مقاوم سازی ساختمان: انواع راهکارها

نیاز گسترده و روز افزون جامعه به ساختمان و مسکن و ضرورت استفاده از روش ها و مصالح جدید به منظور افزایش سرعت ساخت، سبک سازی، افزایش عمر مفید و نیز مقاوم سازی ساختمان ها و سازه های بتنی و فولادی در برابر زلزله را بیش از پیش مطرح کرده است، این امر سبب شده است که تعداد زیادی شرکت مقاوم سازی امروزه در امر بهسازی لرزه ای سازه ها و تقویت سازه ها در برابر زلزله فعالیت ‌کنند.

هدف از بهسازی و مقاوم سازی لرزه ای ساختمان ها بهبود عملکرد اجزاء سازه است. مقاوم سازی به مجموعه تمهیداتی گفته می شود که قابلیت انجام وظیفه یا وظایفی در سازه ایجاد می کنند که سازه قبل از انجام مقاوم سازی قادر به انجام آن ها به طور کامل نبوده است.

مقاوم‌ سازی ساختمان در علم مهندسی عمران به مفهوم بالا بردن مقاومت یک سازه در برابر نیروهای وارده است. امروزه از این اصطلاح بیشتر در مورد نیروی زلزله استفاده می‌شود. از دیدگاه علمی، مقاوم‌سازی واژه کاملاً درستی برای این منظور نیست. چرا که منظور از اصطلاح «مقاومت‌سازی» به‌طور قطع بالا بردن مقاومت در برابر نیروی زلزله نیست بلکه منظور بهبود عملکرد اجزاء در برابر نیروی زلزله است. به همین دلیل اصطلاح «بهسازی» و در حالت خاص برای نیروی زلزله، «بهسازی لرزه‌ای» اصطلاح درست‌ تری است. به طور کلی مقاوم سازی زیر مجموعه بهسازی لرزه ای و یکی از روش های آن میباشد.

مقاوم سازی وظیفه کیست؟ چه ساختمانهایی نیاز به مقاوم سازی دارند؟ روش انجام مقاوم سازی چیست؟ هزینه انجام مقاوم سازی چقدر است؟ نتایج مقاوم سازی تا چه حد قابل اطمینان است؟ آیین نامه های طراحی مقاوم سازی کدام است؟ طرحهای مقاوم سازی چه نتایجی در بر دارد؟ و …، اینها همه سوالاتی هستند که به ذهن هر کسی خطور می کند و این نوشته سعی می کنده به تمامی سوالات شما در مورد مقاوم سازی پاسخ دهد.

حرکت استمراری علم در عرصه مهندسی سازه و مهندسی زلزله موجب شده است تا برای بهسازی و مقاوم سازی ساختمان و سازه در سالهای اخیر از روشهای نوین و مصالح جدیدی بهره گرفته شود که در میان این فناوری ها، FRP (مصالح کامپوزیتی پلیمری تقویت شده با الیاف) از جایگاه ویژه ای برخوردار است تا آنجا که به نظر برخی از متخصصان، FRP را باید مصالح هزاره سوم نامید که در جدیدی را در پیش روی مهندسان سازه و ساختمان و نیز شرکت های مقاوم سازی (Strongtie و افزیر) گشوده است.

در مقایسه با ساختن یک سازه‌ جدید، تقویت سازه موجود حتی می‌تواند پیچیده تر باشد؛ زیرا شرایط سازه ای از قبل ثابت شده است. علاوه بر این همواره دسترسی به نواحی که نیاز به تقویت سازه دارند ساده نیست.

روش‌های سنتی استفاده شده به عنوان تکنیک های تقویت ساختمان در برابر زلزله و بارهای ثقلی مرده و زنده، نظیر انواع مختلف پوشش های های مسلح (نظیر ژاکت فولادی و ژاکت بتنی)، شاتکریت، کابل‌های پس تنیدگی قرار گرفته در خارج از سازه و استفاده از صفحات و ورق های فولادی مقید شده به سازه، معمولاً نیاز به فضای زیادی دارند و اغلب در برابر شرایط محیطی نیز آسیب پذیر  می‌باشند.

مطالعات مورد نیاز در این زمینه، علل الخصوص برآورد و تخمین آسیب پذیری سازه ها و ارائه راهکار برای مقاوم سازی و تقویت سازه ها جهت برآورده ساختن ضوابط موجود در آیین نامه های بارگذاری و زلزله کنونی که ساختمان موجود، مقاومت کافی در برابر نیروهای وارده ثقلی و زلزله را ندارد؛ یکی از مهمترین کارهای شرکت مقاوم سازی افزیـــر می‌باشد.

برای مقاوم سازی ساختمان هایی که قرار است تغییر کاربری بدهند یا طبقات سازه ای آن قرار است افزایش پیدا کند؛ باید توجه داشت که بارهای زنده، ضریب اهمیت ساختمان و همچنین سطح عملکرد ساختمان تغییر پیدا می‌کند در نتیجه نیاز به طراحی مجدد سازه و تعیین سطح عملکرد آن توسط شرکت مقاوم سازی می‌باشد.

