مقاوم سازی ساختمان به منظور حفاظت از ساختمان در برابر بارهای جانبی و ثقلی صورت می گیرد. مقاوم سازی سازه های فولادی با استفاده از بادبند و مقاوم سازی سازه های بتنی با کاشت میلگرد صورت می گیرد. از دیگر روش های مقاوم سازی می توان به روشfrp، دیوار برشی و ... اشاره نمود.
بسیاری از سازه ها هستند که بنا به دلایل خاصی به مقاوم سازی نیاز دارند. مقاوم سازی ساختمان فقط برای سازه های قدیمی نمی باشد بلکه برخی از سازه های جدید وجود دارد که به دلایل اشکالات اجرایی یا موارد مختلف دیگر به مقاوم سازی سازه نیاز دارند.
مقاوم سازی به معنای بهبود عمل کرد المان های سازه ایی سازه، در برابر عوامل مخرب و آسیب زا طبیعی مانند زلزله و ... می باشد. همان گونه که بیان شد، مقاوم سازی سازه را می توان برای ساختمان های فلزی به کار برد به این صورت که:
در اجزا و المان های سازه ایی سازه فولادی می توان با تعبیه ورق ها ( پلیت ها ) یا اضافه کردن بادبند ها سازه را مقاوم سازی کرد. برای مقاوم سازی سازه های بتنی نیز می توان با استفاده از روش های نوین و هم چنین اضافه کردن دیوار برشی سازه را مقاوم سازی کرد.
لازم به ذکر است که از جمله روش های مقاوم سازی مدرن می توان علاوه بر موارد بالا به موارد زیر اشاره کرد.
اگر می خواهید بدانید کدام یک از این روش ها بهتر است باید بگویم که همه چیز به شرایط ساختمان شما بستگی دارد. هر کدام از این روش ها مزایا و معایبی دارند و باید با توجه به شرایط هر روش را به گونه ای انتخاب کرد که بتواند مقاومت سازه را تامین کند. مقالات زیادی در مورد این روش وجود دارند که می توانید از آن ها استفاده کرده و دانش خود را تکمیل کنید.
مقاوم سازی ساختمان همان طور که از نام آن مشخص است، و در علم مهندسی نیز تعریف می شود، عملیاتی است که برای بالا بردن مقاومت ساختمان ها در برابر حوادثی نظیر زلزله به کار می رود. به دلایل مختلفی ساختمان ها به مقاوم سازی نیاز دارند.
همان گونه که بیان شد ،مقاوم سازی ساختمان بر خلاف آن چه در تصور مردم عادی وجود دارد، تنها برای ساختمان های قدیمی کاربرد ندارد. هر ساختمانی می تواند در صورت نیاز مقاوم سازی شود.
مقاوم سازی در واقع افزایش مقاومت ساختمان در برابر نیروهایی است که به آن وارد می شود. می دانیم که مهم ترین نیرو و شاید بتوان گفت پر چالش ترین نیرو زلزله است که ممکن است ساختمان در مقابل آن استحکام کافی را نداشته باشد و با لرزش هایی فرو بریزد.
مقاوم سازی اصولی ترین شیوه برای حفظ جان انسان هایی است که در زمان زلزله در یک ساختمان به سر می برند. ممکن است به هر دلیلی ساختمان به مقاوم سازی نیاز داشته باشد که در این صورت در اولین فرصت باید برای انجام آن اقدام شود.
مقاوم سازی ساختمان به علت های مختلفی انجام می شود که می توان آن را به خطاهای انسانی و خطاهای غیر انسانی تقسیم بندی کرد.
به دلایل گوناگونی ممکن است در طراحی اشتباه رخ دهد. به عنوان مثال: فراموش کردن بندی از آئین نامه و فرضیات اشتباه درباره شرایط و موقعیت ساختمان
اگر در آئین نامه اشتباه و یا نقصی وجود داشته باشد، به مهندس مربوط نمی شود، اما ممکن است یک ساختمان که قبل از نشر آئین نامه جدید ایمن به حساب می آمده است، با توجه به این آئین نامه دیگر امنیت کافی نداشته باشد.
می توان مهم ترین عناصر ساخت یک ساختمان را مجریان آن دانست. داشتن دقت نظر کافی در تمام مراحل اجرایی ساختمان کار بسیار دشواری است. ممکن است در زمان آرماتور بندی، قالب بندی، بتن ریزی، عمل آوری، اندازه گذاری و شاقول کردن ساختمان خطاهایی رخ بدهد که به دلیل جایز الخطا بودن انسان ها امری طبیعی است.
یکی از اتفاقات رایج عوض شدن مقادیر ویژگی های مصالح استفاده شده در ساختمان نسبت به مقادیری است که برای آن در نظر گرفته شده است که هم در سازه های بتنی و هم سازه های فولادی اتفاق می افتد.
