طراحی مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای، فرآیندی علمی و مهندسی برای ارتقای مقاومت و پایداری یک ساختمان در برابر نیروهای وارده، عوامل محیطی و حوادث طبیعی مانند زلزله و سیل است و یکی از اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از خسارت ناشی از این وقایع است. این فرآیند شامل ارزیابی وضعیت فعلی ساختمان، شناسایی نقاط ضعف و آسیبپذیریها، و ارائه راهکارهای مناسب برای افزایش ظرفیت باربری و ایمنی ساختمان و بهسازی لرزه ای میشود.
چرا به طراحی مقاوم سازی ساختمان نیاز داریم؟
شاید بپرسید چرا باید هزینهای اضافی برای مقاوم سازی ساختمانمان در نظر بگیریم؟ پاسخ ساده است: پیشگیری همیشه بهتر از درمان است! یک ساختمان محکم و مقاوم نه تنها در برابر حوادث طبیعی از ساکنان خود محافظت میکند، بلکه ارزش ملک را نیز افزایش میدهد و خیال شما را بابت دغدغههای احتمالی آسوده میسازد. تصور کنید، بعد از زلزلهای خفیف میتوانید با خیال راحت به خانهی خود برگردید، در حالی که همسایههایتان متحمل خسارات جانی و مالی شدهاند. ارزش این آرامش را نمیتوان با هیچ هزینهای سنجید.
چه زمانی به فکر مقاوم سازی باشیم؟
این سؤال به عوامل مختلفی بستگی دارد. اگر خانهای قدیمی دارید که با استانداردهای روز ساخته نشده است، نشانههایی از نشست یا ترک را مشاهده میکنید و میخواهید کاربری آن را تغییر دهید، شاید لازم باشد به فکر بازسازی و مقاوم سازی همزمان باشید. همچنین، مناطقی که احتمال رخداد حوادث طبیعی در آنها بیشتر است، بیش از پیش نیازمند ساختمانهای مقاوم هستند. در ادامه به چالش های طراحی مقاوم سازی و مراحل آن میپردازیم.
طراحی مقاوم سازی ساختمان چه چالش هایی دارد؟
طراحی مقاوم سازی، فرآیندی پیچیده و چالشبرانگیز است که نیازمند مهندسین متخصص و خلاق دارد. برخی از چالشهای پیش روی این فرآیند عبارتند از:
1. انتخاب روش مناسب:
انتخاب روش مناسب مقاوم سازی به عوامل مختلفی مانند نوع سازه، نوع و شدت آسیبها، بودجهی شما و شرایط محیطی بستگی دارد. تنوع روشهای موجود و انتخاب بهترین گزینه از میان آنها، چالشی مهم برای مهندسین است.
2. حفظ زیبایی و کاربری:
مقاوم سازی نباید زیبایی و کاربری ساختمان را تحت شعاع قرار دهد. انتخاب مصالح و روشهای مناسب، چالشی در این زمینه است.
3. دقت در محاسبات طراحی مقاوم سازی :
محاسبات دقیق و اصولی در طراحی مقاوم سازی، نقشی حیاتی در حفظ ایمنی و استحکام ساختمان دارد. کوچکترین خطایی در محاسبات میتواند عواقب جبرانناپذیری به دنبال داشته باشد.
4. هماهنگی با سایر بخشها:
مقاوم سازی باید با سایر بخشهای ساختمان مانند تاسیسات برقی و مکانیکی هماهنگ باشد. این امر نیازمند برنامهریزی دقیق و نظارت عالیه است.
5. اخذ مجوزهای لازم:
برای انجام عملیات مقاوم سازی، اخذ مجوزهای لازم از مراجع ذیصلاح ضروری است. این فرآیند میتواند زمانبر و پیچیده باشد.
6. هزینههای بالا:
مقاوم سازی میتواند فرآیندی پرهزینه باشد. تأمین منابع مالی لازم، چالشی برای بسیاری از مالکان ساختمانها است.
