مقاوم سازی دیوار برشی بتنی

دیوار برشی عضوی عمودی است که برای مقابله در برابر نیروهای وارد بر سازه اعم از باد و زلزله طراحی می‌شود و به صورت بتن مسلح یا فولادی و یا ترکیب این دو ساخته می‌شود. بررسی و مطالعه‌ی آسیب ﻫﺎی ﻧﺎﺷﯽ از زﻟﺰﻟﻪ‌ﻫﺎی ﮔﺬﺷﺘﻪ ﻧﺸﺎن ﻣﯽ‌دﻫﺪ ﮐﻪ درﺻﺪ ﺑﺎﻻﯾﯽ از ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن‌ﻫﺎی ﺑﺘﻦ ﻣﺴﻠﺢ ﮐﻪ ﺗﺎﮐﻨﻮن ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه‌اﻧﺪ در ﺑﺮاﺑﺮ زﻟﺰﻟﻪ ﻣﻘﺎوم ﻧﯿﺴﺘﻨﺪ و ﯾﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺎﻓﯽ و ﻗﺎﺑﻞ ﻗﺒﻮﻟﯽ ﻧﺪارﻧﺪ، زﯾﺮا ﺳﺎزه‌ﻫﺎی ﺑﺘﻦ ﻣﺴﻠﺢ ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺮ اﺳﺎس آﯾﯿﻦ ﻧﺎﻣﻪ‌ﻫﺎی ﻗﺪﯾﻤﯽ ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﺪه و اﮐﺜﺮ آﻧﻬﺎ اﻟﺰاﻣﺎت آﯾﯿﻦ‌ﻧﺎﻣﻪ‌ﻫﺎی ﺟﺪﯾﺪ زﻟﺰﻟﻪ را ارﺿﺎ ﻧﻤﯽ‌ﮐﻨﻨﺪ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺿﻌﻒ ﻫﺎی اﺟﺮاﯾﯽ ﻣﺰﯾﺪ ﺑﺮ ﻋﻠﺖ ﺷﺪه و ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن‌ﻫﺎ را آﺳﯿﺐ ﭘﺬﯾﺮ ﺳﺎﺧﺘﻪ اﺳﺖ. از اﯾﻦ‌رو ﺿﺮورت ﺗﻘﻮﯾﺖ اﯾﻦ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن‌ﻫﺎ ﺑﻪ ﺧﺼﻮص ﺑﺮای ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑﺎ ﻧﯿﺮوﻫﺎی ﺟﺎﻧﺒﯽ و ﺑﺎ روش‌ﻫﺎی ﻣﻘﺎم ﺳﺎزی ﻗﺎﺑﻞ اﻋﺘﻤﺎد، آﺳﺎن، ﺳﺮﯾﻊ و اﻗﺘﺼﺎدی اﺣﺴﺎس ﻣﯽ‌ﺷﻮد. همچنین دیوارهای برشی ﺑﻪ دﻻﯾﻞ ﻣﺨﺘﻠﻒ از ﺟﻤﻠﻪ ﺧﻄﺎﻫﺎی ﻃﺮاﺣﯽ، آﺳﯿﺐ دﯾﺪﮔﯽ ﻧﺎﺷﯽ از ﺑﻼﯾﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ، ﺧﻄﺎﻫﺎی اﺟﺮاﯾﯽ، ﺗﻐﯿﯿﺮ در ﮐﺎرﺑﺮی ﺳﺎزه، اﻋﻤﺎل ﺑﺎرﻫﺎﯾﯽ ﺑﯿﺶ از ﺑﺎرﻫﺎی ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﺷﺪه در ﻫﻨﮕﺎم ﻃﺮاﺣﯽ و .. ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﺗﺮﻣﯿﻢ و ﺗﻘﻮﯾﺖ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ. بنابراین در این بخش مراحل مقاوم سازی دیوار برشی با استفاده از سیستم مقاوم سازی ™FibraOne شرح داده می‌شود.

