مقاوم سازی ساختمان چیست؟
مقاوم سازی ساختمان به فرایندی گفته می شود که به وسیله‌ی آن سازه ها و بناهای موجود را تغییر داده و ویژگی های جدیدی به آنها اضافه می شود. معمولا ساختمان های قدیمی، پل ها، میراث فرهنگی و آثار باستانی نیاز به مقاوم سازی دارند. در واقع با انجام فرایند مقاوم سازی؛ ساختمان های مسکونی، پل ها، بناهای تاریخی و قدیمی و… در برابر بلایای طبیعی مانند سیل، زلزله، فوران آتشفشان، رانش زمین، سونامی، رعد و برق و سایر موارد این چنینی مقاوم و غیر قابل نفوذ می شوند.
بناها و سازه های فرسوده که با بتن مسلح ساخته شده اند؛ در معرض آسیب دیدگی هستند و ممکن است نیاز به مقاوم سازی داشته باشند. مقاوم سازی ساختمان‌های بتنی باید به گونه ای باشد که موجب استحکام ساختار فرسوده شود. در ضمن مقاوم سازی باید از آسیب دیدگی بیشتر بناهای بتنی جلوگیری کند. در واقع برخی از موارد مانند اشتباهات طراحی یا عملکرد ضعیف موجب ضعف و کاهش مقاومت سازه های بتنی می شود. هجوم عوامل مضر شیمیایی و آسیب رسان نیز موجب وخامت و بدتر شدن اوضاع می شود.
بازیابی ظرفیت مورد نیاز سازه بعد از اجرای روش های مقاوم سازی ساختمان؛ به شدت آسیب وارده به ساختمان بستگی دارد. در صورت نیاز به مقاوم سازی؛ از تکنیک های مختلفی استفاده می شود. چسباندن صفحات خارجی، گروت ریزی، سیستم پس تنیدگی خارجی سازه، افزایش ابعاد المان‍ها و استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری تقویت‌شده با الیاف از جمله تکنیک های مورد استفاده در مقاوم سازی بناها می باشند.
دلایل مقاوم سازی ساختمان کدام است؟
مقاوم سازی بناها، خیلی اقتصادی تر از ساخت یک بنای جدید است. معمولا در ساختمان ها مقدار قابل توجهی انرژی صرف گرمایش، سرمایش و روشنایی می شود. در مورد ساختمان های موجود؛ کاهش مصرف انرژی و هزینه های گرمایش، سرمایش و روشنایی و اجرای روش های بهسازی و صرفه جویی؛ از اهمیت زیادی برخوردار هستند. ناگفته نماند که؛ تنها دلیل برای مقاوم سازی ساختمان ها صرفه جویی در انرژی نیست. در واقع هدف از مقاوم سازی؛ ایجاد یک ساختمان با کارایی و کیفیت بالا می باشد. به این منظور از طراحی یکپارچه در انجام پروژه استفاده می شود. این موضوع تضمین کننده‌ی رسیدن به تمام اهداف کلیدی و مهم می باشد. مهمترین دلیل که نیاز به مقاوم سازی را ایجاب می کند؛ افزایش ایمنی ساختمان ها است. با استفاده از آیین‌نامه‌ها و روش های مقاوم سازی، ساختمان‌ها برای کار و زندگی ایمن تر می شوند. به این ترتیب نگرانی مردم از وقوع حوادث طبیعی خصوصا زلزله کمتر می شود.
پیشنهاد برای مطالعه
کدام ساختمان ها نیاز به مقاوم سازی دارند؟
نیاز به مقاوم سازی سازه ها و بناها بر اساس فاکتورهای مختلفی تعیین می شود. در ادامه به برخی از این فاکتورها اشاره شده است:
1- فرسودگی سازه
2- حوادث و بلایای طبیعی
3- نقص در طراحی و ساخت بنا
4- بهبود استانداردهای سازه
5- استفاده از تغییرات و روش های موجود
نیاز به مقاوم سازی زمانی مشخص می شود که سازه از ظرفیت و مقاومت کافی برخوردار نباشد و ارزیابی و افزایش مقاومت، مورد نظر باشد. برای تصمیم به مقاوم سازی؛ صرفا کیفیت پایین مصالح و آسیب عناصر سازه‌ای را نباید مد نظر قرار داد. بلکه عواملی مانند تغییر عملکرد ساختمان، تغییر شرایط محیطی و تغییر کدهای ساختمانی معتبر نیز باید مورد توجه باشند.