7. زمانبر بودن:
عملیات مقاوم سازی میتواند زمانبر باشد و نیازمند صبر و حوصلهی ساکنان ساختمان است.
8. عدم وجود ضمانت قطعی:
هیچگاه نمیتوان با قاطعیت تضمین کرد که مقاوم سازی، ساختمان را در برابر تمام حوادث طبیعی و غیرطبیعی مصون نگه میدارد.
9. نیاز به تخصص و تجربه:
طراحی و اجرای مقاوم سازی باید توسط مهندسین و پیمانکاران مجرب و متخصص انجام شود. یافتن افراد باتجربه و قابل اعتماد، چالشی برای مالکان ساختمانها است.
10. عدم وجود اطلاعات و منابع کافی:
دسترسی به اطلاعات و منابع جامع و بهروز در زمینهی طراحی مقاوم سازی، میتواند چالشبرانگیز باشد.
با وجود این چالشها، طراحی مقاوم سازی یک ضرورت انکارناپذیر برای حفظ جان و مال انسانها در برابر حوادث طبیعی است. با انتخاب مهندس و پیمانکار مناسب، استفاده از مصالح مرغوب و برنامهریزی دقیق، میتوان این چالشها را به حداقل رساند و از مزایای مقاوم سازی بهرهمند شد. برای دریافت مشاوره رایگان طراحی مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای ساختمان خود میتوانید به صورت مستقیم با متخصصان شرکت بتن برش توسعه تماس بگیرید.
مراحل فرایند طراحی مقاوم سازی ساختمان و اجرا
تصور کنید که ساختمان شما نیاز به مقاوم سازی دارد. چه مراحلی را باید طی کنید؟ نگران نباشید، مسیر کاملاً مشخص است:
- مشاوره با متخصص: اولین قدم، مشورت با یک مهندس عمران متخصص در حوزهی طراحی مقاوم سازی است. ایشان با بررسی دقیق ساختمان، نقاط ضعف آن را شناسایی کرده و بهترین روشهای مقاوم سازی را پیشنهاد میدهد.
- انجام مطالعات اولیه: بسته به نوع ساختمان و روش پیشنهادی، ممکن است انجام مطالعات ژئوتکنیکی، آزمایش مصالح و بررسیهای دقیقتر مورد نیاز باشد.
- طراحی و انتخاب روش مقاوم سازی: با توجه به اطلاعات جمعآوری شده، مهندس طرح مقاوم سازی را آماده میکند و روشهای مختلفی مثل افزایش ابعاد ستونها، استفاده از الیاف، تزریق رزین یا روشهای دیگر را پیشنهاد میدهد.
- اجرای کار: پس از اخذ مجوزهای لازم، عملیات مقاوم سازی توسط نیروهای متخصص و با استفاده از مصالح مرغوب اجرا میشود.
- نظارت و کنترل کیفیت: در تمام مراحل کار، نظارت دقیق یک مهندس ناظر ضروری است تا کیفیت و ایمنی مراحل اجرا تضمین شود.
هزینههای مقاوم سازی
هزینههای بازسازی و مقاوم سازی به عوامل مختلفی مثل نوع و وسعت کار، روشهای مقاوم سازی، مصالح مورد استفاده و دستمزد مهندس و پیمانکار بستگی دارد. به طور کلی، این هزینهها به عنوان سرمایهگذاری برای حفظ جان و مال شما محسوب میشوند و در بلندمدت به نفع شما خواهد بود.
طراحی مقاوم سازی، فرآیندی حیاتی برای حفظ جان و مال شما در برابر حوادث طبیعی است. با انتخاب مهندس و پیمانکار مناسب و استفاده از مصالح مرغوب، میتوانید خیالی آسوده از بابت استحکام و ایمنی لانهی خود داشته باشید. در ادامه به بررسی فنی تر اصول طراخی مقاوم سازی و بهسازی آن میپردازیم.