همچنین  مقاوم سازی ساختمان هایی که اعضای سازه ای آن شبیه تیرها، ستون ها و سقف ها دچار خوردگی و پوسیدگی شده باشند؛ یا ساختمان هایی که در اثر ضعف سازه ای، ترکهایی در سازه های بتنی و یا ترکها و اعوجاج و لهیدگی در المان‌ها و جوش سازه های فولادی مشاهده می‌گردد را می‌توان با روشهای مقاوم سازی ارائه شده توسط شرکت مقاوم سازی افزیر تقویت کرد.

ساختمان هایی که در حین ساخت خطاهای اجرایی باعث بروز ضعف سازه ای در آنها شده است، نظیر کیفیت و اجرای نامناسب بتن ریزی، عدم کارگذاری دقیق میلگرد در اجزای سازه ای در ساختمان‌های بتنی، مقاومت پایین بتن و استفاده از مصالح نامرغوب در سازه های بتن آرمه و عدم جوشکاری نامناسب و غیر قابل قبول در سازه های فولادی را نیز  میتوان با روشهای مختلف مقاوم سازی کرد.

مقاوم سازی موضعی اجزا ساختمان

راهکارهای مقاوم سازی تیرها

مقاوم سازی تیر به روش ژاکت بتنی

یکی از تکنیک های مرسوم افزایش ظرفیت باربری ثقلی تیرها (بتنی و یا فولادی) در ساختمان اجرای ژاکت بتنی می باشد. در این روش تیرهایی که دارای ضعف باربری بوده و یا دچار آسیب دیدگی می باشند با اضافه کردن آرماتورهای و قالب بندی و اجرای بتن ریزی (معمولا بتن خودتراکم) مجدد مقاوم سازی می گردند. در مواقعی که ژاکت بتنی ضخامت کمی داشته باشد می توان از شاتکریت بتنی جهت اجرای بتن استفاده نمود. جهت آشنایی بیشتر با این روش مقاله مقاوم سازی ساختمان ها با ژاکت بتنی را مطالعه نمایید.

مقاوم سازی تیر به روش ژاکت فولادی

از جمله راه های مقاوم سازی تیرها در ساختمان، استفاده از ژاکت فولادی می باشد. در این روش مقطع تیر با استفاده از ورق های فولادی بر حسب مورد بصورت دور پیچ، نواری v و یا موضعی تقویت می گردد. ژاکت فولادی می تواند در مقاوم سازی تیرهای بتنی و فولادی مورد استفاده قرار گرفته، بدون افزایش قابل توجه در وزن ساختمان شکل پذیری سازه را بهبود بخشد. روش مرسوم برای اجرای این تکنیک و ایجاد محصور شدگی، اتصال ورق های فلزی پیرامونی با بولت به تیر می باشد.

تکنیک پس کشیدگی یا پیش تنیدگی

تکنینک پس کشیدگی یا پیش تنیدگی یکی دیگر از روش های مقاوم سازی است که برای تقویت تیرها به کار می رود. در این روش با استفاده از القای کشش در کابلهای پیش‌تنیدگی، نیروهای داخلی باز توزیع گشته، ظرفیت باربری فعال عضو بلافاصله بالا رفته و در نتیجه تیر حاضر تقویت می‌گردد.

اضافه نمودن ورق های فولادی به تیر

با استفاده از اتصال ورق های فولادی به وجه کششی در تیرهای بتنی می توان ظرفیت باربری خمشی تیر را افزایش داد. در این روش ورق های فولادی به ضخامت حداکثر 3 سانتی متر با استفاده از رزین اپوکسی به تیر بتنی چسبانده می شود. همچنین با اضافه نمودن ورق های موازی با جان تیر فولادی می توان مقاومت برشی آن را افزایش داد.

مقاوم سازی تیر با کامپوزیت های FRP

تیر بتنی

مقاوم سازی تیر بتنی با FRP مصالح و الیاف FRP در طی 3-4 روز به 3 برابر مقاومت کششی فولاد می رسند، از این رو با توجه به اینکه الیاف FRP مقاومت کششی بسیار بالایی نسبت به ورقه های فولادی دارند، اتصال FRP به ناحیه کششی بتن در تیر بتنی سبب افزایش ظرفیت خمشی مقطع خواهد شد.

عوامل متعددی مانند ابعاد مقطع تیر بتنی، مساحت و مشخصات مکانیکی میلگردهای موجود و میلگرد FRP مورد استفاده و همچنین مقاومت بتن موجود، در میزان افزایش مقاومت خمشی سازه های بتنی با استفاده از سیستم های FRP دخیل می باشند. در ادبیات فنی این افزایش مقاومت از 10 تا 160 درصد گزارش شده است.

