از نیروهای ترسناک و فوق العاده مخرب برای سازه ها  زلزله است , به همین دلیل وقتی که یک ساختمانی در حال حاضر موجود و از قبل ساخته شده است, برای مقاومت بیشتر آن و اصلاح نواقص قبلی بعد از مدتی اقدام به بهسازی آن می کنند.

بهسازی (Rehabilitation)

بهسازی در معنای کلی یعنی اصلاح کردن یا بهبود بخشیدن وضعیت موجود سازه؛  در صنعت ساختمان سازی بهسازی را ایجاد قابلیت انجام کارهایی در ساختمان، سازه و اجزا و عناصر آن می دانند که در حال حاضر قادر به انجام آن نیستند. اما با شناخت درست بهسازی لرزه ای و مقاوم سازی مشخص خواهد شد که مقاوم سازی جزئی از یک کل به نام بهسازی لرزه ای است.

بهسازی و مقاوم سازی توسط مشاور مقاوم سازی ساختمان انجام پذیر است.  بهسازی ساختمان شامل دو مفهوم ؛ بهسازی لرزه ای به منظور اصلاح ضعف های بوجود آمده در سازه و بازگردانی موقعیت اولیه ی سازه و بهسازی لرزه ای به منظور ارتقای کیفیت ، تغییر و افزایش وظایف ساختمان می باشد

دلایل بهسازی سازه

دلایل مختلفی برای بهسازی سازه وجود  دارد که ممکن است ناشی از ؛ خطاهای طراحی و اجرایی ، بکارگیری مصالح بی کیفیت ، بهره برداری بی ضابطه از سازه ، فرسایش مصالح به مرور زمان ، فروپایگی ساختمان ، حوادث طبیعی ، افزایش بار بیش از حد مفروض در طراحی سازه و.... باشد. بهسازی لرزه ای به معنای اصلاح رفتار سازه برای تحمل بارهای ناشی از زلزله می‌باشد.

برای بهسازی ساختمان باید پس از مطالعات مهندسی ، هدف از انجام بهسازی سازه با توجه به شرایط ساختمان و ارزیابی وضعیت موجود تعیین شود و سپس با توجه به سطح عملکرد مورد نظر اقدام به بهسازی ساختمان شود . بهسازی ساختمان دارای روش های مختلفی است که کلیه ی راهکار های بهسازی ساختمان تحت ضوابط و شرایط مبانی بهسازی لرزه ای ساختمان صورت می گیرد.

بهسازی لرزه ای :

بهسازی لرزه ای بیان کننده معنایی مرکب است. معنای ابتدایی آن گسترده و فراگیر است و وجوه گوناگونی دارد. اما استفاده از کلمه لرزه ای با بهسازی تعیین کننده نوع آن است بهسازی با مقاوم سازی متفاوت است. برای این که تفاوت مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای شناخته شود، باید معنای هر دو مفهوم را شناخت و آن ها را مورد بررسی و ارزیابی قرار داد ویژگی های فیزیکی مهم و تاثیرگذار سازه در بهسازی لرزه ای عبارتند از : ویژگی های اجزای سازه ای و غیر سازه ای ، بررسی سطح زمین لرزه در منطقه ی جغرافیایی سازه ، بررسی اولیه ی میزان مقاومت لرزه ای ، کاربری سازه ،‌شرایط بهره برداری جدید ساختمان ، نیاز کارفرما ، محدودیت های اقتصادی و اجرایی و در نهایت ضوابط و آئين نامه های جدید بهسازی لرزه ای ساختمان . پس از ارزیابی مطالعات مهندسی نیاز یا عدم نیاز به بهسازی لرزه ای با توجه به مستندات موجود و بررسی های صورت گرفته مشخص می شود ،

پیش از اقدام برای بهسازی لرزه ای لازم است مشخصات فنی ساختمان با دقت تحت مطالعه و بررسی مشاوران مقاوم سازی قرار بگیرد. در ارائه یک طرح مناسب بهسازی، تشخیص نقاط ضعف سازه از اهمیت بالایی برخوردار است که گاه با انجام مطالعات کمی بر روی سازه و گاه با ارزیابی کیفی وضعیت ساختمان موجود و یا مراجعه به جداول مختلف ارائه شده توسط آیین‌نامه‌ها امکان‌پذیراست.