دستورالعمل طراحی مقاوم سازی و بهسازی تا اجرا
روش دستورالعمل طراحی مقاوم سازی و بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود ایران یک فرآیند کاربردی میباشد. این دستورالعمل اولین بار در سال 1381 به سفارش معاونت امور فنی- تدوین معیارها و کاهش خطرپذیری ناشی از زلزله سازمان مدیریت و برنامهریزی کشور توسط کارشناسان پژوهشکده بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله تهیه و گردآوری گردید. چارچوب پیشنویس اولیه دستورالعمل بر اساس گزارشهای FEMA بهخصوص ویرایشهای 273، 274 و 356 است. گروههای تخصصی از منابع دیگر بهویژه آییننامه 2800، آییننامه بتن ایران (آبا) مقررات ملی ساختمان ایران، گزارشهای ATC، NEHRP و SAC نیز استفاده نمودند.
تاریخچه طراحی مقاوم سازی و بهسازی
تاریخچه مدارک لازم جهت بررسی پتانسیل خرابی ساختمانها در برابر زلزله را میتوان مربوط به زمانی دانست که مهندسین به دنبال پاسخی برای این نیاز بودند که «آیا ساختمان موجود قادر به تحمل زلزله آتی میباشند یا خیر؟» بدین منظور آنها شروع به بسط و توسعه فرآیندهایی ابتدایی جهت ارزیابی عملکرد لرزهای محتمل ساختمانهای موجود نمودند بهطوریکه بتوانند دریابند آیا احتمال انهدام یا دیگر آسیبهای جانی وجود دارد یا خیر؟ و اگر خیر میزان و شدت پیامدهای احتمالی آسیبهای وارده بر ساختمان چیست؟ در ابتدا مهندسین متکی بر استدلالهای شخصی و تجارب خود جهت اعمال این ارزیابیها بودند. در اوایل دهه 1980 به آژانس مدیریت حوادث اضطراری فدرال (FEMA) در آمریکا مأموریت داده شد که برنامهای برای سهولت در کاهش خطرات تخریب ساختمانها در برابر حوادث غیرمترقبه تهیه نماید. این برنامه شامل بسط و توسعه دستورالعملها و مدارک مرجعی بود که این امکان را برای مهندسین اولی ساختوساز فراهم نماید که برآوردی از ارزیابی خطر موجود و تخمین هزینه لازم برای کاهش این خطرات توسط برنامههای ارتقا و نحوه اعمال آنها میسر شود.
نیاز یا عدم نیاز به بهسازی
کاربرد یا عدم کاربرد دستورالعمل بهسازی برای ساختمانهای موجود یکی از بحثبرانگیزترین مواردی است که در مورد آن بین کاربران اتفاقنظری وجود ندارد. درحالیکه در مدرک اصلی یعنی FEMA-356 کاربرد آن را برای ساختمانهای موجود محدود ننموده است. به هر صورت در نشریه 360 ایران دراینارتباط چنین تصریحشده که ساختمانهایی که با توجه به اهمیت آنها بر اساس آخرین ویرایش آییننامه 2800 زلزله ایران طراحی و اجراشده باشند. نیازی به ارزیابی و بهسازی لرزهای مطابق دستورالعمل بهسازی لرزهای ندارند مگر آنکه درجه اهمیت فعلی آنها بیش از میزان مفروض در طراحی اولیه آنها بوده و یا سطح خطر مدنظر با سطح خطر موجود در طراحی اولیه با آییننامه 2800 متفاوت باشد. ازآنجاییکه آییننامههای لرزهای شامل ضوابطی هستند که با فرض توپولوژی منظم، پیوستگی سازهای، وجود جزییات شکلپذیر و مصالحی باکیفیت استاندارد و مناسب جهت یک طراحی هماهنگ و عملکرد لرزهای مناسب بناشدهاند. ساختمان وقتی از دفترچههای محاسباتی و نقشهها به دنیای واقعی پا میگذارد دیگر در چنین پیشفرضهایی نیست. محدوده و بازه درجه اطمینان در نظر گرفتهشده در آییننامهها نیز دیگر برای کلیه اعضای سازهای و غیر سازهای یک مقدار ثابت نخواهد بود، بهخصوص که در مدلسازی آییننامهای، اثر اعضای غیر سازهای در رفتار دینامیکی سازهها نادیده انگاشته میشود.