عملیاتی مانند حمل، اختلاط، بتن ریزی و در آخر نگه داری مصالحی را تولید می کند که ویژگی های مکانیکی پراکنده دارند. آئین نامه های بتن همیشه در تلاش بوده اند که با مشخص کردن مقادیر آماری در ساخت به اطمینان بیشتری برسند. اما مقاومت فشاری بتن در مواردی از مقدار مشخص شده برای ساختمان کمتر است و مقاوم سازی می تواند راه چاره این مشکل باشد.
فولاد از مصالحی است که تقریباً در تمام ساختمان ها نقش پر رنگی دارد. مصالح فولادی به دو صورت مقاطع فولادی یا مدفون در بتن یا دیگر مصالح بنایی کاربرد دارد.
اضافه شدن بار ساختمان گریز ناپذیر است. این امر به شکل های مختلف اتفاق می افتد و راه حل آن مقاوم سازی خواهد بود
سبک زندگی امروز در شهرهای بزرگ موجب می شود که گاهی از یک واحد مسکونی به جای انبار شرکت استفاده شود و همین امر مقاوم سازی ساختمان را به دنبال خواهد داشت.
در صورتی که نیاز باشد روی بام یا هر جای دیگر یک ساختمان ماشین آلات و یا تجهیزات مکانیکی یا مخابراتی نصب شود، انجام مقاوم سازی ساختمان برای تحمل این وسایل حتمی به نظر می رسد.
گاهی نیز تغییر در سیستم سازه ای مانند حذف یک ستون می تواند مقاوم سازی را برای یک ساختمان اجباری کند.
زلزله جزء حوادث طبیعی و غیر مترقبه است که شهری مانند تهران در معرض خطر آن قرار دارد و نیاز به مقاوم سازی ساختمان ها ضروری به نظر می رسد. کشور ما روی کمربند زلزله قرار گرفته است، به طوری که زیر همه استان ها یک گسل خطرناک و فعال وجود دارد.
همین مسئله پر اهمیت مهندسان را بر آن داشته است که حتماً مقاوم سازی ساختمان ها را در برابر زلزله مد نظر داشته باشند. همان طور که اشاره کردیم ساختمان ها در برابر زلزله عملکردهای متفاوتی از خود نشان می دهند. عملکرد یک ساختمان مسکونی در مقابل زلزله زمانی صحیح است که با وارد شدن نیروها هر چند خسارت هایی به آن وارد می شود، اما هرگز فرو نمی ریزد.
علاوه بر زلزله می توان به حوادث دیگری مانند موارد زیر اشاره کرد:
در کل، می توان گفت که مقاوم سازی ساختمان برای ایجاد امنیت و ایمنی بیشتر در یک ساختمان کارایی دارد. این عملیات می تواند برای مدتی شما را از دغدغه و نگرانی هایی که درباره حوادث غیر مترقبه به خصوص زلزله وجود دارد برهاند. هدف از مقاوم سازی توسط طرح های دولتی طرح هایی که دولت برای مقاوم سازی ارائه می دهد در کاهش خسارات زلزله تأثیر ندارد. اما این طرح ها دو هدف را دنبال می کنند
پایین آوردن خسارت های مالی بر عهده دولت پروژه هایی که برای مقابله با زلزله در قسمت های مهم توسط دولت در حال انجام است، تا حد زیادی موجب کاهش تلفات جانی و هم چنین خطرات زلزله خواهد شد
در بسیاری از موارد، مقاوم سازی ساختمان و شیوه های تقویت ستون های فولادی اصلاً مقرون به صرفه نیستند. در این مواقع شاید تغییر کاربری راه بهتری باشد که به این ترتیب کنترل بار زنده سازه اتفاق می افتد. در مواردی نیز مقاوم سازی ساختمان نتیجه ای در بر ندارد و بهتر است کل ساختمان خراب و نوسازی شود. در این موارد هزینه کردن برای مقاوم سازی بیهوده است و موجب به هدر رفتن سرمایه خواهد شد.
استفاده از شیوه های مقاوم سازی ساختمان و شیوه های تقویت ستون های فولادی با بررسی مشاوران این حوزه تشخیص داده می شود. مشاوران متخصص با در نظر داشتن مزایا و هم چنین هزینه و زمان باید بهترین پیشنهاد مقاوم سازی را ارائه دهند.
می توانید برای اطمینان از انتخاب درست شیوه مقاوم سازی از چند متخصص برای این کار مشاوره بگیرید و در نهایت نیز بهترین شیوه را برای ساختمان خود انتخاب کنید. اجرای مقاوم سازی مهم ترین بخش آن است و هرگز نباید مصالح ارزان بی کیفیت را به مصالح با کیفیتی که قیمت بالاتری دارند ترجیح دهید.
