مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان

مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان

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

برای مقاوم سازی ساختمان بعد از تماس کارفرما با شرکت مقاوم سازی و طرح مشکلات ساختمان، برای تعیین نوع مقاوم سازی و اجرای آن، اقدامات لازم در چند مرحله انجام می شود. که به این اقدام مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان می گویند.

مقاوم سازی

هدف از بهسازی و مقاوم سازی ساختمان ها بهبود عملکرد اجزاء سازه 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. اگر تمهیدات لازم را از قبل انجام دهیم می توانیم هزینه ترمیم و مرمت را کاهش دهیم.

از دیدگاه علمی، مقاوم سازی 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 لرزه ای» اصطلاح درست‌ تری است. به طور کلی مقاوم سازی زیر مجموعه بهسازی لرزه ای و یکی از روش های آن میباشد.

مقاوم‌سازی از مهم‌ترین راهبرهای کاهش خطرپذیری در برابر زلزله بوده که با کمترین هزینه با سرعت بالا و به صورت ساده است تا دست کم جان شهروندان در زلزله‌ای متوسط به بالا حفظ شود و در حقیقت آستانه ریزش ساختمان‌ها ارتقا یابد. مقاوم سازی می تواند با افزایش سختی مانند اضافه کردن دیوار برشی و مهاربند و یا حتی با افزایش مقاومت با استفاده از frp ، ژاکت فولادی و بتنی انجام پذیرد.

 

انواع مختلف روش مقاوم سازی:

  • مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها با FRP
  • مقاوم سازی ساختمان ها با اضافه کردن دیوار برشی و یا مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها با اضافه کردن بادبند فلزی
  • مقاوم سازی ساختمان ها سازه ها با استفاده از میراگر یا دمپر
  • مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از جرم های متمرکز پاندولیمقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از جرم های متمرکز پاندولی
  • مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از ژاکت های فلزی و بتنی
  • مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از بادبند های کمانش تاب
  • مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها با استفاده از جداگرهای لرزه ای

مزایای مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی و فولادی

  • افزایش ظرفیت بر شی و خمشی و محوری المان ها
  • روشی ارزان قیمت در مقایسه با سایر روش ها
  • امکان به کارگیری در هر بخش و المان ساختمان
  • مزایای مقاوم سازی به روش افزودن مهاربند فولادی و دیوار برشی
  • افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی
  • افزایش سختی سازه
  • افزایش باربری سازه(ثقلی و جانبی)

 

مقاوم سازی با  FRP

در راستای پیشرفت هایی که صنعت ساختمان کرده است روش های جدیدتر و کارا تر جای روش های سنتی را گرفته است. به کار بستن مواد کامپوزیتی پلیمر به نام frp روش مناسبی برای تقویت سازه ها می باشد که از الیاف و رزین اپوکسی تشکیل شده است.در راستای پیشرفت هایی که صنعت ساختمان کرده است روش های جدیدتر و کارا تر جای روش های سنتی را گرفته است. به کار بستن مواد کامپوزیتی پلیمر به نام frp روش مناسبی برای تقویت سازه ها می باشد که از الیاف و رزین اپوکسی تشکیل شده است.

 

مزایا مقاوم سازی با FRP

  • استفاده از FRP برای تقویت و مقاوم سازی ساختمان نیاز به زمان زیادی ندارد و اعضای مقاوم سازی شده در زمان بسیار کوتاهی آماده سرویس دهی می شوند.
  • نیاز به تخریب کمتر بخش هایی از سازه در مقایسه با دیگر روش های مقاوم سازی.
  • نیاز به بازسازی کمتر المان مقاوم سازی شده در برابر دیگر متدهای مقاوم سازی ساختمان.
  • ارزان تر بودن روش استفاده از مقاوم سازی با FRP ( در بسیاری موارد ) نسبت به روش های دیگر مقاوم سازی.
  • مقاوم سازی با FRP نیازمند تجهیزات کارگاهی زیادی نمی باشد .
  • در مقاوم سازی با FRP میزان خوردگی در حد صفر است .
  • مقاوم سازی با FRP به صورت عایق مغناطیسی و الکتریکی در مناطق حساس به امواج مغناطیسی و الکتریکی توصیه می شود
  • افزایش تولید، تامین و توزیع وسیع که باعث کاهش قیمت FRP و افزایش خرید و فروش FRP شده است.
  • ضخامت کم لایه های FRP (در حد میلی‌متر)، باعث می‌گردد تا استفاده از آن ها در مقاوم سازی سازه، اضافه فضا نداشته باشد.
مقاوم سازی با استفاده از میراگرها

یکی از روش های کارا در مقاوم سازی استفاده از دمپر یا میراگرها می باشد که انرژی لرزه ای وارده بر ساختمان را اتلاف می کند. از مزیت استفاده از میراگرها می توان به کاهش هزینه احداث سازه و کاهش خسارات احتمالی نام برد.