دیوار برشی عضوی عمودی است که برای مقابله در برابر نیروهای وارد بر سازه اعم از باد و زلزله طراحی می‌شود و به صورت بتن مسلح یا فولادی و یا ترکیب این دو ساخته می‌شود. بررسی و مطالعه‌ی آسیب ﻫﺎی ﻧﺎﺷﯽ از زﻟﺰﻟﻪ‌ﻫﺎی ﮔﺬﺷﺘﻪ ﻧﺸﺎن ﻣﯽ‌دﻫﺪ ﮐﻪ درﺻﺪ ﺑﺎﻻﯾﯽ از ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن‌ﻫﺎی ﺑﺘﻦ ﻣﺴﻠﺢ ﮐﻪ ﺗﺎﮐﻨﻮن ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه‌اﻧﺪ در ﺑﺮاﺑﺮ زﻟﺰﻟﻪ ﻣﻘﺎوم ﻧﯿﺴﺘﻨﺪ و ﯾﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺎﻓﯽ و ﻗﺎﺑﻞ ﻗﺒﻮﻟﯽ ﻧﺪارﻧﺪ، زﯾﺮا ﺳﺎزه‌ﻫﺎی ﺑﺘﻦ ﻣﺴﻠﺢ ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺮ اﺳﺎس آﯾﯿﻦ ﻧﺎﻣﻪ‌ﻫﺎی ﻗﺪﯾﻤﯽ ﻃﺮاﺣﯽ ﺷﺪه و اﮐﺜﺮ آﻧﻬﺎ اﻟﺰاﻣﺎت آﯾﯿﻦ‌ﻧﺎﻣﻪ‌ﻫﺎی ﺟﺪﯾﺪ زﻟﺰﻟﻪ را ارﺿﺎ ﻧﻤﯽ‌ﮐﻨﻨﺪ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺿﻌﻒ ﻫﺎی اﺟﺮاﯾﯽ ﻣﺰﯾﺪ ﺑﺮ ﻋﻠﺖ ﺷﺪه و ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن‌ﻫﺎ را آﺳﯿﺐ ﭘﺬﯾﺮ ﺳﺎﺧﺘﻪ اﺳﺖ. از اﯾﻦ‌رو ﺿﺮورت ﺗﻘﻮﯾﺖ اﯾﻦ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن‌ﻫﺎ ﺑﻪ ﺧﺼﻮص ﺑﺮای ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑﺎ ﻧﯿﺮوﻫﺎی ﺟﺎﻧﺒﯽ و ﺑﺎ روش‌ﻫﺎی ﻣﻘﺎم ﺳﺎزی ﻗﺎﺑﻞ اﻋﺘﻤﺎد، آﺳﺎن، ﺳﺮﯾﻊ و اﻗﺘﺼﺎدی اﺣﺴﺎس ﻣﯽ‌ﺷﻮد. همچنین دیوارهای برشی ﺑﻪ دﻻﯾﻞ ﻣﺨﺘﻠﻒ از ﺟﻤﻠﻪ ﺧﻄﺎﻫﺎی ﻃﺮاﺣﯽ، آﺳﯿﺐ دﯾﺪﮔﯽ ﻧﺎﺷﯽ از ﺑﻼﯾﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ، ﺧﻄﺎﻫﺎی اﺟﺮاﯾﯽ، ﺗﻐﯿﯿﺮ در ﮐﺎرﺑﺮی ﺳﺎزه، اﻋﻤﺎل ﺑﺎرﻫﺎﯾﯽ ﺑﯿﺶ از ﺑﺎرﻫﺎی ﭘﯿﺶ ﺑﯿﻨﯽ ﺷﺪه در ﻫﻨﮕﺎم ﻃﺮاﺣﯽ و .. ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﺗﺮﻣﯿﻢ و ﺗﻘﻮﯾﺖ پیدا  می‌کنند. بنابراین در این بخش مراحل مقاوم سازی دیوار برشی با استفاده از سیستم مقاوم سازی ™FibraOne شرح داده می‌شود.

برای بررسی راهکار مقاوم‌سازی دیوار برشی نخست باید درباره دیوار برشی بدانیم و ویژگی‌های آن را مطالعه کنیم:

در کنار انواع دیوارهای بکار رفته در ساختمان مانند دیوار باربر ثقلی، دیوار غیر باربر یا دیوار جداکننده و دیوارهای حائل نوع دیگری از دیوارها با نام دیوار برشی هم وجود دارند که بیشتر در سازه نقش جذب نیروهای جانبی را بعهده دارند، بهتر است دیوار برشی را بعنوان یک سیستم باربر جانبی لرزه‌‌ای مانند سیستم قاب خمشی و سیستم مهاربند جانبی بدانیم. سیستم دیوار برشی می‌تواند به عنوان راهکاری کمکی بصورت سیستم ساختمانی قاب خمشی دوگانه عمل کند.

نیروهای جانبی مهمی که به دیوارهای برشی و در کل به سیستم باربر جانبی وارد می‌شود نیروی جانبی زلزله و باد است که می‌تواند بسیار مخرب و ویرانگر باشد و دیوارهای برشی در صورتی که به درستی طراحی شده باشند می‌توانند در برابر این نیروها بخوبی تاب بیاورند. دیوارهای برشی همچنین تنش پیچشی که نیروی زلزله در ساختمان بوجود می‌آورد را نیز جذب میکند؛ اگر بخواهیم در یک جمله وظایف دیوارهای برشی را بیان کنیم باید بگوییم دیوار برشی راهکاری برای مقابله با نیروی زلزله است.

طراحی دیوار برشی

شیوه قرار گرفتن و طراحی دیوار برشی در پلان ساختمان به فاکتورهای گوناگونی بستگی دارد، برای نمونه باید به شرایط تنش‌های پیچشی توجه شود تا تاب‌آوری کافی در برابر پیچش‌های بوجود آمده ناشی از زلزله تامین شود، همچنین جای دیوارهای برشی نباید بگونه ‌ای باشد که در پلان معماری ساختمان بی نظمی بوجود بیاورد زیرا یک پلان معماری منظم و با شکل هندسی مشخص خیلی بهتر در برابر پیچش واکنش نشان می‌دهد. معمولا دیوار برشی را روی دهانه‌های خارجی ساختمان یعنی روی وجه بیرونی آن طراحی می‌کنند ولی می‌توان دیوارهای برشی را روی دهانه آسانسور و یا باکس پله نیز قرار داد.