هدف از مقاوم سازی سازه های بتنی تحکیم یک ساختمان می باشد. در پی فرسوده و خراب شدن سازه های زیربنایی و لزوم تقویت سازه ها برای تأمین شرایط سخت گیرانه طراحی در دو دهه گذشته، تأکید زیادی روی تقویت، تعمیر و مقاوم سازی سازه های بتنی شده است.
هدف از مقاوم سازی سازه های بتنی برای تقویت در جهت تحمل بارهای وارده، بهبود نارسایی ها در اثر فرسایش و افزودن شکل پذیری سازه با کاربرد مصالح مناسب و شیوه های مختلف اجرایی انجام می شود.
سازه های بتنی که امروزه از مهم ترین سازه های می باشند باید در برابر عوامل مخرب طبیعی و غیر طبیعی مقاوم سازی شوند به دلیل آن که امروزه بیشتر ساختمان ها در سطح شهر ها به صورت سازه های بتنی می باشد.
باید بیان شود بهترین سازه برای ساختمان های مسکونی ، سازه های بتنی می باشند. البته این موضوع به تعداد طبقات ساختمان و هم چنین هزینه در نظر گرفته شده برای ساخت سازه نیز بستگی دارد. اما اگر سازه های بتنی با توجه به آیین نامه ها و کاملا مناسب و مهندسی شده طراحی و اجرا شوند، از بهترین سازه ها برای سکونت مردم می باشد.
هدف از مقاوم سازی سازه های بتنی با ژاکت بتنی یا فولادی موجب افزایش مقاومت فشاری و برشی و حفظ محصور شدگی برای بالا بردن شکل پذیری یا پیوستگی بتن و آرماتور می شود. با این شیوه امکان حفظ مقاومت برشی، فشاری و محصور شدگی ستون ها، دیوارها، دال ها و تیرها نیز وجود دارد. همچنین، ظرفیت باربری آن ها در برابر بارهای جانبی زلزله و قائم بالا خواهد رفت.
تنش برشی در محل وصل شدن مستقیم دال ها به ستون که از برش سوراخ کننده ناشی می شود، تنش پر اهمیتی است.
از شیوه پس کشیدگی در جهت پیش تنیده کردن بتن مسلح و مقاوم سازی سازه های بتنی استفاده می کنند. کشیدن ظرفیت باربری فعال عضو را می افزاید. به کار بردن تسمه های پس کشیده با هدف افزایش ظرفیت برشی تیرها : در این شیوه با بهره وری از تسمه های فولادی که در محل اتصال تیر به ستون در فاصله های منظم نصب شده و با سفت کردن بست فولادی پس کشیده شده اند، ظرفیت برشی افزوده خواهد شد.
زمانی که یک بار متحرک از روی درز رد می شود، انتقال مناسب برش میان دال ها و دیگر اجزای سازه ای اهمیت زیادی دارد. توانایی درز در انتقال برش از یک سمت به سمت دیگر برای عملکرد دال نیز از اهمیت برخوردار است.
افزودن بادبند فولادی موجب مقاوم سازی سازه های بتنی، بالا بردن سختی، کم شدن نیاز به شکل پذیری و بالا بردن مقاومت برشی سیستم خواهد شد. به طور معمول، به کار بردن سیستم های مهار بندی واگرا در سازه های بتنی به علت هزینه بالا و دشواری هایی که در زمان اجرا و تأمین تجهیزات تیر پیوند دارد، مرسوم نیست. در عوض انواع سیستم های مهار بندی همگرا در این نوع بهسازی قابل استفاده هستند.
به کار بردن شاتکریت بتنی یکی از شیوه های مقاوم سازی دیوار و در نهایت مقاوم سازی سازه های بتنی است. در این شیوه، یک شبکه میلگرد به شکل درست و مهاربندی شده روی دیوار گذاشته می شود. بعد عملیات بتن پاشی با دستگاه شاتکریت انجام می شود.
اضافه شدن این پوشش بتنی موجب انسجام مناسب دیوار و همچنین افزایش مقاومت و شکل پذیری درون صفحه و برون صفحه خواهد شد. از مزایای این شیوه می توان به این نکته اشاره کرد که شبکه میلگرد به وجود آمده روی سطح دیوار با بتن پاشیده شده مثل یک لایه بتن مسلح عمل می کند و رفتارهای لرزه ای دیوار را بهبود می بخشد.
برای کنترل خیز سازه و بالا بردن سختی، مقاومت و یکپارچگی سقف بتنی و در نتیجه مقاوم سازی سازه های بتنی از صفحه های فولادی استفاده می شود. این صفحه ها باید به شکل درست به سقف وصل و سپس مهار شوند و فضای میان سقف و صفحه با گروت پر خواهد شد. به این ترتیب، در حین چسبندگی کافی، عملکرد لرزه ای و انتقال بار مناسب اتفاق خواهد افتاد.