مقاوم سازی با استفاده از جداساز لرزه ای

از این جداسازها برای کنترل ارتعاشات لرزه ای از زمین به ساختمان ها استفاده می شود. این جداسازها دارای جذب بالا بوده و در جهت افقی از انعطاف پذیری بالا برخوردار می باشند.

روش های مقاوم سازی ساختمان با قاب خمشی فولادی

در ساختمان با سیستم سـازه‌ای‌ قاب خمشی فولادی  بارهای قائم وارده توسط قاب‌های ساختمانی تحمل می شود  و مقاومـت در برابر نیروهای جانبی وارده توسط قاب‌های خمشی تأمین می گردد .

علت ها و مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان

یکی از مهم ترین علل نیاز به مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان ، به علت اشتباهاتی است که در زمان طراحی یا اجرا رخ می دهد. در هنگام رخ دادن اشتباه در طراحی و یا اجرای یک سازه نیاز است که با مقاوم سازی به شرایط مورد نظر دست یافت. مانند وقتی که بتن نتوانسته است مقاومت لازم را حاصل کند یا وقتی که ابعاد اجزای باربر از اندازه لازم کوچکتر باشد.

در مواردی مثل تغییر در استانداردها و آیین نامه ها، افزایش عمر مفید بهره برداری و تغییر کاربری سازه که از دیگر دلایل مقاوم سازی ساختمان هستند، سازه مشکل خاصی ندارد، اما شرایط جدید بهره برداری ایجاب می کند که از لحاظ باربری تغییرای در آن به وجود آید.

مثلاً سازه هنگامی که طراحی و اجرا می شود و بعد از چند سال در آیین نامه طراحی تغییراتی مثل آیین نامه ۲۸۰۰ به وجود می آید، سازه به اصلاح نیاز خواهد داشت. مثال دیگر این که سازه ای که عمر مفید آن تمام شده یا در شرف اتمام است، اگر هنوز قرار است از آن بهره برداری شود، باید برای مقاوم سازی آن اقدام های لازم را انجام داد.

از دیگر علل و مراحل انجام مقاوم سازی

یکی دیگر از موارد موقعی است که ساختمان برای کاربری مسکونی طراحی شده باشد و قرار است تغییر کاربری دهد و مثلاً با کاربری آموزشی از ساختمان استفاده شود که در این حالت نیز نیازمند مقاوم سازی خواهد بود.افزایش طبقات و بار وارده از دیگر دلایل مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان می باشد که می توان به زمانی اشاره داشتکرد که قرار است بنا به دلایل اقتصادی یا هر دلیل دیگری طبقاتی به سازه اضافه شود که پیش از این پیش بینی نشده است.

در تمام این موارد، با نظر فرد متخصص که می تواند مهندس ناظر ساختمان یا مهندس ناظر سازمان نظام مهندسی ساختمان باشد و یا مهندس ناظر شهرداری یا مهندس محاسب که با در نظر داشتن ماده ۳۵ قانون نظام مهندسی، لزوم انجام مقاوم سازی مورد بحث قرار می گیرد.

تفاوت در شیوه ها و مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان

تقویت و مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله به نوع ساختمان بستگی دارد که شامل اسکلت فولادی و بتنی، دیوار بالابر و موارد دیگر در ساختمان می شود. برای مقاوم سازی هر کدام از این اجزا راه های مخصوصی وجود دارد که برای انتخاب و اجرا به بررسی نیاز دارند.مثلاً اضافه کردن بادبند در ساختمان های فلزی آسان می باشد، در صورتی که در ساختمان های بتنی این کار با مشکلات اجرایی همراه است. ممکن است اضافه کردن دیوار برشی راهکار مفیدتری برای ساختمان های بتنی باشد.

