در دنیای امروزی، توسعه پایدار به عنوان یکی از مهم‌ترین مسایل جهانی در حوزه‌های مختلف از جمله مهندسی عمران و ساخت‌وساز مطرح شده است. هدف از بحث و گفتگوی حاضر آن است که با رویکردی خاص در راستای طرح مناسب لرزه ای سازه‌ها، خصوصا سازه های بتنی گفت و گویی با آقای مهندس مجید پورعباسی، کارشناس ارشد مهندسی عمران گرایش مهندسی زلزله (فعال در زمینه طرح و ساخت و داراری سوابق اجرایی در حوزه طراحی سازه های صنعتی با نگرش مصرف بهینه انرژی در ساخت و ساز در زمان بهره برداری) درباره چالش پیش روی داشته باشیم تا بتوانیم ملاحظات و راه کارهایی به کار گرفته شود تا با توجه به موقعیت حساس قرارگیری کشور هم از لحاظ قرارگیری در پهنه با لرزه خیزی بالا از یکطرف و از طرف دیگر بحران انرژی و زیست محیطی که روز به روز شدیدتر و حاد تر میشود، چاره ای اندیشیده شود.
مقدمه
با توجه به افزایش خطرات ناشی از بلایای طبیعی به‌ویژه زمین‌لرزه‌ها، طراحی و اجرای سازه‌هایی که در برابر این بلایا مقاوم بوده و در عین حال کمترین اثرات مخرب زیست‌محیطی را بر جای گذارند، اهمیتی دوچندان یافته است. در این میان، سازه‌های بتنی که سهم قابل‌توجهی از ساخت‌وسازهای شهری را به خود اختصاص داده‌اند، نیازمند بازنگری در طراحی از بعد عملکرد لرزه‌ای و الزامات زیست‌محیطی هستند. در چنین حالتی، روشهای و ملاحظات زیست محیطی به عنوان ابزاری کارآمد در تحلیل جامع اثرات زیست‌محیطی سازه‌ها از مرحله استخراج مواد اولیه تا پایان عمر مفید آن‌ها، مورد توجه محققان و مهندسان قرار گرفته است.
هدف از طراحی لرزه‌ای، تأمین ایمنی جانی ساکنان، کاهش خسارات اقتصادی، و تضمین پایداری عملکرد سازه در برابر نیروهای ناشی از زلزله است. این طراحی عمدتاً بر اساس آیین‌نامه‌های ملی و بین‌المللی انجام میشود که معیارهایی چون سختی، شکل‌پذیری، جذب انرژی، و رفتار غیرخطی سازه را مد نظر قرار می‌دهند. با این حال، بسیاری از این آیین‌نامه‌ها اکثرا بر عملکرد مکانیکی و ایمنی متمرکز بوده و اغلب ملاحظات زیست‌محیطی و اقتصادی در طول عمر سازه را نادیده می‌گیرند. این در حالی است که رویکردهای نوین طراحی مهندسی، بر تلفیق جنبه‌های فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی تأکید دارند.
یکی ازشاخص ترین روشهای ارزیابی زیست محیطی، ارزیابی چرخه عمر به عنوان روشی استاندارد در تحلیل پایداری زیست‌محیطی، امکان بررسی پیامدهای زیست‌محیطی ناشی از مراحل مختلف عمر یک محصول یا سیستم (از جمله یک سازه بتنی) را فراهم می‌سازد. این تحلیل، بر اساس شاخص‌هایی چون پتانسیل گرم شدن جهانی اسیدی شدن، تخریب لایه اُزن، مصرف انرژی و منابع، و تولید پسماند انجام می‌گیرد. نه تنها در انتخاب مصالح و فناوری‌های ساخت مؤثر است، بلکه میتواند بر تصمیم‌گیری‌های کلان در طراحی سازه‌ها نیز تأثیر بگذارد.
