نشریه شماره ۳۶۰
در طی ۵۰ سال گذشته، تحقیقات زیادی در زمینهی مهندسی زلزله صورت پذیرفته و بدون شک منشاء تحولاتی بنیادی در آیین نامههای کشور و موجب ارتقای دانش مهندسین شده است. بر این اساس با توجه به اهمیت موضوع، معاونت امور فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور برآن شد که زمینهی تدوین دستورالعملی ملی جهت بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود را فراهم نماید. نتیجهی کار نشریه شماره ۳۶۰ است که روال ارزیابی و بهسازی لرزهای ساختمانها را برای سطوح مختلف عملکرد ارایه نموده است. در مورد بسیاری از اجزای سازهای و غیرسازهای خاص ایران معیارهای پذیرش و بهسازی مناسب عرضه شده و روشهای جمع آوری اطلاعات، سازگاریهای لازم را با شرایط کشور یافته است.
به روزرسانی، بازنگری و اصلاح ضوابط و دستورالعملهای فنی موجود، همواره یکی از رویکردهای معاونت نظارت راهبردی است. در این راستا و با سپری شدن قریب به ۷ سال از انتشار اولین ویرایش نشریه شماره ۳۶۰ با عنوان دستورالعمل بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود، بازنگری آن با مشارکت اساتید و متخصصان این رشته، امری اجتناب ناپذیر است. از سوی دیگر با توجه به اینکه در حال حاضر پروژههای بهسازی لرزهای ساختمانهای عمومی، دولتی مهم و شریانهای حیاتی کشور با تعداد و حساسیت بسیار زیاد در حال ارزیابی، طراحی و اجرا است و در اکثر پروژههای ساختمانی، این دستورالعمل به عنوان مرجع اصلی به کار گرفته می شود، بازنگری آن براساس بازخوردهای به دست آمده از جامعه فنی – مهندسی اهمیتی دو چندان دارد. برنامه مقاوم سازی ساختمانهای دولتی مهم، تاسیسات زیربنایی و شریانهای حیاتی کشور، اقدام به تجدید نظر نشریه شماره ۳۶۰ نموده است. سعی شده است تا ضوابط تحلیل و ارزیابی، هرچه بیشتر با شرایط اقتصادی، اجتماعی و تواناییهای مهندسی کشور مطابقت داشته باشد.
محدودهی کاربرد نشریه شماره ۳۶۰
در نشریه شماره ۳۶۰ مبانی و ضوابط ارزیابی ساختمانهای موجود و یا بهسازی شده برای سطح عملکرد مورد نظر یا بهبود عملکرد آنها در برابر بارهای لرزهای ارائه شده است. ضوابط و نحوهی ارزیابی، تعمیر یا بازسازی ساختمانهای آسیب دیده پس از رویداد زلزله، در محدودهی کاربرد این دستورالعمل قرار ندارد. ساختمانهای با شرایط خاص سازهای نظیر موارد زیر، مشمول این دستورالعمل قرار نمیگیرند و لازم است به دستورالعملهای ارزیابی و بهسازی لرزهای ویژه آنها رجوع شود.
- سازههای خاص مانند: سدها، پلها، اسکلهها، سازههای دریایی و نیروگاههای هستهای؛
- سازههای خاص تاسیسات زیربنایی و شریانهای حیاتی؛
- بناهایی که با گل و یا خشت ساخته میشوند.
مبانی بهسازی
مبانی بهسازی به کار رفته در نشریه شماره ۳۶۰ بر اساس ارزیابی و بهبود سطح عملکرد ساختمان است. برای این منظور، هدف بهسازی تعریف شده و بر اساس سطوح عملکردی مورد نظر از ساختمان، هدف بهسازی انتخاب میشود. انتخاب هدف بهسازی و طراحی بر اساس سطح عملکرد ساختمان باید براساس اصول ارزیابی و بهسازی انجام شود.
ملاحظه ویژگیهای فنی
ویژگیهای فنی ساختمان قبل از اقدام به هرگونه عملیات اجرایی بهسازی باید توسط طراح و با هماهنگی کارفرما مورد بررسی و ملاحظه قرار گیرند. این ویژگیها میتواند شامل: مشخصات اجزای سازهای و غیرسازهای ساختمان، سطوح خطر زلزله در محل ساختمان، نتایج اولیهی ارزیابی مقاومت لرزهای، تاریخچهی بهره برداری گذشته و آیندهی ساختمان، ارزیابی نیاز و خواستههای بهرهبردار، ملاحظات اقتصادی، اجتماعی و مقررات و قوانین حاکم باشد.