خدمات مطالعات آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای
مطالعات پروژههای بهسازی لرزهای معمولاً در دو مرحله کلی شامل الف: ارزیابی آسیبپذیری و ب: تهیه طرح بهسازی و کنترل قبولی طرح، قابلاجرا میباشند. شکل 1 طرح کلی یک طرح بهسازی را بهطورکلی نمایش میدهد. بر اساس این شکل مرحله اول شامل دو قسمت است که بخش اول آن ارزیابی کیفی و سریع ساختمان بوده و کارفرما پس از انجام آن مرحله در ارتباط با ادامه مطالعات تصمیمگیری مینماید. چنانچه در این قسمت مشاور اقدام به اعلام صحت و انطباق نقشهها و محاسبات با اجرای سازه نماید و صحت محاسبات را تائید کند، کارفرما ممکن است چنانچه در اجرا مسئله خاصی وجود نداشته باشد، بر اساس ملاحظات خود دستور به توقف مطالعات نماید. در غیر این صورت مطالعات قسمت دوم در مرحله اول که با دیدگاه محاسباتی و دقیقتری به بررسی کفایت سازه میپردازد تعقیب میشود. پس از اتمام این قسمت مشاور نسبت بهکفایت و یا عدمکفایت سازه اعلام نظرکرده و راهکارهای اولیه جهت رفع معایب و یا ارتقا سیستم ارائه مینماید. در مرحله دوم کارفرما با عقد قرارداد جداگانهای نسبت به تهیه طرح مقاومسازی و بررسی اقتصادی و فنی متغیرهای مطرح و کنترل طرح نهایی بر اساس دستورالعمل اقدام مینماید. نقشههای اجرایی پسازاین این قسمت توسط مشاور تهیه میگردند.
عملیات اجرایی مرحله اول مطالعات در نمودار شکل 2نشان دادهشده است.
ابتدای شروع مطالعات آسیب پذیری، کارفرما با در نظر داشتن ملاحظات اقتصادی، فنی اجتماعی، فرهنگی و مقررات حاکم بر کشور سطح و دقت بررسی آسیبپذیری را معین نموده و بر اساس آن طی قراردادی، مطالعات فوق را به مشاور ارزیاب میسپارد در این حال کارفرماتر مشورت با مشاور، منظور خود را از آسیبپذیری بنا مشخص مینماید. بدین معنی که آیا در نظر دارد تطابق ساختمان را با آییننامه زلزله و ارتقا آن به سطح آییننامه موجود را ارزیابی کند و یا آنکه به علت نیاز به سطح عملکردی فراتر از آییننامه زلزله موجود، بر آن است تا عملکرد سازه را به سطوح لرزهای بالاتری ارتقا بخشد.
مدارک مورداستفاده در فرآیند بهسازی
دستورالعمل بهسازی ایران درواقع دو بخش از خدمات آسیبپذیری و بهسازی ساختمانها را پوشش میدهد که شامل بخش دوم از مرحله اول ارزیابی آسیبپذیری و بخش اول از مرحله دوم کنترل کمی طرح بهسازی شده میباشد. لازم است جهت شناخت جزییات بخشهای دیگر به مدارک جداگانه مراجعه نمود.