در واقع، استفاده از روشهای چرخه عمر در طراحی لرزه‌ای، افق دید مهندسان را از عملکرد سازه صرفاً در برابر زلزله فراتر برده و به آن‌ها امکان می‌دهد تا آثار محیط‌زیستی طرح خود را در طولانی‌مدت ارزیابی و بهینه‌سازی کنند. چالش اصلی در این زمینه، یافتن تعادل میان الزامات لرزه‌ای و ملاحظات چرخه عمر است. به عبارت دیگر، ممکن است طرحی که از منظر لرزه‌ای بسیار مقاوم و ایمن باشد، به دلیل مصرف بالای انرژی در تولید مصالح یا تولید گازهای گلخانه‌ای بیش از حد، از منظر چرخه زندگی نامطلوب ارزیابی شود. از سوی دیگر، یک طرح با کمترین اثرات زیست‌محیطی ممکن است نتواند عملکرد لرزه‌ای مناسبی داشته باشد.
قبل از شروع مصاحبه از حضور جناب آقای مهندس مجید پورعباسی در مصاحبه با مجله علمی آموزشی پی استور تقدیر و تشکر می کنیم و از زحمات سالیان اخیر ایشان در ایجاد نگرش نوین در طراحی ساختمان ها با رویکرد زیست محیطی که به عنوان یک اصل مهم در دنیای صنعتی است تقدیر می نماییم.
جناب مهندس پورعباسی از اینکه با مجله ما مصاحبه می کنید بسیار خوشحالیم و عرض سلام و خسته نباشید خدمت شما داریم.
سلام خدمت شما و خوانندگان محترم مجله علمی آموزشی پی استور، از اینکه این فرصت رو برای بنده فراهم کردید تا در مورد چالش های مهم و موثر در طراحی ساختمان ها با رویکرد زیست محیطی گپ و گفتگو داشته باشیم صمیمانه تشکر می کنم و در خدمت شما هستم.
از اینجا شروع کنیم که مبانی طراحی لرزه ای سازه ها و ساختمان‌ها (بتنی) بر چه اساس و روندی صورت می‌گرفته است؟
در طراحی سازه‌های بتنی، به‌ویژه در مناطق زلزله‌خیز، الزامات لرزه‌ای نقش تعیین‌کننده‌ای در شکل‌گیری فرم، سیستم سازه‌ای، انتخاب مصالح و حتی نحوه اجرای پروژه دارند. طراحی لرزه‌ای بر پایه پارامترهای دینامیک سازه، مکانیک خاک، و تحلیل رفتار غیرخطی مصالح و اعضای سازه‌ای انجام می‌گیرد. هدف اصلی این طراحی، تضمین ایمنی جانی ساکنان، حداقل‌سازی خسارات اقتصادی و حفظ عملکرد کاربری سازه در طول و پس از وقوع زلزله است.اصول اولیه طراحی لرزه‌ای شامل شتاب مبنای طراحی، دوره بازگشت زلزله طرح، نحوه توزیع نیروها در ارتفاع سازه، و شکل‌پذیری سیستم باربر جانبی است.
آیین‌نامه‌هایی همچون ASCE 7، و آیین‌نامه ۲۸۰۰ ایران دستورالعمل‌هایی برای طراحی لرزه‌ای ارائه می‌کنند که در آن‌ها فرضیات متعددی پیرامون رفتار سازه در محدوده الاستیک و پلاستیک در نظر گرفته میشود. در سازه‌های بتنی، عواملی نظیر نوع سیستم باربر جانبی (قاب خمشی، دیوار برشی، قاب مهاربندی‌شده)، ارتفاع سازه، شکل پلان، میزان نامنظمی، و محل قرارگیری مرکز جرم و مرکز سختی تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد لرزه‌ای دارند. علاوه بر مفاهیم سنتی طراحی مقاوم، رویکردهای نوین‌تری نظیر طراحی بر پایه عملکرد (Performance-Based Seismic Design) مطرح شده‌اند که به‌جای اکتفا به معیارهای مقاومتی صرف، به تحلیل سطوح مختلف عملکرد (سرویس‌دهی، فرار ایمن، پیشگیری از خرابی کلی) در برابر سناریوهای مختلف زلزله می‌پردازند.
