سیستم های مقاوم سازی

تمایل به حفظ برخی از سازه ها به دلایل مختلف از جمله اهمیت اقتصادی، فرهنگی و …تمایل به مقاوم سازی و ترمیم آن ها را به وجود آورده است. از طرفی به وجود آمدن قوانین سختگیرانه لرزه ای و از طرف دیگر پیدایش محصولات و مصالح مرغوب و کم هزینه تر منجر به توجه بیش تر به امر مقاوم سازی شده است. با توجه به درجه اهمیت و کاربری سازه، راهکارهای مقاوم سازی متناسب با آن ارائه می شود. لازمه ی ارائه راهکارهای مقاوم سازی درک و شناخت کلی از رفتار انواع سازه ها و مصالح مورد استفاده در آن ها میباشد. به طور کلی در  بهسازی و مقاوم سازی موضعی و کلی قاب های بتن آرمه به دنبال پارامترهای پاسخ طراحی، شامل مواردی همچون افزایش مقاومت، افزایش سختی، کاهش تغییر مکان، افزایش شکل‌پذیری و افزایش جذب و استهلاک انرژی در سازه هستیم. روش‌های متعددی جهت مقاوم‌سازی ساختمان مطرح می‌باشند. به طور خلاصه این روش‌ها شامل: مهاربندهای هم محور یا برون محور فولادی، کابل‌های پس تنیده، دیوار برشی، میانقاب با مصالح بنایی، جداسازهای لرزه‌ای، ژاکت‌های فولادی، ورق‌های پوششی الیاف پلیمری مسلح FRP و میراگرها می‌باشند.

انواع راهکارهای مقاوم سازی

راهکارهای مقاوم سازی در انواع سازه ها به دو دسته ی کلی زیر تقسیم بندی می شود:

• مقاوم سازی با روش های متداول و مرسوم
• مقاوم سازی با روش های نوین

ارائه هرکدام از راهکارهای مقاوم سازی فوق منوط به آشنایی کامل با آن ها و محدودیت ها و فوایدی است که هرکدام از آن ها برای ما ایجاد می کنند، میباشد که در ادامه به بررسی بیشتر هر کدام از این روش های در انواع سازه ها می پردازیم. اما قبل از آن لازم است به بررسی و تبیین بیشتر عواملی که مار ملزم به مقاوم سازی می کنند بپردازیم.

عوامل مختلف نیاز به ارائه انواع راهکارهای مقاوم سازی

عوامل مختلفی می تواند ما را ملزم به ارائه انواع راهکارهای مقاوم سازی در انواع سازه ها بکند که به شرح زیر دسته بندی می شود:

• افت کیفیت و خرابی در مصالح
• نیاز به تغییر در کاربری سازه ها
• وقوع خطاهای اجرایی و محاسباتی
• تغییرات آیین نامه ای

افت کیفیت و خرابی در مصالح

اجزا و المان های ساختمانی ممکن است تحت تاثیر شرایط مختلفی دچار افت کیفیت و خرابی هایی بشوند. به عنوان مثال میتوان به زنگ زدگی و خوردگی تحت تاثیر شرایط محیطی در ساختمان های بتنی، وقوع خیز و شکم دادن بیش از اندازه المان های باربر،شن نما شدگی بتن و … اشاره کرد.

نیاز به تغییر در کاربری سازه ها

تغییر کاربری یا افزایش طبقات که معمولا در ساختمان های مسکونی رخ می دهد نیازمند مطالعات و بررسی هایی بوده که باید روی سازه اولیه انجام شود. از آن جهت که افزایش طبقات و یا تغییر در کاربری ساختمان موجب به وجود آمدن نیروهایی در اعضای باربر ساختمان می شود که در مرحله محاسبات و طراحی پیش بینی نشده بودند، لازم است تا میزان مقاومت و تحمل اعضا در برابر بارها و نیروهای ساختمان تغییر شکل یافته مورد بررسی قرار گیرد و راهکارهای مقاوم سازی و تقویت مناسب ارائه شوند.

وقوع خطاهای اجرایی و محاسباتی

عدم دقت و توجه کافی در طراحی و اجرای سازه های مختلف باعث به وجود آمدن اشکالات اساسی در عملکرد و باربری آن ها خصوصا در برابر زلزله میشود. این خطاها شامل مواردی هم چون نادرستی طرح اختلاط بتن، فاصله زمانی زیاد بین ساخت بتن و بتن ریزی، عدم دقت در اجرا و بازرسی اتصالات جوشی و… همه از عواملی هستند که در صورت رخداد باعث می شوند تا تحمل و مقاومتی که از ساختمان انتظار داریم وجود نداشته باشد. در این گونه موارد برای جبران ضعف های گفته شده مجبور به ارائه راهکارهای مقاوم سازی برای سازه مورد نظر هستیم تا به هنگام شرایط بحرانی عملکرد قابل قبولی داشته باشد.

