تقنيات التعديل التحديثي الزلزالي للمنشآت الخرسانية

ما هي تقنيات التعديل التحديثي الزلزالي للمنشآت الخرسانية؟

تقنيات التعديل التحديثي الزلزالية مطلوبة للإنشاءات الخرسانية المعرضة للضرر والفشل من قبل القوى الزلزالية. في السنوات الثلاثين الماضية، تحدث زلازل متوسطة إلى شديدة حول العالم كل عام. مثل هذه الأحداث تؤدي إلى إتلاف الهياكل الخرسانية وكذلك الفشل. وبالتالي فإنّ الهدف هو التركيز على عدد قليل من الإجراءات المحددة التي قد تحسن الممارسة لتقييم الضعف الزلزالي للمباني الخرسانية المسلّحة الحالية ذات الأهمية الأكبر.

ولتعديلها الزلزالي عن طريق تقنيات مبتكرة مختلفة مثل عزل القاعدة وتقليل الكتلة. لذا فإنّ التعديل التحديثي الزلزالي عبارة عن مجموعة من تقنيات التخفيف لهندسة الزلازل. إنه ذو أهمية قصوى للآثار التاريخية والمناطق المعرّضة للزلازل الشديدة والهياكل العالية أو باهظة الثمن.

مقدمة في تقنيات التعديل التحديثي للزلازل:

1. الزلزال يخلق دماراً كبيراً من حيث الحياة والمال وفشل الهياكل.
   
2. إنّ تطوير بعض أنظمة البناء (الهياكل القائمة) لجعلها أكثر مقاومة للنشاط الزلزالي (مقاومة الزلازل) هو في الحقيقة أكثر أهمية.
   
3. يمكن أن تكون بعض الهياكل تضررت من الزلزال، وبعض الهياكل الأخرى عُرضة للزلازل.
   
4. يثبت التعديل التحديثي أنه اعتبار اقتصادي أفضل ومأوى فوري للمشاكل بدلاً من استبدال المبنى.
   

1- التعديل التحديثي الزلزالي للمنشآت الخرسانية:

التعديل التحديثي الزلزالي للمنشآت الخرسانية هو تعديل الهياكل القائمة لجعلها أكثر مقاومة للنشاط الزلزالي أو حركة الأرض أو فشل التربة بسبب الزلازل. تنطبق تقنيات التعديل التحديثي أيضًا على الأخطار الطبيعية الأخرى مثل الأعاصير المدارية والأعاصير والرياح الشديدة من العواصف الرعدية.

2- الحاجة إلى التعديل التحديثي الزلزالي:

1. لضمان سلامة وأمن المَبنى والموظّفين وَوظائف الهيكل والآلات والمخزون.
   
2. ضروري لِتقليل المخاطر والخسائر من العناصر غير الهيكلية.
   
3. يهتم في الغالب بالتحسين الهيكلي لتقليل مخاطر الزلازل.
   
4. يجب تقوية المباني الهامة التي يُفترض أن تكون خدماتها ضرورية بعد وقوع زلزال مثل المستشفيات.
   

3- المشاكل التي يواجهها المهندسون الإنشائيون في الحاجة إلى التعديل التحديثي الزلزالي:

عدم وجود معايير لطُرق التعديل التحديثي، تختلف فعالية كل طريقة كثيرًا اعتمادًا على معايير مثل نوع الهياكل وحالة المادة ومقدار الضرر وما إلى ذلك.

4- المفهوم الأساسي للتعديل التحديثي الزلزالي:

الهدف من التعديل التحديثي الزلزالي هو:

1. رفع مستوى القوة الجانبية لِلهيكل.
   
2. زيادة ليونة الهيكل.
   
3. زيادة القوة والليونة.
   

إضافة جدران القص الجديدة للتعديل التحديثي الزلزالي:

1. تستخدم بشكل متكرر لتعديل مباني الإطار الخرساني المسلّح غير المطيل.
   
2. يمكن أن تكون العناصر المضافة إمّا مصبوبة في مكان أو عناصر خرسانية مُسبقة الصب.
   
3. يفضل وضع العناصر الجديدة في الجزء الخارجي من المبنى.
   
4. غير مفضل داخل الهيكل لتجنّب القوالب الداخلية.
   

إضافة دعائم الحديد للتعديل التحديثي الزلزالي:

1. حل فعّال عند الحاجة إلى فتحات كبيرة.
   
2. المزايا المحتملة بسبب القوة والصلابة العالية، يمكن توفير الفتح للضوء الطبيعي، وكمية العمل أقل لأن تكلفة الأساس قد يتم تقليلها وتضيف وزنًا أقل إلى الهيكل الحالي.
   

السترات في أسلوب التعديل التحديثي الزلزالي المحلي:

هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا لتقوية أعمدة البناء.أنواع السترات هي كما يلي:

1. سترة فولاذية.
   
2. سترة الخرسانة المسلّحة.
   
3. سترة البوليمر المقوى بالألياف.
   

1- الغرض من السترات في أسلوب التعديل التحديثي الزلزالي المحلي:

1. لزيادة حبس الخرسانة.
   
2. لزيادة قوة القص في الخرسانة.
   
3. لزيادة قوة انحناء الخرسانة.
   

عزل القاعدة الزلزالي:

يُعرف عزل البنية الفوقية عن الأساس بعزل القاعدة. إنّها أقوى أداة لتقنية التحكّم في الاهتزاز الهيكلي السلبي.

1- مزايا عزل القاعدة الزلزالي:

1. يَعزل المبنى عن حركة الأرض بحيث تكون أحمال زلزالية أقل، وبالتالي ضرر أقل للهيكل، وإصلاح أدنى للبنية الفوقية.
   
2. يمكن أن يظل المبنى صالحًا للخدمة طوال فترة البناء.
   
3. لا ينطوي على اقتحام كبير للبنية الفوقية الموجودة.
   

2- عيوب عزل القاعدة الزلزالي:

1. مكلفة اقتصاديًا.
   
2. لا يمكن تطبيقه جزئيًا على الهياكل بخلاف عمليات التعديل التحديثي الأخرى.
   
3. تحديًا للتنفيذ بطريقة فعالة.
   

أسلوب الحد من الكتلة من التعديل التحديثي الزلزالي:

يمكن تحقيق ذلك، على سبيل المثال، عن طريق إزالة طابق واحد أو أكثر. في هذه الحالة من الواضح أن إزالة الكتلة ستؤدي إلى انخفاض في الفترة، ممّا سيؤدي إلى زيادة القوة المطلوبة.

تقنية سماكة الجدار للتعديل التحديثي الزلزالي:

تتمّ إضافة سماكة معينة للجدران الحالية للمبنى عن طريق إضافة الطوب والخرسانة والحديد المحاذاة في أماكن معينة مثل التسليح، بحيث يزداد وزن الجدار ويمكن أن يتحمّل المزيد من الأحمال الرأسية والأفقية، وكذلك تصميمه في ظل ظروف خاصة الأحمال المستعرضة لا تسبب فشلًا مفاجئًا للجدار.