حضور مهندس در پروژه های مقاوم سازی ضروری است و انجام کارها حتما باید توسط کارشناسان این رشته انجام شود. ظرفیت سازه توسط مهندسین مجرب ارزیابی شده و تجزیه و تحلیل می شود. سپس در صورت نیاز به مقاوم سازی؛ تکنیک های مناسب برای تقویت نواقص سازه طراحی و اجرا می شوند. افراد غیر متخصص فقط می توانند آسیب‌ها و خرابی‌های آشکار در ساختمان را تشخیص دهند و در زمینه طراحی و اجرا صلاحیت لازم را ندارند.
هدف از مقاوم سازی چیست؟
گذشت زمان و عوامل محیطی بر روی ساختمان و مقاومت آن تاثیر می گذارند. در میان همه عوامل؛ سیل و زلزله مخرب ترین عامل محسوب می شوند. این دو عامل موجب بر هم خوردن ساختار داخلی ساختمان و به دنبال آن کاهش استحکام و مقاومت ساختمان می شوند. به این ترتیب امنیت سازه نیز کاهش می یابد و حتی ممکن است تلفات جانی به دنبال داشته باشد.
سازه ها و بناهای بتنی در حد وسیع دچار آسیب و خرابی می شوند. چنانچه تمامی قوانین و موارد ایمنی در ساخت و ساز به کار گرفته شود؛ باز هم سازه های بتنی و آرماتورها در معرض آسیب دیدگی هستند.
خوردگی بتن اصلی ترین عامل خرابی و کاهش مقاومت بناهای بتنی مسلح به شمار می رود. در نتیجه‌ی این اتفاق؛ ترک هایی در بتن ایجاد شده و یا اینکه سطح موثر آرماتور کاهش می یابد. در برخی از موارد نیز ورقه ورقه شدن پوشش بتنی و حتی ریزش سازه ها نیز اتفاق می افتد.
کارهای مختلفی برای بررسی بنای آسیب دیده انجام می شود. در صورتی که بخش آسیب دیده اداره، خانه، بخش خصوصی یا دولتی باشد؛ مهندسان عمران اغلب قسمت مورد نظر از ساختمان را تخریب و بازسازی می کنند. اما اگر بنای آسیب دیده یک بنای تاریخی یا میراث فرهنگی باشد؛ تخریب ممنوع است و بنا نیاز به استفاده از خدمات تخصصی مقاوم سازی سازه دارد.
پیشنهاد برای مطالعه
فرآیند مقاوم سازی چیست؟
برای انجام فرایند مقاوم سازی باید میان عناصر مختلف و تاثیراتی که بر روی عملکرد ساختمان دارند؛ تعادل برقرار شود. چنانچه در یکی از بخش های ساختمان تغییری ایجاد شود؛ بر سایر بخش ها نیز اثر خواهد گذاشت. برخی از نواقص و معایب غیرقابل برگشت چنین تاثیری بر روی ساختمان دارند. نارسایی‌ها و کمبودهای ساختاری اولیه، تخریب مصالح در اثر گذشت زمان و تغییراتی که در زمان استفاده در طول سال‌ها ایجاد می‌شود مانند ایجاد دهانه‌ها و گذرگاه های جدید، افزودن قطعات جدید که باعث عدم تقارن در پلان، نقشه و ارتفاع می‌شود و… می تواند باعث ایجاد لرزش در ساختمان های قدیمی شوند.
کارهایی مانند تامین اتصال مناسب بین عناصر مقاوم به منظور انتقال نیروهای اینرسی ناشی از ارتعاش ساختمان به بخش هایی که از مقاومت کافی برخوردار هستند؛ موجب یکپارچگی سازه می شود. این کار علاوه بر توزیع بار میان اعضای مقاوم؛ باعث تغییرات ناگهانی سختی از یک طبقه به طبقه دیگر و کاهش شکنندگی با تقویت و اتصال مناسب اعضای مقاوم به یکدیگر شده و از احتمال خرابی جلوگیری می کند.