مقاوم سازی ساختمان به سه دسته تقسیم می شود
  1. ساختمان هایی که کاربری آنها باید تحت هر شرایطی حفظ شود و وجود آنها برای کشور حیاتی است و در صورت آسیب دیدن صدمات جانی بسیاری بدنیال دارند ضمن اینکه وجود آنها پس از وقوع حوادث غیر مترقبه الزامی است مثل : بیمارستانها , مراکز درمانی , مراکز امنیتی , پالایشگاه ها و ….، مقاوم سازی ساختمان های حیاتی یک کشور می تواند تا حد بسیار زیادی صدمات جانی و مالی افراد را بعد از وقوع حادثه کاهش دهد .
  2. دسته بعدی ساختمان هایی هستند که در صورت خرابی خسارات جانی و مالی بسیاری در پی خواهند داشت مانند : مراکز عمومی , برج ها , دانشگاه ها و …، چراکه مقاوم سازی ساختمان این فضاهای عمومی با توجه به عبور و مرور بالا در آنها و احتمال فرسودگی سریعتر به خاطر وجود بار مرده و زنده ی بیشتر در آنها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می باشد
  3. ساختمان های معمولی که کاربری مسکونی و اداری دارند و بنا به دلایل مختلفی مانند : موقعیت , کاربری , نقص های فنی و اجرایی و … نیاز به مقاوم سازی دارند .
مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان

این مراحل گام هایی هستند که برای انجام مقاوم سازی باید گذرانده شوند. در مرحله اول برای مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان نیاز است که مقدار مقاومت و شکل پذیری ساختمان با توجه به اجزای مورد استفاده از جمله میلگرد تعیین شده باشند. در این مرحله کارشناسان و متخصصان باید از ساختمان بازدید کنند یا به فایل های محاسبات ساختمان و نقشه های معماری و سازه ای دسترسی داشته باشند.

در مرحله بعد با استفاده از نتایج حاصل از بررسی های مرحله اول و همینطور تخمین بارهای وارده از زلزله به ساختمان، اندازه ضعف و تقویت آن باید مشخص شود. در مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان مهم است که هدف از مقاوم سازی تعیین شود تا بتوان برای طراحی مقدماتی اقدام کرد. در این مرحله نیز با بررسی مراجع موجود درباره روش های مقاوم سازی و امکانات موجود و نظرات مالک ساختمان، روش مناسبی برای مقاوم سازی انتخاب شود.

ادامه مراحل مقاوم سازی ساختمان

در مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان نیاز است برای تشخیص ویژگی های سازه مانند مقاومت مصالح و ویژگی های دینامیکی، بعضی کارهای آزمایشگاهی بر روی سازه و یا مدل آن انجام شود. گاهی مواقع لازم است این آزمایش ها روی سازه تقویت شده برای تأیید طرح تقویت انجام شود. برای مشخص شدن وضعیت آینده ساختمان باید مقدار مقاومت افزوده شده با به کار بردن شیوه منتخب تعیین شود.

در مواردی برای مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان لازم است که اجزائی مانند میلگرد به سازه افزوده شود. به این ترتیب، اعضای جدید باید به شکلی در پلان قرار گیرند که باعث خروج از مرکزیت بالای مرکز سختی نسبت به مرکز جرم نشوند.ممکن است پیچش های بزرگ بر اثر زلزله در غیر این حالت ساختمان را در شرایط بحرانی قرار دهد. بعد هم ویژگی های رفتاری سازه بعد از مقاوم سازی بررسی و محاسبه شود تا موقعیت جدید سازه برای مقایسه تعیین شود.

به طور معمول در پروسه مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان تحلیل های خطی صورت می گیرد که در صورت نیاز داشتن کارفرما به تحلیل های غیر خطی و تاریخ مشخص، با در نظر داشتن نشریه ۳۶۰ بهسازی لرزه ای ساختمان به وسیله شرکت مشاور انجام می شود. این کار هم هزینه بر است و هم به زمان نیاز دارد.

هر نوع تغییراتی که در اسکلت ساختمان ایجاد گردد، باعث تغییر ویژگی های رفتاری آن می شود. اندازه و راستای این تغییرات باید تعیین شود. ممکن است یک تقویت نامناسب موجب تغییر ویژگی ها در جهت نامطلوب شود و سازه را با موقعیت بحرانی تری مواجه کند.

در مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان شرکت های متخصص که کار مشاوره انجام داده اند، سه راهکار برای مقاوم سازی ارائه می دهند که در هر طرح به طور جداگانه هزینه و مدت زمان اجرای آن نیز برآورد شده است. همینطور مصالح مورد نیاز برای اجرای مقاوم سازی نیز با کارفرما عنوان می شوند.

در نهایت با استفاده نتایج حاصل از
دو مرحله آخر که با در نظر گرفتن موفقیت طرح و دست یافتن به هدف اولیه هستند، مورد بررسی قرار می گیرند. اگر هدف مورد نظر تأمین نشود، مراحل پیشین باید بازنگری شوند و مشکل شناسایی شود. مراحل دوباره تکرار می شوند تا به هدف مورد نظر دست یابند.

