مقاوم سازی سازه بتن آرمه توسط بادبند

مقاوم سازی سازه بتن آرمه توسط بادبند

تاریخچه تحقیقات

در سال 1980 سوگانا  و فوجی مارا تحقیقاتی در زمینه استفاده از بادبند خارجی بصورت آزمایشگاهی بروی چند نمونه و مقایسه آن با میانقاب های بنائی و بتنی  انجام دادند وبه نتایج رضایت بخشی در مورد سختی و اتلاف انرژی سازه رسیدند و از این روش برای مقاوم سازی مدرسه ای در ژاپن استفاده کردند.

مقاوم سازی
مقاوم سازی

در سال 1981 هیگاشی و همکاران بر روی استفاده از بادبند های هم مرکز و خارج از مرکز در قاب های بتنی مطالعاتی انجام دادند . نتایج ، امکان استفاده موثر از این روش های مقاوم سازی را نشان داد .

در سال 1991 ، وایلی و همکاران گزارشی در مورد مقاوم سازی ساختمان بتنی سالن دانشگاه برکلی کالیفرنیا ، با بادبندی فولادی ارائه کردند .روش مورد استفاده در این پروژه ، بکارگیری قاب فولادی بادبندی شده در داخل قاب های بتن مسلح است . در این گزارش تصریح شده است که روش بادبندی فولادی بکار رفته ، اقتصادی ترین روش برای مقاوم سازی بوده است .

در سال 1992 ، پینچرا و جیرسا در مقاله ای با عنوان بادبندهای پس کشیده برای مقاوم سازی لرزه ای قاب های بتن مسلح ، استفاده از بادبند های پس کشیده را به عنوان روشی برای مقاوم سازی قاب های بتن مسلح غیر شکل پذیر با بررسی پاسخ دینامیکی غیر الاستیک دو ساختمان مورد ارزیابی قرار دادند .

در سال 1995 ، ماهری و صاحبی در مقاله ای رفتار قاب های بتن مسلح بادبندی شده با بادبند های فولادی را به صورت آزمایشگاهی بررسی کردند. مشاهده گردید که بادبند کششی بر رفتار قاب حاکم است و سهم عمده ای از بار را می برد. در تمام حالت ها ، خرابی نهایی با خرابی بادبند کششی به دنبال خرابی بادبند فشاری همراه بوده است . از این مطالعه چنین بر می آید که استفاده از بادبندی ضربدری باعث افزایش قابل توجهی ، معادل سه برابر در مقاومت برشی قاب شده است . استفاده از تنها یک بادبند (کششی یا فشاری) نیز ظرفیت قاب را بیش از 100 در صد افزایش داده است .

ضرورت بهسازی و مقاوم سازی ساختمان ها

1 -ساختمان های موجود

تغییر کاربری

تغییر ضوابط آیین نامه

توسعه بنا و افزودن طبقات اضافی

خطا در محاسبات

خطا در اجرا

2 -ساختمان های آسیب دیده

– ساختمان های آسیب دیده در زلزله، انفجار، آتش و …

مهمترین دستورالعمل های بین المللی تدوین شده جهت مقاوم سازی

دستورالعمل های بین المللی تدوین شده جهت مقاوم سازی

 

مهمترین دستورالعمل های تدوین شده جهت مقاوم سازی در ایران

1.دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود   نشریه 360              1385

2.فهرست خدمات مطالعات بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود     نشریه 251              1386

3.دستورالعمل ارزیابی لرز ه ای سریع ساختمان های موجود    نشریه 364              1387

4. تفسیر دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود    نشریه 361              1388

5.راهنمای روش ها و شیوه های بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود     نشریه 524              1389

روشهای تقویت ساختمانهای بتن آرمه موجود

  1. بتن ریزی درجا
  2. بتن پاشی  (Shotcrete)
  3. استفاده از چسب
  4. ورق پوش کردن ( اتصال ورق های فولادی نازک)
  5. زره پوش کردن (استفاده از پروفیل های فولادی)
  6. افزودن دیوار برشی
  7.  استفاده از بادبند فلزی
  8. روشهای پس تنیدگی
  9. استفاده از صفحات کامپوزیتی (FRP)
  10. استفاده از میانقاب

مقاصد مقاوم سازی

مزایای روش تقویت بادبندی :

١- افزایش مناسب در مقاومت – سختی – جذب انرژی

٢- کم بودن وزن آن در مقایسه با دیوارهای برشی

٣- سهولت و تسریع دراجرا و هزینه نسبتا پائین

۴- مشکلات کمتر در معماری

مقایسه منحنی ظرفیت در روش های مختلف بهسازی قاب های بتنی (سوگانو 1989)

 

روش های تقویت ساختمان های بتنی با بادبند فولادی

 

انواع روش های مقاوم سازی قابهای بتنی با بادبند فلزی

1-قاب فولادی بادبندی شده محصور در قاب بتنی (روش غیر مستقیم)

* این روش بیشتر در خارج از کشور استفاده شده است.