[aparat id=”ySr3Q”]

مزایای روش مقاوم‌ سازی تیر بتنی با FRP

  • افزایش مقاومت خمشی تیر
  • افزایش مقاوم برشی تیر
  • افزایش شکل پذیری تیر
  • افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  • افزایش دوام و عمر
  • کنترل عرض ترک
  • ضخامت کم ورقه های FRP و عدم تغیر قابل توجه در ابعاد تیر
  • سهولت در اجرا
  • هزینه پایین نسبت به روش های مرسوم دیگر
  • ترمیم ناشی از خوردگی

حال سوال اینجاست انواع روش های مقاوم سازی تیرهای بتنی به چه صورت انجام میگیرد؟
برای اطلاعات بیشتر رجوع کنید به مقاوم سازی تیرهای بتنی

تیر فولادی

در سازه های فولادی که تیرها  وظیفه تحمل بارهای وارده از کف سازه و انتقال آن ها به ستون ها را بر عهده دارند. در صورتی که تیر فولادی بنابر هر علتی ظرفیت خمشی کافی برای تحمل بار ها را نداشته باشد نیاز به مقاوم سازی پیدا میکند.
همانند تقویت تیر بتنی، تیر فولادی را نیز می توان با چسباندن FRP به قسمتی از مقطع که تحت کشش قرار می گیرد تقویت نمود. بدین ترتیب می توان با تقویت بال تحتانی تیر فولادی دو سر مفصل مطابق شکل زیر آن را تقویت نمود. همچنین برای تیر های دو سر گیردار و یا تیرهایی که در قابهای چند دهانه استفاده می شوند، می توان با تقویت بال تحتانی بوسیله FRP در میانه طول عضو و نیز بال فوقانی در نواحی نزدیک تکیه گاه، اقدام به تقویت خمشی عضو نمود.

مزایای روش مقاوم‌ سازی تیر فولادی با FRP

  • به حداقل رسیدن مشکلات اجرایی به دلیل وزن بسیار کم الیاف FRP
  • انعطاف پذیری بالای الیاف FRP
  • افزایش ظرفیت خمشی تیرهای فولادی
  • به تاخیر انداختن کمانش موضعی بال تیر
  • ضخامت کم ورقه های FRPو عدم تغیر قابل توجه در ابعاد تیر
  • هزینه پایین نسبت به روش های مرسوم دیگر

برای اطلاعات بیشتر رجوع کنید به تقویت خمشی تیرهای فولادی با FRP

راهکارهای مقاوم سازی ستون ها

مقاوم سازی ستون به روش ژاکت بتنی

ترمیم و مقاوم سازی ستونهای بتنی و فلزی با استفاده از ژاکت بتنی به عنوان راه حلی موثر توصیه می‌گردد. در این روش ستون هایی که دارای ضعف باربری بوده و یا نیاز به ترمیم دارند، با افزودن لایه‌ای از بتن، میلگردهای طولی و خاموتهای بسته تقویت می گردد. در مواقعی که آسیبهای وارده به ستون بتنی زیاد بوده و یا ستون از ظرفیت کافی در برابر نیروهای جانبی برخوردار نباشد استفاده از طرح ژاکت بتنی برای مقاوم سازی ستون پیشنهاد می گردد. همچنین از این تکنیک مقاوم سازی می توان برای افزایش سختی برشی در ستون های فولادی با مقاطع I و H شکل استفاده نمود. در حالتی که ستون فولادی مقطعی بسته داشته باشد، می توان به منظور تقویت، ستون را با بتن پر نمود. اجرای تکنیک ژاکت بتنی بهتر است با قالب و بتن خود تراکم صورت گیرد ولی در صورتی که لایه بتن اضافه شده ضخامت کمی داشته باشد، استفاده از روش شاتکریت بهتر از بتن‌ریزی می‌باشد.

مقاوم سازی ستون به روش ژاکت فولادی

تقویت ستون ها با استفاده ژاکت فولادی، سبب افزایش مقاومت فشاری، برشی و همچین تامین محصور شدگی جهت افزایش شکل پذیری آن می‌شود. با این روش مقاوم سازی می‌توان ظرفیت برشی، فشاری و محصور شدگی ستون ها را تامین کرد و بدین ترتیب ظرفیت باربری آنها در مقابل بارهای جانبی زلزله و قائم ثقلی نیز افزایش می‌یابد.

بهسازی و افزایش ظرفیت باربری ستون با ژاکت فولادی - مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی

مقاوم سازی ستون با کامپوزیت های FRP

ستون بتنی

هنگامی که ستون تحت بارهای لرزه ای قرار می گیرد، مسئله ظرفیت جذب انرژی و شکل پذیری ستون اهمیت می یابد که استفاده از الیاف FRP ضمن افزایش ظرفیت برشی ستون، مد گسیختگی آن را از حالت برشی به خمشی تغییر داده و شکل پذیری را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

با افزایش میزان بار وارده بر ستون، بتن تمایل دارد در جهت عمود بر جهت اعمال بار از هم باز شود. محصور کردن عرضی بتن با پوشش FRP (دور پیچ کردن) توسط افزودن لایه هایی از الیاف شیشه و کربن مقاومت نهایی ستون را تا 2 برابر افزایش می دهد و البته تاثیر مهم تر این الیاف در افزایش 5 برابری در ظرفیت تغییر شکل بتن است.

در این روش قرارگیری الیاف در امتداد عمود بر محور طولی عضو به صورت دورپیچ کامل، سبب ایجاد محصورشدگی انفعالی (Passive) در عضو می گردد. از این رو FRP تا زمان بارگذاری و رخداد تغییرشکل های عرضی در ستون بتنی موجود منفعل بوده و تحت تنش قرار نگرفته و تاثیری در باربری عضو ندارد. بدین سبب اجرا و نصب استاندارد و اطمینان از چسبندگی کامل بین بتن و FRP در این روش مقاوم سازی بسیار حائز اهمیت می باشد.

