سازه های بتنی و مقاوم سازی سازه های بتنی در حین اجرا سازه ممکن است با معضلاتی روبه رو شود و یکی از معایب اجراء سازه های بتنی صرف نیروی کار جهت تهیه بتن در کارگاه و عدم ساخت قطعات در کارخانه و جلوگیری از نیروی انسانی در فرآیند ساخت قطعات می باشد. به طور مثال در پروژه های فولادی قسمت اعظم فرآیند ساخت اسکلت در کارخانه توسط دستگاه صورت گرفته و فقط مراحل مونتاژ و نصب نهایی قطعات در کارگاه توسط نیروی انسانی صورت می گیرد که مرحله مونتاژ می تواند جوشکاری و یا بتن پیچ و مهره اتصالات باشد. علاوه بر این سرعت اجرا سازه های فولادی بسیار بالا تر از سازه های بتنی می باشد زیرا در سازه های بتنی زمان خاصی را باید به گیرش بتن اختصاص داد و تا زمانی که سازه بتنی به مقاومت خاص خود نرسد نمی توان به سرعت به ساخت بقیه پروژه پرداخت. امروزه به دلیل سهولت در اجراء و هزینه نسبتاً کمتر اجراء سازه های بتنی نسبت به سازه های فلزی یا فولادی و نیز عدم نیاز به تأمین هزینه مالی سنگین اولیه به هنگام شروع کار اکثر کارفرمایان و سازندگان ساختمان ترجیح می دهند که پروژه های ساختمانی ( مقاوم سازی ساختمان ) و عمرانی خویش را به صورت سازه های بتن آرمه اجراء نموده و کندی در پیشرفت این گونه پروژه ها را نسبت به بهاء بالای اجراء سازه های فولادی در نظر نگیرند. در ادامه در مورد کاربرد مقاوم سازی سازه توضیحاتی داده شده است ، با ما همراه باشید.
مقاوم سازی سازه ها چگونه باید انجام شود؟
نیاز به مقاوم سازی سازه ممکن است ناشی از عوامل مختلفی باشد، ابتدا باید بررسی شود که آیا امکان مقاوم سازی وجود دارد یا خیر و برآورد هزینه مقاوم سازی ساختمان مقرون به صرفه تر است یا هزینه تخریب و بازسازی سازه. از آنجایی که گاهی اوقات مقاوم سازی پرهزینه است، مهندسان دستور تخریب و بازسازی را می دهند. مقاوم سازی ممکن است ناشی از عوامل مختلفی مانند نقص در طراحی و اجرای سازه، تغییر کاربری سازه و از دست رفتن مقاومت برخی از عناصر سازه باشد.
روش مقاوم سازی سازه ها با استفاده از ورق های FRP
اف آر پی یک کامپوزیت است که برای افزایش چسبندگی الیاف یا فیبر تقویتی با ماتریس رین معمولا از اصلاح سطحی استفاده می شود. سیستم های پلیمر مسلح شده با الیاف REINFORSED POLIMER) FIBER) با نام اختصاری FRP در دنیا معرفی شدند که به دلیل داشتن دو جزء اصلی شامل الیاف و ماده چسباننده آنها به یکدیگر به عنوان نوعی ماده مرکب یا کامپوزیت به شمار می روند. به طور کلی روش های بهسازی سازه های بتنی موجود برای تقویت آنها به منظور تحمل بار های 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 میگردد. استفاده از مواد مرکب ساخته شده از الیاف در محیط رزین پلیمری به عنوان پلیمرهای مسلح شده با الیاف که به اختصار FRP نامیده می شوند Fiber Reinforced Polymers به عنوان یک ضرورت در جایگزینی مصالح سنتی و شیوه های موجود شناخته میشوند. سیستم اف آر پی FRP بدین صورت تعریف می شود که الیاف و رزین ها برای ساخت چند لایه مرکب مورد استفاده قرار می گیرند، به نحوی که رزین های مصرفی (رزین اپوکسی) به منظور چسباندن چند لایه مرکب به سطح بتن زیرین و پوشش ها به منظور محافظت مصالح ترکیب شده استفاده می شوند. 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.
