یکی از چالش‌های اساسی در طراحی ساختمان‌ها در مناطق لرزه‌خیز، ایجاد استحکام و مقاومت کافی در برابر زلزله است. با توجه به این مسئله، طراحان و مهندسین همواره در حال تلاش برای بهبود استانداردها، روش‌های ساخت و طراحی ساختمان‌ها در مناطق لرزه‌خیز هستند. اجرای صحیح و کارآمد روش‌های مقاوم سازی ساختمان‌ها در مقابل زلزله، اهمیت بسیاری در افزایش ایمنی و استحکام ساختمان‌ها داشته و می‌تواند به حفظ جان و اموال مردم کمک شایانی کند.
مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله
ساخت و ساز ساختمان در مناطق لرزه‌خیز مستلزم بررسی دقیق و رعایت ضوابط طراحی و ساخت برای اطمینان از عملکرد مناسب ساختمان و ایمنی ساکنان در هنگام وقوع زلزله است. مقاوم سازی لرزه‌ای فرایندی حیاتی است که هدف آن تقویت ساختمان‌ها برای مقاومت در برابر نیروهای مخرب زلزله است.
از آنجایی که رویدادهای لرزه‌ای، در صورت عدم برنامه‌ریزی برای مقابله با آن‌ها، می‌توانند پیامدهای ویرانگری داشته باشند، مقاوم سازی نقشی اساسی در تضمین ایمنی، عملکرد مناسب و پایداری سازه‌ها در مناطق زلزله‌خیز ایفا می‌کند. مقاوم‌سازی لرزه‌ای با اجرای ترکیبی از تکنیک‌های مهندسی، اصلاحات سازه‌ای و بهبود خصوصیات مصالح، توانایی ساختمان در پذیرش تغییرشکل‌ها و جذب انرژی لرزه‌ای را افزایش می‌دهد.
چرا به مقاوم سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله نیاز داریم؟
در مناطق لرزه‌خیز که ایران نیز جزو آن‌ها به حساب می‌آید، همواره وقوع زلزله به عنوان یک پدیده طبیعی، محتمل است. اهمیت مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله در این مناطق را نمی‌توان نادیده گرفت، چرا که نقش مهمی در افزایش ایمنی، انعطاف‌پذیری و پایداری ساختمان‌ها دارد. این مسئله را از جنبه‌های متفاوتی می‌توان مورد بررسی قرار داد. موارد زیر را می‌توان به عنوان اصلی‌ترین دلایلی که نیاز به مقاوم سازی لرزه‌ای را برجسته می‌کنند، در نظر گرفت.
- حفاظت از جان انسان‌ها: اولین و اصلی‌ترین هدف مقاوم سازی لرزه‌ای، حفاظت از جان انسان‌هاست. روش‌های مقاوم سازی، خطر ریزش اعضای ساختمان یا آسیب قابل توجه به آن‌ها را در هنگام زلزله کاهش می‌دهد. با به حداقل رساندن خرابی‌های سازه‌ای، ساکنان و کاربران ساختمان‌های مقاوم سازی شده شانس بیشتری برای تخلیه ایمن و زنده ماندن در هنگام زلزله دارند.
- پیشگیری از صدمات: مقاوم‌سازی لرزه‌ای نه تنها از جان انسان‌ها محافظت می‌کند، بلکه از بروز صدمات نیز جلوگیری کرده و احتمال آسیب را کاهش می‌دهد. مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله، احتمال ریزش آوار، ریزش دیوارها یا سایر خطراتی که می‌تواند به افراد آسیب برساند را به حداقل می‌رساند.
- به حداقل رساندن خسارات مالی: ساختمان مقاوم سازی شده، هنگام زلزله خسارت کمتری دیده و عواقب مالی کمتری به بار می‌آورد. تقویت سازه‌ها در برابر نیروهای لرزه‌ای، آسیب‌های وارد به سازه را محدود کرده و هزینه‌های تعمیر و بازسازی را کاهش می‌دهد.
- گذر از بحران: مقاوم سازی لرزه‌ای باعث می‌شود ساختمان‌ها، به خصوص ساختمان‌های مهم و استراتژیک، پس از وقوع زلزله در شرایط پایدارتری بمانند و تا حد امکان سرویس‌دهی خود را حفظ کنند. در این شرایط مدیریت بحران‌های پس از زلزله و خدمات‌رسانی به جامعه بهتر انجام می‌شود. بنابراین، انعطاف‌پذیری جامعه در برابر حادثه افزایش یافته و جامعه سریع‌تر خود را بازیابی می‌کند.
