هتل بزرگ آزادی تهران

شرکت مقاوم سازی ساختمان رادیاب

مقاوم سازی هتل با اسکلت بتنی

تقویت سازه با FRP، میراگر ویسکوز و …

  • بنیاد مستضعفان
  • تهران
  • سازه های بتنی, مطالعه لرزه‌ای
دریافت اطلاغات بیشتر

ساختمان 28 طبقه بتنی این هتل دارای 500 اتاق بوده و از این نظر بزرگترین هتل کشور می باشد. سازه این هتل قبل از تدوین آیین نامه زلزله طراحی و احداث گردید و از لحاظ تحمل نیروهای جانبی ناشی از زلزله دارای دو مشکل اساسی بوده است.

1

ساختمان 28 طبقه بتنی این هتل دارای 500 اتاق بوده و از این نظر بزرگترین هتل کشور می باشد. سازه این هتل قبل از تدوین آیین نامه زلزله طراحی و احداث گردید و از لحاظ تحمل نیروهای جانبی ناشی از زلزله دارای دو مشکل اساسی بوده است.

1-کمبود میلگرد برشی در ستون ها

2- وجود طبقه نرم در لابی به ارتفاع 10.5 متر

برای رفع مشکل اول از روش دورپیچ کردن ستونها با استفاده از الیاف کربن (CFRP) استفاده شده است. برای رفع مشکل طبقه نرم و محدود کردن جابجایی ساختمان از بادبندهای فلزی در ترکیب با دمپرهای هیدورلیک استفاده شده است.

طراحی و مشاوره پروژه توسط شرکت سوئیسی  SMteam GmbH و کنترل کیفیت کامپوزیت های کربنی توسط موسسه فدرال سوئیسی EMPA انجام گردیده است.

مشخصات این پروژه در کتابخانه مراکز تحقیقاتی Empa و  eawag ثبت شده است که می توانید در لینک زیر آن را مشاهده کنید:

 http://library.eawag-empa.ch/empa_publications_2008_open_access/EMPA20080428.pdf

در ادامه خلاصه تست های کنترل کیفیت در پروژه بهسازی لرزه ای هتل بزرگ آزادی تهران را مشاهده می فرمایید:

ﮐﻨﺘﺮل ﮐﯿﻔﯿﺖ در ﭘﺮوژه ﺑﻬﺴﺎزي ﻟﺮزه اي ﻫﺘﻞ ﺑﺰرگ آزادي ﺗﻬﺮان

ﭼﮑﯿﺪه

ﮐﻨﺘﺮل ﮐﯿﻔﯿﺖ و ﻣﺴﺘﻨﺪ ﺳﺎزي در ﻫﺮ ﭘﺮوژه ﺟﺎﯾﮕﺎه ﺧﺎص ﺧﻮد را دارد. در ﭘﺮوژه ﺑﻬﺴﺎزي ﻟﺮزه اي ﻫﺘﻞ ﺑﺰرگ آزادي ﺗﻬﺮان از دو ﻓﻦ آوري ﻧﻮﯾﻦ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه ﮐﻪ ﻫﺮ ﮐﺪام ﻧﯿﺎزﻣﻨﺪ ﮐﻨﺘﺮل ﮐﯿﻔﯿﺖ در ﻣﺮاﺣﻞ ﻗﺒﻞ از ﻧﺼﺐ و ﺑﻌﺪ از آن ﺑﻮده اﻧﺪ.

ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم ﺗﺴﺘﻬﺎي ﻣﺮوﺑﻂ ﺑﻪ اﻟﯿﺎف و رزﯾﻦ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در ﮐﺎﻣﭙﻮزﯾﺖ ﮐﺮﺑﻦ (CFRP) در اﯾﻦ ﭘﺮوژه در دو ﻣﺮﮐﺰ ﻋﻠﻤﯽ و ﺗﺤﻘﯿﻘﺎﺗﯽ ﻣﻌﺘﺒﺮ در داﺧﻞ ﮐﺸﻮر اﻗﺪام ﺑﻪ اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﯾﺸﺎت ﺑﺮ روي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ ﮔﺮدﯾﺪ ، ﮐﻪ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺣﺎﺻﻠﻪ رﺿﺎﯾﺖ ﺗﯿﻢ ﻣﺸﺎوره و ﻃﺮاﺣﯽ را ﻓﺮاﻫﻢ ﻧﮑﺮد . ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم ﺗﺴﺖ ﺑﺮ روي ﻣﯿﺮاﮔﺮﻫﺎي ﻫﯿﺪروﻟﯿﮏ،ﺗﺠﻬﯿﺰات ﺗﺴﺖ (Test Setup) ﻣﻨﺎﺳﺐ در ﻣﺮاﮐﺰ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎﺗﯽ ﻣﯿﺒﺎﯾﺴﺘﯽ ﻓﺮاﻫﻢ ﻣﯿﮕﺮدﯾﺪ ﮐﻪ ﻧﯿﺎزﻣﻨﺪ زﻣﺎن ﻃﻮﻻﻧﯽ و ﻫﺰﯾﻨﻪ زﯾﺎدي ﺑﻮد.