دستورالعمل بهسازی لرزهای ساختمانهای موجود که قسمت اعظم آن برگرفته از مدارک FEMA-273, 274, 356 و ATC-440 میباشد. مدرک نسبت کاملی برای ارزیابی کمی آسیبپذیری ساختمان بر اساس روشهای تعیینی است. اختلاف اساسی این مدرک با مدارک بر اساس روشهای احتمالاتی بر بیان عملکرد سازه تحت زلزله اعمالی است. در مدارک تعیینی عملکرد بر اساس گذر از یک تلاش مشخص در سازه حاصل از زلزله بیان میگردد درحالیکه در روشهای بر اساس قابلیت اعتماد، عملکرد بر اساس احتمال گذر از یک تلاش که خود آن نیز یک متغیر تصادفی است توصیف میشود.
تعیین اهداف بهسازی
پس از آشنایی کامل مشاور مقاومسازی با شرایط و خصوصیات بنا و ساختگاه و مشورت با کارفرما یا نماینده وی و شناخت نیازها و برنامههای فعلی و آتی کاربرد بنا و برآورد میزان هزینههای مقاومسازی و مدتزمان عدم بهرهبرداری در طول مقاومسازی و تخمین تعداد تلفات احتمالی طی گزارشی، اهداف بهسازی که شامل عملکرد مورد انتظار به همراه سطح خطر متناظر به آن می باشد را بر اساس ملاحظات فنی، اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی در هماهنگی با مقررات کشوری تعیین مینماید. منظور از اهداف بهسازی آن است که چه انتظاری از عملکرد ساختمان در برابر زلزله خاص میتوانیم داشته باشیم. جهت محدود نمودن و استانداردسازی اهداف سعی نمودهاند تعداد محدودی انتخاب استاندارد تعیین نمایند تا کاربر نیز در انتخاب خود دچار سردرگمی نشود.
سطوح عملکرد ساختمان
مبانی بهسازی طراحی بر مبنای سطوح عملکرد است. برای این منظور لازم است طـراح در همـاهنگی بـا مالـک سـاختمان سطح عملکرد موردنظر را انتخاب کند. به همین جهت ابتدا باید سطوح مختلف عملکرد برای مالک ساختمان تشریح گردد.
عملکرد یک ساختمان در برابر زلزله متأثر از عملکرد اجزای سازهای و غیر سازهای آن میباشد. لذا طبیعی است که عملکرد ساختمان را مجموع دو عملکرد فوق در نظر بگیریم. البته واضح است که این دو عملکرد مستقل از هم نبوده و بخصوص اجزای غیر سازهای به نحوی تحت اثر عملکرد اجزای سازهای میباشند. سطوح عملکرد لرزهای با عدد (1 تا 6) و سطوح عملکرد اجزا غیر سازهای با حروف (از A تا E) تقسیمبندی میشوند. چنین نامگذاری میتواند بهصورت بسیار متنوعی باشد که با توجه به اینکه بین دو عملکرد باید هماهنگی وجود داشته باشد، دستورالعمل تعداد محدودی از آنها را معرفی مینماید. بهطور مثال عملکرد استفاده بیوقفه برای اجزای غیر سازهای نمیتواند به همراه عملکرد آستانه فروریزش برای اعضای سازهای دارای معنا باشد.
مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله
سطوح عملکرد اجزاي سازهای
سطوح عملکرد اجزاي سازهای شامل چهار سطح عملکرد اصلی و دو سطح عملکرد میانی است. سطوح عملکرد اصلی عبارتاند از:
الف- سطح عملکرد 1: قابلیت استفاده بیوقفه.
ب-سطح عملکرد 3: ایمنی جانی؛
پ- سطح عملکرد 5: آستانه فروریزش؛
ت-سطح عملکردی 6: لحاظ نشده.
سطوح عملکرد میانی عبارتاند از:
ث-سطح عملکرد 2: خرابی محدود؛
ج- سطح عملکرد 4: ایمنی جانی محدود
روش بهسازي اجزا و معیار پذیرش آنها برحسب هر یک از سطوح فوق باید مطابق روش بهسازي ساده یا تفصیلی باشد
- سطح عملکرد 1 قابلیت استفاده بیوقفه
سطح عملکرد قابلیت استفادهی بیوقفه به سطح عملکردي اطلاق میشود که پیشبینی شود در اثر وقوع زلزله مقاومت محتمل و سختی اجزاي سازهای تغییر قابلتوجهی پیدا نکند و استفاده بیوقفه از آن ممکن باشد.
