بهبود و بهسازي لرزه اي ساختمانهاي بنائي

بهبود و بهسازي لرزه اي ساختمانهاي بنائي
چكيده :
ساخت ساختمانهاي خشتي در نقاط مختلف دنيا و از جمله اير ان و با توجه به وسعت گسترده سطح كوير در كشور بديهي است كه بخش زيادي از ساختمانهاي روستايي را دربرمي گيرد و در ساخت اين ساختمانها ، در اكثر موارد ، كوچكترين مسائل فني در نظر گرفته نشده است.
سازگاري مناسب ، اقتصادي بودن ، سهولت و سرعت در تهيه از جمله پار امترهايي است كه در اين نوع مصالح (خشت ) را در منطقه كوير فرانموده است و به دليل مسائل اقتصادي هم اكنون نيز ساخت اين ساختمانها در كشورمان ادامه دارد.

لذا در اين مقاله روشهايي براي بهبود لرزه اي اين ساختمانها (خشتي) پيشنهاد شده است.

مقدمه :
كشور ايران از جمله كشورهايي است بر روي كمربند زلزله آلپايد كه از كوههاي هيماليا تا درياي مديترانه گسترش دارد واقع است و در دهه هاي اخير در ايران چندين زلزله بزرگ و مخرب روي داده است كه موجب تلفات سنگيني شده اند . مثل زلزله منجيل ۱۳۶۹ و زلزله بم ۱۳۸۲ كه سبب مرگ دهها هزار تن شده . بر اساس آمار رسمي در سال ۱۳۷۰ حدود ۴۲ درصد از جمعيت ايران در روستاها زندگي مي كنند و بنا

به دلايل اقتصادي ساخت ساختمانهاي خشتي هم اكنون نيز در اين مناطق مشاهده مي گردد.
در اين مقاله به روشهاي مقاوم سازي ساختمانهاي خشتي در كشور خودمان با توجه به مصالح ارزان موجود اشاره گرديده است.
رفتار لرزه اي ساختمانهاي خشتي :
تكانهاي لرزه اي بزرگ غالباً بر ساختمان تاثير مي گذارند . اين تاثير نه تنها به خاطر شدت نيروهاي بكار رفته ، بلكه بيشتر بدين علت است كه سازه ها براي تحمل نيروهاي افقي طراحي نمي شوند.
سازه هاي با مصالح بنائي عمدتاً مقاومت كششي بسيار كمي دارند و توجه به اين ويژگي ، مهمترين مسئله در مقاوم سازي ساختمانهاي بنائي مي باشد.
ساخت وساز ساختمانهاي خشتي :

خانه هاي خش تي به دليل تنوع آب و هوايي هر منطقه از كشور، به شيوه هاي مختلفي ساخته مي شود . علاوه بر تنوع آب و هوايي ، دسترسي آسان و اقتصادي بودن ساخت چنين ساختمانهايي در ساخت آنها تاثير بسزايي دارد و در ساخت آنها از مصالح
ارزان قيمت كه در خود مناطق يافت مي شود ، استفاده مي گردد. مصالحي كه در ساخت اين گونه ساختمانها مصرف مي شود اغلب : خشت، ملات ، سنگ ، تيرهاي چوبي و شاخه هاي چوب مي باشد. خشت كه از قديم در نقاط مختلف ساخته مي شده داراي دو روش ساخت مي باشد : يكي روش خشت زني دستي و ديگري روش خشت زني مكانيكي كه با سر عت بيشتري نسبت به روش دستي انجام مي گيرد .
مهمترين مسئله در بدست آوردن خشت مطلوب، عمل آوردن خشت به روش درست مي باشد كه در طول مدت عمل آوري خشت بستگي كامل به مواد تثبيت كننده اي دارد كه در ساخت آن بكار مي رود. اين مواد تثبيت كننده عمدتاً سيمان يا آهك مي باشد، در آزمايشهاي مختلفي كه در اين مورد انجام شده، مويد اين حقيقت است كه تثبيت خشت با سيمان به شدت مقاومت فشاري خشت را افزايش مي دهد.
ملات استفاده شده در ساختمانهاي خشتي عمدتاً از گل و كاهگل ، گل آهك و شفته آهك ، گچ و خاك مي باشد. از سنگ ساختمانهاي خشتي ع مدتاً در كرسي چيني استفاده مي شده و از سنگهاي ناهموار به شكل لاشه چيني استفاده مي شود.
در پوشش سقف ساختمانها خشتي معمولاً از تيرهاي چوبي استفاده مي شود . و بدليل دسترسي آسان روستاييان به چوب درختان ، به كار بردن اين ماده در سقف به شدت رو به افزايش بوده است.
اعضاي اصلي ساختمان هاي خشتي و اشكالات موجود در ساخت آنها :
مهمترين عناصر ساخته شده در ساختمانهاي خشتي عبارتند از : شالوده ، ديوار ، بازشو ، نعل درگاهي ، كلاف قائم و افقي و سقف.

شالوده :
ديوارهاي باربر در اين گونه ساختما نها ، بر روي شالوده شفته آهكي يا شالوده سنگي ، عمدتاً قرار مي گيرد و بندرت در تماس مستقيم با زمين ملاحظه مي شوند . عدم اجراي كرسي چيني در برخي موارد در ساختمانهاي خشتي باعث گرديده كه بر اثر عوامل جوي مثل باران و برف قسمت پاييني ديوارها باربر خشتي تخريب شده و باعث لاغري ديوارهاي باربر در قسمت پايين آن گردد. اين موضوع باعث ناپايداري سازه و كاهش سطح مقطع مي شده و سبب افزايش تنش فشاري در ديوار خواهد شد. و در اين حالت با اندك بار جانبي واژگون مي شود.