در عمل، معیارهای متعددی برای ارزیابی عملکرد لرزه‌ای استفاده میشود، از جمله تغییر مکان نسبی بین طبقات، ظرفیت انرژی جذب‌شده در طی رفتار هیسترزیس، رفتار غیرالاستیک و شکل‌پذیری مصالح، سطح خسارت و قابلیت تعمیرپذیری، پایداری سیستم پس از زلزله؛ این معیارها در طراحی نهایی باید همزمان با دیگر محدودیت‌های اجرایی و اقتصادی در نظر گرفته شوند. در اینجا است که ورود تحلیل‌های چرخه عمر به فرایند طراحی میتواند به اتخاذ تصمیم‌هایی جامع‌تر و متعادل‌تر کمک کند.
به چه صورت می‌توان از ظرفیت های بهره گیری از محیط زیست در طراحی لرزه ای مقاوم اینگونه سازه ها بهره گرفت؟ ممکن هست در خصوص پارامتر ارزیابی چرخه عمر توضیحات بیشتری را بیان کنید؟
ارزیابی چرخه عمر (Life Cycle Assessment – LCA) یکی از ابزارهای کلیدی در سنجش پایداری زیست‌محیطی محصولات، خدمات و سامانه‌های مهندسی است. این روش به‌ویژه در مهندسی سازه برای تحلیل پیامدهای زیست‌محیطی مرتبط با انتخاب مصالح، روشهای اجرا، بهره‌برداری، نگهداری و پایان عمر سازه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.چهار مرحله اصلی در انجام یک LCA مطابق با استاندارد ISO 14040 عبارت‌اند از:
الف ـ تعریف هدف و دامنه: در این مرحله هدف از تحلیل، واحد کارکردی مرزهای سیستم و فرضیات اولیه تعیین میشود. به عنوان نمونه، واحد کارکردی میتواند یک متر مربع از سازه بتنی در طول ۵۰ سال عمر مفید باشد.
ب ـ تحلیل موجودی چرخه عمر: در این مرحله داده‌های کمی از ورودی‌ها (مصرف مواد، انرژی) و خروجی‌ها (انتشار آلاینده‌ها، پسماندها) در تمامی مراحل عمر سازه جمع‌آوری میشود. داده‌های مربوط به تولید سیمان، بتن، فولاد، حمل‌ونقل، نگهداری و تخریب از جمله اجزای مهم این فاز است.
ج ـ تحلیل اثرات چرخه عمر: داده‌های موجودی به شاخص‌های زیست‌محیطی ترجمه می‌شوند. مهم‌ترین شاخص‌ها شامل موارد زیر هستند:
- میزان انتشار معادل CO₂
- تأثیر بر اسیدی شدن محیط
- افزایش مواد مغذی در آب‌ها
- تخریب لایه اُزن
- میزان مصرف منابع غیرقابل بازیافت
در مهندسی سازه، ترکیب تحلیل LCA با طراحی مهندسی موجب شکل‌گیری رویکردی چندهدفه میشود که به جای تمرکز صرف بر عملکرد مکانیکی، بُعد پایداری نیز لحاظ می‌گردد. ابزارهایی مانند SimaPro، OpenLCA، و نرم‌افزارهای سفارشی LCA در تحلیل سازه‌ها کاربرد گسترده‌ای دارند.
