تقویت بناهای خشتی در برابر زلزله

تقویت بناهای خشتی در برابر زلزله

📷 برای به حداقل رساندن تخریب در زلزله های بناهای تاریخی از نظر معماری، بهسازی لرزه ای باید صورت پذیرد. همچنین دقت کافی در انتخاب خاک تا عمل آوری آن در تولید مصالح وجود داشته باشد به این صورت که بعد از زلزله خاک به کاررفته در تولید خشت ها در آزمایشگاه های مکانیک خاک تا شوند تا استانداردهای آن تایید و مواد افزودنی مناسب برای تقویت آن به کار برود. درصورتی که مقاومت کششی ابنیه خشتی تقویت گردد. استفاده عمومی در ساخت این گونه ابنیه مقدور خواهد گردید. در غالب نمونه های باقیمانده از معماری گذشته ایران به کمک تبدیل نیروهای کششی به فشاری این ضعف برطرف شده است[1]. جهت بهبود عملکرد بناهای خشتی در مقابل زلزله در مرحله نخست می بایست مشخصات گل مصرفی را اصلاح کرد به طوری که خاک از انقباض و تورم مصون مانده، استحکام آن افزایش یافته و تا حدی آب بندی شود. به این منظور از مواد تثبیت کننده مانند: ماسه، سیمان پرتلند، آهک، ترکیب آهک و سیمان، قیر، کاه، ترکیب خاکستر کوره و آهک، سیلیکات سدیم، خاکستر چوب، رزین ها، پهن گاو و ملاس ها می توان استفاده کرد. باتوجه به نوع خاک محل این مواد به نسبت های مناسب به خاک اضافه شده و ازآن جهت ساخت خشت و گل بهره برد.

📷استفاده از مصالح خشتی بومی به همراه تثبیت کننده های طبیعی می تواند اثرات بسیار مهمی را در شکوفایی این روند، از خود به نمایش بگذارد. باتوجه به آسیب پذیربودن این ساختمان ها در طی زلزله های گذشته و قرارگرفتن بسیاری روستاها در نواحی لرزه خیز، اهمیت مطالعه رفتار و عملکرد این نوع ساختمان ها در برابر زلزله به شکل آشکار مشخص است؛ لذا موضوع حذف خشت و بناهای خشتی روش درست و مناسبتی به نظر نمی رسد. امروزه راه حل های مناسبی برای استحکام بخشی بناهای خشتی ابداع شده است[2]. در کنار این عوامل بسیاری از آثار تاریخی بدون پی هستند و یا عمق پی آنها در داخل زمین بسیار کم است و باعث می شود به دلیل فرسوده بودن در زمان بروز زلزله آسیب پذیرتر باشند. کار مهمی که قبل از زلزله باید برای آثار تاریخی صورت گیرد، مستندسازی است که به کار بازسازی آثار تاریخی بعد از زلزله کمک بسیاری می کند تا در صورت تخریب زیاد، مرمت آن به صورت اصولی انجام گیرد.

به طور نمونه در زمینه بهسازی لرزه ای برج شماره یک بم نیز با همکاری کارشناسان ایتالیایی اقدامات بسیار مناسبی انجام شد و مکان های دیگر نظیر بازار، اسطبل، تکیه و مسجد نیز تیم های کارشناسی داخلی مشارکت خوبی در بحث بهسازی داشتند. همچنین بعد از زلزله مطالعات پژوهشی در حوزه های مختلف معماری، باستان شناسی مصالح مربوط به سازه ها و تمام شاخه های مربوط به حوزه حفاظت و مرمت با جدیت بسیار دنبال شده و می شود.

📷 در آسیب نگاری هایی که در بازار سنتی اهر صورت گرفت نتایجی حاصل شد که نشان داد تغییراتی که در قالب مرمت در بعضی مغازه ها صورت گرفته به طور غیراصولی و غیرکارشناسی بود به عنوان مثال در بحث مقاوم سازی پایه های مغازه از مصالحی استفاده شد که بار و نیروی اضافی به زمین وارد کرد به طوری که به جای مقاوم سازی این بار اضافی به سست کردن پایه های مغازه انجامید. به علت نفوذ رطوبت به پایه ها و طاق های بازار و کم توجهی افراد دیوارهای حایل پشت طاق ها تخریب شده بود. ساخت وسازهای غیراصولی باعث شکست و تضعیف طاق و گنبدهای بازار شده که نیاز به بازسازی اساسی دارند[3]. در بحث قفل و بست دیوارها از ابزاری استفاده شد که هماهنگ با کالبد سنتی این قفل ها نبود به جای استفاده از سنجاقک از قفل هایی کمک گرفته شد که به سست کردن دیوارها و تخریب آنها انجامید. سنگین شدن طاق های بازار به دلیل بار اضافه ای که در قالب مرمت های نامناسب انجام شد را از دیگر دلایلی دانست که شدت تخریب را در این بازار افزایش داد. آسیب نگاری هایی که صورت گرفت نشان داد مرمت های غیراصولی و غیرکارشناسی مهم ترین دلیل تخریب بازار اهر در زلزله اخیر بود.