ديوار :
بر اساس آيين نامه هاي مختلف ، ديوار باربر به ديوا ري گفته مي شود كه نسبت طول به ضخامت آن ، بيش از ۳ الي ۴ برابر باشد. در صورتي كه نسبت طول به ضخامت كمتر از مقادير فوق باشد، اين عضو ستون خواهد شد . اشكال ستونهاي خشتي آن است كه به هنگام وقوع زلزله و بر اثر بارهاي جانبي زلزله و خروج از مركزيت بارهاي قائم ستون ها ، به همراه نيروي محوري لنگر خمشي قابل توجهي در ستونها ايجاد شده و به دليل ضعف اين اعضا در ناحيه كششي و رفت و برگشت بارهاي زلزله ، ستونها به سرعت دچار انهدام كلي خواهند شد.
بازشو :
ايجاد بازشوهاي وسيع در ديوارهاي باربر خشتي يكي از عمده ترين ضعفهاي موجود در ساخت چنين ساختمانهايي مي باشد . اما به دلايل معماري و نورگيري فضاهاي ساختمان ، نمي توان بازشوها را در نظر نگرفت . لذا مي توان با محدود كردن مقادير ابعاد بازشو طبق آيين نامه هاي مختلف ، ابعاد بازشو را تحت كنترل درآورد.
نعل درگاهي :
نعل درگاهيه ا تيرهايي هستند كه جهت انتقال بارهاي ثقلي قسمت بالاي بازشو به ديوارهاي طرفين بازشو به كار مي روند . از جمله موارد ضعف كه در ساختمانهاي ساخته شده خشتي ديده مي شود ، عدم وجود نعل درگاه يا امتداد نيافتن نعل درگاه بر روي ديوارهاي طرفين بازشو مي باشد كه در نهايت باعث تخريب ديوار خواهد شد.
كلاف بندي در ساختمان خشتي به دو صورت قائم و ا

فقي اجرا مي شود و براي عملكرد بهتر كلاف بندي بهتر است كه كلافهاي افقي و قائم ، اتصال مناسبي به هم داشته باشند، تا به هنگام وقوع زلزله ، ساختمان يكپارچه عمل كند . در ساختمانهاي خشتي كلاف بندي به روش معمول با چوب انجام مي شود و در اكثر موارد ديده مي شود كه كلاف بندي انجام نمي شود و فقط چند تيرك افقي كه با هم ارتباطي ندارند در لابلاي رجهاي خشت گذاشته مي شده و فقط از گسترش تركهاي ناشي از نشست جلوگيري مي كند.

سقف :
به طور كلي ، براي عملكرد بهتر سازه در برابر زلزله ، بهتر است سقف سبك باشد و به صورت يك ديافراگم صلب عمل نمايد زيرا در هنگام وقوع زلزله رابطه شتاب و جرم رابطه ايي مستقيم مي باشد، لذا در ساختمانهاي خشتي ساخته شده ، بيشتر از سقفهاي سنگين ( تير چوبي و كاهگل) استفاده مي شود و يكي ديگر از ضعفهاي آن مي باشد.

بهبود رفتار لرزه اي ساختمانهاي خشتي :
بهبود رفتار لرزه اي يكي از اقداماتي است كه در آن بايد پيوستگي و اتصال كافي بين تمام اجزاي اصلي سازه ، ديوارها ، كفها و بامها رعايت شود.
اقداماتي كه در بهبود رفتار لرزه اي صورت مي پذيرند عبارتند از :
۱- تقويت مصالح
۲- تقويت اجزاي سازه اي
۳- تقويت ساختمان به عنوان يك كل
۴- سخت كردن پي ها
۵- پايداري كردن عملكرد سازه
۶- محدود ساختن جابه جايي ها.
در اثر عمل و عكس العمل امواج زلزله ، ديوارهاي متقابل را به سرعت رانش داده و عدم هيچگونه اتصال و كلاف بندي در بين نعل درگاهها و پوششهاي طاق با اسكلت بنا ابتدا طاق فضا فرو مي ريزد، سپس قوسهاي نعل درگاه كه در جهت ارتعاشات زلزله واقع شده در اثر رانش ديوارها شكسته و فرو مي ريزد . از اين رو با تدابيري خاص مي توان تا حد امكان بناهاي خشتي را در مقابل خطر زلزله مقاوم كرد.
تقويت ساختمانهاي خشتي در مقابل حركت زمين و زلزله :
اصولاً در بناها ، كلاف ديوارهاي بناي خشتي را از يكديگر جدا مي سازد . به علت استفاده از پوشش قوس به عنوان نعل درگاه فقط استقرار پا طاق بر روي نبشهاي دربند مي باشد . اين مكان محل انتقال نيرو از قوس به سطح پاكار خواهد بود . چنانچه در زير قوس و يا در دل قوس ( تنگ قوس ) به كار رود كلاف مقاومتي بين قوس و نعل درگاه و ديوارهاي پاكار به وجود مي آيد .

اين روش حركت ديوار و طاق را از هر جهت به شك ل لوله ميسر ساخته و پيشگيري از تخريب قوس (سقف) را در مقابل حركات زمين و زلزله بوجود مي آورد ، براي اجراي اين اقدام به فاصله يك متر پايين تر از سطح پاكار چوب مشته ( عضو عمومي) كه آن نيز مي گويند كار گذارده مي شود . براي اين كار از چوب مقاومي كه س طح آن بوسيله قير و يا قطران و يا دوغاب « شاخص » را به آهك اندود شده باشد استفاده مي شود ، ديوار چيني تا سطح پاي قوس ، اجرا مي شود.