ترکیب طراحی لرزه‌ای با تحلیل چرخه عمر سازه‌های بتنی، به ایجاد الگوهای تصمیم‌گیری پیچیده‌تری منجر میشود که نیازمند مدلسازی چندمعیاره و بهینه‌سازی سیستماتیک است. در این راستا، چالش‌ها و فرصت‌های متعددی در مسیر ادغام این دو رویکرد وجود دارد که شناسایی و تحلیل آن‌ها برای دستیابی به طراحی‌های پایدار و ایمن ضروری است.یکی از چالش‌های اصلی، تضاد بالقوه میان افزایش استحکام لرزه‌ای و افزایش آثار زیست‌محیطی است.
برای مثال، افزایش سطح مقطع تیرها و ستون‌ها برای جذب انرژی بیشتر ممکن است منجر به مصرف بیشتر بتن و فولاد شود که خود اثر منفی بر شاخص‌های زیست‌محیطی دارد. از سوی دیگر، استفاده از مصالح پایدارتر همچون بتن‌های بازیافتی یا افزودنی‌های صنعتی ممکن است بر مقاومت سازه‌ای اثر منفی بگذارد، مگر آنکه با طراحی دقیق جبران گردد. این روش‌ها به طراح امکان می‌دهند تا به‌طور همزمان عملکرد لرزه‌ای و شاخص‌های LCA را در نظر گرفته و به سمت نقاط تعادلی حرکت کند.از دیگر راهکارها، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مدلسازی سناریویی: تعریف گزینه‌های مختلف طراحی و مقایسه آن‌ها از نظر همزمان ایمنی و پایداری
- تحلیل حساسیت: شناسایی متغیرهای بحرانی در طراحی لرزه‌ای که بیشترین اثر را بر چرخه عمر دارند
- به‌کارگیری مصالح نوین: استفاده از الیاف طبیعی، بتن‌های پوزولانی، و فولاد بازیافتی
همکاری میان‌رشته‌ای: تلفیق دانش مهندسی سازه، محیط‌زیست، اقتصاد و نرم‌افزارهای تحلیل؛ در نتیجه، یکپارچه‌سازی طراحی لرزه‌ای و LCA نه تنها موجب افزایش ایمنی و پایداری میشود، بلکه بهینه‌سازی منابع، کاهش هزینه‌های بلندمدت، و افزایش مقبولیت اجتماعی پروژه‌های عمرانی را نیز به همراه دارد.
با توجه به توضیحات ارایه شده در خصوص مسایل زیست محیطی، آیا روشهای موجود جهت آنالیزهای سازه ها خصوصاً سازه های بتنی، رویکرد مناسبی از حیث کنترل مسایل زیست محیطی را در بر نمی‌گیرند؟
الزاما خیر؛ در تحلیل لرزه‌ای سازه‌های بتنی، انتخاب رویکرد طراحی تأثیر مستقیمی بر پاسخ سازه در برابر زلزله دارد. روشهای مختلف طراحی از جمله طراحی بر اساس نیرو طراحی بر اساس جابه‌جایی طراحی مبتنی بر عملکرد و طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان هر یک رویکردهای متفاوتی را در ارزیابی و تضمین عملکرد سازه اتخاذ می‌کنند.
اگر بخواهم بطور خلاصه در مورد روشهای کنونی طراحی مطلبی را عنوان کنم به قرار ذیل میباشد:
۱. طراحی بر اساس نیرو در برابر طراحی بر اساس جابه‌جایی
در طراحی سنتی بر اساس نیرو ،بارهای زلزله‌ای بر مبنای ضریب‌هایی از نیروی پایه محاسبه شده و اعضای سازه‌ای با فرض پاسخ خطی ارتجاعی طراحی می‌شوند. این روش، ساده و متداول است و در آیین‌نامه‌های لرزه‌ای سنتی کاربرد وسیعی دارد. اما بزرگ‌ترین نقد به آن، بی‌توجهی به رفتار غیرخطی واقعی سازه در زلزله‌های شدید است. سازه‌هایی که بر مبنای این روش طراحی می‌شوند ممکن است تحت شتاب‌های بالا وارد ناحیه تسلیم شوند، بدون آنکه این رفتار به طور دقیق در طراحی پیش‌بینی شده باشد.
