مدیرطراحی لرزه ای اجزای غیرسازه‌ای
با توجه به مشاهدات در چند دهه‌ی اخیر، اکثر خسارت زلزله‌ها ناشی از تخریب اجزای غیرسازه‌ای است. مانند تخریب تیغه‌های داخلی، شکستن شیشه‌ها، سقوط تأسیسات مکانیکی، آتش‌سوزی ناشی از شکستن لوله‌های گاز، مشکلات تأسیسات برقی و … به طوری که ساختمان را بعد از زلزله غیر قابل سکونت کرده، در صورتی که اسکلت سازه کاملا سالم مانده ولی خسارت جانی و مالی زیادی به ساکنین وارد می‌کند.
عملکرد اجزای غیرسازه‌ای، مثل اجزای معماری و تاسیسات مکانیکی و برقی، در حین زلزله نقش مهمی در بهره‌برداری سازه بعد از زلزله دارد. همچنین بعضی از سازه‌ها با درجه اهمیت بالا مانند بیمارستان‌ها که باید بعد از زلزله خدمت رسانی بی‌وقفه داشته باشند، نمی‌توانند دچار خرابی در سقف کاذب یا فرو ریختن دیوارها شوند. همچنین فرو ریختن و تخریب این اجزا هنگام زلزله می‌تواند خسارت مالی و جانی به همراه داشته باشد. از این رو توصیه می‌شود مالکان به اتصال اجزای غیرسازه‌ای و مقاوم سازی و تقویت این اجزا توجه ویژه داشته باشند.
تعریف اجزای غیرسازه‌ای
اجزای غیرسازه‌ای در سازه‌ها به اجزایی گفته می‌شود که به سازه‌ی اصلی متکی هستند ولی در تحمل بار جانبی زلزله به آن کمک نمی‌کنند. اجزای معماری مانند سقف‌های کاذب، دیوارها، پنجره‌ها، نماها و همچنین تأسیسات مکانیکی و برقی، همراه با اتصالات و نگهدارنده‌های آنها، در این دسته قرار می‌گیرند. معمولا اجزای غیرسازه‌ای توسط مهندسین سازه تحلیل نمی‌شود و طراحان داخلی و یا مهندسان معماری، برق و مکانیک نوع و مشخصات آن را تعیین می‌کنند و یا بدون دخالت طراحان حرفه‌ای، توسط مالکان، خریداری و نصب می‌گردند.
تفاوت اجزای غیرسازه‌ای و سازه‌ای
قسمت‌های سازه‌ای ساختمان شامل تیر، ستون، سقف، پی، دیوار برشی و در مجموع هر قسمتی از سازه که در طراحی سازه توسط مهندسین تحلیل و طراحی شده و در نهایت نقشهها و دیتیل‌های اجرایی آن به کارفرما ارائه می‌شود.
اجزای غیرسازه‌ای شامل کلیه‌ی اجزای داخل ساختمان به جز قسمت‌های سازه‌ای هستند. اجزای غیر سازه‌ای معمول در ساختمان‌ها مواردی چون: سقف‌های کاذب، پنجره‌ها، دیوارها، نماها، تجهیزات حرارتی و برودتی و تهویه، تجهیزات الکتریکی، لوازم اداری، رایانه‌ها، قفسه‌ها، مبلمان، لوسترها و … هستند.
انواع اجزای غیرسازه‌ای
اجزای غیرسازه‌ای را می‌توان به سه دسته‌ی کلی تقسیم کرد:
- سیستم‌های تأسیساتی ساختمان (برقی، مخابراتی و مکانیکی)
- اجزای معماری ساختمان
- اثاثیه و مبلمان
ویژگی‌های اجزای غیرسازه‌ای و تأثیر آنها در رفتار لرزه‌ای ساختمان‌ها
- اجزای غیرسازه‌ای از خود سازه آسیب پذیرتر هستند.
- آسیب رسان بودن حتی در صورت سالم ماندن اسکلت سازه
- می‌توانند تلفات انسانی قابل توجه ایجاد کنند.
- می‌توانند از ظرفیت بهره‌برداری سازه بکاهند یا حتی آن را متوقف کنند.
- تحلیل و طراحی لرزه‌ای را بی اعتبار می‌کنند.
- سختی اولیه‌ی فراوانی دارند و مقاومت نهایی آنها ناچیز است.
- باعث خرابی زود هنگام در سازه می‌شوند.
ایمن سازی اجزای غیرسازه‌ای
در ابتدا لازم است اجزای غیرسازه‌ای، مورد بررسی قرار گیرند. سپس برای بهسازی، اطلاعات ساختمان را به دست آورده و طبق اطلاعات موجود و بودجه‌ی مورد نظر، گزینه‌ها و اولویت‌بندی بهسازی اجزای غیرسازه‌ای را مشخص می‌کنیم و سپس در آخر بهترین روش بهسازی را انتخاب می‌کنیم.