- ایجاد امنیت و اعتماد به نفس: اقدامات مقاوم سازی، حس ایمنی و قابلیت اطمینان ساختمان‌ها را القا می‌کند. آگاهی عمومی از تلاش‌های مقاوم‌سازی لرزه‌ای منجر به ایجاد اعتماد به نفس عموم مردم در برابر زلزله شده و حتی در عکس‌العمل صحیح آن‌ها در هنگام وقوع زلزله تأثیرگذار است.
مهار اجزای غیرسازه‌ای در برابر زلزله
در ایران طی چند دهه گذشته، توجه زیادی به طراحی و اجرای صحیح ساختمان‌ها شده است. این تاکید در بهبود عملکرد کلی ساختمان‌ها در هنگام زلزله بسیار مؤثر بوده. با این حال، توجه به این نکته حائز اهمیت است که تمرکز اصلی آیین‌نامه‌ها و دستگاه‌های نظارتی بر طراحی و اجرای اجزای سازه‌ای ساختمان (تیرها، ستون‌ها، اتصالات و …) معطوف بوده و به مهار اجزای غیرسازه‌ای (دیوارها) در ساختمان توجه کافی نشده است. اجزای غیرسازه‌ای، اگرچه به طور مستقیم بخشی از چارچوب سازه ساختمان نیستند، اما نقش مهمی در عملکرد آن ایفا می‌کنند.
عدم توجه به مهار و تقویت دیوارها می‌تواند عواقب شدیدی در هنگام زلزله به همراه داشته باشد. پیامدهای مهار نادرست دیوارها در ارزیابی‌ها و مشاهدات پس از زلزله‌های اخیر ایران مشهود است. این مسئله در زلزله سال 1396 کرمانشاه بیش از پیش به چشم آمد. در این زلزله، در بیشتر ساختمان‌ها سازه اصلی پایداری خودش را حفظ کرده بود، با این حال اجزای غیرسازه‌ای عملکرد خوبی از خود نشان نداده و تخریب شدند. این خرابی‌ها نه تنها در هنگام زلزله با ایجاد آوار روی ساکنین خطرات فوری ایجاد می‌کنند، بلکه ساختمان را از حالت سرویس‌دهی خارج کرده و مدیریت بحران پس از زلزله را با چالش‌های بسیار جدی مواجه می‌کنند.
یکی از دلایل مهار نادرست اجزای غیرسازه‌ای در ایران، می‌تواند تمرکز آیین‌نامه‌ها بر رعایت الزامات طراحی سازه باشد. در حالی که ضوابط زیادی برای اطمینان از استحکام و پایداری قاب سازه‌ای ساختمان در نظر گرفته شده بود، الزامات طراحی و مهار دیوارها به اندازه کافی مورد اشاره قرار نمی‌گرفتند. در نتیجه، اهمیت آن‌ها در طول مراحل طراحی و اجرا نادیده گرفته می‌شد. پس از زلزله کرمانشاه، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی با انتشار پیوست ششم استاندارد 2800، ضوابط کامل طراحی و اجرای دیوارها را مشخص کرد. پیوست ششم علاوه بر تبیین الزامات فنی طراحی لرزه‌ای و اجرای اجزای غیرسازه‌ای، در افزایش آگاهی معماران، مهندسان، پیمانکاران و مالکان ساختمان در مورد اهمیت این موضوع بسیار تأثیر گذاشت.
فناوری‌های نوین مهار و تقویت دیوار
پس از آن که اهمیت مهار اجزای غیرسازه‌ای در مقاوم سازی بناها در برابر زلزله برای جامعه مهندسین، مجریان و کارفرمایان صنعت ساخت و ساز ایران روشن شد، نوبت به ورود فناوری‌ها و روش‌های ساخت نوین در این زمینه رسیده است. روش‌های سنتی مهار و تقویت دیوارها علاوه بر مشکلاتی که دارند، اغلب به درستی و مطابق ضوابط آیین‌نامه نیز اجرا نمی‌گردند. به عنوان مثال یک راهکار مرسوم و سنتی که در حال حاضر اجرا می‌شود، وال‌پست است.