مزایا و خصوصیات مقاوم‌ سازی ستون بتنی با FRP

  • افزایش مقاومت خمشی ستون
  • افزایش مقاومت برشی ستون
  • افزایش مقاومت فشاری ستون
  • افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  • افزایش دوام و عمر
  • کنترل گسترش ترک و عرض ترک
  • ضخامت کم ورقه های FRP و عدم تغیر قابل توجه در ابعاد تیر
  • سهولت در اجرا
  • هزینه پایین نسبت به روش های مرسوم دیگر
  • افزایش شکل پذیری

برای اطلاعات بیشتر در مورد مقاوم سازی ستون های بتنی اینجا را کلیک کنید.

افزایش ظرفیت باربری ستون بتنی با FRP - مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی ستون بتنی با الیاف FRP
ستون فولادی

ستون ها اجزایی از ساختمان های فولادی هستند که قسمت  اعظم نیروی وارد بر آن ها به صورت فشاری می باشد و اغلب به صورت عمود بر سطح زمین میباشند. عمده خرابی موجود در ستون های فولادی شامل کمانش موضعی، کمانش کلی و گسیختگی در محل درزها و وصله ها می باشد.

استفاده از روکش FRP در مقاطع بسته همانند مقاوم سازی ستون های بتنی می باشد که در آن الیاف به طور دورپیچ ستون های فولادی را محصور می کند و باعث افزایش مقاومت فشاری آن ها میگردد. این امر هم چنین باعث افزایش شکل پذیری اعضا تحت ترکیب نیرو های محوری و خمشی میشود.

مزایای مقاوم سازی ستون فولادی با FRP

  • قابلیت افزایش مقاومت محوری، برشی و خمشی ستون
  • افزایش شکل پذیری و قابلیت جابه جایی نسبی نهایی بیشتر
  • کمترین افزایش در ابعاد پایه در بین روش ها مشابه
  • سرعت بالای مقاوم سازی بدون توقف بهره برداری از سازه

اضافه نمودن ورق های فولادی

در ساختمان های فولادی با اضافه کردن ورق پوششی به بال ستون و یا اضافه نمودن ورق موازی با جان ستون، می توان ستون فولادی را مقاوم سازی نمود. در حالت اول و با افزایش ضخامت بال از کمانش موضعی بال ستون جلوگیری شده و اضافه نمودن ورق موازی با جان ستون، مقطعرا به شکل جعه ای تبدیل کرده، افزایش ممان اینرسی درامتداد موازی با جان را در پی خواهد داشت.

راهکارهای مقاوم سازی دال بتنی

افزایش ضخامت دال بتنی

در برخی مواقع و بعلت مشکلاتی همچون افزایش بار وارده بر دال بتنی، ضعف در طراحی دال، خوردگی آرماتورهای فولادی و یا وجود ترک در دال بتنی از روش افزایش ضخامت می توان برای تقویت دال بتنی استفاده نمود. درصورتی که دال بتنی توانایی مقاومت در برابر ممان منفی وارد بر آن را نداشته و مقدار آرماتورهای تحتانی کافی باشد، ضخامت دال را در وجه فوقانی آن افزایش می دهیم. در مقابل و در صورتی که دال بتنی توانایی مقاومت در برابر ممان مثبت وارد بر آن را نداشته و یا بار مرده وارد بر آن بسیار کمتر از بار زنده باشد، ضخامت دال بتنی در وجه تحتانی آن باید افزایش یابد.
مراحل مقاوم سازی دال بتنی به روش افزایش ضخامت دال:

  • برداشتن کاور بتن
  • تمیز کردن آرماتورهای فولادی با استفاده از برس سیمی و یا روش های مرسوم دیگر.
  • استفاده از پوشش های ضد خوردگی با پایه اپوکسی بر روی میلگردها
  • در صورتی که مقدار خوردگی در آرماتورها بالا باشد، آرماتورهای فولادی جدید متناسب با الزامات آیین نامه ای باید طراحی و به دال اضافه گردد.
  • آرماتورهای فولادی جدید باید با استفاده از روش های مناسب در جهت عمود به دال و و در جهت افقی به تیرهای پیرامونی مهار گردد.
  • با استفاده از لایه ای از مواد با پایه اپوکسی بر روی بتن قدیم، از چسبندگی مناسب دال موجود با یتن مسلح جدید اطمینان حاصل گردد.
  • قبل از خشک شدن اپوکسی، بتن جدید و با ضخامت مورد نیاز اجرا گردد. به منظور کاهش جمع شدگی در بتن می توان از مواد افزودنی مناسب استفاده نمود.

اضافه کردن صفحات فولادی به دال

یکی از روش های کنترل خیز سازه و افزایش سختی، مقاومت و یکپارچگی کف ها و سقف های بتنی، استفاده از صفحات و ورق های فولادی است. این ورق ها باید به صورت صحیح به سقف متصل و مهار شوند و فضای بین سقف و ورق با گروت یا مصالح بر پایه اپوکسی پر شوند تا ضمن چسبندگی کافی، عملکرد لرزه ای در برابر زلزله و انتقال بار مناسبی را از خود بر جای بگذارند.