ﺑﻪ دﻻﯾﻞ ﻓﻮق ﺗﻤﺎﻣﯽ ﺗﺴﺘﻬﺎي ﮐﻨﺘﺮل ﮐﯿﻔﯿﺖ ﭘﺮوژه ﻃﯽ ﻗﺮاردادﻫﺎي ﺟﺪاﮔﺎﻧﻪ اي از ﻃﺮف ﺷﺮﮐﺖ رادﯾﺎب ﺑﻪ ﻣﻮﺳﺴﻪ ﺳﻮﺋﯿﺴﯽ Empa واﮔﺬار ﮔﺮدﯾﺪ ﮐﻪ ﺧﻼﺻﻪ اي از آﻧﻬﺎ در اﯾﻦ مقاله اراﺋﻪ می گردد. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺣﺎﺻﻞ از ﺗﻤﺎﻣﯽ ﺗﺴﺘﻬﺎ ﮐﺎﻣﻼ رﺿﺎﯾﺖ ﺑﺨﺶ ﺑﻮد و ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺗﺎﺋﯿﺪ ﺗﻤﺎﻣﯽ ﺗﺠﻬﯿﺰات و ﻣﺼﺎﻟﺢ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ و روﺷﻬﺎي اﺟﺮا ﮔﺮدﯾﺪ.

ﻣﻘﺪﻣﻪ

ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻫﺘﻞ ﺑﺰرگ آزادي ﺗﻬﺮان (ﻫﺎﯾﺖ ﺳﺎﺑﻖ) در دﻫﻪ 1970 ﻣﯿﻼدي ﺗﻮﺳﻂ ﯾﮏ ﺷﺮﮐﺖ آﻟﻤﺎﻧﯽ ﻃﺮاﺣﯽ و در ﺳﺎﻟﻬﺎي 1353-1356 اﺟﺮا ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺳﺎزه اﯾﻦ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن از ﻧﻮع ﺑﺘﻦ ﻣﺴﻠﺢ ﺑﺎ ﻗﺎب ﺧﻤﺸﯽ و دﯾﻮار ﺑﺮﺷﯽ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺳﻘﻒ ﻃﺒﻘﺎت از ﻧﻮع دال دو ﻃﺮﻓﻪ می باشد.

ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت و ﻃﺮاﺣﯽ ﺳﺎزه ﭘﺮوژه ﺗﻮﺳﻂ ﺷﺮﮐﺖ ﺳﻮئیسی SMTeam GmbH  ﺑﺎ ﻫﻤﮑﺎري داﺧﻠﯽ ﺷﺮﮐﺖ رادﯾﺎب و ﺗﻤﺎﻣﯽ ﺗﺴﺘﻬﺎي ﭘﺮوژه در ﺳﺎﯾﺖ ودر آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎه ﺗﻮﺳﻂ ﻣﻮسسه سوئیسی Empa اﻧﺠﺎم ﮔﺮدﯾﺪ. ﮐﺎرﻓﺮﻣﺎي ﭘﺮوژه ﺷﺮﮐﺖ ﻫﺘﻞ آزادي واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﺳﺎزﻣﺎن ﺳﯿﺎﺣﺘﯽ ﺑﻨﯿﺎد ﻣﺴﺘﻀﻌﻔﺎن ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ. ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﺑﺮج اﺻﻠﯽ در 24 ﻃﺒﻘﻪ ﻓﻮﻗﺎﻧﯽ از دﯾﻮارﻫﺎي ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺎ ﺳﺨﺘﯽ ﺟﺎﻧﺒﯽ در ﻫﺮ دو ﺟﻬﺖ Y و X ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه وﻟﯽ دﯾﻮارﻫﺎي ﻓﻮق در ﻃﺒﻘﻪ ﻫﻤﮑﻒ و اول (ﻻﺑﯽ) وﺟﻮد ندارند. ﺑﻪ ﻋﺒﺎرت دﯾﮕﺮ در اﯾﻦ دو ﻃﺒﻘﻪ ﻣﯿﺰان دﯾﻮارﻫﺎي ﺑﺮﺷﯽ ﮐﻤﺘﺮ از ﻃﺒﻘﺎت دﯾﮕﺮ ﺑﻮده و از ﻟﺤﺎظ رﻓﺘﺎر ﺟﺎﻧﺒﯽ “ﻃﺒﻘﻪ نرم” (Soft Story) ﻣﺤﺴﻮب می گردد. ﯾﮑﯽ دﯾﮕﺮ از ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﺳﺎزه اﯾﻦ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن وﺟﻮد ﻓﻮﻻد ﻃﻮﻟﯽ زﯾﺎد در ﺳﺘﻮﻧﻬﺎ ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ ﻣﯿﺰان ﮐﻢ ﻓﻮﻻد ﻋﺮﺿﯽ (ﺧﺎﻣﻮت) می باشد.

ﻃﺮح

  ﺗﺮﮐﯿﺐ دو روش ﺑﻌﻨﻮان ﻃﺮح ﺑﺮﮔﺰﯾﺪه اﻧﺘﺨﺎب ، از ﻣﯿﺎن ﻃﺮح ﻫﺎي ﻣﺘﻌﺪدي ﮐﻪ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮارﮔﺮﻓﺘﻨﺪ و اﺟﺮا ﺷﺪ:

1- ﻧﺼﺐ ﻣﻬﺎرﺑﻨﺪي ﻓﻠﺰي (Steel Bracing) ﺑﺼﻮرت ﻣﺘﻘﺎرن در ﻫﺮ ﺟﻬﺖ X و Y و در ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺑﺎ ﻣﯿﺮاﮔﺮﻫﺎي ﻫﯿﺪروﻟﯿﮏ (Viscouse Damper) ﺑﺮاي رﻓﻊ ﻣﺸﮑﻞ ﻃﺒﻘﻪ ﻧﺮم و ﻣﺤﺪود ﮐﺮدن ﺟﺎﺑﺠﺎﺋﯽ ﻃﺒﻘﺎت (شکل شماره 1).

شکل 1- جزئیات سیستم انتقال بار افقی از تیر سقف به دال کف

در شکل 1 ﺗﻮﺟﻪ ﮔﺮدد ﮐﻪ ﺻﻔﺤﺎت اﺗﺼﺎل دﻫﻨﺪه ﻣﻬﺎرﺑﻨﺪﻫﺎ و ﺮا ﮔﺮﻫﺎ ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﺑﻪ ﺗﯿﺮ ﺳﻘﻒ وﺻﻞ ﻧﺒﻮده و ﻧﯿﺮوي ﺟﺎﻧﺒﯽ ﻧﺎﺷﯽ از ﺟﺎﺑﺠﺎﺋﯽ ﻃﺒﻘﺎت ﻓﻘﻂ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﯿﺮوﻫﺎي ﮐﺸﺸﯽ و ﻓﺸﺎري ﺑﻪ دﻣﭙﺮﻫﺎ و اﻋﻀﺎي ﻗﻄﺮي وارد ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ.

ﺟﺰﺋﯿﺎت اﺗﺼﺎل و اﺑﻌﺎد دﻣﭙﺮﻫﺎي ﻧﺼﺐ ﺷﺪه در اﯾﻦ ﭘﺮوژه در ﺷﮑﻞ روبرو دﯾﺪه می شوﻧﺪ.

شکل 2- جزئیات اتصال و ابعاد دمپرهای هیدرولیک و تکیه گاهها

در تصویر روبرو تعدادی از دمپرهای آماده حمل در محل کارخانه تولیدی FIP ومشخصات فنی آنها دیده میشود. تصویر زمینه جزئیات اجرایی مهاربندها و صفحات فولادی جهت اتصال و انتقال بار به تیرها و ستونها را نشان میدهد.

شکل 3- تعدادی از دمپر های ساخته شده به همراه مشخصات فنی آنها

استفاده از کامپوزیتهای الیاف کربن (CFRP) بصورت دور پیچ در ستونها (Column Wrapping) برای رفع کمبود فولاد عرضی و افزایش شکل پذیری (Ductility) آنها.
در عکسهای شماره «4» و «5» تعدادی از ستونهای تقویت شده با CFRP مشاهده میشوند.

شکل 4- ستونهای میانی لابی هتل

شکل 5- ستونهای خارجی در ورودی هتل

تست ها

یکی از نکات مهم در این طرح کنترل موثر بودن استفاده از روش دور پیچ در ستونهای با مقطع مربع بود . نتایج تستها در موسسه EMPA  منجر به تغییر مقطع ستونها (Reprofiling) در منطقه فشاری ستونها جهت جلوگیری از کمانش ( Buckling ) موضعی میلگردهای طولی و موثر شدن عملکرد Confinement گردید .

در ستون وسط در عکس زیر(شماره 8)، سه میلگرد فشاری در ناحیه میانی ستون با مقطع مربع ، علیرغم تقویت با CFRP کمانش کرده و صحت شکل شماتیک ناحیه تاثیر (پائین عکس شماره 6 ) را تائید مینمایند.

شکل 8- در ستون میانی لایه CFRP قادر به جلوگیری از کمانش سه میلگرد فشاری نبوده

نتایج آزمایشات فوق نشان داد که در ستونهای مربع با ابعاد بزرگ برای بهره بردن از تاثیر مثبت پوشش CFRP میبایستی از روش تبدیل به مقطع منحنی (Reprofiling) استفاده کرد. جزئیات این روش در عکسهای شماره «9» و  «10» دیده میشود.

شکل 9- تغییر مقطع ستون مربع در بالا و پائین در منطقه فشاری (Reprofiling)

شکل 10- تغییر مقطع ستون مربع در بالا و پائین در منطقه فشاری (Reprofiling)

تست Pull Off

یکی دیگر از کنترل های کیفیت در این پروژه انجام تست pull off جهت اطمینان از کیفیت سطح بتن در محل نصب و همچنین کیفیت نصب FRP بعد از گذشت زمان گیرش رزین است.

تصاویر بعدی نشاندهنده تست های انجام شده میباشند.

شکل 11- انجام تست pull off

شکل 12- نتیجه یکی از تستهایpull off

تست  رزین و الیاف CFRP

تست رزین و الیاف CFRP جهت حصول از تطابق مشخصات فنی محصولات مصرفی با مشخصات طرح انجام میشود (مشابه تست نمونه های میلگرد در پروژه های متداول) .

در عکسهای زیر مراحل مختلف تهیه نمونه های آزمایش کششی رزین اپوکسی و کامپوزیت مشاهده میشوند .

شکل 13- نمونه کششی رزین اپوکسی

شکل 14- نمونه کششی کامپوزیت CFRP در حال ساخت

در تصاویر بعدی یک نمونه کامپوزیت CFRP در حال تست کشش و تعدادی از نمونه ها بعد از تست دیده میشوند.

شکل 15- نمونه کامپوزیت FRP در حال تست کشش

شکل 16- نمونه های کامپوزیت CFRP پس از تست کشش

نتایج حاصل از تستهای فوق در جداول و نمودارهای متعددی ارائه گردیده که یکی از نمودارهای تنش – کرنش مربوط به آزمایش کشش بر روی چند نمونه کامپوزیت  CFRP در تصویر بعدی مشاهده میگردد.

شکل 17- نمودار حاصل از تست کشش بر روی نمونه های کامپوزیت CFRP

تست  میراگرها

با توجه به نقش کلیدی میراگرها در سیستم سختی جانبی سازه، انجام تستهای مختلف جهت کنترل مشخصات فنی آنها در مقایسه با مشخصات مورد نیاز طرح ضروری بود. ضمن اینکه انجام سایر کنترل ها (تست نشت روغن و …) نیز بصورت همزمان انجام شد.
در عکس زیر سیستم تست (Test Setup ) و محل نصب سنسورها مشاهده میشود.

شکل 18- سیستم تست میراگرها (Damper Test Setup)

نتایج حاصل از تستهای فوق در نمودارهای متعددی ارائه گردیده که یکی از آنها در تصویر بعدی مشاهده میگردد.

شکل 19- نمودار نیرو – سرعت در تست میراگرها

سیستم مانیتورینگ

وقوع زمین لرزه های متعدد با شدت کم در تهران این امکان را برای این پروژه فراهم مینماید که بتوان عملکرد سیستم نصب شده را کنترل و رفتار واقعی آن را در عمل مشاهده نمود. برای انجام این کار نیاز به نصب سیستم مانیتورینگ شامل سنسورها وشتاب سنجهای متعدد در نقاط مناسب به همراه تجهیزات جمع آوری و پردازش اطلاعات میباشد. شکل شماتیک سیستم پیشنهادی موسسه EMPA برای پروژه هتل بزرگ آزادی تهران در شکل بعدی مشاهده میشود. تمامی اجزاء این سیستم بصورت بیسیم بوده و در نوع خود از آخرین فن آوری های موجود محسوب میشود.

در پایان توضیح این نکته ضروری است که نتایج حاصل از انجام آزمایشات گوناگون در پروژه های مختلف از لحاظ مالکیت معنوی متعلق به کارفرمای پروژه بوده و انتشار عمومی آنها بدون مجوز کارفرما خلاف اصول اخلاق حرفه ای مهندسی میباشد.

به همین دلیل در این گزارش ارائه جزئیات بیشتر خودداری شده است که در صورت نیاز مراکز علمی و فنی به آنها ، با رعایت موارد فوق از طریق شرکت رادیاب قابل دسترسی میباشد.

عکس های بیشتر از این پروژه