محصور کردن اعضای بتنی مانند تیرها و ستون ها با پروفیل ها و صفحه های فولادی از شیوه های مؤثر مقاوم سازی سازه های بتنی برای افزایش مقاومت ساختمان در برابر زلزله است. این شیوه در مقایسه با شیوه افزایش ابعاد این برتری را دارد که با آن ابعاد مقطع خیلی زیاد نمی شود. اما در جهت بالا بردن سختی مقطع برای کنترل برش باید تمهیداتی اندیشیده شود. هدف از مقاوم سازی سازه های بتنی که مقاومت کمی دارند مناسب است.
محل اتصال تیر به ستون در قاب های خمشی بتن مسلح به دلیل قرار گرفتن اتصال در اثر تنش های رفت و برگشتی در زمان وقوع زلزله، از پر مخاطره ترین قسمت های عملکرد قاب بتن مسلح خمشی به حساب می آید. به این ترتیب، اصلاح عملکرد گره اتصال روی بهبود عملکرد تمام سیستم اثر خواهد داشت.
مقاوم سازی محل اتصالات به شیوه های تزریق رزین اپوکسی در ژاکت فولادی، به کار بردن طوق های پیش تنیده X شکل، مقاوم سازی با FRP، مقاوم سازی با ژاکت فولادی و قفس فولادی و همچنین با استفاده از پیش تنیدگی و ژاکت بتن آرمه امکان پذیر خواهد بود.
بتن جزء مصالح ساختمانی است که مقاومت فشاری تقریباً مناسب و مقاومت کششی پایینی دارد. اگر اجزای بتنی بدون میلگرد استفاده شوند، با اعمال بار به آن، موجب ترک خوردگی خواهد شد که این ترک خوردگی تا خراب شدن نهایی ادامه خواهد داشت.
می توان با به کار بردن آرماتورهای تقویت کششی در بتن مسلح این مسئله را حل کرد. این مورد از جمله مواردی است که جزء نقطه ضعف های سازه های بتنی مسلح و پیچیدگی آن در تقویت سازه های بتنی و هم چنین ترمیم و مقاوم سازی محسوب می شود.
استفاده از سازه های بتنی سریع و آسان است و همین مسئله موجب افزایش کارایی آن ها در ساختمان سازی شده است. سازه های بتنی در اسکلت ساختمان ها در مقایسه با سازه های فولادی حجم بیشتری از فضای ساختمان را اشغال میکنند. محافظت از فولاد مشکل است و در زمان کار با آن ها به دقت زیادی نیاز دارند.
شرایط آب و هوایی روی فولاد اثر گذار است و مصالح مورد استفاده آن قیمت بالایی دارند. مهم ترین مسئله در مورد سازه های فولادی این است که به دلیل انعطاف پذیری در مقابل زلزله و بارهای جانبی مقاومت بالایی دارند. اما مقام سازی سازه های بتنی با هدف افزایش مقاومت آن ها باید انجام شود.
برای انجام مقاوم سازی سازه های بتنی باید با روش های متفاوتی آن را انجام داد.همان گونه که می دانید مقاوم سازی سازه های بتنی به دلایل مختلفی انجام می شود. که می توان به موارد زیر اشاره کرد:
به وجود آمدن ترک های مورب در هسته بتن
ورقه ورقه شدن هسته مرکزی بتن در بیشتر ترکهای مورب رفت و برگشتی تحت تأثیر زلزله
جدا شدن پوشش بتن
کنده شدن تنگ ها و خاموت ها و بیرون آمدن از جای خودشان
شکست برشی المان های کوتاه یا اجزایی که به اطراف متصل شده و کم بودن طول مؤثر آزاد آن ها
به وجود آمدن کمانش در آرماتورهای طولی
بیرون آمدن میلگردها از جای اولیه و رفتن به قسمت های تنش های متناوب بالا
گسیخته شدن دال های بتن آرمه در حاشیه های غیر ممتد
وجود ترک های مورب در دیوار برشی به ویژه به شکل متمرکز در اطراف بازشوها
به وجود آمدن ترک برشی در نقطه گره ها و جای اتصال تیر ستون
مقاوم سازی سازه های بتنی به سه روش زیر انجام پذیر است.
یکی از شیوه های بهسازی و تقویت سازه ها، شکاف دادن پوشش بتنی اجزای سازه و گذاشتن میلگرد فولادی اضافی در آن و در نهایت پوشاندن آن قسمت با رزین مقاوم است. به این شیوه ظرفیت سازه کمی بهبود پیدا می کند، اما مشکل خوردگی میلگردهای فولادی هم چنان پا بر جا است. اما یک شیوه دیگر هم وجود دارد که استفاده از ورق های فولادی یا ژاکت فولادی است. در این روش ورق های فولادی از خارج به اعضای بتنی چسبانده می شوند.
