اصول و راهکارهای مقاوم سازی ساختمان

مقدمه:

امروزه یافتن راه حل مناسب جهت برای مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمانها روشهای زیادی وجود دارد که برخی از روش های رایج درمقاوم سازی سازه ها در زیر  شرح داده می شوند. قابل ذکر است برای مقاوم سازی سازه ها روش های بسیار متنوعی وجود دارد که روش های مقاوم سازی مذکور  در واقع متداول ترین روش های مقاوم سازی محسوب می شوند.:

 
1- مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها  با FRP

2- مقاوم سازی سازه ها  و مقاوم سازی ساختمان ها با اضافه نمودن دیوار برشی و یا مقاوم سازی سازه ها  و مقاوم سازی ساختمان ها با اضافه نمودن بادبند فلزی

3-مقاوم سازی  و مقاوم سازی ساختمان ها سازه ها با استفاده از میراگر یا دمپر 

4-مقاوم سازی سازه ها  و مقاوم سازی ساختمانها با استفاده از جرم های متمرکز پاندولی

5-مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمانها  با استفاده از از ژاکت های فلزی و بتنی

6-مقاوم سازی  سازه ها و مقاوم سازی ساختمانها با استفاده از بادبند های کمانش تاب

7-مقاوم سازی سازه ها  و مقاوم سازی ساختمانها با استفاده از  جداگرهای لرزه ای

 1- مقاوم سازی با FRP

بطور کلی مقاوم سازی سازه­ های بتنی و به طور کل مقاوم سازی ساختمان ها به منظور تقویت آنها برای تحمل بارهای وارده ، بهبود نارسایی ­های ناشی از فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه یا سایر موارد با استفاده از مصالح مناسب و شیوه ­های اجرایی صحیح انجام می ­گردد. استفاده از مواد کامپوزیت به شکل پلیمرهای مسلح شده با الیاف (Fiber Reinforced Polymers) که به اختصار FRP نامیده می شوند به عنوان یک روش مدرن مقاوم سازی و جایگزین مصالح سنتی و شیوه­ های موجود شناخته می شود. مصالح FRP از ترکیب الیاف و رزین ساخته می شوند، در فرایند مقاوم سازی از رزین (رزین اپوکسی) برای ایجاد لایه یکپارچه، همچنین چسبیدن سیستم FRP به سطح بتن زیرین و ایجاد پوشش به منظور محافظت مصالح استفاده می شود. استفاده از FRP به دلیل وزن کم، سرعت اجرای بالا، مقاومت بالا و عدم ایجاد محدودیت معماری به خصوص در ساختمان های بتنی بسیار مورد توجه می باشد. شرکت رادیاب در نظر دارد تا اطلاعات مفید را در ارتباط با زمینه های متفاوت از این مصالح (FRP, Fiber reinforced Polymer composites) در اختیار مخاطبان خود قرار دهد. 

2- مقاوم سازی با اضافه نمودن دیوار برشی و یا بادبند

استفاده از دیوار برشی بتنی و یا بادبند در ساختمان‌ها یکی دیگر از روش‌های مقاوم‌سازی سازه و مقاوم سازی ساختمان ها می‌باشد. به علت سختی بیشتر دیوار برشی نسبت به بادبند، تعداد دهانه‌های لازم برای تعبیه دیوار برشی کمتر از دهانه‌های لازم برای بادبند است که در نتیجه طرح مقاومسازی مشکلات کمتری در زمینه معماری بوجود می‌آورد. برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموت یا بولت به عنوان برشگیر در ارتفاع ستون استفاده کرد. همچنین برای اتصال دیوار به سقف هم باید تمهیداتی اندیشید. نکته مهم دیگری هم که در مورد استفاده از دیوار برشی باید به آن توجه کرد این است که نیروی زیادی در پی دیوار برشی بوجود می‌آید، که برای انتقال این نیرو‌ها به زمین احتمالا نیاز به تعبیه شمع وجود دارد.

 3-مقاوم سازی با استفاده از جداگرهای لرزه ای

 نصب جداسازهای لرزه­ ای در تراز پایه ساختمان، با هدف جداسازی حرکتی بین سازه و زمین صورت می­ گیرد. جداسازهای لرزه ­ای، المان هایی هستند که سختی جانبی آنها نسبت به سختی محوری­شان بسیار کمتر می­ باشد، لذا با وقوع زلزله، این المان­ها میبایستی مانع انتقال نیرو به سازه­ ی اصلی­ شوند و سازه­ ی اصلی یک حرکت صلب را در حین وقوع لرزش­ های زمین تجربه  نماید. عملکرد جداگرها فقط در محدوده خاصی از جرم و ارتفاع ساختمان مطلوب است و به همین دلیل  این روش بصورت خیلی محدود و فقط برای ساختمانهای دارای وزن و ارتفاع مشخصی موثر  بوده و به همین دلیل کمتر از سایر روش ها در جهان مورد استقبال کارشناسان قرار گرفته و درپروژه های بسیار کمی مورد استفاده قرارگرفته است.

