0912-1001763

88259793

از 10 صبح تا 16

جستجو

مقاوم سازی با استفاده از فولاد پر مقاومت

مقاوم سازی با استفاده از فولاد پر مقاومت

حرکت استمراری علم در عرصه مهندسی سازه مهندسی زلزله موجب شده است تا برای بهسازی و مقاوم سازی ساختمان و سازه در سالهای اخیر از روش های نوین و مصالح جدیدی بهره گرفته شود که در میان این فناوری ها، FRP(مصالح کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف)از جایگاه ویژه ای برخوردار است تا آنجا که به نظر برخی از متخصصان، FRP را باید مصالح هزاره سوم نامید که در جدیدی را در پیش روی مهندسان سازه و ساختمان و نیز شرکت های مقاوم سازی گشوده است.

با نیاز گسترده و روز افزون جامعه به ساختمان و مسکن و ضرورت استفاده از روش ها و مصالح جدید به منظور افزایش سرعت ساخت، سبک سازی، افزایش عمر مفید و نیز مقاوم سازی ساختمان ها و سازه های بتنی و فولادی در برابر زلزله را بیش از پیش مطرح کرده است، این امر باعث شده است که تعداد زیادی شرکت مقاوم سازی امروزه در امر بهسازی لرزه ای سازه ها و تقویت سازه ها در برابر زلزله فعالیت کنند.

مقاوم سازی ساختمان فلزی

مقاوم سازی ساختمان های فولادی با توجه به اینکه این ساختمان ها در صورت طراحی مناسب و اجرای دقیق، دارای مقاومت و شکل­ پذیری بسیار مناسبی می ­باشند، ضروری به نظر نمی رسد، اما عدم استفاده از نیروهای اجرایی متخصص و فرض­ های اشتباه در ساخت این سازه سبب بروز معایبی می ­شود که نیاز به تقویت ساختمان های فولادی را ایجاد می کند. از مهم ترین عواملی که این نیاز را در این نوع از ساختمان ­ها به وجود می­آورند، خوردگی، آسیب دیدگی سازه فولادی تحت بارهای لرزه ­ای و در نتیجه کمانش موضعی آن و … می باشد.

فاکتور های تاثیر گذار در مقاوم سازی ساختمان

تکنیک بازسازی و مقاوم سازی ساختمان های فولادی و بتنی، به نتایج حاصل از ارزیابی ساختمان بستگی دارد. فاکتورهای مهم در انتخاب شیوه بازسازی یا مقاوم سازی ساختمان فولادی و بتنی عبارت اند از:

  • شدت نیروی محیطی وارد شده مانند زلزله
  • زمان مورد نیاز جهت مقاوم سازی
  • هزینه های لازم جهت مقاوم سازی ساختمان فولادی
  • نظر کارفرما
  • ایجاد اختلال در بهره برداری از ساختمان

با توجه به فاکتورهای فوق، مهندس طراح پس از برآورد کردن خرابی های ناشی از وارد شدن نیروی محیطی، باید در رابطه با طرح ها و سیاست های لازم جهت مقاوم سازی ساختمان، از قبیل مصالح و سازه های مورد نیاز برنامه ریزی کند. همچنین این موضوع که ساکنین این ساختمان در حین مقاوم سازی می توانند در ساختمان بمانند یا خیر، باید مشخص شود.

اهداف و استراتژی های تقویت و مقاوم سازی سازه ها

ایمنی ساکنین مهمترین هدف تقویت و مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله می باشد. همچنین اهداف دیگری  بر حسب اولویت های اجتماعی – اقتصادی و عمر ساختمان مد نظر قرار می‌گیرد که می‌تواند شامل سرویس دهی حین زلزله (نظیر ساختمان بیمارستان ها، مراکز آتش نشانی و…)، نگهداری میراث ملی و فرهنگی (بناهای یادبود تاریخی)، تخلیه ایمن ساختمان و … باشد.


روش های انتخاب شده جهت بهسازی انواع سازه ها می بایست با نوع سازه ساختمان و کاربری آن متناسب باشد. براین اساس می توان چهار رویکرد اساسی به شرح زیر معرفی کرد:

  • افزایش مقاومت سازه های صلب و سخت
  • افزایش مقاومت و شکل پذیری، سختی جانبی سازه های انعطاف پذیر و ضعیف
  • استهلاک انرژی منتقل شده به سازه
  • جداسازی سازه از فونداسیون آن

اهداف و استراتژی های تقویت و مقاوم سازی سازه ها

مقاوم سازی با استفاده از فولاد پر مقاومت

تولید فولادهای پرمقاومت با خواص مناسب مانند شكل پذیری مناسب و مقاومت بالا در طی 50 سال اخیر شدیداً توسعه یافته است . برای تولید این فولادها از مكانیزم هایی مانند تشكیل محلول جامد، ریز كردن دانه ها و ایجاد رسوبات با عناصر میكرو آلیاژی به طور توامان استفاده میشود . ولی به علت عدم شناخت مهندسین، استفاده از آنها در صنعت ساخت و ساز رشد قابل توجهی نیافته است . تا زمانی كه مشخصات این فولادها به طور كامل ارزیابی نشود و عملكرد آنها در بارگذاری های لرزه ای مورد تحقیق و بررسی قرار نگیرد،استفاده از این فولادها كه موجب اقتصادی شدن پروژههای ساخت و ساز میشوند، توسعه نخواهد یافت.

در سالهای اخیر، سازندگان ساختمان های فولادی بر استفاده از فولادهای پرمقاومت  در اعضا و اتصالات ساختمان ها تاكید ویژه ای داشتند. پیشرفت های اخیر در فولاد سازی موجب پیدایش نسل جدیدی از فولادهای پر مقاومت شده است كه مشخصات تنش–كرنش آنها با فولادهای سنتی بسیار متفاوت است.