وجود محدودیت طولی در انتقال دادن ورق های فولادی به کارگاه با در نظر داشتن این که طول تیرها به طور معمول بلند هستند. به کار بردن ژاکت های بتنی یا پوشش هایی از نوع بتن آرمه، شیوه سنتی مقاوم سازی سازه های بتنی است که موجب افزایش سختی و شکل پذیری و هم چنین تقویت سازه های بتنی می شود.
افزایش ابعاد مقاطع و بار مرده سازه بتنی از نقاط ضعف این شیوه به حساب می آیند. هم چنین به کار بردن این روش به تخلیه کامل ساختمان و تخریب سازه بتنی نیاز دارد و موجب بالا رفتن نامناسب سختی اعضای بتنی می شود.
از دیوارهای برشی فولادی در طراحی به عنوان سیستم مقاوم در مقابل بارهای جانبی و همچنین مقاوم سازی سازه ها استفاده می شود. مقرون به صرفه بودن، نصب و اجرای سریع و داشتن پتانسیل جذب انرژی بالا آن ها را به شیوه ای مناسب برای مقاوم سازی تبدیل کرده است. از این شیوه در کشورهای امریکا، ژاپن و کانادا برای مقاوم سازی سازه های بتنی استفاده می شود. دیوارهای برشی فولادی را به راحتی می توان به قاب های فلزی موجود افزود.
ولی مقاوم سازی لرزه ای قاب های بتنی به وسیله آن ها هم چنان در مراحل اولیه است. با مقایسه کردن قاب های بتنی که دیوار برشی فولادی دارند و آن ها که بدون آن هستند، این نتیجه به دست آمده که تأثیر مقاوت فشاری بتن بر ظرفیت های بتنی با دیوار برشی ورق فولادی بیشتر است که به دلیل تأثیر ورق فولادی بر عناصر مرزی به دست می آید.
دیوار برشی فولادی در مقاوم سازی سازه بتنی و سازه های فولادی قابل استفاده است. ویژگی های این دیوارها عبارت اند از:
دیوار های برشی نقش بسیار مهمی در مقاوم سازی سازه های بتنی دارند و باعث می شود که سختی جانبی سازه به صورت قابل توجهی بالا برود. دیوار برشی هم برای مقاوم سازی سازه های بتنی کاربرد دارد و هم چنین برای مقاوم سازی سازه های فولادی به کار می رود. لازم به ذکر است که از دیوارهای برشی فولادی نیز برای سازه های بتنی به کاربرد.
دیوار برشی فولادی بدون سخت کننده که در آن ورق جان مقاومت فشاری کمی دارد و به همین دلیل کمانش در اثر بارهای کوچک ایجاد می شود. از سوی دیگر، بارهای جانبی به وسیله مقاومت کششی قطری ایجاد شده در جان دیوار تحمل می شود که این کار مانند میدان های کششی ایجاد شده در تیر ورق ها است. دیوار برشی فولادی در مقاوم سازی سازه بتنی با سخت کننده که در آن سخت کننده ها ظرفیت کمانشی ورق جان دیوار برشی را بالا می برد.
دیوار برشی فولادی مرکب سختی مورد نیاز برای ورق فلزی جان دیوار به وسیله بتن آرمه تأمین می شود. از بتن سخت کننده می توان در یک سمت یا هر دو سمت ورق جان دیوار استفاده کرد. کاربرد این سیستم در منطقه های زلزله خیز به علت جذب و اتلاف انرژی زیاد مناسب و به صرفه است.
در مقاوم سازی سازه های بتنی به مصالحی نیاز است که علاوه بر افزایش مناسب ظرفیت سازه، در برابر شرایط نامطوب محیط نیز استقامت خوبی برای محافظت از بتن داشته باشد. با پیشرفت فناوری، مهندسان محصولات پلیمری و کامپوزیتی را جایگزین مواد سنتی در مقاوم سازی کردند. با دست یافتن به پلیمرهای مسلح شده با الیاف FRP در صنعت ساختمان، راه حل بسیاری از معضلات در بهسازی و مقاوم سازی ساختمان پیدا شد.
در این شیوه شکل های گوناگون مصالح FRP مانند الیاف، ورقه و آرماتور برای بهبود ظرفیت باربری، ترمیم و تقویت و همچنین مقاوم سازی به کار می رود. مصالح کامپوزیتی FRP نیز سهم زیادی از مقاوم سازی را بر عهده گرفته است.
کامپوزیت با داشتن مقاوت کششی زیاد، وزن کم و مقاومت بسیار در برابر خوردگی و شرایط نامساعد محیط، در مقاوم سازی سازه های بتنی در برابر خطر زلزله کاربرد فراوانی دارد. به این موارد می توان آسان بودن استفاده از FRP، نیاز نداشتن به نیروی کار حرفه ای، سبک و همچنین مقاومت کم آن اشاره کرد.
برای این که ستون های آسیب دیده دوباره تقویت شوند و در کل ساختمان مقاوم سازی شود، راه هایی وجود دارد که در ادامه آورده شده است:
استفاده از پیش تنیدگی خارجی برای تقویت ستون های فولادی جزء شیوه های نوین مقاوم سازی ساختمان است. کابل های پیش تنیدگی استفاده شده برای این امر از نوع کابل ها و مفتول های متداول در کارهای پیش تنیدگی هستند. شیوه های تقویت ستون های فولادی می تواند موضعی یا کلی باشد.
در حالت کلی نیروهای پیش تنیدگی که به ستون مقاوم شده وارد می شوند، به باز توزیع نیروهای داخلی منجر شده و موجب کاهش تنش ها در اجزا نسبت به حالت اولیه می شود. این احتمال وجود دارد که در بعضی از سایر اجزای ستون، پیش تنیدگی باعث افزایش تنش شود. به همین علت در استفاده از پیش تنیدگی خارجی باید آنالیز تنش در ستون مقاوم سازی شده با دقت بررسی شود.
به جز مسئله مهارها، در زمان به کار بردن کابل های پیش تنیدگی تعدادی از عناصر اضافی که بیشتر شامل انواع مختلفی از سخت کننده ها هستند نیز لازم به نظر می رسند. این مسئله در موارد پیش تنیدگی موضعی وجود دارد، به دلیل این که پیش تنیدگی نیروهای متمرکز جدیدی شامل نیروهای محوری اضافی را در اعضا ایجاد می کند. به این ترتیب اجزا باید به شکل موضعی برای حفظ پایداری تقویت شوند.
استفاده از فولاد در ساختمان های بلند بسیار پر کاربرد است ،اما در سازه های بلند به دلیل آن که ستون طبقات بالاتر تقریبا لاغر تر از ستون های طبقه پایین تر می باشد، در برابر تنش های وارده باعث می شود که لرزش بیشتری احساس شود. لازم به ذکر است که ساختمان های فلزی به دلیل یک پارچگی که دارند، با کوچک ترین تنش در پایین سازه، طبقات بالا تر به لرزه می افتند.
مقاوم سازی ساختمان با frp یکی از شیوه های پر کاربرد مقاوم سازی است که مراحل نصب و اجرای آن نیاز به قوانینی دارد که در ادامه اصول مقاوم سازی ساختمان با frp پیش از نصب آن آورده شده است.
در واقع FRP مخفف Fiber Reinforced Polymer است. FRP بیشترین استفاده را برای ترمیم و مقاوم سازی سازه های بتنی دارد. وقتی FRP را روی سطح های بتنی مانند دال ها، تیرها، ستون ها و فونداسیون و دیوارهای بتنی قرار می دهند، به این ترتیب مقاومت بتن را بیشتر می کنند.
از FRP در ساختمان ها با کاربری های مختلف به عنوان تکیه گاه ماشین آلات سنگین و در سازه های آبی مثل سدها و کانال ها استفاده می کنند. همچنین، FRP برای مقاوم سازی زیر ساخت های مهندسی مانند پل های جاده ای و ریلی و مخازن نگهدای آب و مواد شیمیایی، سیلوها و برج های خنک کننده به کار می رود.
سازه های بتنی از اجزای مهم ساختمان ها هستند. مقاوم سازی این سازه ها با روش های متعددی انجام می شود که هر کدام معایب و مزایای خود را دارند. تشخیص این که مقاوم سازی سازه های بتنی به چه شیوه انجام شود، توسط متخصص صورت می گیرد. اما یکی از جدیدترین و پرکاربرد ترین شیوه ها استفاده از FRP برای مقاوم سازی سازه بتنی است. مقاوم سازی ساختمان با FRP از مدرن ترین شیوه های مقاوم سازی و تقویت سازه های صنعتی است. البته در عین حال پر کاربردترین شیوه نیز محسوب می شود.
استفاده از الیاف FRP چسبیده به شکل خارجی برای مقاوم سازی سازه های بتنی از اواسط سال 1980 آغاز شده است. به کار بردن این الیاف در سال های اخیر به طور چشم گیر افزایش یافته است. دال ها، تیرها، ستون ها، دیوارها، اتصالات و سازه هایی مانند کوره ها، دودکش ها، طاق ها، تونل ها، سیلوها و خرپاها اجزایی در ساختمان هستند که توسط این الیاف مقاوم سازی روی آن ها انجام می شود.
از الیاف FRP نه تنها برای مقاوم سازی سازه های بتنی بلکه برای سازه های بنایی، چوبی، فولادی و چدنی نیز استفاده می شود. در دهه های 70 و 80 میلادی روش های مقاوم سازی بیشتر شامل ژاکت فولادی و روش های مقاوم سازی مشابه بود، اما با گسترده شدن فناوری و دانش استفاده از سیستم های کامپوزیتی، روش ها و استفاده از FRP برای مقاوم سازی سازه بتنی متداول شده است.
مقاوم سازی سازه های بتنی یا فلزی یا هر نوع سازه دیگری و تعمیر و اصلاح آن ها با هدف دستیابی به شرایط بهره برداری جدید و همچنین افزایش عمر مفید سازه انجام می شود.
افزایش طبقات و بار وارده نیز به مقاوم سازی سازه های بتنی منجر می شود. وقتی بتن نتوانسته است مقاومت لازم را به دست بیاورد یا ابعاد اجزای باربر از ابعاد مورد نیاز کوچک تر باشد و همچنین زمانی که ستون به صورت خارج از محور یا دچار پیچش باشد، مشکلات در زمان طراحی و اجرا ایجاد خواهد شد.
سازه بتنی در شرایط موجود مشکلی ندارد و اما شرایط جدید بهره برداری ممکن است ایجاب کند از منظر باربری در آن تغییراتی به وجود بیاید. همچنین، زمانی که سازه های بتنی طراحی و اجرا می شوند و پس از مدتی آیین نامه طراحی مانند آیین نامه 2800 تغییر می کند که نیازمند اصلاح استراکچر سازه است.
در مواردی هم عمر سازه تمام شده یا در شرف اتمام است و ما تصمیم داریم چند سال دیگر از سازه بهره برداری کنیم. تغییر یک ساختمان که برای مسکونی ساخته شده است و قرار است به عنوان یک مرکز اداری یا آموزشی از آن بهره برداری شود نیز نیازمند مقاوم سازی است. اضافه کردن طبقات روی یک ساختمان بنا به هر دلیلی ساختمان را نیازمند استفاده از FRP برای مقاوم سازی سازه بتنی می کند.
مقاوم سازی سازه های بتنی با افزایش اعضای باربر و کاهش بار وارده به عضو باربر الیاف FRP از جمله مصالحی است که در بهسازی بتن آرمه مورد استفاده قرار می گیرد. نسبت بالای مقاومت به وزن، مقاومت در برابر خوردگی و حمل و نصب آسان، FRP را به عنوان یک گزینه مورد توجه در بسیاری از پروژهای مقاوم سازی مطرح کرده است.
به کار بردن شیوه های قدیمی مانند استفاده از پوشش های بتنی و فلزی برای تعمیر و تقویت ستون های بتن مسلح رواج دارد، ولی این کار به تجهیزات و افراد زیادی نیازمند است و علاوه بر آن وزن سازه را نیز زیاد می کند و همچنین در محیط های خورنده آسیب پذیر است.
در ادامه انواع الیاف frp در مقاوم سازی ساختمان و ویژگی های هر کدام آورده شده است.
الیاف کربن رشته ای است که از حرارت موادی که بخش اصلی آن ها کربن است در محیط گازهای بی اثر حاصل می شود. فیبر کربن به رنگ مشکی است و غیر حلال در آب و بی بو است و در مقابل خوردگی مقاومت زیادی دارد.
انواع الیاف frp در مقاوم سازی ساختمان ، صنایع دفاعی و خودرو سازی از جمله موارد استفاده از این نوع FRP هستند. ویژگی های الیاف کربن در مقاوم سازی ساختمان با FRP و موارد دیگر عبارت است از :
الیاف شیشه پر کاربردترین الیاف در صنعت کامپوزیت است. قیمت این الیاف بسیار پایین است. مقاومت کششی و شیمیایی بالای الیاف شیشه موجب شده است تا در ساخت قطعات در صنایع هوا فضا، خودرو، تجهیزات دریایی و ورزشی مورد استفاده قرار گیرد. الیاف شیشه متداول ترین الیاف مورد استفاده در مقاوم سازی ساختمان با FRP است و برای نگهداری از اجزای مختلف در محیط های خورنده و شیمیایی کاربرد دارد.
ویژگی های الیاف شیشه در انواع الیاف frp در مقاوم سازی ساختمان و موارد دیگر عبارت است از :
الیاف آرامید به شکل های گوناگون موجود است و مانند الیاف شیشه و کربن در ساخت کامپوزیت ها استفاده می شود. این الیاف به علت سبکی، پایداری حرارتی بالا و چقرمگی عالی کاربردهای فراوانی در انواع الیاف frp در مقاوم سازی ساختمان دارد. این الیاف با نام های تجاری کولار، وارن و تکنورا نیز عرضه می شود.
ویژگی های الیاف آرامید در مقاوم سازی ساختمان با FRP و موارد دیگر عبارت است از :
ویژگی های شیمیایی و مکانیکی این الیاف به ترکیب و اجزای سازنده آن بستگی دارد. از این الیاف در صنعت بافت و تولید کامپوزیت ها استفاده می شود. این الیاف در صنایع دریایی، خودرو سازی، حمل و نقل و تجهیزات ورزشی به طور گسترده کاربرد دارد.
الیاف بازالت غیر قابل اشتعال است، پایداری شیمیایی آن بالا است و در مقابل شرایط آب و هوایی مقاومت خوبی دارد. ساختار مواد اولیه و وجود مقدار زیادی حفره کوچک موجب پایدار شدن آن در برابر حرارت شده است. الیاف بازالت در برابر محیط قلیایی مقاومت خوبی دارد، اما مقاومت آن در برابر محیط های بازی کم است. در برابر خوردگی نیز مقاومت بیشتری نسبت به الیاف شیشه دارد.
ویژگی های الیاف بازالت در انواع الیاف frp در مقاوم سازی ساختمان و موارد دیگر عبارت است از:
داشتن مقاومت کششی و سایشی همان طور که ملاحظه کردید، هر کدام از این الیاف ها دارای ویژگی های خاص خود هستند و بسته به خصوصیاتی که دارند، در انواع الیاف frp در مقاوم سازی ساختمان برای ترکیب با رزین به کار می روند. الیاف ها به طور معمول الاستیک، ترد و مقاوم هستند و نقش اساسی باربر را در FRP بازی می کنند.
قطر الیاف بسته به نوع آن حدود 5 تا 25 میکرون است. رزین در FRP به عنوان یک چسباننده عمل می کند و الیاف ها را در کنار هم نگه می دارد. رزین ها را می توان از ترکیبات ترموست یا ترموپلاستیک انتخاب کرد. ترموست با حرارت دیدن سخت می شود و دیگر به شکل مایع در نخواهد آمد. اما ترموپلاستیک با حرارت به شکل مایع و با سرما به شکل جامد در می آید.
رزین های اپوکسی و پلی استر مواد اصلی ماتریس هستند. برای این که مصرف آن ها صرفه اقتصادی داشته باشد و همچنین بهبود خواصشان، در آن ها از افزودنی ها استفاده می کنند. ماتریس انتقال بار FRP را به سرانجام می رساند. همچنین، کمانش موضعی الیاف تحت فشار را تحت کنترل دارد.
الیاف وظیفه تأمین مقاومت مکانیکی را در FRP به عهده دارد. همچنین الیاف است که عمل محافظت در برابر خوردگی و آسیب دیدن را انجام می دهد. الیاف بیشترین بخش تشکیل دهنده FRP است.
FRP انواع مختلفی دارد:
هر کدام موارد استفاده خود را دارند:
FRP هم مانند دیگر مصالح ساختمانی دارای نقاط ضعفی است:
از این شیوه مقاوم سازی در موارد زیادی استفاده می شود:
مقاوم سازی سیلوها، خطوط لوله و نیروگاه ها به کار بردن FRP برای تقویت ستون های بتنی از دیگر روش های مقاوم سازی کارآمدتر است. کامپوزیت FRP برای تقویت ستون های بتنی که تحت بار محوری و برشی هستند و همچنین ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺳﺘﻮن ﻫﺎ کاربرد دارد.
همچنین اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﺸﺨﺼﻪ ﺑﺘﻦ که به علت اﻓﺰاﯾﺶ ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮی، تأثیر افزایشی روی اﺛﺮ ﻣﺤﺼﻮر ﺷﺪﮔﯽ بتن به وجود می آید، از دیگر کاربردهای آن است. FRP به علت نازک بودن ورق هایش بهترین گزینه برای تقویت ستون ها است.
به این ترتیب در جانمایی پارکینگ های ساختمانی ایرادی وارد نخواهد شد. FRP بیشترین تأثیر را در ستون های دایره شکل دارد. هر چند در ستون های مربع و مستطیل هم با گرد کردن گوشه ها می توان از FRP استفاده کرد.
دیوار آتش ساختمان برای مقاوم سازی سازه ها به کار می رود که در این صورت در دیوار آتش از مصالح غیر حریق به کار می برند تا سازه در برابر آتش سوزی مقاوم شود و لازم به ذکر است که این مصالح انواع و اقسام مختلفی دارد ، مانند :
در کشور ما شرکت های مقاوم سازی به تازگی پا به عرصه وجود گذارده و با گردآوری مهندسین و تکنسین های مجرب نسبت به طراحی و اجراء عملیات مقاوم سازی در کشور اقدام نموده اند.
تمامی حقوق متعلق به آرین تیس می باشد.
طراحی سایت و خدمات سئو توسط تیم سئوهاما - میزبانی وب توسط سرورهاما