مقاوم سازی ساختمان با روش های کلاسیک

بسیاری از ساختمان‌هایی که در ابتدا برای استفاده‌های خاصی ساخته‌شده‌اند با گذشت زمان به دلیل تغییر در استفاده و کاربرد آن‌ها باید بازسازی و مقاوم‌سازی شوند چراکه ممکن است به ظرفیت بارگذاری بیشتر نیاز داشته باشند. درنتیجه این تقاضاهای بار بالاتر، ساختارهای موجود باید دوباره ارزیابی‌شده و برای برآورده شدن نیازهای بار اضافی ممکن است مقاوم‌سازی ساختمان ضرورت یابد.به‌طورکلی مقاوم‌سازی ساختمان ممکن است به دلیل تغییرات کد، بهسازی لرزه‌ای کمبودهای ایجادشده به دلیل اثرات زیست‌محیطی(مثل خوردگی )، تغییر در افزایش بار خدماتی و یا نقص ناشی از ساختار که به دلیل خطا در طراحی یا ساخت‌وساز ایجادشده است، ضرورت یابد.

برای سازه های فولادی و بتن آرمه، مقام سازی در برابر زلزله می‌تواند با استفاده از یکی از روش‌های مختلف نظیر شاتکریت، اتصالات قطعات پیش‌ساخته و چسباندن ورقه‌های فولادی، افزایش سطح مقطع بخش بتنی با بهره‌گیری از پوشش بتنی و کامپوزیت خارجی، فولاد پیوندی خارجی، تقویت خارجی عضو سازه‌ای با سیستم‌های پس از کشش خارجی یا داخلی و همچنین سایر روش‌ها و یا ترکیب آن‌ها، انجام شود. برای مؤثر بودن و به اشتراک گذاشتن بارهای اعمال‌شده، مقاوم‌سازی ساختمان نیز همانند تعمیر سازه‌ای، باید با ترکیب ساختارهای موجود انجام شود.

اجرا مهم ترین مراحل در انجام مقاوم سازی ساختمان

مرحله آخر نیز اجرای طرح است که با تهیه مصالح انجام می شود. مقاوم سازی ساختمان به دلیل حساسیتی که دارد باید با دقت نظر انجام گیرد. اگر مشاوران صلاحیت لازم را از نظر کارفرما داشته باشند، می توانند برای اجرای مقاوم سازی نیز ادامه همکاری دهند. بدون شک، اجرای مقاوم سازی مهم ترین مرحله در میان تمام مراحلی است که در بالا به آن ها اشاره داشتیم.

محدودیت های ترمیم و مقاوم سازی سازه های بتنی

زمانی که از صفحه های بتنی مصرف می شود، سختی در اکثر اعضای ترمیم شده زیاد می شود به همین دلیل  توزیع بار در سازه  عوض می شود  و نیاز به تحلیل دارد. تنش های زیادی ممکن است ناشی از انتقال بین مقاطع مقاوم سازی شده و غیر مقاوم سازی شده به وجود بیاید. اعضای مقاوم سازی شده و ترمیم شده شامل فونداسیون، باید برای شرایط با بهره برداری بررسی گردند.

مقاوم سازی با مواد مرکب ممکن است برای مقاوم کردن ضروری باشد، اما به دلیل  رفتار کشسان FRP ها، رفتار نهایی مسلح کننده های FRP باید به دقت ارزیابی می شود.مسلح کننده های بیرونی همواره فضاهایی که قبل از ترمیم برای دیگر استفاده ها موجود است را اشغال می کنند.اگر چسبندگی برای عمل مرکب مورد نظر باشد، آماده سازی سطح فولاد و بتن بسیار بحرانی است.

مقاوم سازی با دیوار برشی

همانطور که می دانید استفاده از دیوار برشی یا بادبند یکی از روش های مقاوم سازی محسوب می شود . استفاده از دیوار برشی به علت سختی بیشتر , دهانه ی کمتر برای تعبیه و در نتیجه مشکلات کمتر معماری نسبت به بادبند ارجحیت دارد. دیوار های برشی برای مقابله با بارهای جانبی متداولی مثل باد و زلزله بسیار پرکاربرد محسوب می شوند. این دیوارها نوعی از سیستم سازه ای می باشند  که مقاومت جانبی ساختمان یا سازه را تامین می نمایند . به طور معمول متریال مناسب این سازه ها  از چوب ,  بتن و مصالح بنایی می باشد.