الف) بازرسی اجزای غیرسازه‌ای ساختمان: در این مرحله ساختمان را مورد بررسی قرار می‌دهند تا اجزای آسیب‌پذیر در برابر زلزله مشخص شود. می‌توان از کارشناسان متخصص در این زمینه کمک گرفت. برای هر عضو از سازه سه موضوع زیر مورد توجه قرار می‌گیرد:
- احتمال آسیب به انسان در اثر خرابی عضو مورد نظر هنگام زلزله
- احتمال خسارت زیاد مالی در اثر خرابی اجزای غیرسازه‌ای هنگام زلزله
- احتمال ایجاد اختلال در کار ساختمان در اثر خرابی اجزای غیرسازه‌ای هنگام زلزله
بررسی موارد بالا برای بیشتر اجزای غیر سازه‌ای ساختمان پاسخ فوری و صریحی به ما نمی‌دهد. چون گسیختگی آنها علاوه بر ایجاد خسارت مستقیم، خسارت غیر مستقیم نیز به همراه دارد. مثلا در صورت شکستگی لوله آب فشان اطفای حریق، خسارت وارده به خود آب فشان زیاد نیست، اما خسارت غیر مستقیم آن بر نازک‌کاری زیاد خواهد بود. در این گونه موارد خسارت غیر مستقیم وارده به ساختمان بیشتر از هزینه تعمیر سیستم آب فشان است.
ب) اطلاعات مورد نیاز برای بهسازی: اطلاعاتی از قبیل نقشه‌های اجرا شده، مشخصات دستگاه‌ها و تجهیزات، کیفیت مصالح به کار رفته در اجزا (از لحاظ خوردگی فلزات، زنگ زدگی، خرابی‌های بتن مانند ترک‌ها و …) و زمان ساخت.
پ) گزینه‌های مختلف اجرای بهسازی اجزای غیر سازه‌ای: برای انجام بهسازی لرزه‌ای اجزای غیر سازه‌ای گزینه‌های مختلفی وجود دارد. یکی از این گزینه‌ها این گونه است که فهرستی کامل از اجزای غیر سازه‌ای که در بازرسی آسیب پذیر شناخته شده‌اند، تهیه کنیم و همه موارد در یک پروژه بهسازی شوند. گزینه دیگر این است که مقاوم‌سازی لرزه‌ای فقط برای اجزای بحرانی‌تر انجام شود و به حداقل اکتفا کنیم. همچنین می‌توان برای شدت‌های مختلف زلزله، فهرست‌های متفاوتی از اجزای غیر سازه‌ای که به بهسازی نیاز دارند تهیه کرده و هزینه مربوط به درجات حفاظت مختلف را مقایسه کرد.
برای این کار نرم افزارهای مخصوصی وجود دارد که می‌تواند لیستی از اجزای غیر سازه‌ای را از لحاظ برآورد هزینه و اولویت‌بندی در شدت‌های مختلف زلزله به ما ارائه دهد. برای حفظ تعادل بین کمیت و کیفیت راهکار خاصی نمی‌توان ارائه کرد. اما بهتر است به جای در نظر گرفتن پروژه‌ای که کامل و در عین حال بسیار گران باشد، به بهسازی مهمترین موارد بپردازیم. در این مورد روش دو مرحله‌ای که اول فهرست مختصری از بحرانی‌ترین اجزای غیر سازه‌ای تهیه می‌کنیم و آنها را مقاوم سازی می‌کنیم و در مرحله دوم اجزای غیر سازه‌ای دیگر را مورد بررسی و توجه قرار می‌دهیم.
ت) روش‌های بهسازی اجزای غیر سازه‌ای:
1- تعمیر یا تقویت خود جزء
2- جداسازی لرزه‌ای خود جزء (در صورت امکان و لزوم)
3- تقویت و یا افزودن مهارها به سازه
4- جایگزین نمودن جز غیر قابل بهسازی با جز مناسب
ضوابط طراحی لرزه‌ای اجزای غیر سازه‌ای
اجزای معماری:
اجزای معماری که اتصال آنها به اجزای سازه‌ای مهم است، شامل موارد زیر می‌باشد:
- دیوار خارجی
- تیغه و دیوار داخلی
- نما
- سقف‌های کاذب
- جان پناه و راه پله
که ضوابط اتصال هر کدام از موارد نام برده شده به سازه را در ادامه توضیح خواهیم داد.
دیوار خارجی: دیوارهای خارجی در صورتی که طول دهانه آزاد آنها بیشتر از 4 متر و ارتفاع آنها بیشتر از 3.5 متر باشد، باید به وسیله اجزای عمودی (وادار) و اجزای افقی (تیرک) که می‌توانند از بتن و یا فولاد باشند، مهار شوند. این دیوارها نباید به اسکلت سازه‌ای وصل باشند و با رعایت درز انقطاع اجرا می‌شوند.