روش های کاهش پیامد زلزله در بناهای تاریخی

📷ساختمان های تاریخی عمدتا با استفاده از مصلاح بنایی و دیوار باربر بنا گردیده اند. هر چند گذشتگان تمهیداتی برای مقاومت در برابر تکان های زلزله اندیشیده اند، اما چه به لحاظ تجربی و چه به لحاظ محاسباتی، این گونه بناها همچنان آسیب پذیر بوده و در زلزله های گذشته بیشترین حجم خسارات را در مناطق شهری و روستایی به خود اختصاص داد هاند. یکی از روش های پیش بینی و تعیین خسارات وارده به بنا در اثر زلزله، استفاده از مکانیزم های شکست از پیش تعریف شده است.

شکل روبرو انواع مختلف این مکانیزم ها را که در اثر ثبت شواهد زمین لرزه های گذشته به دست آمد هاند، نشان می دهد. مکانیزم ها به نوبت از بالاترین تراز بنا محاسبه می گردد و شرایط متفاوت اتصالات در تعیین آن ها در نظر گرفته می شود. پارامترهای ضروری تاثیرگذار بر شناسایی مکانیزم ها و وسعت رخداد آن ها، به ابعاد واحدها، تناسبات دیوار، چیدمان 📷پنجره ها، کیفیت اتصالات در گوشه ها و وضعیت سازه های افقی بستگی دارد. این مسئله نه تنها وسعت مشارکت دیوار جانبی در مکانیزم ها را تعیین می کند؛ بلکه الگوی خسارت محتمل را نیز مشخص می نماید. زمانی که کیفیت اتصالات بلوک ها در گوشه های ساختمان مورد پیمایش مناسب باشند، بار تخریب محاسبه شده برای انواع شکست های A و D همواره بالا خواهد بود[4].

نتایج نشان می دهند که در صورت وجود اتصالات مناسب، در مقادیر پایین بار تخریب، دیوارهای جانبی ترک خواهند خورد و بخشی از این دیوارها به همراه نما همان گونه که در تصویر مربوط به مکانیزم های B1 و B2 نشان داده شده، واژگون خواهند گردید. رخداد هر یک از این دو مکانیزم بستگی به کیفیت اتصالات در دو گوشه نما خواهد داشت. دو پارامتر دیگر، یعنی وجود مهار یا کلاف در بنا و اتصال نما به سازه کف، جهت تعریف مکانیزم ها و در ارتباط با میزان بار تخریب موثر خواهند بود. وجود هر یک از این عوامل می بایست در تمامی ساختمان های تحت پیمایش به صورت مجزا بررسی گردد. وجود یا عدم وجود عناصر استحکام بخش عاملی تعیین کننده در ایراد انواع خسارات محتمل است.

شیوه های مقاوم سازی بنا

بر اساس مطالعات انجام شده می توان دو شیوه یا روش کلی را برای مقاوم سازی بنا در مقابل زلزله پیشنهاد نمود:

1. تقویت و تحکیم رفتار سازه در برابر زلزله؛

2. کاهش اثرات زلزله در بنا.

راه حل های زیر برای تقویت بنا در برابر زلزله پیشنهاد می شود:

1. تقویت مصالح مثل تزریق بتن، استفاده از مواد چسبنده و...

2. تحکیم عناصر سازه ها و استفاده از بیل مهار، تیرهای پیش تنیده عمودی و افقی؛

3. تقویت بنا به عنوان یک مجموعه یکپارچه اتصال کلیه عناصر سازه ای به یکدیگر، تعبیه مهاربند؛

4. تقویت پی بنا شامل کلاف بندی پی ها، افزایش مقاومت پی ها از طریق تیرهای بتن مسلح؛

5. تثبیت عملکرد سازه بنا؛

6. محدودکردن میزان حرکت و جابه جایی بنا مثل تعبیه درز انبساط.

از دیگر روش هایی که می تواند رفتار سازه را در مقابل زلزله نشان دهد، شبیه سازی (مدل سازی) ریاضی و تحلیلی است. در این روش مدل سازه مورد آزمایش قرار می گیرد و رفتار احتمالی آن در برابر بارهای وارده تجزیه وتحلیل می گردد. این روش به ویژه در مورد بناهای گنبد دار می تواند کمک موثری برای شناخت رفتار سازه باشد.

[1] [1] خوشبخت بهرمانی، شوکا ، سپهری مقدم، منصور، ابنیه خشتی مقاوم در برابر زلزله، نشریه هویت شهر 1391 ، دوره 6 ، شماره:11 صفحات :53-62

[2] رضا آزادیان فضلی مهرداد، صبری، رضا مقاله روش های مقاوم سازی بناهای خشتی در برابر زلزله همایش بین المللی افق های نوین در مهندسی عمران، معماری و شهرسازی و مدیریت فرهنگی شهرها1395

[3] خبرگزاری جمهوری اسلامی ایران – مصاحبه با آقای زواره ای رئیس میراث فرهنگی، گردشگری و صنایع دستی اهر - ۱۵ شهریور ۱۳۹۱

[4] فرایند ایمن سازی لرزه ای بافت های تاریخی تیم تحریریه افزیرwww.afzir.com/knowledge/strengthenin