- سطح عملکرد 2 خرابی محدود
سطح عملکرد خرابی محدود به سطح عملکردي اطلاق میشود که پیشبینی شود در اثر وقوع زلزله محتمل، خرابی در سازه بـه میزان محدود ایجاد شود، بهگونهای که پس از زلزله با انجام تعمیر بخشهای آسیبدیده ادامهی ادامه برداري از ساختمان سـادگی میسر باشد.
- سطح عملکرد 3 سطح عملکرد ایمنی جانی
به سطح عملکردي اطلاق میشود که پیشبینی شود در اثر وقوع زلزله محتمل، خرابی در سازه به میزان محدود ایجاد شود، اما میزان خرابیها بهاندازهای نباشد که منجر به خسارت جانی شود.
- سطح عملکرد 4: ایمنی جانی محدود
سطح عملکرد ایمنی جانی به سطح عملکردی اطلاق میشود که پیشبینی شود در اثر وقوع زلزله محتمل خرابی در سازه ایجاد شود اما میزان خرابیها بهاندازهای باشد که منجر به خسارت جانی حداقل شود.
- سطح عملکرد 5: آستانه فروریزش
سطح عملکرد آستانه فروریزش به سطح عملکردی اطلاق میشود که پیشبینی شود در اثر وقوع زلزله محتمل خرابی گسترده در سازه ایجاد شود؛ اما ساختمان فرونریزد و تلفات به حداقل برسد.
- سطح عملکرد 6: لحاظ نشده
چنانچه برای عملکرد اجزای سازهای سطح عملکرد خاصی انتخابنشده باشد سطح عملکرد اجزای سازهای لحاظ نشده نامیده میشود.
سطوح عملکرد اجزاي غیر سازهای
سطح عملکرد اجزاي غیر سازهای باشد ساختمان شامل پنج سطح عملکرد به شرح زیر میباشد:
- سطح عملکرد A: خدمترسانی بیوقفه
سطح عملکرد خدمترسانی بیوقفه به سطح عملکردی اطلاق میشود که پیشبینی شود اجزای غیر سازهای در اثر زلزله محتمل دچار خرابی بسیار جزئی شوند بهگونهای که خدمترسانی ساختمان بهطور پیوسته انجام شود.
- سطح عملکرد B: قابلیت استفاده بیوقفه
سطح عملکرد قابلیت استفاده بیوقفه به سطح عملکردی اطلاق میشود که پیشبینی شود اجزای غیر سازهای در اثر زلزله محتمل دچار خرابی جزئی شوند. بهگونهای که پس از زلزله راههای دسترسی و فرار مانند درها، راهروها، پلهها، آسانسورها و روشنایی آنها مختل نشده و استفاده از ساختمان بیوقفه میسر باشد.
- سطح عملکرد C: ایمنی جانی
سطح عملکرد ایمنی جانی به سطح عملکردی اطلاق میشود که پیشبینی شود خرابی اجزای غیر سازهای در اثر زلزله محتمل خطر جدی برای جان ساکنین به وجود نیاورد.
- سطح عملکرد D: ایمنی جانی محدود
سطح عملکرد ایمنی جانی محدود به سطح عملکردی اطلاق میشود که پیشبینی شود خرابی اجزای غیر سازهای در اثر زلزله محتمل بهاندازهای باشد که خسارت جانی حداقل باشد.
- سطح عملکرد E: لحاظ نشده
چنانچه برای عملکرد اجزای غیر سازهای سطح عملکرد خاصی انتخابنشده باشد سطح عملکرد اجزای غیر سازهای لحاظ نشده نامیده میشود.