مقاوم سازی با اضافه نمودن دیوار برشی و یا بادبند
استفاده از دیوار برشی بتنی در ساختمان ها یکی دیگر از روش های بهسازی سازه های بتنی می باشد. به علت سختی بیشتر دیوار برشی نسبت به بادبند، تعداد دهانه های لازم برای تعبیه دیوار برشی کمتر از دهانه های لازم برای بادبند است که در نتیجه طرح مقاوم سازی مشکلات کمتری در زمینه معماری بوجود می آورد. برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموت های دورپیچ ستون 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 به علت نیروی زیادی که در پی دیوار برشی به وجود می آید، احتمالا نیاز به شمع دارد تا بتواند نیرو ها را به زمین منتقل کند.
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 محوری شان بسیار کمتر می باشد، لذا با وقوع زلزله، این المان ها می بایستی 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 به صورت خیلی محدود و فقط برای ساختمان های دارای وزن و ارتفاع مناسب مؤثر بوده و به همین دلیل کمتر از سایر روش ها در جهان مورد استقبال کارشناسان قرار گرفته است.
مقاوم سازی با استفاده از سیستم های جاذب انرژی (دمپر)
در روش های کنترل غیرفعال 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 نمی شود که وارد ناحیه غیر خطی گردد. این امر موجب میشود که مقاومت سازه در برابر زلزله های با دوره بازگشت طولانی تر (که طبیعتا شدید تر نیز می باشند) بیشتر گردد یا به تعبیر دیگر احتمال فرو ریزش سازه در برابر این زلزله ها کاهش می یابد. سیستم های جاذب یا مستهلک کننده انرژی (Dampers) بر پایه افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده اند. مهم ترین 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 مکان های مناسب در ساختمان های موجود قرار داده شوند، لیکن ساده ترین و پرکاربرد ترین آنها استفاده از میراگر در مهاربندها می باشد که می توان از آنها در تمامی طبقات ساختمان سود جست. در برخی از انواع میراگرها ملاحظات زیبایی نیز مد نظر قرار گرفته شده است تا چنانچه به صورت نمایان به کار برده شوند مشکلی از لحاظ معماری ایجاد ننمایند.
روش های مقاوم سازی سازه های بتنی در صنعت ساختمان
روش های مقاوم سازی و همچنین ترمیم و مرمت سازه ها، از جمله موارد و موضوعاتی است که در محافل علمی و عملی به طور گسترده، در حال بررسی و پیشرفت می باشد و تلاش های فراوانی در راستای شناخت عوامل مخرب بر سازه ها که باعث بروز خسارت های جانی و مالی شدیدی می گردند، به عمل آمده است. همچنین تحقیقات جامعی نیز برای شناسایی روش های مناسب مقاوم سازی، ترمیم و مرمت و بهسازی سازه ها در جهت جلوگیری از این خسارات از یک طرف و برطرف نمودن ضعف های آیین نامه ها و دستورالعمل های اجرایی از طرف دیگر، در حال تدوین و تکمیل می باشد.
گرچه مقاوم سازی در سازه های بتنی و سازه های فولادی، با توجه به خصوصیات سازه ای و مصالح بکار رفته در هر کدام، متفاوت می باشد، در این نوشتار، به روش های مقاوم سازی که برای هر دو نوع سازه قابل استفاده می باشند، پرداخته شده است. تخریب وسیع سازه ها، به ویژه در محیط هایی که عوامل مخرب محیطی بیشتر حضور دارند و هزینه های بسیاری که برای ترمیم و مرمت و یا تخریب و بازسازی آن ها، تحمیل می شود، باعث شده است تا در خصوص پیشگیری، ایمن سازی و ابداع روش های ترمیم و مقاوم سازی سازه های بتنی تحقیقات وسیعی صورت گیرد.