روش ساخت دیوار برشی

روش‌های گوناگونی برای ساخت دیوار برشی وجود دارد، نکته‌ای که در ساخت دیوار برشی وجود دارد این است که دیوار برشی از پی شروع شده و تا بالای ساختمان ادامه دارد، بهتر است قطعی در ارتفاع دیوار رخ ندهد ولی در صورت لزوم می‌توان دیوار را تا ارتفاع مشخصی از ساختمان بالا برد ولی در هر حال نقطه شروع دیوار باید از پی و شالوده باشد. برای ساخت دیوار برشی بتنی مانند هر عضو بتنی دیگر نخست میلگردهای طولی در راستای ارتفاع دیوار بسته می‌شوند و سپس میلگردهای عمود بر آن مانند شبکه بسته می‌شوند، در پاره‌ای از موارد در دو سر دیوار در آغاز و پایان آن نیاز به طراحی نیمچه ستون داریم، در این گونه موارد میلگردها در ابتدا و انتها به شکل ستون با خاموت عرضی بسته می‌شوند و پس از آن قالب بندی آرماتورها برای بتن ریزی انجام می‌شود. حالا نوبت بتن‌ریزی است: باید دقت شود ارتفاع قرار گیری نازل برای خروج بتن بنابر آیین‌نامه‌های مربوط به بتن ریزی باشد. در مورد ابعاد و اندازه‌های دیوار برشی باید بنابر آیین‌نامه‌های مربوطه از جمله مبحث نهم مقررات ملی عمل شود.

علل مقاوم‌سازی دیوار برشی

مانند هر عضو بتنی دیگر دیوارهای برشی نیز بر اثر فاکتورها و پارامترهایی مانند بکار گیری بتن با کیفیت پایین، روش بتن‌ریزی ناصحیح، پرداخت ناکافی سطح بتن و عمل‌آوری اشتباه بتن ممکن است آسیب ببینند، البته فاکتورهای گفته شده در بالا غیرسازه‌ای هستند، علاوه بر اینها فاکتورهای سازه‌ای نیز وجود دارند که باعث آسیب دیدن بتن میشوند مانند: طراحی ناصحیح برای بارگذاری‌ها و نیروی زلزله، طراحی ناصحیح جانمایی دیوار و طراحی ناصحیح میلگردها.

آسیب‌های وارد بر دیوار برشی بتنی

دیوار برشی بر اثر عوامل گفته شده در بالا آسیب می‌بینند، این آسیب‌ها به طرق مختلف خود را نشان می‌دهند که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد:

خوردگی میلگردها، کرم خوردگی بتن، ظاهر شدن میلگردها در سطح کار که عوامل غیرسازه‌ای هستند و آسیب‌های سازه‌ای در برگیرنده کمانش، ترک برشی و پیچش است.

برای مقاوم‌سازی و ترمیم سازه که آسیب دیده راهکارهای گوناگونی وجود دارد که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد.

دیوار برشی آسیب دیده ابتدا با روش‌ها و مصالح مناسب مانند ملات‌های ترمیم بتن پلیمری و سیمانی ترمیم میشوند، سپس با استفاده از الیاف FRP کربنی و پلیمری مقاوم سازی میشوند. راهکار مقاوم سازی به کمک الیاف FRP که به نام FibraOne شناخته می‌شود از راهکارهای موثر مقاوم‌ سازی است که در انحصار شرکت مقاوم‌سازی افزیر قرار دارد. برای عضوی مثل دیوار که نقش باربری برشی در سازه را برعهده دارد الیاف FRP بصورت نوارهای ضربدری باریک روی دیوار چسبانده می‌شوند البته طراحی شیوه‌ی قرار گیری الیاف روی دیوار باید با نظر مهندس طراح مقاوم‌سازی صورت گیرد.

ویژگی‌های بنیادی سیستم FibraOne

ارائه سیستم یکپارچه: به کمک این سیستم که از ورق‌ها، لمینیت‌ها و الیاف نسوز FRP بهره می‌گیرد می‌توان به یک سیستم سازه‌ایکپارچه دست یافت.

وزن کم: در این سیستم همراه با افزایش توان باربری وزن سازه هیچ تغییری نمی‌کند.

جلوه‌ی بصری: سیستم FibraOne کمترین تغییر را در جلوه‌ی بصری زیبای عضو مربوطه دارد.

تاب‌آوری بالا در برابر خوردگی: عضو بتنی که به کمک سیستمFIBRAONE  تقویت شده در برابر هجوم مواد شیمیایی مضر و خورنده مقاوم است.

کنترل ترک‌ها: در این سیستم احتمال ترک خوردگی به حداقل می‌رسد.

و در آخر مهمترین گزینه: یعنی بهینه سازی پروژه با صرفه جویی در زمان و هزینه‌ها.