مقاوم سازی ساختمان ها و دلایل آنها

19 روش مقاوم سازی ساختمان بتنی و فولادی چیست؟  دلایل زیادی برای بازسازی ساختمان وجود دارد که می توان آنها را به خطای انسانی و خطای غیر انسانی تقسیم کرد.

مقاوم سازی ساختمان به دلیل خطای انسانی

به دلیل خطاهای طراحی: ممکن است به دلایل مختلف خطاهای طراحی وجود داشته باشد. مثلا: قوانین و فرضیات نادرست در مورد وضعیت و موقعیت ساختمان را فراموش کنید به دلیل نبود آخرین آیین نامه: در صورت وجود اشتباه یا نقص در آیین نامه ربطی به مهندس ندارد بلکه ممکن است ساختمانی باشد که قبل از صدور آیین نامه جدید ایمن تلقی می شده است.بر اساس این آیین نامه این نامه دیگر به اندازه کافی امن نیست. به دلیل مشکلات اجرا: مهمترین رکن یک ساختمان را می توان مجری آن دانست. دقت کافی در تمام مراحل اجرای یک ساختمان بسیار دشوار است. ممکن است در آرماتورها، قالب‌بندی، بتن، فرآوری، اندازه‌گیری و لوله‌کشی ساختمان اشتباهاتی رخ دهد که این یک پدیده طبیعی است که ناشی از خطای انسانی است.

19 روش مقاوم سازی ساختمان بتنی و فولادی

1- با توجه به تفاوت خواص مصالح مورد استفاده با مقادیر در نظر گرفته شده: یکی از موارد رایج این است که خواص مصالح مورد استفاده در ساختمان نسبت به مقدار مورد انتظار تغییر کرده است. در یک سازه بتنی یا یک سازه فولادی در همه اتفاق خواهد افتاد. 2- به دلیل تجزیه و خوردگی مصالح: فولاد یکی از مصالحی است که تقریباً در تمامی ساختمان ها جلوه ای پر رنگ دارد. فولاد را می توان به شکل فولاد پروفیلی استفاده کرد یا می توان آن را در بتن یا سایر مصالح ساختمانی دفن کرد. 3- به دلیل افزایش بار ساختمان: افزایش بار ساختمان اجتناب ناپذیر است. این به روشی متفاوت اتفاق می افتد، راه حل بازسازی خواهد بود 4- با توجه به تغییر کاربری ساختمان ها: سبک زندگی شهرهای بزرگ امروزی منجر به استفاده از واحدهای مسکونی به جای انبارهای شرکتی می شود که باعث استحکام بخشی ساختمان ها می شود. 5- با توجه به نصب تجهیزات: در صورت نیاز به نصب ماشین آلات یا تجهیزات مکانیکی یا مخابراتی بر روی پشت بام یا هر قسمت دیگر از ساختمان، مقاوم سازی ساختمان برای مقاومت در برابر این تجهیزات ضروری به نظر می رسد. 6- به دلیل تغییر در عناصر سازه ای: گاهی تغییرات در سیستم سازه مانند حذف ستون ها می تواند ساختمان را مجبور به مقاوم سازی کند.  

مقاوم سازی با استفاده از روش های سنتی

1- مقاوم سازی افزایش ابعاد تیرها، ستونها و فونداسیون ها (ژاکت های بتنی یا فلزی)

اجزای مقاوم سازی با ژاکت فولادی و مقاوم سازی ساختمان با ژاکت بتنی با افزایش مقاومت فشاری و مقاومت برشی و ایجاد محصور شدن به منظور افزودن شکل‌پذیری یا پیوستگی به بتن یا پیچ و مهره ساخته می‌شوند.  

2- مقاوم سازی به روش پس کشیدگی یا پیش تنیدگی

از شیوه پس کشیدگی در جهت پیش تنیده کردن سازه های بتن مسلح و مقاوم سازی استفاده می شود. خروج ظرفیت حمل فعال عضو را افزایش می دهد. استفاده از تسمه های جمع شونده به منظور افزایش ظرفیت برشی تیرها: در این روش با کارآیی تسمه های فولادی که در زمان اتصال تیر به شفت در فواصل زمانی معین نصب می شوند و با سفت کردن گیره فولادی جمع می شوند. ظرفیت برشی افزوده خواهد شد.  