فولادهای پر مقاومت كارائی بیشتری در كشش، جوش پذیری، نورد سرد، سختی و مقاومت در برابر پوسیدگی بیشتری نسبت به فولادهای نرمه دارند. این ویژگی ها موجب شده است كه فولادهای پر مقاومت در صنایع سازه ای بسیار جذاب جلوه كند. تولید این نوع جدید از فولاد در صنایع فولادسازی، دستاورد موفق علمی در فناوری فولاد سازی بود، علی الخصوص كه فرآیند كنترل ترمومکانیکی، مراحل نورد گرم و خنك كردن فولادها را كنترل می كند تا ساختار مصالح فولادی بسیار مرغوبتری بدست آید.

مزایای استفاده از فولاد پر مقاومت

تولید فولادهای پرمقاومت با خواص مناسب مانند شکل­پذیری و مقاومت بالا در طی 50 سال اخیر توسعه یافته است. ولی به علت عدم شناخت مهندسین، استفاده از آنها در صنعت ساخت و ساز متداول نیست. تا زمانی که مشخصات این فولادها به طور کامل ارزیابی نشود و عملکرد آنها در بارگذاری­های لرزه­ای مورد تحقیق و بررسی قرار نگیرد، استفاده از این فولادها که موجب اقتصادی شدن پروژه­ های ساخت و ساز می­شوند، توسعه نخواهد یافت. طی سالیان اخیر، با پیشرفت تکنولوژی، نیاز صنایع به محصولات با کیفیت بالا، باعث افزایش تقاضا برای تولید فولادهای پرمقاومت، همراه با شکل­پذیری  بیشتر و چقرمگی کافی گردیده است.

از جمله مزایای آنها می توان به كاهش وزن ساختمان، صرفه جویی در تولید، سهولت نصب و انتقال به محل اجرای ساختمان و فونداسیون كوچكتر اشاره كرد. همچنین المان های سبك و نازك برای ویژگی های معماری ساختمان، طراحی زیبای اعضا و سازه ها بسیار مطلوب می باشند. كاهش مقاطع اعضا منجر به صرفه جویی در استفاده از فولاد در ساختمان شده و در نتیجه می تواند مزایای زیست محیطی را به همراه داشته باشد.

تاثیرات استفاده از فولاد پر مقاومت در سازه های فولادی

در زمینه بررسی اثرات استفاده از فولاد پرمقاومت در سازه‌های‌ فولادی تحقیقات مختلفی انجام شده است. این تحقیقات عمدتا به صورت آزمایشگاهی بوده و در آن به صورت موردی، رفتار فولاد و اتصال در هندسه ابعادی مشخصی در بارگذاری دینامیکی مورد ارزیابی قرار گرفته است. این تحقیقات معمولا به صورت تجربی و بر اساس نتایج آزمایش­‌های‌ صورت گرفته می‌باشد.

وجود برخی محدودیت­ها در هندسه، ابعاد، جنس فولاد و… در مطالعات آزمایشگاهی سبب شده است تا روش­‌های‌ عددی به تدریج جایگزین این روش­ها شود. از این رو در این مقاله سعی شده است تا با مدل­سازی و تحلیل عددی اتصالات صلب ساخته شده از فولادهای پرمقاومت تحت بارگذاری چرخه­ای، ظرفیت لرزه­ای و شکل­پذیری این نوع اتصالات مورد بررسی قرار گیرد.

بر اساس تحقیقات صورت گرفته، معیارهای فشردگی مقاطع فولاد پرمقاومت باعث می شوند كه ظرفیت شکل پذیری خمشی بیش اندازه تخمین زده شود.  بعلاوه نسبت مقاومت نهائی به مقاومت تسلیم مصالح اثر قابل ملاحظه ای بر شکل پذیری و ظرفیت جذب انرژی تحت بارگذاری چرخه ای دارد، كه باعث می شود به منظور اطمینان از رفتار قابل قبول لرزه-ای، مقادیر محدود كننده ای برای این پارامتر انتخاب شود.

بنابراین رفتار سازه هایی كه توسط این فولادها ساخته می شوند، احتیاج به بررسی بیشتری دارد تا طراحی آنها با اطمینان بیشتری صورت بگیرد. مقاومت و سختی در اعضای ساخته شده از فولاد پرمقاومت به راحتی بدست می آید ولی از طرف دیگر ارزیابی شکل پذیری آنها چندان آسان نیست. شکل پذیری اعضا و اتصالات براساس مقدار تغییرشکل پلاستیكی تعریف می شود كه می تواند توسط درصدی از مقاومت نهایی عضو بدست آید.

انتخاب روش مقاوم سازی ساختمان

روش مقاوم سازی ساختمان باید به گونه ای انتخاب شود که عملکرد تجهیزات و سازه‌های مربوط به روش مقاوم سازی در طرح های آزمایشی تایید شده باشد. جهت بازسازی یا مقاوم سازی ساختمان های بتنی و فولادی باید از طریق یکی از روش های زیر اقدام کرد:

  • ارتقاء میزان شکل پذیری سازه
  • بالا بردن مقاومت جانبی ساختمان
  • ترکیبی از دو روش فوق
  • ایجاد تعادل در مقاومت و سختی سازه ها

جهت انتخاب یکی از شیوه های فوق برای مقاوم سازی ساختمان ها، باید مطالعات کافی صورت گرفته و از تکنیک های مناسب استفاده شود.

انتخاب روش مقاوم سازی ساختمان

انصراف از نظر
فیلترها
Sort
display