مقایسه تطبیقی آیین نامه طراحی و دستور العمل مقاوم سازی

فصل دوم

مروری بر مقدمات بهسازی لرزه ای

در این فصل به مروری بر تعاریف اولیه و مقدمات بهسازی لرزه ای ، سطوح عملكرد ساختمان و سطوح خطر زلزله از دید دستور العمل مقاوم سازی می پردازیم.

2-1- هدفهای بهسازی

2-1-1- بهسازی مبنا

در بهسازی مبنا انتظار می رود كه تحت زلزله « سطح خطر –1 » ایمنی جانی ساكنین تأمین گردد .

2-1-2 – بهسازی مطلوب

در بهسازی مطلوب انتظار می رود كه هدف بهسازی مبنا تأمین گشته و علاوه بر آن تحت زلزله       « سطح خطر –2 » ساختمان فرو نریزد .

2-1-3- بهسازی ویژه

در بهسازی ویژه نسبت به بهسازی مطلوب عملكرد بالاتری برای ساختمان مدنظر قرار می گیرد . بدین منظور سطح عملكرد بالاتری برای ساختمان تحت همان سطح خطر زلزله مورد استفاده در بهسازی مطلوب در نظر گرفته شده یا با حفظ سطح عملكرد مشابه با بهسازی مطلوب سطح خطر زلزله بالاتری مد نظر قرار گرفته می شود .

2-1-4 – بهسازی محدود

در بهسازی محدود عملكرد پائین تری از بهسازی مبنا در نظر گرفته می شود ، به گونه ای كه حداقل یكی از اهداف زیر بر آورده شود :

1-    تحت زلزله خفیف تر از زلزله « سطح خطر –1 » ، ایمنی جانی ساكنین تأمین گردد .

2-    تحت زلزله خفیف تر از زلزله « سطح خطر –1 » ، ساختمان فرو نریزد یا ایمنی جانی محدود ساكنین تأمین گردد .

2-1-5 ـ بهسازی موضعی

در بهسازی موضعی بخشی از یك طرح بهسازی كلی مطابق بخشهای (2-1-1 ) تا (2-1-4 ) انجام می شود كه به دلایلی در شرایط موجود  فقط بخشی از آن اجرا می شود . در این حالت بهسازی باید به گونه ای پیش بینی و اجرا گردد كه هدف بهسازی بخشهای دیگر در مراحل بعدی برآورده شود .

بهسازی موضعی باید با توجه به موارد زیر انجام شود :

1-    بهسازی بخشی از ساختمان نباید منجر به پائین آمدن سطح عملكرد كل ساختمان شود .

2-     بهسازی نباید منجر به نامنظم شدن یا افزایش بی نظمی ساختمان شود .

3-    بهسازی نباید منجر به افزایش نیروهای ناشی از زلزله در اعضایی كه وضعیت بحرانی تحت زلزله دارند شود .

2-2- سطوح عملكرد ساختمان

سطوح عملكرد ساختمان بر مبنای عملكرد اجزای سازه ای و غیر سازه ای تعریف شده و به اختصار با یك شماره برای عملكرد  اجزای سازه ای و یك حرف برای عملكرد  اجزای غیر سازه ای نشان داده می شود .

2-2-1- سطوح عملكرد اجزای سازه ای

سطوح عملكرد اجزای سازه ای شامل چهار سطح عملكرد اصلی و دو سطح عملكرد میانی است . سطوح عملكرد اصلی عبارتند از :

الف ) سطح عملكرد 1- قابلیت استفاده بی وقفه : این سطح عملكرد ، به سطح عملكردی اطلاق می شود كه پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله مقاومت و سختی اجزای سازه ای تغییر قابل توجهی پیدا نكند و استفاده بی وقفه از آن ممكن باشد .

ب ) سطح عملكرد 3- ایمنی جانی :  این سطح عملكرد ، به سطح عملكردی اطلاق می شود كه پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله خرابی در سازه ایجاد شود ، اما میزان خرابیها به اندازه ای نباشد كه منجر به خسارت جانی شود .

پ ) سطح عملكرد 5- آستانه فرو ریزش : این سطح عملكرد ، به سطح عملكردی اطلاق می شود كه پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله خرابی گسترده در سازه ایجاد گردد و اما ساختمان فرو نریزد و تلفات جانی به حداقل برسد .

سطوح عملكرد میانی عبارتند از :

ت ) سطح عملكرد 6- لحاظ نشده  : چنانچه برای اجزای سازه ای سطح عملكرد خاصی انتخاب نشده باشد ، سطح عملكرد اجزای سازه ای لحاظ نشده نامیده می شود .

ث ) سطح عملكرد 2- خرابی محدود  : این سطح عملكرد ، به سطح عملكردی اطلاق می شود كه پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله خرابی در سازه به میزان محدود ایجاد شود ، به گونه ای كه پس از زلزله با انجام مرمت بخشهای آسیب دیده ادامه بهره برداری از ساختمان میسر باشد .

ج ) سطح عملكرد 4- ایمنی جانی محدود  :  این سطح عملكرد ، به سطح  عملكردی  اطلاق  می شود كه پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله خرابی در سازه ایجاد شود ، اما میزان خرابیها به اندازه ای باشد كه خسارت جانی به حداقل برسد .

2-2-2- سطوح عملكرد اجزای غیر سازه ای

سطح عملكرد اجزای غیر سازه ای ساختمان شامل پنج سطح عملكرد به شرح زیر می باشد :

الف ) سطح عملكرد A - خدمت رسانی بی وقفه : به سطح عملكردی اطلاق می شود كه پیش بینی شود اجزای غیر سازه ای در اثر زلزله دچار خرابی بسیار جزئی شوند ، به گونه ای که خدمت رسانی ساختمان به طور پیوسته انجام شود .