تغییرات آیین نامه ای

تعداد زیادی از سازه های مهم و حیاتی که در گذشته بنا شده اند و مطابق با آیین نامه های زمان ساخت خود بوده اند امروزه به دلیل تغییرات آیین نامه ای و شناخت  بیشتری که با گذشت زمان نسبت به زلزله و عوامل موثر بر آن به وجود آمده است از مقاومت کافی در شرایط بحرانی برخوردار نیستند. از جمله ی این سازه ها می توان به مراکز مهم کشوری، سازه های مراکز نظامی و صنعتی اشاره کرد. با توجه به غیر ممکن بودن تخریب و جایگزینی این دسته از سازه ها با سازه های جدید به دلیل عدم امکان توقف خدمت رسانی و صرف هزینه های گزاف، ارائه راهکارهای مقاوم سازی بهترین گزینه برای آن ها می باشد.

انواع راهکارهای مقاوم سازی

پس از شناخت انواع عواملی که ما را ملزم به ارائه راهکار و اجرای عملیات مقاوم سازی می کند حال قصد داریم به بررسی انواع روش ها و راهکارهای مقاوم سازی بپردازیم.

همان طور که پیش تر اشاره کردیم راهکارهای مقاوم سازی به دو دسته کلی زیر قابل تقسیم هستند:

• روش ها و راهکارهای متداول مقاوم سازی سازه ها
• روش ها و راهکارهای نوین مقاوم سازی سازه ها

روش ها و راهکارهای متداول مقاوم سازی سازه ها

مقاوم سازی با روش ها و راهکارهای متداول که از گذشته مرسوم بوده اند، روش هایی است که مقاوم سازی و افزایش ظرفیت باربری سازه ها و المان ها را با اضافه کردن المان های باربر جدید انجام می دهند. روش هایی مثل افزودن دیوار برشی به ساختمان، مقاوم سازی با ژاکت بتنی و فولادی، افزایش ظرفیت با ورق های فولادی، استفاده از پیش تنیدگی خارجی و … همگی از روش ها و راهکارهای مقاوم سازی متداول هستند. استفاده از این روش ها مزایا و معایب مختلفی دارد که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم.

مزایای مقاوم سازی با روش های متداول به شرح زیر است:

• افزایش ظرفیت باربری المان ها
• افزایش شکل پذیری ازه
• افزایش سختی جانبی
• کاهش تغییر مکان جانبی سازه
• و …

معایب مقاوم سازی با روش های متداول به شرح زیر است:

• افزایش وزن ساختمان
• ایجاد کردن محدودیت های معماری
• امکان ایجاد نامنظمی پیچشی در ساختمان
• صرف زمان طولانی

روش ها و راهکارهای نوین مقاوم سازی سازه ها

مقاوم سازی سازه ها و ساختمان ها با استفاده از کامپوزیت FRP از جمله روش های نوین مقاوم سازی ساختمان است که امروزه بسیار فراگیر شده اند.

از جمله مزایای مقاوم سازی با FRP در  ساختمان ها می توان به وزن کم و مقاومت بسیار بالای این الیاف اشاره کرد. الیاف FRP دارای انواع مختلفی هستند که هر کدام کاربردها و ویژگی های مختلف و متفاوتی دارند و بنابر نیاز از انواع مختلف این محصولات کامپوزیتی استفاده می کنیم. در صنعت مقاوم سازی ساختمان بیشتر از الیاف کربن و الیاف شیشه استفاده می شود که هرکدام خود به دسته های تک جهته و دو جهته تقسیم بندی میگردند.

انواع الیاف کربن و شیشه برای مقاوم سازی ساختمان به شرح زیر دسته بندی میگردد:

• الیاف کربن تک جهته
• الیاف کربن دو جهته
• الیاف شیشه تک جهته
• الیاف شیشه دو جهته

انجام مقاوم سازی در صنایع نفت و گاز، آب و فاضلاب و کارخانه های تولیدی و … بسیار اهمیت دارد. زیرا این صنایع زیرساخت های توسعه کشور می باشند و در صورت بروز حادثه در آن ها، نیروی انسانی و سرمایه زیادی از دست می رود.