3- مقاوم سازی دیوار برشی

هدف اصلی طراحی لرزه ای افزایش شکل پذیری و اتلاف انرژی زلزله با ورود سازه به یک منطقه غیر خطی است. بسیاری از سازه های بتنی به دلیل تغییر شکل دائمی بیش از حد مجاز و هزینه های بالای بازسازی پس از زلزله تخریب و بازسازی می شوند. جهت جلوگیری از تخریب این گونه سازه ها نیاز به مصالحی با خاصیت ابر کشسانی و توانایی بازیابی تغییر شکل اولیه پس از باربرداری می باشد. محققان پیشنهاد کردند از آلیاژهای حافظه تشکیل شده در دیوارهای برشی بتنی برای حل این مشکل استفاده کنند. دیوار برشی یا دیافراگم عمودی دیواری است که برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی طراحی شده و نقش مهمی در انتقال بارهای جانبی ناشی از زلزله یا نیروهای باد دارد و باعث ایجاد مقاوم سازی می شود.

4-مقاوم سازی به روش بادبند

افزودن براکت های فولادی باعث افزایش سازه های بتنی مقاوم سازی، بالا بردن سختی، کم شدن نیاز به شکل پذیری و بالا بردن مقاومت برشی سیستم می شود. روش دیگر، انواع سیستم های محدودیت همگرا را می توان در این نوع بهینه سازی استفاده کرد.  

5-مقاوم سازی به روش شاتکریت بتنی دیوار

استفاده از شاتکریت یکی از روش های مقاوم سازی برای سازه های دیواری و در نهایت مقاوم سازی است. در این روش یک توری میلگرد به درستی روی دیوار قرار می گیرد و تکیه می شود. سپس بتن با دستگاه شاتکریت پاشیده می شود. افزودن این پوشش بتنی باعث چسبندگی مناسب دیوار و همچنین افزایش مقاومت و انعطاف پذیری در داخل و خارج دال می شود.  

6-مقاوم سازی سقف بتنی با استفاده از ورق های فولادی

این پانل ها باید به درستی به سقف چسبانده شده و سپس مهار شوند و فضای بین سقف و پانل با گچ پر شود. به این ترتیب در حین چسبندگی کافی، عملکرد لرزه ای و انتقال بار خوبی رخ خواهد داد.  

7-مقاوم سازی ستون ها و تیرهای بتنی با صفحه های فولادی

  محصور کردن اعضای بتنی مانند تیرها و ستون ها با پروفیل ها و پانل های فولادی یکی از راه های موثر مقاوم سازی برای سازه های بتنی برای افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله است. این روش نسبت به روش افزایش ابعادی برتری دارد که ابعاد مقطع را زیاد افزایش نمی دهد.  

8-افزایش ظرفیت برشی ستون با استفاده از دستک برشی

در تماس مستقیم دالها با شفت، تنش برشی ناشی از برش سوراخ شده تنش مهمی است. اگر برای جابجایی قطعات سوراخ شده به ظرفیت برشی بالاتری نیاز باشد، اغلب از روش های زیر استفاده می شود:  

ابعاد و مقطع ستون را افزایش دهید

اتصال دستگیره های برشی فولادی به شفت با جزئیات و رزین خاص در این روش مقاوم سازی با استفاده از تسمه های فولادی که در فواصل معین در محل اتصال تیر متقاطع با شفت (حد برش) به عقب کشیده می شوند یا با سفت کردن گیره فولادی، ظرفیت برشی را افزایش می دهد.  

