روش تقویت کلی ساختمان

این روش عموماً جهت تقویت سیستم باربر جانبی کلی ساختمان مورد استفاده قرار می­گ یرد. این روش شامل راهکارهای اضافه نمودن دیوار برشی، اضافه کردن سیستم مهاربندی فولادی، استفاده از جداساز لرزه‌ای و استفاده از کابل­ های پیش­ تنیده می­ باشد که در ادامه به صورت مختصر درباره هر کدام توضیحاتی ارائه شده است.

اضافه کردن دیوار برشی

یکی از معمول­ ترین روش ­های تقویت سیستم باربر جانبی ساختمان اضافه نمودن دیوارهای برشی به قاب­ های ساختمان می ­باشد. این موضوع سبب کاهش جابه­ جایی نسبی طبقات و همچنین کاهش آسیب‌پذیری اعضای تشکیل دهنده قاب می­ گردد. این روش به مدت بیش از نیم قرن جهت تقویت لرزه­ ای به کار برده شده است. برای کاهش دریفت جانبی دیوارهای برشی در گوشه خارجی ساختمان و برای افزایش سختی و مقاومت در ساختمان دیوار برشی در دهانه­ های میانی سازه قرار داده می­ شود. در ابتدا این دیوارها با استفاده از ورق ­های فولادی و یا دیوار برشی بتنی تهیه می ­گردید و اخیراً جهت افزایش سرعت اجرا از پانل­ های پیش ­ساخته و یا شات­کریت استفاده می­ گردد. این قطعات از طریق آرماتورهای انتظار به قاب اصلی ساختمان اتصال پیدا می­ کنند. تحقیقات صورت گرفته در این زمینه نشان می ­دهد که تقویت قاب به کمک دیوارهای برشی نقش بسزایی در پاسخ کلی ساختمان ایفا می­ نماید. این روش تقویت سبب سخت‌تر شدن ساختمان و در نتیجه افزایش برش پایه ساختمان می­ گردد. مشکل اصلی این روش افزایش اثر واژگونی و متمرکز نمودن نیروی برش پایه در موقعیت قاب تقویت شده است که در نتیجه نیاز به تقویت فونداسیون ساختمان نیز خواهد بود. همچنین به دلیل بار مرده اضافه شده ‌دیوار، امکان تغییر عملکرد ساختمان نیز وجود خواهد داشت.

اضافه کردن مهاربندهای فولادی

اضافه کردن سیستم مهاربندی فولادی به ساختمان­ های موجود سبب بهبود مقاومت، سختی و کاهش دریفت طبقات در ساختمان می­گردد. این روش جهت تقویت بیش از نیم قرن در ژاپن مورد استفاده قرار گرفته است. تحقیقات صورت گرفته در این زمینه نشان می­دهد که این روش تقویت شکل­ پذیری ساختمان و قاب ­های سازه ­ای تقویت شده را بهبود می­ بخشد. مزیت این روش سازگاری و امکان قرار دادن بازشو، وزن کم اعضا تقویت کننده و توزیع کمتر فشار نسبت به سیستم تقویت دیوار برشی می ­باشد. مشکل اصلی این روش هزینه اولیه بالا و همچنین هزینه نگهداری به خصوص هنگامی که این سیستم در معرض هوا قرار بگیرد است.

جداساز لرزه ­ای

روش جداساز لرزه ­ای شامل قرار دادن یک سیستم جداساز انعطاف­ پذیر در موقعیت اتصال سازه فوقانی و فونداسیون می ­باشد. جداسازهای نصب شده به دلیل انعطاف­ پذیری و توانایی جذب انرژی، مقادیری از انرژی زلزله را قبل از اعمال به سازه بازتاب داده و یا جذب می ­نماید در نتیجه تقاضای انرژی در ساختمان کاهش می­ یابد. سیستم جداساز لرزه ­ای زمان تناوب اصلی نوسان ساختمان را افزایش داده و تغییر شکل حاصله در تراز جداساز سبب کاهش شتاب و تغییر شکل اعمالی به ساختمان در سازه ­های بلند مرتبه خواهد گردید. همچنین این روش قابل کاربرد برای ساختمان­ های کوتاه و میان مرتبه (بیشتراز ۱۰ الی ۱۲ طبقه) نیز بوده ولی سبب کاهش لنگر واژگونی ساختمان به دلیل نیروی محوری زیاد نمی­ باشد. در اطراف ساختمان ­ها با سیستم جداساز لرزه ­ای نیاز به تعبیه فضا برای امکان تغییر مکان ساختمان می­ باشد تا از آسیب زدن به اطراف ساختمان در اثر تغییر شکل جلوگیری به عمل آید. این روش تقویت در مناطق با فرکانس لرزه ­ای پایین که در مناطق با خاک نرم می‌باشد عملی نیست.

مستهلک کننده ­های انرژی

از جمله روش­ های مرسوم جهت استهلاک انرژی در ساختمان شامل استفاده از میراگرهای اصطکاکی، هیستریک و ویسکوالاستیک در سیستم مهاربندی می ­باشد. این میراگرها از طریق اتصال تیر به ستون به سیستم کلی ساختمان متصل می ­گردند. میراگر اصطکاکی شامل ورق ­های فولادی مخصوص اندود شده که به وسیله پیچ به یکدیگر متصل شده است، می­ باشند. این میراگرها از طریق حرکت و سایش ورق­ های فولادی در طول مشخص شده حرکت و با تبدیل انرژی اعمالی به انرژی گرمایی مقادیری از انرژی لرزه­ ای وارده به ساختمان را تحمل می­ نمایند. میراگرهای اصطکاکی ظرفیت باربری لرزه ­ای سازه را افزایش می ­دهند. عملکرد میراگرهای ویسکوز نیز مشابه میراگرهای اصطکاکی است. میراگرهای ویسکوز زمانی بیشترین تاثیر در استهلاک انرژی را خواهند داشت که تغییر شکل جانبی سیستم سازه در محدوده سرعتی بالا قرار بگیرد.