ب ) سطح عملكرد B - قابلیت استفاده بی وقفه : به سطح عملكردی اطلاق می شود كه پیش بینی شود اجزای غیر سازه ای در اثر زلزله دچار خرابی جزئی شوند ، به گونه ای كه پس از زلزله راههای دسترسی و فرار مانند درها ، راهروها ، پله ها ، آسانسورها و روشنایی آنها مختل نشده و استفاده بی وقفه میسر باشد .

پ) سطح عملكرد C - ایمنی جانی : به سطح عملكردی اطلاق می شود كه پیش بینی شود  خرابی اجزای غیر سازه ای در اثر زلزله خطر جدی برای جان ساكنین به وجود نیاورد .

ت ) سطح عملكردD - ایمنی جانی محدود  : به سطح عملكردی اطلاق می شود كه پیش بینی شود خرابی اجزای غیر سازه ای در اثر زلزله به اندازه ای باشد كه خسارت جانی حداقل گردد .

ث ) سطح عملكردE  - لحاظ نشده  : چنانچه برای عملكرد اجزای غیر سازه ای سطح عملكرد خاصی اتنخاب نشده باشد   سطح عملكرد اجزای غیر سازه ای لحاظ نشده نامیده می شود .

2-2-3 – سطوح عملكرد كل ساختمان

سطح عملكرد كل ساختمان بر حسب سطح عملكرد اجزای سازه ای و غیر سازه ای آن تعریف       می شود ، سطوح مختلف عملكرد ساختمان كه در بهسازی مبنا ، مطلوب و ویژه به كار می روند عبارتند از :

الف ) سطح عملكرد خدمت رسانی بی وقفه (1- A ) : ساختمانی دارای این سطح عملكرد است كه اجزای سازه ای آن دارای عملكرد 1 ( قابلیت استفاده بی وقفه ) و اجزای غیر سازه ای آن دارای سطح عملكرد A  ( خدمت رسانی بی وقفه ) باشد .

ب ) سطح عملكرد قابلیت استفاده بی وقفه (1- B)  : ساختمانی دارای این سطح عملكرد است كه اجزای سازه ای آن دارای عملكرد 2 ( قابلیت استفاده بی وقفه ) و اجزای غیر سازه ای آن دارای سطح عملكرد B  ( قابلیت استفاده بی وقفه ) باشد .

پ ) سطح عملكرد ایمنی جانی (3-C) : ساختمانی دارای این سطح عملكرد است كه اجزای  سازه ای آن دارای عملكرد 3 ( ایمنی جانی ) و اجزای غیر سازه ای آن دارای سطح عملكرد C( ایمنی جانی ) باشند .

ت ) سطح عملكرد آستانه فرو ریزش  (5- E) : ساختمانی دارای این سطح عملكرد است كه اجزای سازه ای آن دارای عملكرد 5 ( آستانه فرو ریزش ) باشد . در این حالت محدودیتی برای سطح عملكرد اجزای غیر سازه ای وجود ندارد . ( سطح عملكرد لحاظ نشدهE   )

2-3- تحلیل خطر زلزله و طیف طراحی

بر آورد پارامترهای حركت قوی زمین برای سطوح خطر مختلف به یكی از دو روش استفاده از طیف طرح استاندارد و طیف طرح ویژه ساختگاه صورت می پذیرد . استفاده از روش اول برای مقاصد بهسازی محدود ، مبنا و مطلوب بلا مانع است . برای بهسازی ویژه استفاده از روش دوم الزامی است .

2-3-1- تعریف سطوح خطر زلزله

برای تعیین طیف طرح شتاب سطوح خطر زلزله بصورت زیر تعریف می شود :

1- سطح خطر –1 : این سطح خطر بر اساس %10 احتمال رویداد در 50 سال كه معادل دورة بازگشت 475 سال است ، تعیین می شود . سطح خطر – 1 در استاندارد 2800 ایران « زلزله طرح » (DBE ) نامیده شده است .

2- سطح خطر –2 : این سطح خطر بر اساس %2 احتمال رویداد در 50 سال كه معادل دورة بازگشت 2475 سال است ، تعیین می شود . سطح خطر – 2 در استاندارد 2800 ایران در بیشینه زلزله متحمل »(MPE ) نامیده می شود .

3- سطح خطر انتخابی (زلزله به هر احتمال رویداد در 50 سال ) : این سطح خطر برای موارد خاص و بلاملاحظات ویژه ، مناسب می باشد .

2-3-2- طیف طرح استاندارد

طیف طرح استاندارد از حاصلضرب مقادیر طیف ضریب بازتاب ساختمان B) ) و شتاب مبنای طرح    (A) حاصل می شود .

برای بدست آوردن شتاب مبنای طرح (A) می توان از نقشه های معتبر پهنه بندی لرزه ای كه در آن میزان بیشینه شتاب زمین برای دوره های بازگشت مختلف ارائه شده است ، استفاده نمود . میزان شتاب مربوط به « سطح خطر –1 » با استفاده از نقشه پهنه بندی شتاب موجود كه در آن دوره بازگشت 475 سال (%10 احتمال وقوع در50 سال ) درج شده باشد تعیین می گردد . برای « سطح خطر  ـ2 » در صورت نبود نقشه های پهنه بندی معتبر بایستی با انجام مطالعات لازم و تحلیل خطر ساختگاه میزان شتاب مبنای طرح بر آورد گردد . طیف ضریب بازتاب برای « سطح خطر ـ 1 » مطابق استاندارد 2800 ایران برای میرایی %5 تعیین می شود .