9-مقاوم سازی اتصالات

در سازه های قاب خمشی بتن مسلح در هنگام زلزله، اتصال تیرها به ستون ها با فشارهای زیاد مواجه می شود. در نتیجه این تنش ها، گره تماس آسیب دیده و در برخی موارد شکسته می شود. برش گره اتصال ممکن است باعث ریزش و فروریختن کل ساختمان شود. طراحی در آیین نامه طراحی لرزه ای بر این اساس است که آخرین قسمت ساختمان آسیب دیده اتصال تیر به شفت باشد. به همین دلیل، اتصالات مقاوم سازی لرزه ای بخش مهمی از مقاوم سازی هستند. بدون شک اصلاح عملکرد گره ارتباطی باعث بهبود عملکرد کل سیستم خواهد شد. موفقیت در لرزه خیزی مقاوم سازی با استفاده از تکنیک ها و مهارت های پیشرفته مقاوم سازی همراه است.

10-مقاوم سازی برای انتقال قطعات بین اعضا

هنگامی که بار متحرک از محل اتصال عبور کرد، انتقال برش مناسب بین پانل ها و سایر اجزای سازه حیاتی است. توانایی درز برای جابجایی قطعات از یک طرف به طرف دیگر نیز برای عملکرد دال مهم است. انتقال نادرست بار منجر به موارد زیر می شود:

• تغییر شکل های زیادی که باعث ایجاد پدیده پمپاژ خاک به زیر دال می شود.
• از دست دادن تکیه گاه زیر تخته که منجر به شکست آن می شود.
•  

11- مقاوم سازی ساختمان با استفاده از FRP

با ایجاد فناوری کامپوزیت FRP در فرآیند مقاوم سازی پروژه های سازه های بتنی و فولادی بهبود یافته و نقاط ضعف مقاوم سازی سیستم ورق فولادی و بتنی برطرف شده است. در سال‌های اخیر با ایجاد فناوری‌های جدید در تولید ترکیبات FRP مانند کامپوزیت‌ها (هیبرید) ترکیبات پیش‌کشیده آن‌ها توسعه یافته است.چسباندن اعضای بتنی با مواد FRP باعث افزایش مقاومت خمشی این اعضا می شود. همچنین از این طریق می توان نرمی و قابلیت سرویس دهی این اندام ها را افزایش داد. مقاوم سازی ساختمان با frp یکی از پرکاربردترین روش های مقاوم سازی است، مراحل نصب و اجرا نیاز به قوانینی دارد که قبل از نصب از اصول ساختمان سازی مقاوم سازی ساختمان با frp پیروی می کند. FRP چیست ؟ مخفف Fiber Reinforced Polymer است. FRP برای تعمیر سازه های بتنی استفاده می شود و مقاوم سازی است. هنگامی که FRP روی سطوح بتنی مانند دال ها، تیرها، ستون ها، پایه ها و دیوارهای بتنی اعمال می شود، مقاومت بتن را افزایش می دهد. FRP در ساختمان هایی با کاربری های مختلف به عنوان تکیه گاه ماشین آلات سنگین و سازه های آبی مانند سدها و کانال ها استفاده می شود.  

12-مقاوم سازی به روش تیر بتنی

استفاده از FRP ها به دلیل وزن سبک و سهولت استفاده و همچنین استحکام و استحکام بسیار مورد توجه و استفاده مهندسان قرار گرفت، پروژه های زیادی در دنیا و کشور ما اجرا شد. کاربرد FRP در تیرهای بتنی برای انتقال گرانش و نیروهای جانبی دیافراگم به ستون استفاده می شود و در نتیجه بخشی از سیستم سازه می باشد. روش های مقاوم سازی عناصر سازه ای شامل پوشش فولادی و بتنی، استفاده از ترکیبات FRP برای افزایش مقاوم سازی ساختمان با ظرفیت باربری عضو FRP و افزودن عناصر مقاوم در برابر زلزله مانند براکت ها و میراگرها می باشد.  

13-مقاوم سازی به روش تیر فولادی

مقاوم سازی تیر فولادی در ساختمان به دلایل زیر است که در مقاوم سازی ساختمان بسیار مهم است:  

علت خرابی تیرهای فولادی و مقاوم سازی تیر فولادی:

خرابی های عمده تیرهای فلزی شامل پیچش کلی و موضعی بال، قالب ها، پارگی مفصل و لکه ها می باشد. از آنجایی که بخشی از مقطع تحت فشار قرار می گیرد، خطر تاب برداشتن در این ناحیه وجود دارد و دلیل مهم مقاوم سازی تیرهای فولادی این نوع خرابی است.   این کمانش به دو صورت ممکن است رخ دهد: کمانش موضعی: پروفیل بال یا هسته به صورت موضعی در برابر تنش های فشاری پیچیده می شود. کمانش کلی: به گونه ای که ناحیه فشاری سطح مقطع خم می شود، مانند شفت به طور کلی فشرده.  

