مبانی و روشهای ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای ساختمانها

ساختمان آسیب پذیر دربرابر زلزله به ساختمانی اطلاق می شود که از نظر طراحی و ساخت دارای اشکالات فنی و اصولی بوده است به طوری که وجود این نقاط ضعف باعث کاهش مقاومت ساختمان در برابر زلزله و بارهای وارده می گردد.

ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای سازه های موجود موضوعی است که در دهه اخیر مطرح شده و به سرعت پیشرفت کرده است . به منظور ارزیابی راهکارهای مناسب برای کاهش خطر پذیری لرزه ای در نواحی شهری ، پیش بینی آسیب پذیری سازه های موجود بر اثر زلزله های احتمالی در آینده یکی از ضروری ترین اقدامات مهندسی می باشد . بسیاری از سازه های موجود ارزش فراوانی داشته و یا در هر حال به علل مختلفی نمی توان آنها را خراب کرد و مجدداٌ اقدام به ساخت آنها نمود. به همین دلیل باید پس از تعیین نقاط ضعف این گونه سازه ها ، آسیب پذیری لرزه ای را بر آورد نموده و در صورت لزوم جهت مقاوم سازی آنها در برابر زلزله اقدام نمود.

در بررسی آسیب پذیری یک ساختمان کلیه المانهایی که به دلیل ضعف در طراحی و یا اجرا ممکن است باعث وقوع تخریب در سازه گردند، تعین و سپس در مرحلۀ مقاوم سازی به نحوه بهبود این نقاط ضعف پرداخته می شود.

با توجه به مطالعات انجام شده در دو دهه اخیر ، یافته های جدیدی در این زمینه به عنوان ابزار مناسب برای شناخت مشکلات ، معایب  و آسیب پذیری سازه های موجود در مقابل نیروهای زلزله ارائه گردیده است . ازطرفی با به کارگیری این ابزار می توان به مقاوم سازی سازه های موجود پرداخت و از طرف دیگر با شناخت وضعیت سازه های موجود می توان اقدام به اصلاح طرح و اجرای سازه های جدید نمود به 

گونه ای که در مقابل زلزله های احتمالی مقاومت لازم را داشته باشند


روشهای ارزیابی آسیب پذیری

در هنگام زلزله انهدام یا هرگونه خسارت ساختمانها از نقاط ضعف آن شروع می شود . بعد از شکست اولین نقاط ضعیف ، نیروهای زلزله نقاط بعدی را به خطر می اندازد. بنابراین شناسایی نقاط ضعف ساختمانها یا به عبارتی استاندارد تشخیص ضعف ( Diagnosis Standard ) به عنوان گام اول و سپس بررسی روشهای مناسب ترمیم و تقویت و یا به عبارتی استاندارد درمان( Therapy Standard ) به عنوان گام دوم اساسی مطالعات آسیب پذیری سازه ها در مقابل خطرات زلزله مطرح می شود. طی بیست سال گذشته تلاش فزاینده ای برای ارزیابی مقاومت لرزه ای انواع ساختمانها بعمل آمده است . اما با توجه به تنوع ساختمانها و پیچیده بودن اثر عوامل و

پارامتر های مختلف در آسیب پذیری لرزه ای ساختمانها تهیه و تدوین استانداردهای تشخیص ضعف و درمان بسیار مشکل می باشد. برمبنای تحقیقات انجام گرفته در سطح جهان روشهای آسیب پذیری سازه ها را می توان به دو گروه روشهای کیفی و  کمی طبقه بندی کرد.

4-1-1- روشهای کیفی

در روشهای کیفی با توجه به شرایط لرزه خیزی و شرایط ساختمان سازی و براساس تجربه زلزله های گذشته فرمهای ویژه ای تهیه می شوند . بازرسان ساختمان با استفاده از این فرم های اطلاعاتی از قبیل سیستم باربر قائم ، سیستم مقاوم لرزه جانبی ، کیفیت اتصالات ، شکل پذیری اعضا، نحوه ساخت  ، شرایط محل ساختمان ، وضعیت پی و .... را جمع آوری نموده و در یک بانک اطلاعاتی ذخیره 

می کنند. از این روشها می توان برای برآورد اولیه و تقریبی ظرفیت لرزه ای ساختمانهای یک منطقه خاص استفاده نمود. اما در عمل قضاوت در مورد تقویت و یا تخریب ساختمان با استفاده از این روشها کمی دشوار می باشد. در اکثر موارد دستیابی به اطلاعاتی نظیر وضعیت اعضای موجود ، پریود طبیعی سازه آسیب پذیر ، نحوه توزیع بارزلزله در اعضای خمشی و اعضای مقاوم در برابر بار افقی ، میزان شکل پذیری سازه و بطور کلی اطلاعات اساسی لازم برای برآورد و وضعیت مقاومت لرزه ای ساختمان ، مشکل و غیر قابل دسترسی می باشد. برای سهولت در تصمیم گیری در این گونه موارد ، روشهای کیفی ارزیابی می تواند جایگزین روش کمی گردد.

نمونه ای از روشهای کیفی ، استفاده از نسبت ظرفیت مقاومتی ساختمان است . بارتبه بندی میزان آسیب پذیری ساختمان به روش کیفی ممکن است که برای مقایسه نتیجه باروشهای کمی ، لازم باشد که به میزان مقاومت لرزه ای ساختمان ارزیابی شده به روش کیفی عددی نسبت داده شود ، برای این کار اغلب از نسبت ظرفیت ( Capacity Ratio) استفاده می شود. نسبت ظرفیت همان نسبت ظرفیت مقاومت لرزه ای ساختمان به بار لرزه ای احتمالی وارد بر ساختمان می باشد که با توابع مختلفی تعریف 

می شود. مثل نسبت ظرفیت برشی مقاوم سیستم در برابر زلزله(VR ) به نیروی برشی ناشی از زلزله توصیه شده توسط آئین نامه مورد استفاده   که   همان نسبت ظرفیت می باشد.در صورت فقدان اطلاعات عددی درباره نسبت ظرفیت ( با در نظر گرفتن پراکندگی ناشی از طبیعت پدیده مورد بررسی و محدودیت اعتبار روش اتخاذ شده )، اعداد تقریبی و مبتنی بر قضاوت مهندسی برای نسبت ظرفیت قابل استفاده است . برای ارزیابی کیفی آسیب پذیری ، مراکز مختلف علمی ، روشهایی را پیشنهاد کردند که ذیلاً  به آنها اشاره می شود.

4-1-1-1- روش ارزیابی آسیب پذیری (ATC)

با اینکه این روش تقریبی است  شناخت سریع وضعیت ساختمانها و آسیب پذیری آنها در مقابل زلزله  مؤثر است در این روش ، کلیه عوامل مؤثر در آسیب پذیری ساختمان که در دسترس هستند از طریق اسناد و مدارک ، مثل دفترچه محاسبات ، نقشه های سازه ای ، نقشه های اجرائی ، تغییرات حین ساخت و بعد از ساخت باید جمع آوری شوند . برخی از مشخصات ساختمان که با میزان آسیب های وارده در هنگام زلزله، مرتبط بوده و با بررسی عینی قابل تشخیص هستند در زیر آورده می شود