۲. طراحی مبتنی بر عملکرد و نقش آن در تضمین سطوح عملکردی
طراحی مبتنی بر عملکرد، رویکردی نوین و منطبق با مفاهیم مدیریت ریسک و کنترل آسیب در مهندسی زلزله است. در این روش، سطوح مختلف عملکرد نظیر “عدم خرابی”، “قابلیت بهره‌برداری فوری”، “قابلیت تعمیر”، و “پرهیز از فروپاشی” از پیش تعریف شده و سازه طوری طراحی میشود که در هر سطح شدت زلزله، به عملکردی متناسب برسد. این روش اگرچه پیچیدگی تحلیلی بالایی دارد، اما قابلیت کنترل دقیق‌تری بر عملکرد نهایی سازه در سناریوهای مختلف فراهم می‌سازد.
۳. طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان و چشم‌انداز آینده‌نگر
رویکرد طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان گامی فراتر از روشهای قبلی برداشته و با استفاده از مفاهیم احتمالاتی و تحلیل ریسک، تلاش دارد عدم‌قطعیت‌های موجود در بارهای لرزه‌ای، خواص مصالح و شرایط بهره‌برداری را در فرآیند طراحی وارد کند. در این روش، احتمال خرابی به صورت کمی ارزیابی میشود و طراحی به گونه‌ای انجام می‌گیرد که احتمال عبور از سطح خرابی مشخص‌شده، کمتر از مقدار قابل قبولی باشد
با جمع‌بندی این سه رویکرد اصلی، می‌توان گفت که طراحی بر اساس نیرو با وجود سادگی، در مواجهه با زلزله‌های شدید پاسخ مناسبی ارائه نمی‌دهد و برای سازه‌های حیاتی کافی نیست. طراحی بر اساس جابه‌جایی، عملکرد بهتری در کنترل تغییرشکل‌ها دارد اما نیازمند تحلیل‌های دقیق‌تر است. طراحی مبتنی بر عملکرد روشی کارآمد برای مدیریت سطح آسیب و حفظ عملکرد بهره‌برداری سازه است و طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان، از منظر آینده‌نگرانه، سازگاری بیشتری با سناریوهای پیچیده و عدم‌قطعیت‌های محیطی دارد.
نقش انتخاب مصالح مناسب از مرحله استخراج تا مصرف و در نهایت بازیافت چه تاثیرات مثبت و مخربی میتواند در جامعه امروزی ما داشته باشد، بطور کلی چرا مثلا سازمانهای دخیل در امر ساخت و ساز همیشه تاکید بر استفاده از مصالح استاندارد داشته اند، آیا این استاندارد سازی صرفا در مورد مسایل ایمنی ساختمان و عملکرد بهتر لرزه ای بوده است؟
قطعا استفاده از مصالح استاندارد از هر دو جنبه حایز اهمیت است .با رشد نگرانی‌ها نسبت به تغییرات اقلیمی، کاهش منابع طبیعی و تولید آلاینده‌ها، رویکردهای سنتی در طراحی و ساخت سازه‌ها دچار بازنگری اساسی شده‌اند. در این میان، ارزیابی چرخه عمر به‌عنوان یک ابزار تحلیلی برای سنجش تأثیرات زیست‌محیطی مصالح و اجزای سازه‌ای از مرحله استخراج مواد خام تا پایان عمر مفید سازه، نقش حیاتی ایفا می‌کند. این رویکرد جامع‌نگر امکان مقایسه علمی میان گزینه‌های مختلف طراحی و ساخت را فراهم می‌سازد و به اتخاذ تصمیمات پایدارتر کمک می‌کند.ارزیابی چرخه عمر فرآیندی چهار مرحله‌ای است که شامل تعیین هدف و دامنه تحلیل فهرست موجودی، تحلیل تأثیرات زیست‌محیطی و تفسیر نتایج میشود.