این فاصله جداسازی از ستون‌ها برابر با یک صدم ارتفاع کف تا کف طبقه و فاصله جداسازی از سقف (تیر) برابر با بیشترین دو مقدار 0.25 میلی متر و حداکثر خیز دراز مدت تیر است. این فاصله اصولا با پشم سنگ ضد رطوبت پر می‌شود و برای جلوگیری از ترک، خوردگی در نازک کاری از یک لایه شبکه الیاف یا رابیتس بر روی مواد تراکم پذیر (پشم سنگ) استفاده می‌شود.
تیغه و دیوار داخلی: دیوارهای داخلی که در سازه به ستون متصل می‌شوند نیز همانند دیوار خارجی، نباید به ستون و سقف وصل شوند و فاصله جداسازی و پر کننده آن نیز همانند دیوار خارجی است.
نما: نماها شامل دو نوع کلی هستند.
- نماهای چسبانده شده شامل نماهای سنگی، آجری و سرامیکی چسبانده شده، انواع نماهای سیمانی مسلح شده با مش الیاف یا توری‌های فلزی و نماهای مشابه آنها می‌باشد. در این نوع نماها اتصال و مهار پشت‌بندی (نبشی کشی نما) باید قادر به تحمل نیرو‌های لرزه‌ای باشد. در اجرای نما نیز مانند دیوارها، نباید اتصالی با ستون و سقف داشته باشد و فضای خالی باید با پشم سنگ پوشانده شود.
- نماهای مهارشده شامل نماهای آجری و سنگی مهارشده، نماهای سرامیک خشک، نمای کامپوزیت، نمای شیشه‌ای و نماهای بتنی پیش ساخته و انواع تخته‌های سیمانی مسلح شده به الیاف می‌شود. در این نوع نما اتصالات باید بتواند بارهای ثقلی ناشی از وزن نما و همچنین بارهای لرزه‌ای افقی و قائم را تحمل کند.
سقف‌های کاذب: ضوابط بهسازی لرزه‌ای برای سقف‌های کاذب با مساحت‌های بیشتر از 13 متر مربع رعایت می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه به پیوست 6 آیین نامه 2800 مراجعه فرمایید.
جان‌پناه: حداقل ارتفاع جان پناه از روی کفسازی باید 1.2 متر باشد و ستون‌ها تا ارتفاع 1.35 متر باید تا روی بام ادامه پیدا کند. برای مهار جانپناهها از میلگرد بستر استفاده می‌شود. همچنین در طول دیوار باید به وادار میانی متصل شوند. جانپناهها نیز مانند تمامی اجزای غیرسازه‌ای باید با فاصله 30 میلی متری از ستون‌ها اجرا شوند.
راه پله: پاگرد راه پله سازه نباید به ستون‌ها متصل باشد. برای جداسازی آنها از ستون اطراف دو روش وجود دارد. می‌توانیم از دو ستونک جدا استفاده کنیم و پاگرد را به آنها وصل کنیم و یا دو عدد دستک بتنی (تکیه‌گاه) همزمان با ستون اجرا کرده و دال پاگرد را روی دستک‌ها قرار دهیم و فاصله بین تکیه‌گاه و دال با بالشتک فلزی 2 سانتی‌متری پر می‌شود. همچنین فاصله جداسازی پاگرد از ستون‌های اصلی سازه برابر 30 میلی متر می‌باشد.
تاسیسات ساختمان
برای تأسیسات مکانیکی و برقی نیز باید مهندسین طراح تأسیسات به این موضوع توجه کنند که لولههایی که شکستن آنها منجر به آتش‌سوزی در زمان زلزله می‌شود و درجه اهمیت بالایی دارند، اتصالشان به سازه طبق استانداردهای لازم اجرا شود. همچنین اجزای سنگین که به صورت آویز در ساختمان قرار دارند، مثل کولرها، باید اتصالات قابل قبول به سازه داشته باشند که هنگام زلزله از سازه جدا نشوند.
اثاثیه و مبلمان
اثاثیه و مبلمان داخل ساختمان هم نیز باید به سبکی چیده شود، که هنگام زلزله کمترین آسیب جانی و مالی به ساکنین داخل ساختمان وارد شود:
- کلیه‌ی پانل‌ها باید با وسایل بست مناسب به دیوار متصل شوند. از چسباندن عکس، ساعت، اشیا تزئینی و … به محل خواب ساکنین خودداری کنید.
- محل خواب دور از کمد، کتابخانه، میز تلویزیون و … باشد تا هنگام زلزله بر سر ساکنان آوار نشود.
- تخت‌خواب تا حد امکان نزدیک پنجره نباشد. اگر تخت کنار پنجره است، باید پرده‌ی پنجره ضخیم باشد تا از پرتاب شدن شیشه‌های شکسته به داخل اتاق جلوگیری شود.
- پنجره‌ها باید با چسب‌های مخصوص پوشانده شود تا در هنگام زلزله از ترک خوردن و ریختن شیشه به داخل اتاق‌ها جلوگیری شود.