در این خصوص، یکی از روش‌های بهسازی لرزه‌ای، استفاده از پلیمرهای مسلح با الیاف (FRP)برای تعمیر و تقویت سازه‌هاست. FRP نوعی ماده مرکب متشکل از بخش زمینه یا رزین انعطاف پذیر از جنس پلیمر می‌باشد که به وسیله الیاف با مقاومت و سختی بالا مسلح می‌شود.

از ویژگی‌های مهم FRP مقاومت بالا، سختی زیاد، چگالی پایین، دوام، نفوذ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ناپذیری، سهولت در حمل و اجرا را می‌توان نام برد. با استفاده از این مصالح در طرح‌های بهسازی سازه‌های بتنی می‌توان برای افزایش ظرفیت خمشی، ظرفیت برشی، شکل‌پذیری و مقاومت در برابر انفجار و ضربه استفاده نمود.

ارائه‌ی طرح بهسازی و ارزیابی آن

طرح پیش‌بینی شده برای بهسازی باید با تحلیل مدل بهسازی شده‌ی سازه مورد ارزیابی قرار گیرد. اگر هدف بهسازی تأمین نشده باشد، باید روش انتخاب شده مورد بررسی قرار گیرد. در صورت تأمین هدف بهسازی، مدارک فنی لازم ازجمله نقشه‌ها و دستورالعمل‌های اجرایی تهیه شوند.

سطوح خطوط لرزه :

برآورد پارامترهای حرکت قوی زمین در سطح زمین برای سطوح خطر مختلف به یکی از دو روش استفاده از طیف طرح استاندارد و طیف طرح ویژه‌ی ساختگاه صورت می‌پذیرد. استفاده از روش اول برای مقاصد بهسازی محدود، مبنا و مطلوب بلامانع است. برای بهسازی ویژه استفاده از روش دوم الزامی است. دستورالعمل عمومی این بخش می‌تواند برای تعیین طیف طرح شتاب برای هریک از سطوح خطر زلزله‌ی زیر استفاده شود:

- سطح  خطر 1

این سطح خطر براساس ۱۰ درصد احتمال رویداد در ۵۰ سال که معادل دوره‌ی بازگشت ۴۷۵ سال است، تعیین می‌شود. سطح خطر ۱ در استاندارد ۲۸۰۰ ایران (زلزله‌ی طرح DBE) نامیده شده است.

- سطح خطر 2

این سطح خطر براساس ۲ درصد احتمال رویداد در ۵۰ سال که معادل دوره‌ی بازگشت ۲۴۷۵ سال است، تعیین می‌شود. سطح خطر زلزله‌ی ۲ به‌عنوان بیشینه زلزله‌ی محتمل MPE نامیده می‌شود.

- سطح خطر انتخابی

(زلزله با هر احتمال رویداد در 50 سال) این سطح خطر برای موارد خاص و با ملاحظات ویژه، مناسب است.

جمع‌آوری اطلاعات وضعیت موجود ساختمان

اطلاعات موجود و در دسترس از ساختمان شامل نقشه‌هایی چون‌ ساخت و سایر مدارک فنی، باید برای بهره‌گیری در مراحل بعدی، جمع‌آوری و دسته‌بندی شود.

مراحل بهسازی

مراحل مختلف بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود به‌ ترتیب طبق مواردی که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهیم کرد، انجام می‌شود. بعد از آن که اطلاعات وضعیت موجود ساختمان جمع آوری شد، ابتدا نیاز به بهسازی لرزه‌ای ساختمان مشخص می‌شود.  

هدف از بهسازی لرزه ای  -

از مراحل اولیه و در عین حال حائز اهمیت در فرآیند مطالعات بهسازی لرزه ای ساختمان، انتخاب هدف بهسازی لرزه ای ساختمان می باشد؛ مشاورین هدف بهسازی باید توسط طراح و با تصویب کارفرما انتخاب شوند و سپس طراحان مقاوم سازی با توجه به نیاز ساختمان وضعیت بهره برداری حال و آینده ی ساختمان ، هدف از بهسازی لرزه ای را در قالب گزارش فنی ارائه می دهندهدف بهسازی باید شامل انتخاب یکی از سطوح عملکرد  تحت خطر زلزله‌ی معین باشد. سطوح عملکردی پیشنهادی صرفاً جهت راهنمای کارفرمایان می‌باشد که می‌تواند براساس نظر کارفرما و با توجه به شرایط ساختمان تغییر یابد.

