تجربه مقاوم سازی ساختمان های آسیب دیده در زلزله کرمانشاه با فناوری مهاربند کمانش تاب

زلزله کرمانشاه محک سیستم های مختلف سازه ای

در ساعت ۲۱ و ۴۸ دقیقه به وقت محلی، روز ۲۱ آبان ماه سال ۱۳۹۶، زمین ­لرزه ای به بزرگای گشتاوری ۷/۳ در فاصله ۱۰ کیلومتری ازگله و حدود ۳۷ کیلومتری شمال غرب شهرستان سرپل ذهاب از استان کرمانشاه، واقع در مرز ایران و عراق به وقوع پیوست. بر اساس گزارش مرکز لرزه نگاری کشوری، مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران این زمین لرزه دارای ۳ پیش لرزه با بزرگای ۴/۵ – ۱/۹ و دارای ۵۲۶ پس لرزه با بزرگای ۴/۷ – ۱/۸ (تا ساعت ۱۲ ظهر روز ۹۶/۰۹/۰۷) بود.

این زمین لرزه یکی از بزرگترین و مخرب ترین زمین لرزه های دو دهه اخیر ایران است که بیش از نیمی از کشورمان را به لرزه درآورد و منجر به از بین رفتن جمع کثیری (۵۵۹ نفر طبق آخرین آمار منتشر شده) از هموطنان عزیزمان در استان کرمانشاه و به بار آمدن خسارات مالی گسترده ای در این استان گردید. زلزله سرپل ذهاب را می ­توان اولین زلزله مهندسی کشور نامید که طیف وسیعی از انواع ساختمان های مسلح بنایی ـ بتن­ آرمه ـ فولادی با سیستم های مختلف سازه ای (قاب خمشی، مهاربندی، ترکیبی) اهمیت اندرکنش خاک و سازه و روش های مختلف اجرایی (خصوصی، دولتی، مسکن مهر، تعاونی ها و …) در آن مورد آزمایش قرار گرفت.

با بررسی زلزله های گذشته تا زلزله اخیر در می یابیم که روند اصلاح و بهبود ساخت و ساز کشور به کندی و البته رو به رشد بوده لیکن با توجه به خطر آنی این پدیده و آسیب پذیری بالای مراکز جمعیتی در کشور، نیازمند عزم جدی برای اصلاح در تمام زوایای مؤثر در امر ساخت و ساز می ­باشیم.

نمونه سازه های مقاوم سازی شده در سرپل ذهاب

پس از ارزیابی های اولیه و برداشت وضع موجود سازه، روند تدوین طرح مقاوم سازی متناسب با شرایط پروژه توسط تیم های متخصص شروع شد. در نهایت نقشه مقاوم سازی سازه های خسارت دیده به مالکان پروژه ها ارائه و در تعدادی از پروژه ها استفاده از مهاربند کمانش تاب به عنوان بهترین گزینه برای مقاوم سازی تعیین گردید. لازم به ذکر است که در دو پروژه مذکور، طراحی المان های مهابند کمانش تاب BRB و اتصالات آن در شرکت پارس سایزمیک و ساخت مهاربند کمانش تاب BRB در شرکت پویا تدبیر ویرا انجام گرفته است.

سازه ۴ طبقه مسکونی:

سیستم باربر جانبی این سازه در جهت طولی قاب خمشی متوسط و در جهت عرضی قاب مهاربندی فولادی متوسط بود. پس از ارزیابی سازه مشخص شد که ساختمان در هر دو جهت نیاز به مقاوم سازی دارد، که در یک جهت از مهاربندهای BRB و در جهت دیگر از دستک هایی برای تقویت اتصلات تیر به ستون استفاده گردید. مقاوم سازی پی نیز قبل از هرچیز در دستور کار قرار گرفت که البته به دلیل استفاده از مهاربند کمانش تاب حجم مقاوم سازی کمتری در پی، در مقایسه با سیستم های معمول مانند دیوار برشی بتنی، نیاز بود.

سازه ۵ طبقه مسکونی:

سیستم باربر جانبی این سازه در جهت طولی قاب مهاربندی متوسط و در جهت عرضی قاب خمشی فولادی متوسط بود. پس از ارزیابی سازه مشخص شد که ساختمان در هر دو جهت نیاز به مقاوم سازی دارد، که در یک جهت از مهاربند کمانش ناپذیر BRB و در جهت دیگر از دیوار برشی بتنی استفاده شد. تقویت ستون ها و مقاوم سازی پی نیز قبل از هرچیز در دستور کار قرار گرفت. بنا به گفته کارفرمای این پروژه، استفاده از مهاربند کمانش ناپذیر در جهت عرضی سازه، در مقایسه با روش دیوار برشی بتنی، به میزان ۴۰ درصد هزینه را کاهش و نیز زمان اجرا را نیز از دو هفته به دو روز کاهش داده است. اگر مدت زمان لازم برای رسیدن بتن به مقاومت لازمه را نیز درنظر بگیریم، این کاهش زمان چشمگیرتر خواهد شد.

همان گونه که ذکر شد، پس از مشخص شدن ظرفیت سیستم های مهاربند کمانش ناپذیر در نقشه های سازه، روند طراحی المان های BRB و اتصالات آنها در مجموعه پارس سایزمیک انجام شد و برای ساخت المان ها به شرکت پویا تدبیر ویرا ارائه گردید. پس از ساخت نمونه های اولیه و به منظور اطمینان از عملکرد این مهاربندها و نیز ارائه مستندات به کارفرما و مشاور محترم پروژه، آزمایش ۴ نمونه از این مهاربندها با ظرفیت های متفاوت در آزمایشگاه سازه دانشکده عمران و محیط زیست دانشگاه تهران در دستور کار قرار گرفت. در ادامه تصویر نمونه های ساخته شده، نمونه آزمایشگاهی و دستگاه تست، و نیز نتیجه آزمایش بصورت نمودار هیسترزیس ارائه شده است.

پس از اطمینان از عملکرد مهاربندها، روند نصب این تجهیزات طبق برنامه زمانبندی مشخص انجام گرفت. نصب مهاربندهای کمانش تاب توجه به چند نکته مهم را می طلبد که در عملکرد این اعضا نقش اساسی ایفا می کند. نظارت بر نصب این تجهیزات نیز توسط کارشناسان مجرب مجموعه پارس سایزمیک انجام گرفت تا از ابتدای مرحله طراحی تا انتهای مرحله نصب بالاترین استانداردهای لازم رعایت شود. در ادامه تصاویری از مهاربندهای نصب شده در دو ساختمان مذکور ارائه شده است.