مقاوم سازی دال بتنی با کامپوزیت های FRP

مقاوم سازی دال بتنی با FRP به منظور افزایش ظرفیت باربری دال، افزایش مقاومت دال در برابر خوردگی، کمبود مقاومت فشاری بتن، افزایش مقاومت خمشی، برشی و… بطور موضعی انجام می‌شود. دال ها عملا وظیفه تحمل بارهای قائم را دارند ولی چون عملکرد دیافراگم افقی نیز دارند، باید با اعضای مقاوم جانبی سازه اتصال داشته و از سختی و مقاومت کافی برخوردار باشند.

برای مقاوم سازی دال بتنی با FRP، مصالح مرکب FRP را می‌توان بصورت نوارها و یا صفحاتی بر روی سطوح تحت کشش برای افزایش مقاومت خمشی اجرا نمود. دال یک طرفه با تکیه گاه ساده را می توان با چسباندن نوارها یا صفحات FRP در سطوح تحتانی آنها و در راستای طولی، مقاوم سازی نمود. در دال دو طرفه مقاوم سازی با نوارهای FRP  در هر دو جهت صورت گیرد.

البته اگر دال دارای تکیه گاه گیردار باشد، نوارهای FRP را باید در قسمت فوقانی دال نیز اجرا نمود. همچنین تقویت و بهسازی دال بتنی با FRP به منظور افزایش ظرفیت برشی پانچ دال بتنی در اطراف ستون ها، و تقویت مناطق اطراف بازشو ها انجام می شود.

استفاده از ورق های CFRP در ناحیه کششی اتصال دال می‌تواند تشکیل و گسیختگی ترک های برشی را بوسیله افزایش مقاومت خمشی دال در مجاورت ستون به تعویق اندازد و در نتیجه باعث بهبود مقاومت برشی دو طرفه اتصال گردد. در مقاوم سازی دال با FRP به دلیل ضخامت کم ورقه های FRP (حدود 05/0 اینچ یا 3/1 میلی متر)، ورقه ها براحتی می توانند تحت پوشش کف پنهان شوند و همچنین کاهش هزینه ها و اقتصادی بودن این روش باعث برتری آن نسبت به روش های معمول دیگر می باشد.

مقاوم سازی دال بتن آرمه با مصالح FRP - مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی دال بتنی با FRP

تقویت اعضا و اجزای بتنی با استفاده از روکش بتنی و یا فولادی، سبب افزایش مقاومت فشاری، برشی و همچین تامین محصور شدگی جهت افزایش شکل پذیری یا پیوستگی بتن و آرماتور می‌شود. با این روش مقاوم سازی می‌توان ظرفیت برشی، فشاری و محصور شدگی ستونها، دیوارها، دال ها و تیرها را تامین کرد و بدین ترتیب ظرفیت باربری آنها در مقابل بارهای جانبی زلزله و قائم ثقلی نیز افزایش می‌یابد.

مزایا و خصوصیات مقاوم سازی دال بتنی با FRP

  • افزایش مقاومت خمشی دال¬های یک طرفه
  • افزایش مقاومت خمشی دال¬های دو طرفه
  • تقویت و افزایش مقاومت برشی
  • افزایش سختی و کاهش خیز در بارهای سرویس
  • افزایش شکل پذیری
  • ترمیم و تقویت ناشی از خوردگی
  • افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  • صرفه اقتصادی نسبت به روش های معمول
  • سهولت در اجرا

راهکارهای مقاوم سازی دیوارها

شاتکریت بتنی دیوار

یکی از روش های مقاوم سازی دیوارها استفاده از شاتکریت بتنی و مسلح نمودن دیوار بتنی یا بنایی می‌باشد که در مقاوم سازی ساختمان به صورت کلی تاثیر زیادی دارد. در این روش ابتدا یک شبکه میلگرد به طور صحیح و مهاربندی شده بر روی دیوار قرار می گیرد و سپس با استفاده از دستگاه شاتکریت عملیات بتن پاشی صورت می گیرد.

این پوشش بتنی علاوه بر ایجاد انسجام مناسب در دیوار، مقاومت و شکل پذیری درون صفحه و برون صفحه را نیز افزایش می‌دهد. یکی دیگر از مزیت‌های این روش مقاوم سازی سنتی در این است که شبکه میلگرد ایجاد شده بر سطح دیوار به همراه بتن پاشیده شده همانند یک لایه بتن مسلح بوده و باعث بهبود رفتار لرزه ای دیوار (دیوار بتنی یا دیوار بنایی) در برابر زلزله می شود.

مقاوم سازی دیوار با کامپوزیت های FRP

ایه های مصالح کامپوزیت پلیمری FRP شرکت افزیر از جنس الیاف شیشه و یا کربن، راه‌حلی ایده‌آل برای تعمیر و مقاوم سازی دیوار بتنی، بنایی غیرمسلح، آجری و جان‌پناه محسوب می‌شوند. از جمله المان های سازه ای که قابل مقاوم سازی ساختمان به کمک مصالح کامپوزیت پلیمری FRP شرکت افزیر هستند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • دیوارهای برشی بتنی مسلح
  • دیوارهای بتنی غیر مسلح
  • دیوارهای بنایی
افزایش ظرفیت باربری خمشی و برشی دیوار بتنی با FRP-مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی دیوار بتنی با FRP