۱. در حوزه مصالح ساختمانی، این فرآیند برای شناسایی و کمّی‌سازی مصرف انرژی، انتشار گازهای گلخانه‌ای، مصرف منابع تجدیدناپذیر، تولید زباله و آلودگی هوا و آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.برای مثال، در تولید بتن، از مرحله استخراج سنگدانه‌ها و تولید سیمان گرفته تا حمل‌ونقل، اختلاط و عمل‌آوری، مراحل مختلفی وجود دارد که هر یک دارای بار زیست‌محیطی متفاوتی هستند. در ارزیابی چرخه عمر این مصالح، استفاده از منابع سوخت فسیلی، میزان دی‌اکسیدکربن تولیدی، مصرف آب، و قابلیت بازیافت یا استفاده مجدد نیز در نظر گرفته میشود.
۲. شاخص‌های کلیدی زیست‌محیطی در ارزیابی چرخه عمر
پتانسیل گرم‌شدن زمین نشان‌دهنده میزان گازهای گلخانه‌ای تولیدشده بر حسب معادل دی‌اکسیدکربن است. سیمان یکی از پراثرترین مواد در این شاخص است، به‌ویژه در مرحله تولید کلینکر که نیاز به انرژی بالا دارد.پتانسیل اسیدی شدن ناشی از انتشار گازهایی نظیر SO₂ و NOx است که میتواند منجر به باران اسیدی و آسیب به اکوسیستم‌های خاک و آب شود.پتانسیل یوتروفیکاسیون مرتبط با ورود نیتروژن و فسفر به منابع آبی که منجر به رشد بی‌رویه جلبک‌ها و کاهش کیفیت آب میشود.
۳. مقایسه زیست‌محیطی مصالح مختلف و انتخاب پایدار
یکی از کاربردهای مهم LCA در انتخاب مصالح ساختمانی، مقایسه میان مصالح مختلف از منظر تأثیرات زیست‌محیطی است. به‌عنوان مثال، در مقایسه بین بتن معمولی، بتن حاوی خاکستر بادی (Fly Ash)، و بتن ژئوپلیمری، نتایج ارزیابی چرخه عمر نشان می‌دهد که بتن ژئوپلیمری دارای (پدیده گرمایش زمینGWP) بسیار پایین‌تری است، زیرا تولید آن به انرژی کمتری نیاز دارد و از پسماندهای صنعتی استفاده می‌کند. در سازه‌های فولادی، تولید فولاد با استفاده از کوره‌های قوس الکتریکی که از فولاد بازیافتی استفاده می‌کنند، تأثیرات زیست‌محیطی به‌مراتب کمتری نسبت به فولاد تولیدشده از سنگ‌آهن در کوره بلند دارد. همچنین، انتخاب مصالح طبیعی یا بومی مانند چوب‌های مهندسی‌شده یا آجرهای خاک‌برگشتی، در صورت وجود شرایط مناسب، میتواند موجب کاهش مصرف انرژی و کربن تجسم‌یافته شود.نکته حائز اهمیت آن است که انتخاب مصالح صرفاً نباید بر مبنای یک شاخص مثلاً GWP انجام گیرد، بلکه باید برآیندی از تمامی شاخص‌های زیست‌محیطی و نیز ملاحظات فنی و اقتصادی لحاظ شود.
پیشنهاد میشود استفاده از مصالح جایگزین کم‌کربن مانند بتن ژئوپلیمری، خاکستر بادی، سرباره و مصالح بازیافتی در پروژه‌های ساختمانی افزایش یابد.