14- مقاوم سازی به روش ستون فولادی

ستون ها اجزای فولادی ساختمان هستند که بیشترین نیروی فشاری را متحمل می شوند و اغلب بر زمین عمود هستند. خرابی های عمده ستون های فولادی شامل خمش موضعی، پیچش عمومی، پارگی مفصل و لکه می باشد. استفاده از پوشش FRP در مقاطع بسته مشابه روش های تقویت ستونهای بتنی است که در آن الیاف ستون های فولادی را احاطه کرده و مقاومت فشاری آنها را افزایش می دهد. همچنین شکل پذیری اعضا را تحت طیفی از نیروهای محوری و خمشی افزایش می دهد.  

15-مقاوم سازی دال بتنی

دال بتنی مقاوم سازی با FRP به صورت موضعی برای افزایش ظرفیت باربری دال، افزایش مقاومت دال در برابر سایش، کاهش مقاومت فشاری بتن، افزایش مقاومت خمشی، برشی و ... دال ها عملاً مسئولیت تحمل بارهای عمودی را بر عهده دارند. اما از آنجایی که آنها عملکرد دیافراگم افقی را نیز دارند، باید به اعضای کناری سازه متصل شده و از استحکام و استحکام کافی برخوردار باشند.

16-مقاوم سازی دیوار بتنی

لایه های کامپوزیت شیشه ای یا فیبر کربنی FRP راه حل مناسبی برای تعمیر، مقاوم سازی دیوار بتنی، بنایی تقویت نشده، آجر و سرپناه است. از جمله عناصر سازه ای که می توان با استفاده از مواد پلیمری کامپوزیت FRP آریان تیز یک مقاوم سازی ساختمان باشد، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. دیوارهای بتنی مسلح
2. دیوارهای بتنی غیر مسلح
3. دیوارهای بنایی

 

17-مقاوم سازی اتصلات بتنی با FRP :

طبق مقررات طراحی جدید، بسیاری از سازه های موجود در برابر زلزله مقاوم نیستند. تعویض کامل سازه نیز نیازمند بار مالی سنگینی است و در صورت امکان مرمت، قطعا منابع طبیعی و همچنین صرفه اقتصادی را حفظ خواهد کرد.  

18- مقاوم سازی به روش فونداسیون و پداستال

شرایط محیطی بسیار نامطلوب در معادن، پالایشگاه ها، مناطق ساحلی و دریایی باعث فرسایش آرماتور و ایجاد ترک در بتن زیرین می شود. در برخی موارد، حتی طراحی نامناسب که شامل مقدار عناصر تقویت کننده نمی شود، باید به این مشکلات اضافه گردد.  

19-مقاوم سازی ساختمان بتنی پیش ساخته

ساختمان های بتنی پیش ساخته سالهاست که با هدف تسریع ساخت و ساز و انبوه سازی توسط بسیاری از کشورها مورد مطالعه قرار گرفته اند.

  کلام آخر ساختمان ها به دلایل مختلفی نیاز به رتبه بندی مقاوم سازی دارند.مقاوم سازی این ساختمان، بر خلاف تصور رایج، تنها برای ساختمان های قدیمی استفاده نمی شود. در صورت لزوم، هر ساختمانی می تواند مقاوم سازی شود. مقاوم سازی در واقع مقاومت ساختمان را در برابر نیروهایی که وارد می کنید افزایش می دهد. مهمترین و شاید چالش برانگیزترین نیرو، زلزله است که ممکن است ساختمان به اندازه کافی قوی نباشد و با زلزله فرو بریزد. مقاوم سازی راه اصلی برای نجات جان افرادی است که در یک ساختمان در هنگام زلزله زندگی می کنند.