روشهای مقاوم سازی کدام است؟
عواملی مانند افزایش ظرفیت بار بر روی تیرها، ستون‌ها، دیوارها و یا دال‌ها، مقاوم‌سازی در برابر لرزش، پشتیبانی از بارهای زنده یا مرده اضافی که در طراحی اصلی در نظر گرفته نشده اند، همچنین به منظور کاهش تنش‌های ناشی از خطاهای طراحی یا ساخت و یا بازسازی اولیه موجب می شوند تا سازه نیاز به مقاوم سازی داشته باشد.
در مورد ساختمان ها و بناهای قدیمی نیز می توان بهسازی و بازسازی را انجام داد. در این خصوص برای سبک های مختلف ساختمان؛ روش های مختلفی نیز وجود دارد. به عنوان مثال چند نمونه در ادامه آورده شده است:
تقویت بتن
- پوشش تیرها، ستون ها و همچنین افزایش ضخامت دال
- ترمیم پوشش و سطوح سست بتنی
- استفاده از صفحات فولادی برای افزایش استحکام سازه
- اجرای شمع و شمع کوبی
- افزایش ابعاد شالوده
تقویت فولاد و آرماتور
- تعویض فولادهای قدیمی
- افزودن الیاف تقویت بتن
روش های دیگر مقاوم سازی سازه عبارتند از:
استفاده از پلیمرها و مواد کامپوزیتی که با استفاده از الیاف (فلزی، کربن یا شیشه‌ای) یا به طور خلاصه مقاوم سازی با FRP تقویت شده اند؛ برای بازسازی و مقاوم سازی پل‌ها، ساختمان‌ها و سایر سازه‌های بتنی مسلح و پیش تنیده مناسب می باشد. فرقی نمی کند آسیب وارده بر اثر اضافه بار، زلزله یا فرسودگی مصالح باشد و یا اینکه بنا برای مقاومت در برابر بارهای زنده آتی، باد یا نیروهای لرزه ای نیاز به تقویت داشته باشد. در هر صورت می توان از بتن های مسلح شده با الیاف استفاده کرد. زیرا این نوع بتن ها کارآمد و مقرون به صرفه بوده و همچنین روش ساخت و اجرای آسانی دارند.
از این پلیمرها و کامپوزیت ها می توان برای تقویت سازه در برابر نیروهای خمشی، برشی و عوامل محصور کننده استفاده می شود. در واقع این کامپوزیت های پیشرفته اختلال کمتری در روند عبور و مرور ترافیک بر روی پل ها و سایر عملکردها ایجاد می کنند و به راحتی فولادهای اضافی را تقویت می کنند.
پیشنهاد برای مطالعه
برای بهبود عملکرد سازه‌هایی که تحت بار بیش از حد قرار دارند و افزایش مقاومت اعضای سازه برای حمل بارهای جدید؛ فرایندهای مقاوم سازی انجام می شود. نیاز به مقاوم سازی بر اثر عواملی مانند قوانین ساختمانی، فرسودگی سازه، تغییر کاربری یا نواقص ناشی از خطاهای طراحی و یا ساخت و ساز به وجود می آید.
آسیب های وارد بر ساختمان ها و شکسته شدن آنها باعث می شود ساختمان برای استفاده مناسب نباشد. از این رو نیاز به مقاوم سازی و بازسازی ضرورت می یابد. زمانی که سازه نمی تواند در برابر فشارهای وارده مقاومت کند و در این خصوص از اطمینان کافی برخوردار نیست؛ احتمال خطر افزایش یافته و دیگر برای زندگی و سکونت مناسب نیست. در نتیجه بنا نیاز به مقاوم سازی دارد.
در واقع ترمیم و مقاوم سازی سازه شامل تغییراتی است که باعث افزایش سطح امنیت و محافظت در ساختمان ها می شود. در صورت استفاده از محصولات و سیستم های تقویت کننده؛ از طرف کارشناسان تعمیر و نگهداری به مشتریان اطمینان داده می شود که این راه حل ها مطابق با بالاترین استانداردها بوده و برای کنترل کیفیت و ایمنی سازه بسیار مفید هستند.