چطور میشود طراحی مقاوم ساختمان‌ها به گونه ای انجام شود که با مسایل محیط زیستی تلفیق شود؟ چه پارامترهایی بایستی تواماً درنظر گرفته شود تا بازدهی حداکثری داشته باشد؟
در آینده نزدیک ناچار به تلفیق این روشهای طراحی رایج با ملاحظات زیست محیطی خواهیم بود. طراحی سازه‌های بتنی مقاوم در برابر زلزله، همواره یکی از دغدغه‌های اصلی مهندسان عمران بوده است. سازه‌های مقاوم در برابر زلزله معمولاً با استفاده از مصالح پرمقاومت و اتصالات پیچیده طراحی می‌شوند که هزینه‌بر و انرژی‌بر هستند. در مقابل، طراحی‌های پایدار تمایل به استفاده از مصالح کم‌کربن، بازیافتی و فرآیندهای ساخت کم‌مصرف دارند. این دو رویکرد گاه در تضاد قرار می‌گیرند، چراکه مصالح پایدار ممکن است از نظر عملکرد لرزه‌ای نسبت به مصالح سنتی ضعیف‌تر باشند و نیاز به جبران با تمهیدات سازه‌ای بیشتری داشته باشند. بنابراین، ایجاد توازن میان این دو بعد مستلزم توسعه مدل‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره است که امکان ارزیابی همزمان فاکتورهایی مانند پایداری محیطی، عملکرد سازه‌ای، هزینه‌های چرخه عمر، قابلیت ساخت، و دوام را فراهم آورند.برای ارزیابی و مقایسه همزمان عملکرد لرزه‌ای و پایداری، مجموعه‌ای از شاخص‌های کمّی مورد استفاده قرار می‌گیرند که به شرح زیر دسته‌بندی می‌شوند:
الف) شاخص‌های عملکرد لرزه‌ای:
- جابجایی نسبی طبقات به‌عنوان شاخصی برای ارزیابی تغییرشکل‌های سازه در زلزله.
- شتاب سقف‌ها که در ارزیابی خسارت اجزای غیرسازه‌ای مؤثر است.
- شاخص شکل‌پذیری و جذب انرژی که توانایی سازه را در تحمل تغییرشکل‌های غیرارتجاعی نشان می‌دهد.
- زمان بازگشت به بهره‌برداری پس از وقوع زلزله.
ب) شاخص‌های زیست‌محیطی:
- مصرف انرژی اولیه در مراحل استخراج، تولید، حمل، نصب و نگهداری مصالح.
- قابلیت بازیافت مصالح و کاهش پسماند ساخت‌وساز.
- پتانسیل گرم‌شدن زمین بر حسب میزان تولید . CO₂
- طول عمر مفید سازه و نیاز به تعمیرات دوره‌ای.
به‌عنوان نمونه، در یک مطالعه موردی، مشخص شد که بتن ژئوپلیمری با وجود داشتن مقاومت اولیه کمتر نسبت به بتن پرمقاومت سنتی، در صورت بهینه‌سازی طراحی سازه‌ای، میتواند عملکرد لرزه‌ای قابل قبولی ارائه دهد،در حالی که بار زیست‌محیطی آن تا ۶۰٪ کمتر است.یکی از چالش‌های اصلی در هم‌سنجی چندمعیاره، تضاد بالقوه میان اهداف لرزه‌ای و زیست‌محیطی است. برای مثال، افزودن میلگرد بیشتر به سازه، مقاومت لرزه‌ای را افزایش می‌دهد، اما منجر به افزایش GWP و مصرف منابع غیرتجدیدپذیر میشود. برای غلبه بر این تضادها، چند راهکار راهبردی پیشنهاد میشود:
- بهینه‌سازی ترکیبی مصالح و طراحی هندسی
- کاربرد مصالح نوین با عملکرد ترکیبی
- تلفیق تحلیل هزینه چرخه عمر (LCC) با LCA و ارزیابی ریسک لرزه‌ای.