مزایا و خصوصیات مقاوم سازی دیوار بتنی  با   FRP

  • افزایش مقاومت خمشی و برشی دیوارها
  • حداکثر افزایش ضخامت دیوار به میزان 5 میلی‌متر
  • سبکی و افزایش حداقلی وزن دیوار
  • افزایش مقاومت کل دیوار حتی درصورت پوشاندن سطح کوچکی از آن
  • عمل‌کرد آب‌بندی
  • کاهش بسیار زیاد نرخ خوردگی دیوار
  • قابلیت اتصال مناسب به انواع دیوار اعم از بتنی، آجری و …
  • عدم نیاز به هم پوشانی زیاد و در نتیجه ارزان تر بودن این روش

راهکارهای مقاوم سازی اتصالات

اتصال تیر به ستون در قاب های خمشی بتنی مسلح  به علت قرارگیری اتصال تحت تنش های رفت و برگشتی زلزله جزء بحرانی ترین نقاط در عملکرد قاب بتن مسلح خمشی می‌باشد. لذا اصلاح عملکرد گره اتصال و مقاوم سازی آن باعث بهبود عملکرد کل سیستم و مقاوم سازی کل ساختمان خواهد شد. روشهای متنوعی برای تقویت اتصالات به شرح زیر موجود می‌باشد که با توجه به معیارهای مختلف یک یا ترکیبی از آنها برای بهبود عملکرد اتصال و تقویت آن در برابر زلزله انتخاب  می‌شود:

  • تزریق رزین اپوکسی در ژاکت فولادی اتصالات بتنی
  • استفاده از طوق های پیش تنیده X شکل
  • مقاوم سازی و تقویت اتصالات با استفاده از FRP
  • نصب جاکت ورق فولادی در اتصالات بتنی
  • ایجاد قفس فولادی در اتصالات بتنی
  • پیش تنیدگی اتصالا
  • ایجاد ژاکت بتنی در اتصالات

با تقویت و مقاوم سازی اتصالات بتنی با frp می‌توان ظرفیت خمشی و همچنین ظرفیت برشی اتصال ساختمان را افزایش داد. به علت دورگیری، بکارگیری این روش میزان شکل‌پذیری اتصال را نیز افزایش می‌دهد. با استفاده از frp   می‌توان بدون افزایش ابعاد اتصال، مقاومت آن را افزایش داد. استفاده از تقویت اتصال بتنی با frp  ، نسبت به روکش فولادی ارجحتر است، زیرا تقویت اتصال با frp  بر خلاف فولاد دچارخوردگی نمی‌شود و می‌تواند در مقابل خوردگی اسیدها، بازها و مواد مهاجم مشابه در دامنه وسیعی از دما مقاومت کنند.

راهکارهای مقاوم سازی شالوده و پی

افزایش ابعاد شالوده

مراحل افزایش ابعاد شالوده جهت افزایش ظرفیت باربری فونداسیون عبارتند از:

  • خاالی کردن اطراف فونداسیون
  • تمیز کردن و مضرس کردن سطح بتن
  • کاشت میلگرد ریشه به فاصله 25-30سانتی متری در هر دو جهت با اسفتاده از چسب کاشت اپوکسی
  • مهار آرماتورهای جدید به میلگرد های ریشه با استفاده از سیم های فولادی. قطر و تعداد آرماتورها باید بر مبنای طراحی انتخاب گردد.
  • استفاده از مصالح مناسب بر روی سطح شالوده به منظور اتصال مناسب بین بتن قدیم و جدید.
  • اجرای بتن جدید قبل از خشک شدن مصالح پیوند دهنده. بتن جدید می بایست دارای افزودنی های کاهنده جمع شدگی باشد.

افزودن شناژ به فونداسیون

در این روش مقاوم سازی با استفاده تکنیک اتصال فونداسیون ها به یکدیگر، کلیه فنداسیون در تحمل بارهای جانبی مشارکت می کند. به همین منظور شناژ بتنی در قالب دال اتصال بین پی های ستونی و پی زیر دیوار باربر قرارداده می شود.

تقویت از زیر پی

تکنیک تقویت از زیر پی عبارت است از مقاوم سازی فونداسیون یک ساختمان از طریق عمیق تر کردن آن و در نتیجه قرار گرقت فونداسیون بر روی بستر خاک مقاوم تر.
بهسازی فونداسیون به روش تقویت از زیر پی معمولا در موارد زیر انجام می گیرد:

  • در صورتی که در ساختمان نشست و یا ترک خوردگی مشاهده گردد، می توان نتیجه گرفت سیستم فونداسیون موجود توانایی لازم برای تحمل وزن ساختمان را ندارد.
  • تغییر کاربری ساختمان موجود و در نتیجه افزایش بار وارد بر ساختمان در مقایسه با بار طراحی
  • مشکلات به وجود آمده برای ساختمان موجود بعلت احداث یک ساختمان جدید با فونداسیون عمیق تر در مجاورت آن

ترمیم بتن آسیب دیده

بتن را می توان یکی از پر کاربردترین مصالح در ساخت ساختمان نامید. بتن و ساختمان های بتنی در طول فرآیند بهره‌برداری و ساخت دچار آسیب و تخریب شده که تعمیر و مرمت بتن را ایجاب می‌کند. انواع آسیب های رایج وارد بر بتن در ساختمان ها عبارتند از:

  • ترک خوردگی در بتن
  • کرموشدن بتن
  • خوردگی بتن
  • کنده شدن و آسیب های فیزیکی وارد بر سطح بتن

شرکت مقاوم سازی افزیر راهکارهای زیر را جهت ترمیم بتن آسیب دیده پیشنهاد می کند

ترمیم بتن با استفاده از ملات تعمیری

ملات  بتن، ملاتی با مقاومتی برابر یا بیشتر از مقاومت بتن پایه و دارای خاصیت گیرش سریع و چسبندگی مناسب با سطح بتن است. از ملات تعمیراتی بتن می توان برای ترمیم و تعمیر بتن در قسمت هایی که دچار آسیب و ضعف شده است استفاده نمود. ملات تعمیراتی بتن در دو نوع پایه سیمانی و پایه اپوکسی موجود می باشد که از آن ها برای تعمیر و ترمیم انواع سطوح و المان های بتنی و مقاوم سازی ساختمان ها استفاده میشود. با استفاده از انواع ملات تعمیراتی بتن قادر به ترمیم و تعمیر انواع آسیب های وارد شده به اعضای بتنی شامل آسیب های وارد شده ناشی از اجرا و بهره برداری نظیر کرموشدگی بتن و آسیب های وارد شده ناشی از شرایط محیطی مخرب هستیم.

تزریق رزین اپوکسی

ترک های موجود در بتن با توجه به اهمیت سازه و علل وقوع آن ها دسته بندی و تعمیر و بازسازی نمود. تزریق رزین اپوکسی تحت فشار به منظور ترمیم ترک خوردگی در عضو بتنی ، از جمله روش های مقاوم سازی کاربردی می‌باشد.
مراحل ترمیم بتن ترک خورده به روش تزریق به شرح زیر است:

  • الگو گذاری و مشخص کردن محل سوراخ ها
  • سوراخ کاری محل های مشخص شده در مرحله قبل
  • نصب نیپل ها و پکرها
  • انجام عملیات تزریق با پمپ تزریق

بهسازی سیستم سازه ای ساختمان

الحاق دیوار برشی

در روش مقاوم سازی الحاق دیوار برشی به سازه بتنی یا فولادی می‌توان سختی سازه را تغییر داده و علاوه بر بالا بردن ظرفیت تحمل بارهای ثقلی، ظرفیت تحمل بارهای جانبی ناشی از زلزله را نیز افزایش داد.

افزایش ظرفیت باربری و سختی جانبی با دیوار برشی بتنی - مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی ساختمان با افزودن دیوار برشی بتنی.

افزودن بادبند

اضافه نمودن مهاربند فولادی برای مقاوم سازی ساختمان بتنی، افزایش سختی، کاهش نیاز به شکل پذیری و افزایش مقاومت برشی سیستم را به همراه خواهد داشت. عموماً استفاده از سیستم های مهاربندی واگرا (EBF) در مقاوم سازی و تقویت ساختمان های بتنی به دلیل پر هزینه بودن و مشکلات موجود در اجرا و تأمین جزییات تیر پیوند مرسوم نمی‌باشد اما انواع سیستم های مهاربندی همگرا می توانند در این نوع بهسازی و تقویت سازه های بتنی و فولادی مورد توجه قرار گیرند.

افزایش ظرفیت باربری و سختی جانبی ساختمان با افزودن مهارند - مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی ساختمان با افزودن مهاربند فولادی

اضافه کردن قاب خمشی

تکنیک اضافه کردن قاب خمشی جهت رفع مقاومت و یا سختی موضعی ویا کلی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش معمولا قاب های خمشی فولادی بلافاصله در مجاورت تیرها و یا ستون های موجود و یا نزدیکی باز شو طبقه اوب قرار داده می شود. قاب های خمشی در مکان های غیر از موارد اشاره شده و یا طبقات بالاتر از طبقه اول قرار داده نمی شود.

جداساز لرزه ای در بهسازی ساختمان

سیستم های جداساز لرزه ای یکی از روش های متداول حفاظت از ساختمان ها در برابر بارهای لرزه ای وارد بر آن می باشد. جداسازهای لرزه ای شامل المان های سازه ای می باشد که ساختمان های بلند مرتبه را از فونداسیون آن که بر روی بستر لرزه خیز قرار گرفته است جدا کرده و در نتیجه عملکرد یکپارچه و ایمن ساختمان رادر برابر زمین لرزه فراهم می سازد.

میراگر در بهسازی ساختمان

ساختمان های بلندمرتبه نیاز مند راهکارهای مقاوم سازی بهینه تری می باشند. میراگرها عبارتند از جاذب های انرژی وارد شده به ساختمان شما. دمپر ها که در محل های از پیش تعیین شده در ساختمان قرار داده می شود نیروهای زمین لرزه را به خود جذب کرده و از آسیب وارده به ساختمان و در برخی موارد فروپاشی آن جلوگیری می کند.

