ستون ها عضوی از اجزای سازه ای هستند که بصورت قائم و عمودی در سازه قرار میگیرند و به طور معمول برای انتقال و حمل بار سقف بالای خود و بار ستونهای بالای خویش به ستون پایینی یا فونداسیون طراحی و اجرا می شوند. در ستون یک سازه از ساختمان ممکن است  نیروی قابل توجه ای وارد نگردد اما ستون مورد نظر به حدی لاغر باشد که نتواند همان نیرو را نیز تحمل نماید . بنابراین مبحث کمانش و لاغری عامل بسیار تعیین کننده ای در طراحی می باشد . ستون ها به دلایل مختلفی ممکن است دچار خرابی و آسیب شوند که موجب کمانش موضعی و یا کمانش کلی در آن  و گسیختگی در محل وصله ها و اتصالات می شود. مقاوم سازی ستون فلزی در پی این خرابی ها و آسیب ها لازم و ضروری می باشد و چنانچه در این خصوص سهل انگاری صورت گیرد می تواند منجر به خرابی بخشی یا کل ساختمان گردد.

روش های مقاوم سازی ستون فلزی

در کشور ما معمولا طبقات اولیه ساختمان ها به پارکینگ اختصاص می یابد. به دلیل ماهیت معماری و طراحی پارکینگ جهت خودروها در این طبقات بیشتر دیوارهای میانی و ستونها حذف می شوند تا از فضای بیشتری جهت مانور خودرو استفاده شود. همین مسئله باعث می شود که اکثر ساختمانها در طبقات اول دارای طبقه نرم باشند.  بنابراین در زمان وقوع زمین لرزه تغییر مکان زلزله در این طبقه بسیار زیاد بوده و موجب فرو ریختن طبقه نرم می شود. 
علاوه بر این طراحان سازه و معماری بدلیل نیاز به فضای بیشتر در طبقات پارکینگ و افزایش قدرت مانور خودروها نیاز به ابعاد کوچکتر ستون‌ها پیدا کرده و بدین منظور روی به طراحی سازه های فولادی می آورند . با توجه به اینکه امروزه مدلسازی و تحلیل و طراحی سازه ها توسط نرم افزار های پیشرفته انجام می شود لذا چنانچه در طراحی سازه های فولادی مهندس محاسب تسلط کافی در طراحی دستی اتصالات فولادی و ارائه جزئیات اجرایی اجرای سازه های فولادی نداشته باشد . سازه اجرا شده دچار مشکل شده و در حین اجرا یا بعد از آن نیازمند تقویت و بهسازی المانهای سازه ای فولادی خواهیم بود . از آنجایی که عضو فشاری سازه مانند ستون از اهمیت بالایی نسبت به دیگر اجزای سازه مانند تیرها برخوردار است و بار و نیروی بیشتری به آنها وارد می گردد ، لذا زودتر دچار آسیب گردیده و آسیب وارده نمایان می شود. این آسیبها می تواند ناشی از :
- خوردگی و یا پوسیدگی ناشی از زنگ زدگی ستونهای فولادی در محل اتصال به فونداسیون و محل اتصال به زمین و تماس با خاک و رطوبت باشد . 
- یا اینکه بدلیل برخورد خودروها در پارکینگ دچار اعوجاج گردد . 
- در اثر آتش سوزی در ساختمان ستونهای فلزی دچار تغییر شکل گردیده باشند . 
- طراحی سازه یا اجرای سازه بسیار ضعیف و دارای ایراد باشد بنحوی که ورقهای فولادی و اتصالات یا خود پروفیل ستون دچار تغییر شکل یا بازشدگی و کمانش گردد . 
در اثر وقوع زلزله ساختمان دچار تغییر شکلهای برگشت ناپذیر شده باشد و ستونها نیاز به تقویت و بهسازی پیدا کنند .

برای مقاوم سازی ستون فلزی از روش های مختلفی استفاده می شود که بعد از بررسی ستون ها و تشخیص دلیل خرابی و آسیب ها انتخاب می شود.

1- افزودن ورق پوششی به بال یا جان ستون ها:

یکی از روش های مقاوم سازی ستون فلزی افزودن ورق پوششی به بال یا جان ستون ها است. در این شیوه با افزایش ضخامت بال به کمک ورقهای تقویتی ظرفیت باربری ستون افزایش یافته و از کمانش موضعی بال ستون جلوگیری خواهد شد.

2- افزودن ورق موازی با جان ستون و تبدیل مقطع ستون به صورت جعبه یا box:

یکی دیگر از شیوه های مقاوم سازی ستون فلزی افزودن ورق موازی با جان ستون همزمان با تقویت بال ستون و تبدیل آن به مقطع جعبه ای (box)  است. در این روش، با افزودن ورق موازی با جان موجب بالا رفتن ممان اینرسی ستون در امتداد موازی با جان نیز گردیده و در هر دو جهت ظرفیت باربری و خمشی ستون زیاد می شود.

3- استفاده از ژاکت بتنی برای ستون فلزی

استفاده از ژاکت بتنی نیز از روش های مقاوم سازی ستون های فلزی است. از این شیوه برای مقاوم سازی مقاطع فلزی پاباز مانند مقاطع I و H استفاده می شود. با محصور کردن ستون های فلزی سختی آن بالا می رود که موجب بالا رفتن سختی برشی نیز خواهد شد. برای بالا بردن سختی خمشی ستون ها باید روکش بتنی ستون فلزی در طبقه های مختلف پیوسته باشد. این روش بسیار مناسب اسکلت فلزی ساختمان های بسیار قدیمی می باشد که در آن اتصالات تیر به ستون از نوع مفصلی بوده و با این روش اتصالات سازه خمشی و گیردار می شود . 

