تحلیل پایداری سازه‌های بتنی در برابر زلزله: مطالعه موردی ساختمان‌های شهری در ایران

چکیده

زلزله‌ها به عنوان یکی از جدی‌ترین بلایای طبیعی در ایران که کشوری زلزله‌خیز است، همواره تهدیدی برای سازه‌های شهری به شمار می‌روند. این مقاله به تحلیل پایداری سازه‌های بتنی در برابر نیروهای لرزه‌ای می‌پردازد، با تمرکز بر ساختمان‌های شهری در ایران به عنوان مطالعه موردی. ایران با قرارگیری بر روی کمربند آلپ-هیمالیا، سالانه شاهد زمین‌لرزه‌های متعددی است که منجر به خسارات گسترده به زیرساخت‌های شهری شده است. برای مثال، زلزله کرمانشاه در سال 2017 با بزرگی 7.3 ریشتر، آسیب‌های جدی به سازه‌های بتنی وارد کرد و نشان داد که بسیاری از ساختمان‌های موجود از استانداردهای کافی لرزه‌ای برخوردار نیستند. این تحقیق با استفاده از روش‌های تحلیلی مانند تحلیل دینامیکی غیرخطی و ارزیابی آسیب‌پذیری، پایداری سازه‌های بتنی را بررسی می‌کند. داده‌های جمع‌آوری‌شده از زلزله‌های تاریخی مانند زلزله بم در سال 2003 و منجیل در سال 1990، نشان‌دهنده ضعف‌های ساختاری مانند کمبود میلگردهای عرضی، بتن با کیفیت پایین و عدم رعایت جزئیات لرزه‌ای است. در این مطالعه، مدل‌سازی عددی با نرم‌افزارهایی مانند ETABS انجام شده تا رفتار سازه‌ها تحت شتاب‌نگاشت‌های واقعی زلزله شبیه‌سازی شود. نتایج نشان می‌دهد که بیش از 50 درصد ساختمان‌های شهری قدیمی در ایران در برابر زلزله‌های متوسط تا شدید آسیب‌پذیر هستند و نیاز به مقاوم‌سازی فوری دارند. راهکارهای پیشنهادی شامل استفاده از روش‌های مقاوم‌سازی مانند جکتینگ بتنی، افزودن دیوارهای برشی و ایزولاسیون پایه است. این رویکردها نه تنها پایداری را افزایش می‌دهند بلکه هزینه‌های اقتصادی بلندمدت را کاهش می‌دهند. علاوه بر این، تحلیل ریسک نشان می‌دهد که سرمایه‌گذاری در مقاوم‌سازی می‌تواند تلفات انسانی را تا 70 درصد کاهش دهد. این مقاله بر اهمیت به‌روزرسانی کدهای ساختمانی مانند استاندارد 2800 ایران تأکید دارد و پیشنهاد می‌کند که سیاست‌گذاران شهری برنامه‌های جامع ارزیابی و مقاوم‌سازی را اجرا کنند. در نهایت، این تحقیق به عنوان پایه‌ای برای مطالعات آینده در زمینه مهندسی عمران لرزه‌ای عمل می‌کند و بر لزوم ادغام فناوری‌های نوین مانند مواد کامپوزیتی در طراحی سازه‌های بتنی تأکید دارد.