- هدف بهسازی براساس یکی از موارد زیر انتخاب می‌شود:

- بهسازی مبنا

در بهسازی مبنا انتظار می‌رود که تحت زلزله‌ی سطح خطر ۱، ایمنی جانی ساکنین تأمین شود.

- بهسازی مطلوب

در بهسازی مطلوب این انتظار را داریم که هدف بهسازی مبنا تأمین شده و علاوه بر آن تحت زلزله‌ی سطح خطر ۲، ساختمان فرو نریزد.

- بهسازی ویژه

در بهسازی ویژه، نسبت به بهسازی مطلوب عملکرد بالاتری برای ساختمان در نظر گرفته می شود بدین منظور سطح عملکرد بالاتری برای ساختمان تحت همان سطوح خطر زلزله‌ی مورد استفاده در بهسازی مطلوب منظور می گردد یا با حفظ سطح عملکرد مشابه با بهسازی مطلوب، سطوح خطر زلزله‌ی بالاتری در نظر گرفته می‌شود.

- بهسازی محدود

در بهسازی محدود عملکرد پایین‌تری از بهسازی مبنا در نظر گرفته می‌شود، به‌گونه‌ای که حداقل یکی از اهداف زیر برآورده شود

1- تحت زلزله‌ای خفیف‌تر از زلزله‌ی سطح خطر ۱، ایمنی جانی ساکنین تأمین شود سطح عملکرد C-3).)

2- تحت زلزله‌ای برابر یا خفیف‌تر از زلزله‌ی سطح خطر ۱،  سطوح عملکرد  C-4، D-4، E-4، C-5، D-5، E-5 یا D-6 تأمین شود.

- بهسازی موضعی

بهسازی موضعی بخشی از یک طرح بهسازی کلی است که به دلایلی در شرایط موجود فقط بخشی از آن اجرا می‌شود. در این حالت، بهسازی باید به‌گونه‌‌ای پیش‌بینی و اجرا شود که هدف بهسازی بخش‌های دیگر در مراحل بعدی برآورده شود. بهسازی موضعی باید با توجه به موارد زیر انجام شود:

- بهسازی موضعی ساختمان نباید منجر به پایین آمدن سطح عملکرد قبلی ساختمان موجود شود و باعث افزایش نیروهای ناشی از زلزله در اعضایی که وضعیت بحرانی دارند، نشود.

- بهسازی موضعی نباید منجر به نامنظم شدن یا افزایش نامنظمی ساختمان شود.

- بررسی ویژگی‌های ساختمان

ویژگی‌های ساختمان شامل مشخصات اجزای سازه‌ای و غیرسازه‌ای آن، میزان خطر زلزله در محل ساختمان، نتایج اولیه‌ی ارزیابی مقاومت لرزه‌ای، تاریخچه‌ی بهره‌برداری گذشته و آینده‌ی ساختمان، ملاحظات خاص اقتصادی، اجتماعی و مقررات و قوانین حاکم، قبل از اقدام به هرگونه بهسازی باید توسط طراح با هماهنگی کارفرما مورد بررسی قرار گیرد.

* نیاز یا عدم نیاز به بهسازی لرزه ای ساختمان   .

ساختمان‌هایی که مطابق مستندات و اطلاعات وضعیت موجود، با توجه به درجه‌ی اهمیت آن‌ها براساس آخرین ویرایش استاندارد ۲۸۰۰ ایران طراحی و با نظارت و مستندات کافی اجرا شد‌ه باشند، نیازی به ارزیابی و بهسازی لرزه ای ساختمان ندارند، مگر آن که درجه‌ی اهمیت فعلی آن‌ها بیش از میزان مفروض در طراحی اولیه‌ی آن‌ها بوده‌ یا سطح خطر زلزله مورد نظر از سطح خطر موجود در طراحی اولیه مطابق آن استاندارد بیشتر باشد.

