکی بازشوها به انتهای دیوار قرار داشتن تیرهای دال به صورت مستقیم بر روی دیوار عبور لوله و دودکش از درون دیوار |
خالی بودن درزهای قائم بین واحدهای بنایی از ملات
ارتفاع زیاد دیوار تراکم دیوار به واسطه وجود بازشوهای بزرگ استفاده از روش هشت گیر در اجرای دیوارها عدم مهارت مناسب نیروی رانش ناشی از سقفهای قوسی در بالای دیوارهای باربر |
| دال | زیاد بودن وزن دال
کافی نبودن طول تکیه گاهی تیرهی سقف بالا بودن نسبت طول دهانه به عرض دال |
عدم انسجام یکنواختی دال
وجود بازشو در دال |
| اتصالات اعضای سازهای | نامناسب بودن اتصال بین دیوارهای متقاطع
نامناسب بودن اتصال بین دیوارهای باربر و دالها |
نامناسب بودن اتصال بین تیغهها و دیوارهای باربر تیغهها و دالها |
| سیستم کمکی کلاف | عدم استفاده از کلاف قائم و کلاف افقی در تراز پی
ضعف مصالح بتنی کلاف انفاصل در کلاف به واسطه اجرای بازشوهای بلند و یا وجود نیم طبقه |
کافی نبودن تعداد و فواصل کلافها، ابعاد و میلگردگذاری
درگیر نبودن میلگردهای کلاف و کافی نبودن طول همپوشانی آنها در اتصالات انفصال در کلاف به واسطه عبور لوله و دودکش از آن |
| اعضای غیر سازهای | اتصال ضعف و نامناسب بین نما و دیوار
عدم پایداری جان پناهها و دودکشها |
وزن زیاد و عدم کفایت لاغری و مقاومت |
مرحله سوم
در صورتی که ساختمان مسجد موجود با توجه به سطح عملکردی که دارد از نظر سازهای مناسب تشخیص داده نشد باید بهسازی شود. در این مرحله باید گزینههای منساب راهکارهای بهسازی انتخاب شود و بهترین گزینه با توجه به ملاحظات اقتصادی و اجرای انتخاب شود.
راهکارهای بهسازی لرزهای به صورت پیشنهادی با هدف افزایش مقاومت، افزایش سختی، افزایش شکل پذیری و یا کاهش نیروی زلزله به کمک یکی یا ترکیبی از چندین روش انجام میگیرد که به آنها اشاره میشود.
اصلاح موضعی اجزای سازه با عملکرد نامناسب در زلزله
هنگامی که پس از ارزیابی لرزهای و بررسی معیارهای پذیرش اجزا مشخص شود که فقط تعدادی از اجزای سازه ظرفیت کافی برای تحمل نیروها و تغییر شکلها را ندارند اصلاح موضعی اجزا به عنوان یک راهکار مناسب بهسازی برای رساندن ساختمان به سطح عملکرد مورد انتظار چه از نظر مقاومت و چه سختی میتواند مورد استفاده قرار گیرد.
حذف یا کاهش بینظمی در ساختمان
هرگاه نتیجه ارزیابی لرزهای بیانگر آن باشد که وجود بینظمی در ساختمان مانع پاسخ گویی ساختمان به سطح عملکرد مورد انتظار است و در صورت حذف یا کهش بینظمی اجزای ساختمان ظرفیت کافی را چه از نظ مقاومت و چه از نظر سختی برای آن سطح از عملکرد برآورد نمینماید در این حالت استفاده از روش ذکر شده یک روش موثر برای بهسازی خواهد بود.
نامنظمی در ساختمان ممکن است به دلیل ناپیوستگی در اجزای باربر جانبی ایجاد شود. با تغییر در سیستم باربر جانبی و ایجاد پیوستگی ممکن است بتوان از نامنظمی ساختمان کاست. البته این راهکار در بعضی ساختمانها ممکن است امکان پذیر نباشد.
اصلاح یا کاهش بینظمی در ساختمانهایی که دارای طبقه نرم یا ضعیف هستند را میتوان با اضافه کردن مهاربندی در این طبقات برای متناسب نمودن سختی جانبی طبقات ذکر شده با سایر طبقات تامین نمود. در مورد نامنظمیهایی پیچشی نیز اضافه نمودن اجزای باربر جانبی به منظور کاهش فاصله مرکز جرم و مرکز سختی میتواند موثر در کاهش این نامنظی باشد.
تامین سختی جانبی برای کل سازه
هرگاه بر اثر ارزیابی لرزهای مشخص شود که شاختمان برای سطح عملکرد مورد نظر سختی لازم را ندارد اضافه نمودن مهاربندها یا دیوارهای برشی میتواند روش موثری برای رفع این نقص محسوب شود.