4-مقاوم سازی با استفاده از سیستم های جاذب انرژی (دمپر(

در روش­های کنترل غیر فعال سازه نظیر استفاده از مستهلک کننده ­های ویسکوز و ویسکوالاستیک، جذب انرژی حاصل از حرکات نیرومند زمین توسط مستهلک کننده ­ها صورت گرفته و به سیستم سازه اجازه داده نمی­شود که وارد ناحیه غیر خطی گردد. این امر موجب می­شود که مقاومت سازه در برابر زلزله ­های با دوره بازگشت طولانی­ تر (که طبیعتا شدیدتر نیز می­ باشند) بیشتر گردد یا به تعبیر دیگر احتمال فروریزش سازه در برابر این زلزله­ ها کاهش می­ یابد .سیستمهای جاذب یا مستهلک کننده انرژی  (Dampers) بر پایه افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده ­اند. مهمترین تاثیر میرایی، کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده می باشد و بدین وسیله قسمت عمده­ ای از انرژی ارتعاشی را قبل از رسیدن پاسخ سازه به حد نهایی به هدر می دهند. اتلاف کننده ­های انرژی ممکن است در مهاربندی­ ها، اتصالات و اجزای غیر سازه ­ای و یا دیگر مکانهای مناسب در ساختمانهای موجود قرار داده شوند، لیکن ساده­ ترین و  پرکاربردترین آنها استفاده از میراگر  در مهاربندها می باشد که می­توان از آنها در تمامی طبقات ساختمان سود جست. در برخی  از انواع میراگرها ملاحظات زیبایی نیز مد نظر قرار گرفته شده است تا چنانچه بصورت نمایان بکار برده شوند مشکلی از لحاظ معماری ایجاد ننمایند.

میراگرهای ویسکو الاستیک بکار رفته در پروژه بهسازی لرزه ای هتل پارسیان آزادی توسط شرکت رادیاب

از ترکیب چند روش فوق نیز می تواند برای مقاوم سازی استفاده نمود. در مقاوم سازی پروژه هتل بزرگ آزادی از ترکیب روش مقاوم سازی با FRPدر ترکیب با سیستم مقاوم سازی با بادبند و دمپر (میراگر) استفاده شده است.در پروژه موزه دکتر شریعتی مقاوم سازی به روش افزایش سختی با اضافه نمودن دیوار برشی به همراه تقویت دیوارهای بنایی به روش مقاوم سازی با FRP بکار رفته است.همچنین در پروژه مصلی تهران از ترکیب روش های ژاکت فلزی و افزایش ابعاد دیوار برشی برای مقاوم سازی استفاده شده است. نکته جالب اینکه در پروژه مصلی بزرگ تهران بیش از دویست هزار مورد کاشت بولت و کاشت میلگرد انجام شده  است.

خدمات اجرائی مقاوم سازی

مقاوم‌سازی با ورق‌های پلیمری تقویت شده (FRP) :

در سال های اخیر استفاده از ورق‌های پلیمری تقویت ‌شده  (به‌ اختصار  FRP ) در کشورهای توسعه‌یافته به‌منظور مقاوم‌سازی ساختمان مورد توجه خاص قرارگرفته است. این مواد به دلیل برخورداری از مدول الاستیسیته و مقاومت بالا پایداری در مقابل عوامل خورنده،سرعت کار بالا و توجیه اقتصادی از بهترین راه‌حل‌ها برای مقاوم‌سازی ساختمان هستند.

شرکت آرمان سازان با در اختیار داشتن کادری مجرب درزمینه  طراحی،محاسبه و اجرای مقاوم‌سازی با ورق‌های FRP و با استفاده از بهترین مواد پلیمری موجود در کشور مطابق با آخرین استانداردهای روز دنیا و با تکیه‌بر تجربه چندین ساله‌ی خود  ،آماده ارائه خدمات مشاوره، طراحی و اجرایی درزمینه استفاده از الیاف FRP به‌منظور تقویت سازه‌های بتنی می‌باشد.

ورق‌های FRP بر اساس کاربردهای موردنیاز در انواع مختلف نظیر الیاف کربن (C FRP) ، الیاف شیشه (G FRP) و الیاف آرامید (A FRP) تولید  و مورداستفاده قرار می‌گیرند.

برند توصیه شده شرکت آرمان سازان در مقاومسازی با الیاف پلیمری کربن ، شرکت سیکا سوئیس (SIKA) می باشد.

کاربردها:

        مقاوم‌سازی و بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های بتونی ،سیلوها، مخازن و لوله‌های تحت‌فشار

        افزایش مقاومت برشی تیر دال و ستون های بتنی

        افزایش مقاومت خمشی تیر و دال های بتنی

        افزایش مقاومت فشاری ستون های بتنی

        بهبود شکل پذیری المان های بتنی

        کاهش عرض ترک المان های بتنی به منطور کاهش خطر خوردگی ارماتور

        مقاوم سازی با FRP جهت افزایش طبقات

        تعمیر لوله های خورده شده نفت و گاز با پوشش کامپوزیتی FRP

          ترمیم و بهسازی سازه های دریائی با مصالح کامپوزیتی FRP