انتخاب هدف بهسازی
انتخاب هدف بهسازی از مراحل اولیه و در عین حال 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 ساختما ، 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.
ارائهی طرح بهسازی و ارزیابی آن
طراحی برای بهسازی باید به شرح این دستورالعمل بر حسب روش ارزیابی و بهسازی ساده یا تفصیلی انجام شود. طرح پیش بینی شده برای بهسازی باید با مدل تحلیلی بهسازی شدهی سازه مورد ارزیابی قرار گیرد. چنانچه هدف بهسازی تامین نشده باشد، باید روش انتخاب شده مورد بازنگری قرارگیرد. در صورت تامین هدف بهسازی، مدارک فنی لازم ازجمله نقشهها و دستورالعملهای اجرایی تهیه شوند.
راهبردهای بهسازی
هدف بهسازی با به کار بستن معیارهای بهسازی بر اساس راهبردی که نواقص ملاحظه شده در تحلیل لرزهای را بر طرف نماید، حاصل میشود. هر معیار بهسازی باید به طور توام با دیگر معیارهای بهسازی مورد ارزیابی قرار گیرد به نحوی که سازه موجود مستقلاً از تامین سطح عملکرد مورد نظر 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 مورد نظر ساختمان و تامین هدف بهسازی دست یافت.
راهبردهای زیر را میتوان به صورت منفرد یا در ترکیب با یکدیگر برای بهسازی ساختمان به کار گرفت.
- اصلاح موضعی اجزای سازه که دارای عملکرد نامناسبی در زلزله هستند؛
- حذف یا کاهش بی نظمی در ساختمان موجود؛
- تامین سختی جانبی لازم برای کل سازه؛
- تامین مقاومت لازم برای کل سازه؛
- کاهش جرم ساختمان؛
- به کارگیری سیستمهای جداساز لرزهای؛
- به کارگیری سیستمهای غیرفعال اتلاف انرژی؛
روشهای بهسازی
بهسازی اجزای غیرسازهای باید با روشهای قابل قبول بر اساس ردهبندی رفتاری و سطح عملکرد مورد نظر برای جزء غیرسازهای صورت گیرد.
- به منظور بهسازی اجزای غیرسازهای که به شتاب حساس هستند، در سطوح عملکرد ایمنی جانی یا ایمنی جانی محدود، روش بهسازی باید به گونهای باشد که موقعیت آن حفظ شود. این حفاظت باید با ایجاد مهاربند، اتصال، بست ، یا سایر روشهای قابل قبول و به گونهای انجام شود که در هنگام زلزله جزء غیرسازهای در موقعیت خود باقی بماند.
- برای بهسازی اجزای غیرسازهای در سطح عملکرد قابلیت استفاده بی وقفه، علاوه بر حفظ موقعیت آن باید از آسیب رسیدن به اجزای مکانیکی و برقی که در خدمت رسانی تأثیر دارند، جلوگیری شود.
- برای بهسازی اجزاء غیرسازهای که به تغییر شکل حساس هستند، روش بهسازی باید امکان تغییرشکل کافی برای اجزاء غیرسازهای را تامین نماید به نحوی که جزء غیرسازهای تحت تغییرشکل محاسبه شده، در موقعیت خود نیز بماند.
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 غیرسازهای که موثر در میزان سختی و مقاومت سازه هستند، باید جمع آوری شود. همچنین اعضای اصلی و غیراصلی سازه باید تعیین و اطلاعات مورد نیاز هر نوع با جزئیات کافی برای مدل سازی و تحلیل سازه جمع آوری و ارائه شود.
تعیین خصوصیات لرزهای ساختمان
اگر چه با توجه به امکانات نرم افزاری موجود و ضوابط ارائه شده در آیین نامهها و این دستورالعمل امکان محاسبهی زمان تناوب هر نوع سازه به صورت تحلیلی وجود دارد و نسبت میرایی ساختمان نیز بسته به نوع سازه، اتصالات و مصالح آن از مراجع مربوطه قابل استخراج است، لیکن در صورتی که 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 تایید و توسط افراد باتجربه انجام پذیرد و اطلاعات ثبت شده توسط کارشناس مجرب با استفاده از نرم افزار مربوطه تحلیل و نتیجه گیری شود.