ضعف اصلی سازه های بتنی چیست؟
طراحی یا اجرای نامناسب سازه های بتنی، پیچیدگی جزئیات اجرا که باعث کاهش دقت اجرا می شود، تخریب بتن در اثر حمله سولفات، تخریب بتن در اثر حمله کلرید، کربنات شدن در بتن، واکنش قلیایی سنگدانه ها در بتن، انبساط در سطح بتن، نمک ها که هر کدام به نحوی به بتن آسیب می رسانند و از عملکرد مورد انتظار بتن منحرف می شوند.
علت مقاوم سازی سازه های بتنی چیست؟
به طور کلی، هر سازه ساخته شده ممکن است گاهی اوقات به دلیل عواملی نیاز به مقاوم سازی داشته باشد. که به صورت زیر به آن ها اشاره می شود:
- وجود خطا در هنگام طراحی و اجرا
- تخریب تمام یا بخشی از سازه در اثر سایش آرماتورهای فلزی
- تغییرات را در کاربری ساختمان اعمال کردن
- در برخی نقاط کیفیت پایین ساخت به دلایل مختلف باعث ایجاد شرایط نامطلوب در ساختمان و نیاز به اجرای مقاوم سازی سازه های بتنی در آن می شود.
موارد فوق از دلایل اصلی نیاز به مقاوم سازی سازه های بتنی می باشد. روش های طراحی سازه بتن آرمه باید بر اساس مقررات جاری و نکات ایمنی باشد تا اطمینان حاصل شود که سازه از ایمنی بالایی در هنگام بارهای مضر برخوردار است. بنابراین می توان اذغان داشت که مهندسان بعد از وقوع زمین لرزه نیز به مقاوم سازی سازه بتنی یا سازه فولادی نیز می پردازند، البته نکته بسیار مهم این است که قبل از ساخت سازه بتنی و سازه فولادی باید تمامی نکات مربوط به طراحی و اجرا رعایت شود. روش های طراحی سازه های بتن آرمه باید بر اساس آیین نامه روز و رعایت نکات ایمنی مربوط به آن باشد تا سازه از ایمنی بالا در هنگام بارهای آسیب زا برخوردار باشد.
اهمیت تکنیک های مقاوم سازی موثر در صنعت ساختمانی
- ارزش سازه
- لرزه خیزی منطقه
- نیروی انسانی
- طول مدت اجرا
- تکمیل و تقویت براساس نظر کارفرما
- توجه به تناسب زیباشناسی (معماری) و نقش سازه ای
- اهمیت تاریخی و سیاسی سازه
- سازگاری روش مقاوم سازی با سیستم سازه های موجود
- کنترل آسیب وارده به اجزای غیر سازه ای
- ظرفیت مناسب باربری سیستم فونداسیون
- مواد ترمیمی و روش های موجود مقاوم سازی
از بین عوامل موثر چهار مقوله قیمت، کاربری، زیبایی و لرزه خیزی منطقه، در انتخاب روش مناسب مرمت و مقاوم سازی اهمیت بیشتری خواهند داشت.
هدف از تقویت سازه های بتنی چیست؟
مقاوم سازی ساختمان های بتنی به دلیل نیاز به افزایش ظرفیت باربری ساختمان، بارها، ناقص بودن ضوابط بکار رفته در حین ساخت،مشکلات و خطاهای اجرایی در طراحی سازه،فرسایش در طول زمان و تغییر کاربری و بسیاری از عوامل محیطی دیگر اجتناب ناپذیر هستند. کلام آخر در سازه های بتنی به دلیل آن که بعد از مدتی دچار خوردگی فولاد داخل آن می شود و همچنین ممکن است که در سازه های بتنی مشکلاتی در المان های سازه ایی آن به وجود آید ، به مقاوم سازی نیاز پیدا می کند . گاهی مقاوم سازی سازه ها از جمله سازه های بتنی مقرون به صرفه تر تخریب و ساخت دوباره سازه می باشد، به همین دلیل در مواقع ضروری که سازه بتنی با مشکل مواجه می شود اگر امکان مقاوم سازی بود ،این کار را انجام می دهند.
بتن ریزی ستون ها چیست؟