ضوابط بهسازی لرزه ای ساختمان

قبل از اجرای بهسازی لرزه ای ساختمان لازم است اقداماتی صورت پذیرد، یکی از این موارد مطالعات ، محاسبات و بررسی ویژگی های فنی سازه می باشد که لازم است در کنار تعیین هدف از بهسازی لرزه ای انجام گیرد و در ادامه به آنها اشاره می کنیم:

۱- بهسازی اجزای سازه ای و غیر سازه ای ساختمان در بهسازی لرزه ای

۲-  مورد بررسی قرار دادن اسکلت سازه پیش از بهسازی ساختمان

۳-  مشخص کردن سطح خطر بروز زلزله ساختمان مورد نظر در بهسازی لرزه ای ساختمان

۴- ارزیابی اولیه مقاومت لرزه ای ساختمان قبل از بهسازی لرزه ای سازه

۵- تعیین وضعیت ساختمان و میزان آسیب پذیری آن با گذر زمان

۶-  این که بدانیم هدف از انجام بهسازی لرزه ای ساختمان چیست؟

۷- بررسی محدودیت های اقتصادی تاثیرگذار در انتخاب روش بهسازی ساختمان

۸- انجام مطالعات و محاسبات جهت تعیین نیاز یا عدم نیاز ساختمان به بهسازی لرزه ای

راه‌کارهای بهسازی

راه های بهسازی ساختمان با در نظر گرفتن معیارهای مقاوم سازی انتخاب میگردد . روش های بهسازی ساختمان باید به گونه ای باشد که علاوه بر رفع نواقص موجود در سازه و مستقل از تامین سطح عملکرد مورد نظر ساختمان قادر به ارائه ی بهترین شیوه پاسخگویی به سطح مورد نظر در قالب طرح بهسازی باشد . با انتخاب بهترین روش بهسازی ساختمان و در نظر داشتن معیارهای بهسازی سازه ها می توان به سطح عملکرد لرزه ای مورد نظر و تامین هدف مقاوم سازی لرزه ای ساختمان دست پیدا کرد . راهکارهای بهسازی لرزه ای سازه را می توان به صورت تکی یا ترکیب با یکدیگر جهت تقویت سازه ها بکار گرفت

* راه‌کارهای زیر را می‌توان به‌صورت منفرد یا در ترکیب با یکدیگر برای بهسازی ساختمان به‌کار گرفت:

- اصلاح موضعی اجزای سازه که دارای عملکرد نامناسبی در زلزله هستند

- حذف یا کاهش بی‌نظمی در ساختمان موجود

- تأمین سختی جانبی لازم برای کل سازه

- تأمین مقاومت لازم برای کل سازه کاهش جرم ساختمان

- به‌کارگیری سیستم‌های جداساز لرزه‌ای

- به‌کارگیری سیستم‌های غیرفعال اتلاف انرژی

روش‌های آزمایش برای ارزیابی و مطالعات بهسازی لرزه ای ساختمان

ارزیابی آسیب پذیری لرزه‌ای و انجام مطالعات بهسازی لرزه ای ساختمان نیازمند در اختیار داشتن اطلاعات کافی متناسب با ضوابط هر مرحله است. اطلاعات مورد نیاز در دو گروه اصلی قرار دارند‌.

- اطلاعات مربوط به خصوصیات لرزه‌ای ساختمان شامل زمان تناوب و نسبت میرایی

- اطلاعات مربوط به مشخصات مصالح به کار رفته در سازه ساختمان

تعیین خصوصیات بهسازی لرزه ای ساختمان

هرچند  با توجه به امکانات نرم‌افزاری موجود و ضوابط ارائه شده در آیین‌نامه‌ها امکان محاسبه‌ی زمان تناوب هر نوع سازه به صورت تحلیلی امکان پذیر است و نسبت میرایی ساختمان نیز بسته به نوع سازه، اتصالات و مصالح آن از مراجع مربوطه قابل استخراج است، ولی در صورتی که بسته به شرایط ساختگاه، حساسیت پروژه و امکانات کارفرما، تعیین خصوصیات لرزه‌ای واقعی ساختمان‌ها ضرورت یابد،  با استفاده از روش ثبت ارتعاشات محیطی در این خصوص می‌توان اقدام نمود. واضح است آزمایش باید با استفاده از دستگاه کالیبره شده مورد تایید و توسط افراد باتجربه انجام شود و اطلاعات ثبت شده توسط کارشناس خبره با استفاده از نرم افزار مربوطه تحلیل و نتیجه‌گیری شود.

 بهسازی لرزه ای ساختمان با استفاده از چند روش صورت می گیرد که عبارتند از:

- بهسازی لرزه ای ساختمان با استفاده از سیستم لوله ای

- بهسازی لرزه ای ساختمان با بادبند 

- بهسازی لرزه ای ساختمان با دیوار برشی