با توجه به اینکه بعضی از پروژه‌های ساختمانی از ابتدا تا زمان بهره‌برداری دستخوش تغییرات زیادی می‌شوند که از آن جمله تغییر در كاربری، زیربنا و طبقات را می‌توان نام برد. از سوی دیگر وجود مصالح غیر استاندارد، بعضی ضعف‌ها در اجرا و خطر‌ زلزله خیزی بالا بر مشکلات می‌افزاید. مجموع این موارد نیاز به بهسازی و مقاوم سازی را افزایش می‌دهد و ارزش افزوده بالای صنعت ساختمان در منطقه، خود صرفة اقتصادی این نیاز را تضمین می‌نماید. جهت مقاوم سازی از دو روش کلی می‌توان استفاده کرد. اولاً اضافه كردن سیستم‌های سازه‌ای جدید و ثانیاً تقویت اعضای سازه‌ای موجود.

اضافه كردن سیستم‌های سازه‌ای جدید شامل بادبندهای فولادی، انواع دیوارهای برشی فولادی، بتنی و پركننده و سیستم‌های استهلاك انرژی است‌ و از سوی دیگر تقویت اعضای سازه‌ای موجود را می‌توان توسط اجرای پوشش‌های بتنی، فولادی و الیاف مسلح پلاستیكی به اجرا درآورد. بطور کلی مقاوم سازی می‌تواند به بالابردن ضریب امنیت ساختمان‌های موجود در مقابل خسارات زلزله‌های احتمالی آینده کمک نماید.

مقاوم ساز‌ی ساختمان‌های بتن آرمه

دلایل اصلی ضعف سازه‌ای

اصولاً ضعف‌های سازه‌ای و به دنبال آن نیاز به مقاوم سازی ساختمان‌ها به دلایل زیر صورت می‌پذیرند.

تغییر كاربری ساختمان

به عنوان مثال استفاده از یك ساختمان مسكونی برای انبار یا ‌افزایش تعداد طبقات ساختمان

تغییرات در آیین نامه‌های زلزله یا طراحی ساختمان‌ها

اغلب پس از رویداد زمین لرزه‌ای بزرگ‌ یكسری تحقیقات نظری و آزمایشگاهی و یك سری تجربیات حاصل از آن زمین لرزه باعث می‌شود تا در آیین نامه‌ها تجدید نظر صورت گیرد و این تغییرات معمولاً با افزایش برش پایه ساختمان همراه است. بنابراین ساختمان‌ها به ویژه سازه‌های مهم در برخی از مواضع مانند اتصالات، بادبندها، ستون‌ها یا تیرها به تقویت احتیاج پیدا می‌كنند.

ضعف‌های اجرایی و عدم برآورده شدن نیازهای طراحی در حین اجرا

كیفیت پایین بتن، اجرای ‌نامناسب ستون‌ها و مواردی مشابه در این محدوده قرار می‌ گیرند.

هدف بهسازی و مقاوم سازی لرزه‌ای

از مهمترین اهداف بهسازی و مقاوم سازی لرزه‌ای تحقق موارد زیر است.

  • تأمین مقاومت در برابر زلزله‌های خفیف بدون هیچگونه آسیب ‌
  • تأمین مقاومت در برابر زلزله‌های متوسط بدون هیچگونه آسیب سازه‌ای، ولی احتمال برخی ‌خسارت‌های غیرسازه‌ای وجود دارد.
  • تأمین مقاومت در برابر زلزله‌های شدیدی كه در محل سازه قبلاً رخ داده یا قابلیت وقوع دارد،‌بدون فروریزی، ولی احتمال برخی خسارت‌های سازه‌ای و غیرسازه‌ای وجود دارد.

‌گام‌های كلی در فرآیند بهسازی و مقاوم سازی

این گام‌ها برای كلیه ساختمان‌ها اعم از فولادی، بتنی و مصالح بنایی قابل اعمال است و بیشتر جنبه عمومی یا كلی داشته و به هیچ نوع از انواع ساختمان‌ها اختصاص ندارد‌.

روش‌های مقاوم سازی

به طور كلی مقاوم سازی ساختمان‌ها به دو صورت انجام می‌شود.

  • اضافه كردن سیستم سازه‌ای جدید
  • تقویت اعضای سازه‌ای موجود
  • اضافه كردن سیستم سازه‌ای جدید‌

از جمله سیستم‌های سازه‌ای می‌توان به استفاده از بادبندهای فولادی، استفاده از دیوارهای برشی فولادی، بتنی و نیز پركننده، افزودن روش‌های كنترل غیرفعال مثل جداسازی تكیه گاه‌ها،استفاده از میراگرها و … اشاره کرد.

تغییرات نیروی برشی در شیوه‌های مختلف تقویت بین دو حالت دیوار یكپارچه و قاب اولیه محدود می‌شود. دیوار برشی در رتبه بعد از دیوار یكپارچه ولی
بالاتر از بادبند قطری فشاری نیروی برشی بیشتری را تحمل می‌كند. در این میان تقویت با پانل‌های دیوار پیش ساخته نقش كمتری را ایفا می‌كند.