تامین مقاومت لازم برای کل سازه
در مواردی که اکثریت اجزای سازه معیارهای پذیرش مربوط به سطح عملکرد مورد انتظار ساختمان را جوابگو نیستند لازم است برای کل ساختمان سیستم باربر جانبی با ظرفیت کافی ایجاد نمود.
کاهش جرم ساختمان
هنگامی که پس از ارزیابی لرزهای مشخص شود که ساختمان سختی جانبی کافی یا اکثریت اجزا مقاومت کافی برای سطح عملکرد انتخابی را ندارند استفاده از روش کاهش جرم به عنوان یک روش موثر به کار گرفته شود.
به کارگیری سیستمهای جداساز لرزهای
هرگاه نتیجهی ارزیابی لرزهای مبین عدم کفایت سختی و مقاومت برای سطح عملکرد انتخابی باشد یا حفاظت از تجهیزات مهم و اجزای غیر سازهای ساختمان مکدنظر باشد استفاده از سیستم جداساز لرزهای به عنوان راهکار بهسازی مناسب خواهد بود.
به کارگیری سیستمهای غیر فعال اتلاف انرژی
در مواردی که ارزیابی لرزهای ساختمان بیانگر ناکافی بودن سختی جانبی ساختمان برای سطح عملکرد انتخابی باشد با تعبیه اجزای جاذب انرژی در سازه میتوان تغییر شکلهای ساختمان را محدود ساخت.
مرحله چهارم
پس از تصویب طرح بهسازی و تهیه نقشههای اجرایی، مرحله اقدام فرا خواهد رسید.
راهکارهای اجرایی در ساختمان های آجری
دوغاب ماسه سیمان برای دیوارهای آجری
در صورتی که دیوارهای آجری فاقد اندود داخلی یا اندود خارجی باشند به منظور ارتقا مقاومت جانبی دیوار میتوان پس از سند بلاست نمودن سطوح دیوار با استفاده از دوغاب سیمان و ذارت ریزدانه سیریس با روش شاتکریت تمام بندهای برشی دیوار را تقویت نموده و مقاومت جانبی دیوارها که عموماً باربر بوده و وزن سقف یا طبقات را تحمل مینمایند، افزایش داد.
روش بسته بندی از خارج بنا
در صورتی که ساختمان مساجد به محیط خارجی ساختمان قابل دسترس باشند و طرح تقویت به یکی از دو روش رایج فلزی یا بتونی قطعی شده باشد میتوان از جدارههای خارجی ساختمان بنا بر موقعیت بی آنکه تخریبی صورت گیرد یا کالبد شکافی در دیوارها انجام شود نسبت به تعبیه ستونهای متکی بر فونداسیونهای نواری در پیرامون محیط خارجی ساختمان مسجد اقدام کرد و چون اکثراً یک طبقه با ارتفاه زیاد هستند به صورت قاب تا روی بام را ادامه داد و از روی سقف نیز طرح تقویت پوترها، یا پلهای حمال و اصلی را به مضاعف انجام داد.
بدیهی است که نکان یابی ستونهای سیستم کلاف ساختمان از خارج فضا خود میتواند مبنایی برای نما سازی به صورت طاق و قوس کاذب یا حقیقی به صورت پوسته نما یا گوشه سازهای به عنوان کمر بند محیطی علاوه بر تقویت سازهای فرمهای معماری با پوشش نماهای آجری یا کاشیکاری و ترکیبی به اتمام کار نائل شود.
روش بسته بندی از داخل بنا
در صورتی که امکان دسترسی به بنا فقط از داخل میسر باشد میتوان این مساجد را به دو گروه تقسیم نمود.
گروه اول
بناهایی که فاقد کاشیکاریهای نفیس یا اثر هنری و معماری در داخل بنا باشند. در این روش هم اقدامات انجام شده خارجی بنا میتواند از داخل بنا انجام شود. اما این بار باید قسمتهایی از جرز و دیوار اصلی در مسیر ستونها از کف تا سقف برش خورده و محلی برای تعبیه ستون بتونی یا فلزی در میانه دیوار به صورت شکاف خارج شود اما در ادامه باید ستونها به بالای سقف هدایت گشته و از روی سقف اصلی نسبت به تعبیه تیرهای حمال و کلاف در میان ستونهای جدید اقدام شود تا کاملاً قفل و بست شده و یکپارچه شود.