اگه بخواهیم بعنوان صحبت پایانی ، یک جمع‌بندی کلی در تلفیق روشهای طراحی مقاوم کنونی با معیار های محیط زیستی داشته باشیم، ممنون میشم به اختصار عنوان کنید؟
هدف تبیین ضرورت و امکان‌سنجی هم‌سنجی عملکرد لرزه‌ای و پایداری زیست‌محیطی در قالب یک رویکرد چندمعیاره برای رسیدن به طراحی بهینه و متوازن در سازه ها مخصوصا سازه‌های بتنی میباشد.نتایج حاصل از تحلیل‌های تطبیقی، مدل‌های تصمیم‌گیری و مطالعات موردی نشان می‌دهد که هر یک از ابعاد مورد مطالعه – چه لرزه‌ای و چه زیست‌محیطی – به تنهایی قادر به پاسخگویی جامع به الزامات ساخت‌وساز مدرن نیستند، و تنها تلفیق همزمان آن‌ها در یک ساختار ارزیابی یکپارچه میتواند به پاسخگویی رضایت‌بخش بینجامد. برای نمونه، کاربرد بتن ژئوپلیمری یا بتن حاوی خاکستر بادی در ترکیب با سیستم‌های دیوار برشی به‌درستی نشان داده که کاهش بار زیست‌محیطی الزماً به معنای کاهش ایمنی نیست، مشروط بر آنکه در مرحله طراحی، تحلیل دقیق و مبتنی بر داده‌های واقعی صورت گیرد.
به‌کارگیری LCA به‌عنوان ستون فقرات تحلیل زیست‌محیطی، کمک شایانی به درک دقیق‌تر از پیامدهای انتخاب مصالح و فرآیندهای ساخت کرد. در بسیاری از مطالعات، مشاهده شد که انتخاب مصالحی با تأثیرات اولیه پایین – نظیر بتن با افزودنی‌های صنعتی – در بلندمدت نیز هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمتری به همراه دارند، و در نتیجه، در ارزیابی کل‌گرایانه به نفع پایداری تمام می‌شوند. این موضوع با تحلیل هزینه چرخه عمر (LCC) نیز قابل تقویت است و مسیر یکپارچه‌سازی طراحی لرزه‌ای و محیط‌زیستی را هموارتر می‌سازد.همچنین، نتایج LCA نشان داد که صرفاً انتخاب نوع مصالح کفایت نمی‌کند؛ بلکه فرآیندهای ساخت، حمل‌ونقل و حتی نحوه تخریب و بازیافت مصالح در پایان عمر سازه نیز سهم قابل توجهی در بار زیست‌محیطی ایفا می‌کنند. بنابراین، طراحی پایدار باید فراتر از مرحله ساخت اولیه دیده شود و کلیت چرخه عمر را در بر بگیرد.
استفاده از مدل‌های هوشمند که بتوانند در لحظه گزینه‌های طراحی را بر مبنای معیارهای چندگانه ارزیابی و پیشنهاد دهند، افق‌های جدیدی برای طراحی یکپارچه گشوده است.همچنین، توسعه استانداردهای ملی برای مصالح با برچسب زیست‌محیطی، الزام به ثبت و افشای داده‌های LCA برای پروژه‌های عمومی، از گام‌های مهم در نهادینه‌سازی این رویکرد به‌شمار می‌روند.نتایج نشان داده که طراحی بهینه سازه‌های بتنی در دنیای معاصر، تنها در پرتو ارزیابی چندمعیاره میان عملکرد لرزه‌ای و پایداری زیست‌محیطی ممکن است. در این مسیر، لازم است مهندسان و تصمیم‌گیران پروژه با درک صحیح از روابط متقابل شاخص‌ها، به‌کارگیری ابزارهای تحلیل چندمعیاره، و استفاده از داده‌های معتبر محیطی، گزینه‌هایی را انتخاب کنند که در عین مقاومت لرزه‌ای مناسب، کمترین آسیب به محیط زیست را به همراه داشته باشند.
بسیار عالی بود ممنون از شما
بسیار عالی بود