در روش وال پست از مقاطع فولادی استفاده می‌شود و نیاز به کاشت پلیت در بتن، جوشکاری و اجرای میلگرد بستر در هنگام دیوارچینی است. اجرای وال پست سخت و هزینه‌بر است، همچنین در بسیاری از پروژه‌ها به دلیل اجرای نامناسب، عملاً کارآمدی خود را از دست می‌دهد. به همین دلایل است که صنعت ساختمان به سمت استفاده از روش‌های آسان‌تر، خلاقانه و نوین حرکت کرده است.
یکی از راهکارهای نوین برای مهار و تقویت دیوارهای غیرسازه‌ای ساختمان در برابر زلزله، استفاده از کامپوزیت‌های تقویت شده با الیاف است. این راهکار تحت نام تجاری وال مش در صنعت ساختمان ایران معرفی شده است. والمش شامل یک کامپوزیت سیمانی یا گچی است که به کمک یک شبکه توری فایبرگلاس تقویت شده است. با استفاده از والمش، دیوارها در برابر نیروهای زلزله مهار شده و عملکردی مناسب و یکپارچه از خود نشان می‌دهند.
این فناوری نوین به دلیل مزایای فراوانی که دارد، به عنوان بهترین جایگزین سایر روش‌های سنتی شناخته شده و به سرعت در حال گسترش است. امروزه بسیاری از مهندسین، پیمانکاران و کارفرمایان پروژه‌های ساختمانی با حذف وال‌پست و انتخاب والمش به عنوان راهکار مهار دیوارها، نه تنها در هزینه‌های پروژه صرفه‌جویی می‌کنند، بلکه از یک تکنولوژی جدید با کیفیت بهتر و عملکرد مناسب بهره می‌برند. برخی از مزایای والمش به طور خلاصه در ادامه آمده است:
- سرعت اجرای والمش در مقایسه با سایر روش‌ها بالاتر است. همچنین به دلیل حذف وادارها و میلگرد بستر، مرحله دیوارچینی نیز با سهولت و سرعت بیشتری انجام می‌شود.
- وال مش، در مقایسه با سایر روش های سنتی، موجب کاهش 30 تا 40 درصد هزینه‌ها می‌شود.
- اجرای وال مش بسیار راحت است و یک اکیپ اجرایی نیمه‌ماهر می‌تواند وال مش را به راحتی اجرا کند.
- در سیستم وال پست به دلیل اختلاف ضریب انبساط حرارتی مصالح دیوار و وادارها، با گذشت زمان، نازک‌کاری دچار ترک خواهد شد. در والمش به دلیل سازگاری مناسب پلاستر سیمانی یا گچی با روسازی اجرا شده روی آن، نازک‌کاری دچار ترک نخواهد شد.
- دیوارهای مهار شده با استفاده از سیستم وال مش، انسجام و یکپارچگی مناسبی در برابر بارهای جانبی ناشی از نیروی زلزله از خود نشان می‌دهند.
- در روش وال مش نیازی به استفاده از وادارهای قائم نبوده و تمام عملیات مربوط به آن‌ها از جمله ساخت و آماده‌سازی وادارها، اجرای لایه ضد زنگ، جوشکاری، نصب پلیت در بتن و … حذف می‌شود.
- در دیوارهای مهار شده با والمش نیازی به استفاده از میلگرد بستر نیست.
- در محل تقاطع دیوارها نیازی به اجرای هشتی‌گیر نبوده و دیوارها به سادگی در محل تقاطع چیده می‌شوند و با کمک نوارهای والمش با هم یکپارچه می‌گردند.
- با توجه به اینکه تمام مراحل اجرای وال مش بعد از اتمام دیوارچینی انجام می‌شود، بهترین راهکار جهت مقاوم‌سازی دیوارهای از پیش اجرا شده وال مش است.
سخن پایانی
علاوه بر بهبود کیفیت ساخت و آسان‌تر شدن اجرای ساختمان، کنار گذاشتن روش‌های ساخت سنتی و انتخاب فناوری‌های نوین، برای باقی ماندن در صنعت رقابتی ساخت و ساز امری اجتناب ناپذیر است. وال مش در کنار هزینه کمتر و اجرای سریع‌تر، مطابق ضوابط آیین‌نامه‌های معتبر داخلی و بین‌المللی طراحی و اجرا شده و نگرانی دست‌اندرکاران پروژه‌های ساختمانی را از هر جهت رفع می‌کند.