برای مقاوم سازی ستون های فلزی خورده شده نیز از این روش استفاده می شود. برای تقویت ستون های فلزی در برابر حریق و آتش سوزی این روش بسیار کارآمد است. البته استفاده از این روش براحتی مطالب بیان شده نبوده و باید طراحی های دقیقی صورت گیرد تا سختی ستونهای تقویت شده با این روش نسبت به دیگر ستون‌ها زیاد افزایش نیافته و جذب انرژی آنها بی دلیل زیاد نشود.

4- ستون فلزی پر شده با بتن:

از این روش مقاوم سازی ستون فلزی برای مقاطع فولادی بسته استفاده می شود. این روش نیز از شیوه های رایج مقاوم سازی به شمار می رود. نکته مهم در استفاده از این روش تعبیه برشگیر در داخل box فولادی موجود می باشد و جزییات اجرایی و تکنیک های خاصی جهت استفاده از این سیستم نیاز است.

5- تقویت ستون فلزی با FRP

تقویت و مقاوم سازی ستون ها با الیاف FRP یکی از شیوه های نوین محسوب می شود. الیاف FRP به علت مقاومت زیاد، ضخامت و وزن کم در مدت کوتاهی از محبوبیت بسیاری در میان مهندسان ساختمان برخوردار است. در حال حاضر استفاده از این روش نقش مهمی در تعمیر، ترمیم و مقاوم سازی سازه های عمرانی دارد.

استفاده از این الیاف مزایای زیادی دارد. نسبت بالای مقاومت به وزن الیاف ها و ضخامت کم در کنار طول عمر بالای آنها این سیستم مقاوم سازی را به یک سیستم متداول تبدیل کرده است. مقاوم سازی ستون فلزی با FRP بدون ایجاد تغییرات در معماری ساختمان قابل اجرا است. مقاوم سازی ستون ها به این روش امکان تقویت قسمت هایی که دسترسی به آنها مشکل است فراهم می کند. در ضمن، مقاوم سازی با این الیاف بدون داشتن تجهیزات خاص در کوتاه مدت امکان پذیر است. این روش مقاوم سازی دیگر مشکلات موجود در سایر روش های مقاوم سازی را ندارد و آن را یکی از بهترین شیوه های مقاوم سازی ساختمان ها می دانند.

مزایای استفاده از مصالح FRP برای مقاوم سازی ستون فلزی:

مصالح FRP روی تمام مصالح مانند فولاد، بتن، چوب و مصالح بنایی قابل نصب هستند.
موجب بالا رفتن مقاومت محوری، برشی و خمشی ستون ها می شوند.
شکل پذیری افزایش می یابد و قابلیت جا به جایی نسبی بیشتر خواهد شد.
در میان روش مشابه مقاوم سازی ستون فلزی با کمترین افزایش در ابعاد پایه همراه است.
سرعت این شیوه مقاوم سازی بالا است.
در زمان اجرای این روش مقاوم سازی، بهره برداری از سازه متوقف نمی شود.
 

دلایل مهم خرابی ستون های فلزی

بیشتر آسیب های وارده در ستون ها که به مقاوم سازی ستون فلزی منجر می شود، به دلیل ایرادات ناشی از بخش طراحی و اجرا هستند. دیگر دلایل خرابی ستون ها عبارتند از:

• سطح مقطع ستون کم باشد.
• ستون بیش از حد مجاز لاغر باشد.
• مقطع ستون فشرده نباشد.
• در جوش های اجرا شده ضعف وجود داشته باشد.
• اصل تیر ضعیف و ستون قوی رعایت نشده باشد.
• زنگ زدگی و خوردگی در ستون ها روئیت گردد .
• بر اثر جوشکاری زیاد منطقه متأثر از حرارت وجود داشته باشد.
• در ستون فلزی خستگی ایجاد شود.
• حریق و آتش سوزی اتفاق بیافتد.
   

مقاوم سازی سقف های اسکلت فلزی:

مقاوم سازی سقف های اسکلت فلزی ممکن است در اثر خوردگی و پوسیدگی انجام شود. یکی از روش های مقاوم سازی استفاده از ورق های فولادی است. با این روش می توان در جهت کنترل خیز سازه و افزودن سختی، مقاومت و یکپارچگی تیر سقف هااقداماتی را انجام داد.

برای مقاوم سازی سقف، ورق های فولادی باید به شکل درست به تیر سقف متصل و سپس مهار شوند. فضای میان تیر سقف و ورق ها نیز باید با گروت یا مصالحی بر پایه اپوکسی پر شوند. به این ترتیب، ضمن چسبندگی کافی عملکرد لرزه ای در برابر زمین لرزه و انتقال بار مناسب از خود به جا خواهد گذاشت.

سقف دال بتنی نیز از اعضای سازه ای در ساختمان ها است. دال ها وظیفه تحمل بارهای عمود بر سطح خود را بر عهده دارند. مقاوم سازی این عضو از اهمیت زیادی برخوردار است و از بهترین روش های مقاوم سازی سقف دال بتنی استفاده از الیاف FRP است. مقاوم سازی با این روش موجب بالا بردن ظرفیت خمشی سقف می شود. همچنین، ظرفیت اصلی دال که به علت خوردگی میلگردها پایین آمده است بازگردانده خواهد شد. مقاوم سازی سقف دال بتنی با الیاف FRP علاوه بر سبکی، مقاومت کششی بالایی را ایجاد می کند.