2- قاب بتن آرمه بادبندی شده (مستقیم)

           1-2 استفاده از ورق و بولت

  1-1-2 مکانیکی

  2-1-2 شیمیایی

2-2 استفاده از طوقه (جلیقه)

 

 

مقایسه عملکرد قاب های بتی تقویت شده با اتصال غیر مستقیم  بادبند فلزی

 

جزئیات سازه ای

الف- حتی المقدور خط مرکزی اعضاء بادبندی از محور تیر ها و ستون ها بگذرد .

ب- اتصال بادبندی ها با محل اتصال تیر و ستون جواب گوی نیرو های وارده باشد .

ج- ستون ، مقاومت لازم را در برابر برش حاصل پس از اضافه کردن بادبند داشته باشد .

د-افزودن بادبند باعث اعمال نیرو های جدیدی به سازه موجود ( ستون ها ، تیر ها و اتصالات ) در هنگامه وقوع زلزله می گردد. مقاومت برشی ستون ها در مجاورت محل اتصال ، بویژه در محل قرار گیری طوقه فولادی باید بدقت بررسی گردد .

 در ساختمان های بتنی نحوه اتصال مهاربند فولادی به قاب بتنی، از جمله موارد مهم و اساسی به شمار می رود، بطوری که عملکرد خوب مهاربند بستگی به نحوه اتصال آن دارد. طبق تحقیقات و آزمای شهای انجام شده استفاده از ملات مناسب و منبسط شونده بین قاب فولادی و بتنی از اهمیت خاصی برخوردار است و در میزان مقاومت جانبی قاب موثر می باشد.

به طور کلی ترک خوردگی در قاب های باد بندی شده و در ناحیه اتصال تیر به ستون به مراتب کمتر از قاب های بادبندی نشده است . از طرفی مقایسه بین قاب های بادبندی شده از نوع اتصال پیچ و مهره  با قاب های اتصال نوع جلیقه ای نشان می دهد که ترک خوردگی ناحیه اتصال تیر به ستون ، در نوع پیچ و مهره ای کمتر بوده ولی بسیار شبیه نوع جلیقه ای دارای چسب اپوکسی است . دلیل این امر ، در آن است که تا حدود قابل توجهی هم سختی اتصال افزایش یافته و هم یکپارچگی نسبتا” خوبی ایجاد شده است .

زره پوش کردن ستون های بتنی جهت عملکرد بهتر قاب های تقویت شده

با توجه به اینکه بادبند فولادی نیروی محوری در ستون ها ایجاد می نماید بهتر است ستون های بتن آرمه بصورت زره پوش مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش، سیستم رفتاری بین روش مستقیم و غیر مستقیم دارد.

قابهای بتنی تقویت شده با بادبند های فلزی کمانش ناپذیر

معرفی بادبند :

سیستم سازه ای  BRBF از نوع سیستم سازه ای CBF است که ضعف کمانش زود هنگام بادبندهای فشاری در آن برطرف شده و در آن بادبندهای کششی و فشاری هم زمان با یکدیگر تسلیم می شوند . این امر با پوشاندن سراسر طول هسته ی فولادی در لوله ی فولادی پر شده با بتن یا ملات میسر می گردد .

 

استفاده از بادبند در سطح خارجی

الف.موقعیت بیرونی عموما دسترسی را آسان می کند

ب. هزینه کمتری دارد

ج.در معرض دید است.

1.نمونه ی اتصال به دیافراگم بتنی

 

2.نمونه ی اتصال به تیر بتنی موجود

 

3.اتصال قاب مهاربندی شده به ستون بتنی

 

4.اتصال قاب مهاربندی شده به دال

 

نمونه هایی از مقاوم سازی با بادبند:

1.مقاوم سازی بیمارستان نظامی ساندیگو آمریکا در سال 2005

 

2.مقاوم سازی خوابگاه دانشجویان دانشگاه برکلی آمریکا

پیشنهاد روش مقاوم سازی:

استفاده از روش غیر مستقیم بادبند خارجی

دلیل انتخاب:

استفاده از ساختمان در زمان اجرای مقامسازی آن

 

3.مقاوم سازی ساختمان 10 طبقه در مکزیک

سال ساخت : 1950

تعداد طبقات: 11 طبقه

آیین نامه مورد استفاده: آیین نامه فدرال مکزیک

ضریب زلزله : 0.025

5/5 - (2 امتیاز)
به اشتراک بگذارید:
تیم تحریریه افزیر

این محتوا توسط تیم مجرب تولید محتوا افزیر تولید و منتشر شده است.

پرسش و پاسخ


بدون دیدگاه

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert