ستون سازه ای عمودی شکل است که به طور معمول برای انتقال و حمل بار ساختارهای بالایی به ساختارهای پایینی درست می شود. ممکن است هیچ وزنی بر ساختارها متحمل نشود. در ستون ها مبحث کمانش عامل بسیار تعیین کننده ای است. ستون ها به دلایل مختلفی ممکن است دچار خرابی شوند که موجب کمانش موضعی و کلی و گسیختگی در جای درزها و وصله ها می شود. مقاوم سازی ستون فلزی در پی این خرابی ها و آسیب ها لازم به نظر می رسد.

روش های مقاوم سازی ستون فلزی

طبقه اول ساختمان ها به طور معمول با پارکینگ اختصاص می یابد. به دلیل ماهیت معماری این طبقات بیشتر دیوارهای میانی و پیرامونی حذف می شوند تا از فضا استفاده بیشتری بشود. همین مسئله باعث می شود ساختمان در طبقه اول دارای طبقه نرم باشد. در زمان وقوع زمین لرزه تغییر مکان زلزله در این طبقه بسیار زیاد است و موجب فرو ریختن طبقه نرم می شود.

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 ستون ها

یکی از روش های مقاوم سازی ستون فلزی افزودن ورق پوششی به بال ستون ها است. در این شیوه با اضافه کردن ضخامت بال از کمانش موضعی بال ستون جلوگیری خواهد شد.

2- افزودن ورق موازی با جان ستون و تبدیل مقطع به صورت جعبه ای

یکی دیگر از شیوه های مقاوم سازی ستون فلزی افزودن ورق موازی با جان ستون و تبدیل آن به مقطع جعبه ای است. در این روش، افزودن ورق موازی با جان سخت موجب بالا رفتن ممان اینرسی در امتداد موازی با جان می شود.

3- استفاده از ژاکت بتنی برای ستون فلزی

استفاده از ژاکت بتنی نیز از روش های مقاوم سازی ستون فلزی است. از این شیوه برای مقاوم سازی مقاطع فلزی باز مثل 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.

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.

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.

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 یک مدت کوتاه 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 موجود 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 نشود.
• در جوش ها ضعف وجود داشته باشد.
• اصل تیر ضعیف و ستون قوی رعایت نشده باشد.
• زنگ زدگی و خوردگی در ستون ها موجود باشد.
• 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

مقاوم سازی سقف 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 سقف های بتنی اقداماتی را انجام داد.

برای مقاوم سازی سقف، ورق های فولادی باید به شکل درست به سقف متصل و سپس مهار شوند. فضای میان 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 عمودی 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 فولاد پایین آمده است بازگردانده خواهد شد. مقاوم سازی سقف دال بتنی با الیاف FRP علاوه بر سبکی، مقاومت کششی بالایی را ایجاد می کند.