گروه دوم
در صورتی که بنا از کاشیکاریهای نفیس یا گچبریهای هنری پوشیده شده باشد حتی المقدور در مکانهای ضروری برای تعبیه ستونهای سازهای حتماً مدل سازی و الگو از گچبریها و کاشیکاریها انجام شود و هر گونه اقدام هنری برای ترمیم، مومت و تکمیل نازککاری بنا با تمهیدات ویژه به عمل آمده و سپس نسبت به اجرای دیتیل قبلی اقدام شود.
روش مهاربندی با F.R.P
این روش برای بناهای با ارزش و حاوی معماری نفیس و آثار هنری بدیع پیشنهاد میشود که تقریباً از همه روشهای قبلی در حفظ آثار هنرمندانه مساجد بیشتر مورد تاکید قرار میگیرد. در این روش از طنابهای F.R.P میتوان در نقاط ضعف سازه و مسیرهای از پیش تعیین شده با ایجاد شیارهای ظریف و بر مبنای هندسه معین که طرح معماری را چندن متاثر نسازد استفاده نمود. و پس از ایجاد شیارهای لازم با قطر و عمق مناسب نسبت به شستشوی داخل شیار و عاری کردن از هر گونه گرد و غبار از چسب مخصوص و نصب طنابهای F.R.P استفاده نمود که سیستم کلاف نمودن عمودی و افقی ساختمان مساجد را میتواند با ظرافت و دقت به عهده گرفت.
در شرایطی که نما سازیها هنرمندانه به وفور نباشد میتوان از لایه های عریض اما ظریف و در چند میلیمتر ضخامت به صورت کاور، روی بدنهها، ستونها، دیوارها و حتی زیر سقفها نیز اتسفاده نمود. همچنین در استفاده از F.R.P پیرامون قاب پنجرهها، درها و نعل درگاهها به صورت پیوسته و اساساً در امتداد روی پنجرهها و درها به صورت سرتاسری علاوه بر زیر سقف و به موازات آن اقدام نمود.
مهاربندی پای دیوارهای فونداسیون
برای تقویت و یکپارچه سازی کفها و دیوارها عموماً میتوان از شناژ بتونی از داخل و خارج فضا و بر حسب ضرورت و نیاز در طرفین دیوارها به صورت کلاف مضاعف، محیط و دیوار پیرامونی مسجد را شناژ بندی نمود. و الحاقات لازم در ستونهای میانی یا دیوارهای میانی برای اجرای اتصالات بیشتر و ایجاد کلافی محکمتر بهره گرفت.
ایجاد دیافراگم صلب سقف
اجرای سیستم بادبندی و سقفهای طاق ضربی با نیمرخهای فولادی نمایان میتواند از داخل شبستان مساجد صورت گیرد. اما با توجه به اینکه یک عنصر نمایان و تاثیر گذار در فضای داخلی و معماری مساجد است. باید حتماً مقاومت سازهای آن پس از طرح و محاسبه مهندسین محرتم سازه فرم بندی و از نیمرخها و پروفیلهای طراحی شده و در ترکیب بندی و کمپوزسیونی زیبا ار زیر سقف به اجرا در آید تا بادبندی سقف در جهت ایجاد یک دیافراگم صلب که نقش اساسی در توزیع نیروی وارده بر سقف و سپس یه دیوارها، جرزها و ستونها دارد به صورت یکپارچه مورد توزیع تنش واقع شود. در صورتی که امکان اجرای بادبندی با طرح و یا فرم خاص معمارانه وجود نداشته باشد میتوان از هر نوع نیم رخ مناسب استفاده نمود و در انتها با طرحی همگون نسبت به اجرای سقف کاذب متناسب با فضای شبستان اقدام نمود.
تمهیدات گوشههای قائمه ساختمان مساجد
همواره گوشهها قائمه در اثر فشار صفحات برشی متعامد میتواند منجر به برش عمیق و شکست دیوار شود. در صورتی که معماری داخلی فضای شبستان چندان متاثر نمیشود میتوان با ایجاد لچکی و اجرای پخ در کنجهای قائمه و مسلح ساختمان دیوار قدیم در محل تقاطع ۹۰ درجه با اجرای دیوار پخ و الحاق آن دو با آرماتورگذاری یا نصب تیر آهن نسبت به تحکیم کنجهای ۹۰ درجه و تبدیل آن به دو کنج ۴۵ درجه اقدام نمود. و در صورتی که این عمل از خارج بنا عملی باشد نسبت به دوخت و دوز سیستم کلاف در محل ۹۰ درجه با مسلح نمودن توسط آرماتور یا نبشی تقویتی و اجرای اتصال به تدارم دیوار در راستای متعامد اقدام نمود.