56 دیدگاه برای “18 روش مقاوم سازی ساختمان های بتنی و فولادی

  1. حسینی گفته:

    سلام خدمت مهندسین گرامی
    می خواستم بدونم روش مقاوم سازی با سیستم الیاف FRP که برای مقاوم سازی سازه های بتنی مورد استفاده است آیا می توان از این سیستم برای مقاوم سازی سازه های فولادی نیز استفاده کرد؟ برای مثال می توان از این سیستم برای مقاوم سازی تیرهای فولادی استفاده کرد؟

    • valizadeh گفته:

      سلام و درود
      سیستم های FRP روشی است برای مقاوم سازی اجزا سازه ای که مقاومت نهایی آنها از مقاومت مجاز کمتر است. که در این روش برای افزایش مقاوم اجزا سازه از حالت دورپیچ اجزا برای مهار نیروهای وارده به آن استفاده می شود که از سیستم های FRP بیشتر برای مهار نیروهای برشی و خمشی بهره می برند حال این نیروهای می توانند در سازه های بتنی و یا سازه های فولادی ایجاد شوند که می توان با استفاده از الیاف FRP مقاوم سازی ساختمان را اجرا کرد.
      و بطور مثال برای بررسی این مطلب می توانید به مقاوم سازی تیر های فولادی با الیاف شیشه GFRP مراجعه کنید تا اطلاعاتات بیشتری کسب کنید.

  2. علی گفته:

    سلام
    برای مقاوم سازی مخازن شیمیایی آیا می توان از الیاف FRP استفاده کرد؟

    • valizadeh گفته:

      با سلام و درود
      بله برای مقاوم سازی مخازن شیمیایی نیز میتوان از الیاف FRP استفاده کرد که برای اینکار از الیاف C – glass و یا الیاف A – glass استفاده می کنند و حتی میتوان از الیاف آرامید نیز بخاطر مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و نامحلول بودن در آنها می توان از آن استفاده کرد. و برای اطلاعات بیشتر از نحوه مقاوم سازی می توانید به نشریه 345 مراجعه کنید

  3. حمید گفته:

    سلام
    برای مقاوم سازی سازه در مقابل برش و یا خمش از چه نوع الیافی باید استفاده کنیم و برای مقاوم سازی چند لایه باید الیاف استفاده شود؟
    لطفا کامل توضیح دهید؟

    • valizadeh گفته:

      برای مقاوم سازی دیوارهای برشی و یا اعضای با بار برشی از الیاف یک جهته استفاده می شود و برای بارهای خمشی از الیاف دو جهته بیشترین بهره برداری خواهد ولی جنس الیاف کربن یا شیشه و یا آرامید و یا هیبریدی باشد این به نوع سازه میزان تنش وارد بر آن و محیط سطح مقاوم سازی و خصوصیات مدنظر در طراحی آنها را مشخص می کند. و میزان حجم رزین مورد استفاده و تعداد لایه های الیاف FRP نیز به میزان مورد محاسبه در دفترچه محاسبات بستگی دارد که در واقع تابعی است از مقدار تنش وارده به سازه یا همان تعداد لایه های الیاف و جنس الیاف و میزان جذب رزین توسط الیاف ها.
      برای اطلاعات بیشتر می توانید به نشریه 345 مراجعه کنید.

  4. نوروزی گفته:

    سلام وقتتون بخیر
    برای مقاوم سازی ساختمانی که مقاومت بتن آن کمتر از مقاومت طراحی به دست آمده است چه روشی را پیشنهاد میکنید؟؟
    ساختمان مسکونی 6 طبقه

    • jalayi گفته:

      با سلام و احترام
      روش های مقاوم سازی ساختمان انواع مختلفی دارد اما بهترین گزینه برای مشکلی که شما در پروژه تان با آن رو به رو هستید افزایش ظرفیت و مقاوم سازی با استفاده از FRP است.
      برای اطلاعات بیشتر به صفحه مقاوم سازی با FRP مراجعه کنید.

  5. نوروزی گفته:

    با سلام
    برای بهبود رفتار لرزه ای سازه و میتوان از میراگرها و دمپرها نیز استفاده کرد؟؟

  6. علی ترابی پور گفته:

    با سلاخ و عرض ادب
    برای تقویت برشی تیر بتنی الیاف FRP در چه جهتی باید نصب شوند ؟

    • امیر محمد بنایی گفته:

      با سلام و احترام
      برای تقویت برشی تیر با الیاف FRP ، الیاف را به صورت مایل و یا قائم (عمود در راستای جهت ترک های برشی) به طرفین تیر نصب می گردد

  7. ایوب گفته:

    با سلام…ببخشید ستون های فلزی خونم از سقف بیسن سانتی متر زده بیرون…برای این که در برابر زلزله مقاوم باشه باید چی کار کنم. ممنون میشم راهنماییم کنید. با تشکر

    • امیر محمد بنایی گفته:

      با سلام و احترام
      شما می توانید برای مشاوره و کسب اطلاعات در زمینه مقاوم سازی با شرکت مقاوم سازی افزیر تماس حاصل فرمایید
      02188655696

    • امیر محمد بنایی گفته:

      با سلام و احترام
      مقاوم سازی ساختمان به شرایط نوع سازه که بتنی ، فولادی و یا مصالح فولادی باشد بستگی دارد و اینکه چه روش و مقداری برای انجام مقاوم سازی استفاده می گردد نیز بستگی دارد شما میتوانید برای کسب اطلاعات دقیق تر با شرکت مقاوم سازی افزیر تماس حاصل فرمایید.

دیدگاه‌ها بسته شده است.