مدلسازی تحلیلی ساختمان
اطلاعات جمع آوری شده از بررسی وضعیت موجود ساختمان باید در تهیهی مدل تحلیلی ساختمان به کار گرفته شود. عمده خصوصیاتی که در این رابطه مورد نیازند شامل موارد زیر هستند.
- ابعاد مقاطع اعضا، قطر، تعداد و آرایش میلگرد در مقطع و مشخصات فنی آنها؛
- هندسه، شکل و نحوهی پیکربندی اعضا و نیز وجود هرگونه خروج از مرکزیت یا تغییرشکل دائمی در آنها؛
- شکل اتصالات و وجود هرگونه خروج از مرکزیت در آنها؛
- اطلاع از هرگونه تغییر در سیستم سازهای و یا کاربری ساختمان بعد از اجرای اولیهی آن و درنظرگرفتن اثر آن بر عملکرد ساختمان؛
- آگاهی از نحوهی اندرکنش احتمالی اجزای غیرسازهای با اجزای سازهای و دخالت یا عدم دخالت آ نها در تحمل بار جانبی وارد به ساختمان.
همچنین باید به تفاوتهای میان اطلاعات مندرج در مدارک فنی موجود و اطلاعات حاصل از بازرسی عینی ساختمان توجه نمود و این امر را در تحلیل سازه ملحوظ نمود.
فهرست مطالب نشریه شماره ۳۶۰
مقدمات بهسازی لرزهای
- مبانی بهسازی
- مراحل ارزیابی و بهسازی
- هدف بهسازی
- سطوح عملکرد ساختمان
- راهبردهای بهسازی
- تحلیل خطر زلزله
گردآوری مدارک و اطلاعات، شناخت وضع موجود
- اطلاعات وضعیت موجود ساختمان
- سطوح اطلاعات
- مقاومت مصالح
- روشهای آزمایش برای ارزیابی و مطالعات بهسازی لرزهای ساختمانها
- جمع آوری اطلاعات و بازرسی وضع موجود ساختگاه، خاک و سازه پی
- جمعآوری اطلاعات و بازرسی وضعیت موجود اعضا و اجزای سازهای ساختمان
- جمع آوری اطلاعات و بازرسی وضعیت موجود اجزای غیرسازهای ساختمان
روشهای تحلیل
- ضوابط کلی تحلیل
- روشهای تحلیل خطی
- روشهای تحلیل غیرخطی
- ظرفیت اجزای سازه
- معیارهای پذیرش
- ملاحظات تکمیلی روشهای تحلیل
ساختگاه و پی
- مخاطرات ساختگاهی ناشی از ناپایداری
- ظرفیت باربری، مقاومت، سختی و معیارهای پذیرش پی
- فشار لرزهای جانبی خاک
سازهها و اجزای فولادی
- قابهای خمشی فولادی
- قابهای با مهاربندی فولادی
- دیوارهای برشی فولادی
- قابهای با اتصالات خورجینی
- قابهای فولادی با میان قاب
- پیهای متشکل از شمعهای فولادی
سازهها و اجزای بتنی
- سیستمهای سازهای
- اجزای سازهای بتنی
ساختمانها و اجزای مصالح بنایی
- انواع دیوارهای بنایی
- الزامات مدل سازی و تحلیل سازه (ضوابط ارزیابی)
- بررسی رفتارداخل صفحۀ دیوارها و پایههای مصالح بنایی
- بررسی رفتار خارج از صفحه دیوارها و پایههای مصالح بنایی
- شالوده ساخته شده با مصالح بنایی
دیافراگمها و میانقابها
- دیافراگم
- میان قاب
بهسازی اجزای غیرسازهای
- ملاحظات تاریخچهای و ارزیابی اجزا
- اندرکنش سازه و اجزای غیرسازهای
- روشهای ارزیابی
- اجزای معماری: تعریف، رفتار و معیارهای پذیرش
سامانههای جداساز لرزهای و اتلاف انرژی
- سامانه جداساز لرزهای
- سامانههای اتلاف انرژی
بهسازی ساده
- مشخصات مصالح و بازرسی وضعیت موجود ساختمان
- ساختمانهای بنایی غیرمسلح