سطوح عملکرد کل ساختمان
سطوح عملکرد ساختمان در دستورالعمل بر اساس سطح عملکرد هدف ساختمان بیان میشود. این بدین معنی است که اهداف عملکردی از میان بینهایت عملکرد ممکن ساختمان تحت اثر زلزله انتخاب میگردد. درواقع سطوح عملکرد ذاتاً کمیتهای پیوسته هستند ولی بهصورت مجزا انتخاب میشوند. اهداف عملکردی بهگونهای انتخاب و معرفی شدند که امکان تفکیک آنها توسط اولیا ساختمان ممکن بوده و بهعلاوه بر اساس میزان آسیب وارده بر ساختمان بعد از وقوع زلزله قابلفهم و شناسایی باشند. لذا بر اساس عملکرد و یا میزان آسیب و خطر جانی تعریفشدهاند. با ترکیب دوتایی عملکردهای اجزا سازهای و غیر سازهای به تعداد 30 عملکرد برای کل ساختمان میتوان متصور شد. تعدادی از این سطوح عملکردی ترکیبی غیرقابلقبول و بیمعنی میباشد، به طوریکه از 30 سطح عملکردی 18 سطح عملکردی قابل انتخاب است. بهطور مثال فرض آنکه سازه دچار آسیب زیادی گردد ولی اجزای غیر سازهای (و بالعکس) آسیب جزئی ببینند غیرمنطقی میباشد. در این دستورالعمل اجزای غیر سازهای دارای شخصیت مستقل نبوده و به نحوی متصل به سازه میباشند. بهطوریکه آسیب سازهای منجر به آسیب غیر سازهای نیز خواهد گردید جالبتوجه اینکه از میان 18 سطح عملکردی نیز فقط چهار سطح عملکردی ذیل کاربرد وسیع دارند:
- A-1 سطح عملکرد خدمترسانی بیوقفه
اجزای سازهای دارای سطح عملکرد قابلیت استفاده بیوقفه (S-1) و اجزای غیر سازهای دارای سطح عملکرد خدمترسانی بیوقفه (N-A) هستند.
- B-1 سطح عملکرد قابلیت استفاده بیوقفه
اجزای سازهای دارای سطح عملکرد قابلیت استفاده بیوقفه (S-1) و اجزای غیر سازهای دارای سطح عملکرد قابلیت استفاده بیوقفه (N-B) هستند.
- C-3 سطح عملکرد ایمنی جانی
اجزای سازهای دارای سطح عملکرد ایمنی جانی (S-3) و اجزای غیر سازهای دارای سطح عملکرد ایمنی جانی (N-C) هستند.
- E-5 سطح عملکرد آستانه فروریزش
اجزای سازهای دارای سطح عملکرد آستانه فروریزش (S-5) و لذا تعریف عملکرد اجزای غیر سازهای بیمعنی میباشد؛ یعنی لازم است که لحاظ نشده (N-E) در نظر گرفته شود.
تحلیل خطر زلزله و طیف طراحی
سطح خطر: برابر است با درصد احتمال وقوع زلزله در یک بازه زمانی موردنظر (طول عمر مفید سازه) در تحلیل خطـر سـطوح مختلفی در ادبیات و عمل مطرح است نظیر DBE, MPE, MCE و … که در دستورالعمل 360 سطوح خطر بهصورت زیر تعریف میشوند
- سطح خطر 1: این سطح خطر بر اساس 10% احتمال رویداد در 50 سال که معادل دورهی بازگشت 475 سـال اسـت تعیـین میشود. سطح خطر 1 -در استاندارد 2800 ایران زلزله طرح (DBE) نامیده میشود.
- سطح خطر 2: این سطح خطر بر اساس 2% احتمال رویداد در 50 سال که معادل دورهی بازگشـت 2475 سـال اسـت تعیـین میشود. سطح خطر 2 -بهعنوان بیشینه زلزله محتمل (MPE) نامیده شده است.