مقاوم سازی با روش بزرگ کردن مقطع

بزرگ کردن مقطع برای مقاوم سازی اضافه کردن یک مقطع بتن مسلح به یک عضو سازه‌ای موجود به شکل پوشش می باشد. به این صورت که  روش بزرگ کردن مقطع، ستون‌ها، تیرها، دال‌ها و دیوارها می‌توانند بزرگ گردند  تا سختی و ظرفیت باربری آن‌ها زیاد شود. یک افزایش مقطع معمول، حدودا ۲ تا ۳ اینچ برای دال‌ها و ۳ تا ۵ اینچ برای تیرها و ستون‌ها است.

لازم به ذکر این موضوع می باشد برای مقاوم سازی با استفاده از بزرگ کردن مقطع، فولادهای برشی و خمشی به تیر بتنی اضافه می گردد  و سپس ستون شکل نهایی را به خود گرفته و یک پوشش بتنی برای افزایش اندازه مقطع و محافظت از آرماتورها ریخته می گردد.

شیوه های سنتی و بازسازی مرمت ساختمان های قدیمی کدامند؟

شیوه به کار بردن روکش های بتنی یا فولادی: روکش های بتنی یا فولادی مقاومت فشاری و برشی قطعات بتنی مانند ستون ها، دیوارها، دال ها و تیرها را بالا می برند. همچنین، به دلیل تأمین محصور شدگی به بالا رفتن شکل پذیری و پیوستگی بین بتن و آرماتور منجر خواهند شد. با این شیوه ظرفیت برشی، فشاری و باربری نهایی در مقابل نیروهای جانبی و ثقلی بالا خواهد رفت.

شیوه پس کشیدگی یا پیش تنیدگی: این شیوه برای رفع ضعف بتن در مقابل کشش به کار می رود. از تاندون های پیش تنیده که به طور معمول کابل های فولادی کششی هستند، برای به وجود آوردن بارهای مقاوم استفاده می شود. بارهای مقاوم نیز با به وجود آوردن تنش فشاری موجب برقراری تعادل با تنش کششی شده است. تنش های کششی هم در زمان وارد شدن بارهای خمشی روی یک عضو فشاری بتنی دیده می شوند. این کار با استفاده از رشته های فولادی یا غلاف انجام می پذیرد و وسایل مخصوص لازم دارد.

 

شیوه اجرای دیوار برشی در بازسازی و مرمت ساختمان های قدیمی چگونه است؟

شیوه اجرای دیوار برشی: اتصال دیوار برشی موجب بالا رفتن سختی ساختمان می شود. همچنین علاوه بر افزایش ظرفیت تحمل بارهای ثقلی، ظرفیت تحمل بارهای جانبی ناشی از زلزله را می افزاید. این شیوه نیز از روش های سنتی بازسازی و مرمت ساختمان های قدیمی است.
•    شیوه اضافه کردن بادبند: افزودن بادبند موجب افزایش سختی، افت نیاز به شکل پذیری و بالا بردن مقاومت برشی سیستم خواهد شد. این شیوه یعنی بازسازی و مرمت ساختمان های قدیمی بیشتر سیستم های مهار بندی همگرا را به کار می برد و به علت هزینه بر بودن مهار بندی واگرا و مشکلات موجود در اجرا و تأمین جزئیات تیر پیوند از نظر مالی صرفه اقتصادی ندارد.

•    شیوه شاتکریت بتنی دیوار: بعضی از دیوارهای بتنی یا بنایی به علت بالا رفتن بار وارد شده بر آن ها به تقویت و بالا بردن ظرفیت باربری نیاز دارند. برای این کار شبکه ای میلگرد با در نظر گرفتن نکته های اجرایی روی دیوار گذاشته می شوند. بعد کار بتن پاشی با دستگاه شاتکریت انجام می شود. این پوشش بتنی مقاومت و شکل پذیری کل مجموعه دیوار را بالا می برد و ظرفیت باربری را زیاد می کند.

•    شیوه به کار بردن ورق های فولادی: با ورق های فولادی خیز ساختمان کنترل می شود و همچنین سختی و استحکام کف ها و سقف های بتنی افزایش می یابد. ورق های فولادی باید به شکل اصولی به سقف متصل و مهار شوند تا در مقابل نیروی زلزله و انتقال بار کارکرد بهتری از خود نشان دهند.
در بالا شیوه های سنتی مقاوم سازی ساختمان آورده شد و در ادامه روش های بازسازی و مرمت ساختمان های قدیمی با توجه به کاربری آن ها نقل شده است. امروزه شیوه های مدرن مقاوم سازی ساختمان بسیاری وجود دارند که با مواد و مصالح جدید انجام می شوند.

‏1 دیدگاه پیرامون “مراحل انجام مقاوم سازی ساختمان

دیدگاهتان را بنویسید

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