تقویت اعضای سازه‌ای‌

یكی از روش‌های تقویت ساختمان، افزایش ابعاد و ظرفیت باربری اعضای سازه‌ای است. استفاده از پوشش‌های بتنی در تیرها، ستون‌ها و اتصالات ساختمان‌های بتنی، محصور كردن ستون‌های بتن مسلح توسط پوشش‌های فلزی و مقاوم سازی اعضای بتن مسلح سازه‌ای با استفاده از چسباندن ورق‌های الیاف مسلح پلاستیكی از جمله روش‌هایی هستند كه بكار می‌روند.

‌بادبندهای فولادی

‌سیستم بادبندهای فولادی یك روش مقاوم سازی مطلوب به شمار می‌رود. از جمله مزایای این روش به شرح زیر است.

  • افزایش مقاومت و شكل پذیری سازه
  • اعمال وزن كمتر به سازه
  • امكان استفاده از بازشو و پنجره در قاب بادبندی شده
  • اجرای نسبتاً آسان
  • كنترل كیفیت ساده‌تر

نوع دیگر استفاده از بادبندها به صورت‌، بادبند خارج از قاب است كه ساختمان را همانند كلافی محصور می‌كند. در ساختمان‌های بتنی نحوه اتصال بادبندهای فولادی به قاب بتنی، از جمله موارد مهم و اساسی به شمار می‌رود. بطوری كه عملكرد خوب بادبند بستگی به نحوة اتصال آن دارد. طبق تحقیقات و آزمایش‌های انجام شده ملات بكار رفته بین قاب فولادی و بتنی از اهمیت خاصی برخوردار است و در میزان مقاومت جانبی قاب موثر است.

مطالعات آزمایشگاهی برای ساختمان‌های بتن مسلح نشان می‌دهد كه اتصال پیچ و مهره‌ای بادبند با اتصال به تیر و ستون سختی قاب را به مقدار زیادی افزایش می‌دهد بطوری كه این روش تقویت برای ساختمان‌های كوتاه تا متوسط مناسب تشخیص داده شده است. در حالی كه اتصال با استفاده پوشش فولادی و بدون چسب و اپوكسی به دلیل لغزش پوشش فولادی عملكرد مناسبی نداشته است. این آزمایش‌ها نشان داد‌ه كه بادبند كششی در قاب بتنی مسلح سهم عمده‌ای از بار جانبی را تحمل می‌كند و خرابی قاب با شكست بادبند كششی بعد از شكست كمانشی بادبند فشاری رخ می‌دهد. مشروط بر آنكه اتصالات اعضای بادبندی به قاب بتنی به خوبی عمل كند.

پوشش‌های فولادی‌

محصور كردن ستون‌های بتن مسلح توسط پوشش‌های فلزی یكی از مؤثرترین روش‌های بهسازی ظرفیت مقاومت لرزه‌ای است. این روش به عنوان فولاد عرضی، به مقدار زیادی در محصور كردن بتن فشاری موثر است و از بیرون زدن پوشش بتن جلوگیری به عمل آورده، شكل پذیری و مقاومت برشی را افزایش می‌دهد

همچنین می‌توان با استفاده از تسمه‌های پس كشیده فلزی، مقاومت و شكل پذیری سازه را افزایش داد. تسمه‌هایی كه در این روش استفاده می‌شوند به عرض ۵ سانتیمتر و ضخامت ۱ میلیمتر محدود و با استفاده از دستگاه‌هایی تا كمتر از حد جاری شدن كشیده می‌شوند. اگر چه هدف اصلی این تكنیك افزایش شكل پذیری است ولی این روش افزایش مقاومت خمشی، ظرفیت برشی و مقاومت فشاری عضو بتنی را نیز به همراه دارد‌. استفاده از پوشش فلزی در منطقه پلاستیكی ستون باعث افزایش قابل ملاحظه شكل پذیری ستون می‌شود و علاوه بر شكل پذیری، بخشی از برش ستون به وسیله پوشش تحمل می‌شود.

همچنین در ستون‌هایی كه پوشش اتصال ناكافی در آرماتورهای طولی انها وجود دارد می‌توان از پوشش‌های فولادی كه توسط بولت‌هایی مهار شده‌اند استفاده نمود. این كار سبب افزایش چسبندگی بین میلگردها و بتن شده و از لغزش آرماتور جلوگیری می‌كند. از روش‌های دیگر محصور كردن ستون‌های بتن مسلح به كمك گرفتن از سیم‌هایی فولادی و قفس فولادی می‌توان اشاره کرد.

در تقویت سازه موجود از هر دو حالت ایجاد اعضای جدید و تقویت اعضای فعلی استفاده شده است. در تقویت ستون‌ها از محصور شدگی با نبشی و تسمه و در قاب‌ها از پروفیل‌های دوبل ناودانی بصورت قابی ثانویه استفاده شده است. بادبندهای فشاری نیز به عنوان اعضای سازه‌ای جدید برای مقابله با بارهای جانبی مورد توجه قرار گرفتند. از تسمه و بولت برای تقویت قابلیت برشی محل اتصالات و برقراری ارتباط بین اعضای سیستم سازه‌ای جدید در بین طبقات استفاده شده است.

منبع : عمران سافت

از انتشار مطالب و فایلهای این سایت با ذکر منبع استقبال میکنیم