- سطح خطر انتخابی (زلزله با هر احتمال رویداد – در 50 سال): این سطح خطر برای مـوارد خـاص و بـا ملاحظـات ویـژه مناسب میباشد
برای انجام تحلیلهای لازم بر اساس روشهای استاتیکی یا دینامیکی نیازمند تهیه طیفها یا تاریخچه زمانی جنبش زمین میباشیم. جهت تحلیلهای استاتیکی خطی و یا غیرخطی و همینطور دینامیکی خطی، تهیه طیف پاسخ شتاب و همچنین جهت تحلیل دینامیکی تمتم عیار داشتن تاریخچه زمانی تغییرات مقادیر شتاب زمین ضروری میباشد.
-
طیف طرح:
طیف طرح میتواند به دو روش تهیه شود:
- طیف طرح استاندارد
- طیف طرح ویژه ساختگاه
درروش اول که به طیف طرح استاندارد موسوم است طیف طرح قبلاً توسط مؤسسات پژوهشی ذیصلاح برای کشور تهیهشده و لازم است طراح با توجه به موقعیت محل و مشخصات ژئوتکنیکی سایت طیف مربوطه را استحصال نماید. بهطور مثال در آییننامه 2800 طیف بازتاب ساختمان (B) دادهشده است و کافی است منحنی مربوطه متناسب با جنس زمین و خطر لرزهخیزی منطقه انتخاب و در مقدار شتاب مبنای طرح (A) ضرب شود تا طیف طرح حاصل شود. چنانچه مشخص است این طیف یک مقدار متوسط ازلحاظ لرزهخیزی را در منطقه لرزه زا معرفی نموده و لذا به علت تقریبی بودن در سطوح پایینتر از مطلوب (محدود و مبنا) قابل کاربرد است. لازم به ذکر است که با توجه به آنکه سطح خطر آییننامه 2800 معادل با سطح خطر یک با دوره بازگشت 475 سال می باشد، لذا در سطح خطر 2 با دوره بازگشت 2475 سال یا باید از نقشههای معتبر پهنهبندی که توسط پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی و مهندسی زلزله و یا مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن تهیهشده است استفاده نمود و یا در غیر این صورت از روش دوم تهیه طیف طرح که بر اساس مطالعات خاص منطقه ساختگاه است بهره گرفت. این طیفها با استفاده از روشهای تعینی و احتمالاتی به سه طریق 1-طیفهای طرح با شکل ثابت. 2- طیفهای طرح با خطر ثابت 3- طیفهای طرح حاصل از شتابنگاشتها قابل استحصال می باشند.
طیف طرح ارتجاعی ویژهی ساختگاه بهمنظور انجام تحلیل خطر ویژه ساختگاه پس از شناسایی گسلهای اطراف ساختگاه (حداقل بـه شـعاع 100 کیلـومتر) و تعیـین پارامترهای لرزهخیزی و انتخاب رابطههای مناسب کاهندگی برای محل موردمطالعه، برآورد خطر انجام میشود. ایـن بـرآورد بـا استفاده از دو رهیافت تعیینی و احتمالی صورت میگیرد. در رهیافت تعیینی بر اساس انتخاب بزرگا و رابطه کاهندگی و با در نظر گرفتن فاصله گسل تا ساختگاه موردنظر بـه بـرآورد شتاب حداکثر میپردازیم. در رهیافت احتمالی با استفاده از روشهای آماری به برآورد سطحهای خطر مختلف برای دوره بازگشت مشخص (درصد احتمال در عمر مفید سازه) میپردازیم.
-
مراحل تحلیل خطر ویژهی ساختگاه رهیافت احتمالی به ترتیب مراحل زیر انجام میشود:
- تعیین گسلهای فعال به شعاع R کیلومتری از ساختگاه:
R برحسب نوع ساختگاه و سازهای که در آن ساخته خواهد شد، تعیین میگردد. بـرای ساختمانهای مهـم km 150=R بـرای ساختمانهای معمولی km 100=R. میباشد تعیین گسلهای فعال یک منطقه باید با نظر متخصص تکتونیـک باشـد. نمونهای از این کار در شکل 4 مشخص است.