در بسیاری از مناطق زلزله خیز جهان از جمله ایران تعداد زیادی از ساختمان های بنایی وجود دارند
که بسیاری از آن ها برای بار های لرزه ای طراحی نشده اند.
زلزله های اخیر نشان داده است که این ساختمان ها در برابر بارهای لرزه ای آسیب پذیر بوده و نیاز به مقاوم سازی دارند. بر پایه تحقیقات به عمل
آمده بیش از 70 درصد از سازه های موجود در سرتاسر جهان ساختمان های بنایی هستند.
زلزله های قوی و متوسط می توانند صدمات و خسارت جبران ناپذیری را بر این گونه سازه ها وارد نمایند که بخش عمده ی
این خسارات برای سازه های بنایی است. بنابراین بررسی آسیب پذیری این نوع سازه تحت اثر زلزله دارای اهمیت خاصی می باشد .
همچنین اغلب سازه هایی که دارای اهمیت تاریخی می باشند، با استفاده از مصالح بنایی ساخته شده اند.
از طرفی با توجه به اینکه خرابی و جایگزینی این ساختمان ها به دلایل بسیاری امکان پذیری نیست احتیاج به روش های مقاوم سازی ساختمان های غیر مسلح بیشتر احساس می شود. روش های متعارف متفاوتی برای مقاوم سازی موجود است که هر کدام از این روش ها بر پایه افزایش مقاومت و یا شکل پذیری دیوارهای غیر مسلح بنایی استوار است. وزن زیاد، ضعف مقاومتی ملات، کمبود نسبی دیوارهای بنایی (تراکم کم) و وجود بازشوهای بزرگ باعث ضعف مقاومتی ساختمان شده و ساختمان با وجود انسجام کافی ممکن است قابلیت عملکردی مورد نظر را نداشته باشد. سازه های بنایی به دو دسته بنایی مسلح و بنایی غیر مسلح تقسیم می شوند. سازه های بنایی مسلح سازه هایی هستند که محاسبات سازه ای برای آن ها به طور کامل انجام شده است و سازه های بنایی غیر مسلح سازه هایی هستند که محاسبات سازه ای برای آنها در نظر گرفته نشده اما المان ها و اجزایی برای مهار بار جانبی در آن تعبیه شده است. ساختمان های بنایی از مصالح آجر و ملات ساخته شده اند که درز ملات این بناها به عنوان یک نقطه ضعف اصلی در بار جانبی زلزله می باشد. به این دلیل مودهای شکست ، لغزش درز ملات و کشش قطری در رفتار درون صفحه ای و کمانش خارج از صفحه دیوارها در زلزله های گذشته بیشترین عامل تخریب ساختمان را داشته است.
مکانیزم فرو ریزش ساختمان های بنایی
روش های مقاوم سازی سازه های بنایی
اصل ضروری در مقاوم سازی سازه های بنایی در برابر زلزله برای داشتن استحکام و مقاومت در برابر بارهای لرزه ای به هم پیوسته بودن سقف، دیوار و فونداسیون به یکدیگر است. در اصطلاح به این عملکرد سازه، عملکرد جعبه ای می گویند. علاوه بر این که سازه باید عملکرد جعبه ای خوبی داشته باشد میزان باز شو های آن نیز باید محدود و به خوبی مهار شوند.
مودهای شکست دیوار آجری
مود های شکست یک دیوار آجری مجزا به دو گروه عمده شکست درون صفحه ای و شکست برون صفحه ای تقسیم می شوند. در حالت شکست درون صفحه ای معمولا یکی از مودهای زیر رخ می دهد: 1. درصورتی که دیوار تحت بار قائم زیاد بوده و نسبت ارتفاع به طول دیوار کمتر از واحد باشد، مود شکست برشی رخ می دهد. 2. همچنین اگر نسبت ارتفاع به طول بزرگتر از واحد باشد (تقریبا برابر2) و مقدار بار قائم بسیار زیاد باشد، باز هم امکان شکست برشی وجود دارد. 3. در صورتی که مقاومت برشی دیوار، اندک بوده و بار جانبی در مقایسه با بار قائم، بزرگ باشد، شکست برشی – لغزشی رخ خواهد داد .در این حالت معمولا نسبت ارتفاع به طول دیوار در حدود 1.5 به 1 می باشد. 4. در صورتی که مقاومت برشی دیوار به اندازه کافی باشد و نسبت ارتفاع به طول ستون در حدود 2 به 1 باشد، آنگاه شکست خمشی رخ می دهد. در حالت شکست برون صفحه ای معمولا یکی از مودهای زیر رخ می دهد: 1. اگر تنش کششی منجر به شکست، موازی درزهای افقی آجرها باشد، ترک قائم در ارتفاع دیوار به وجود می آید. این شکست معمولا هنگامی رخ می دهد که طول دیوار بزرگ باشد. 2. اگر تنش کششی منجر به شکست، عمود بر درزهای افقی آجرها باشد، ترک افقی در میانه دیوار به وجود می آید .این شکست معمولا هنگامی رخ می دهد که ارتفاع دیوار بزرگ باشد.
مودهای شکست درون صفحه و برون صفحه دیوار آجری
تعمیر سطوح
تعمیر سطوح از روش های متداول مقاوم سازی می باشد. تکنیک های متفاوتی برای تعمیر سطوح وجود دارد که مهم ترین آن ها ملات با تور سیمی و بتن پاشی است. این روش ها به طور طبیعی با پوشش خارجی سطوح بر روی ظاهر معماری و تاریخی بنا تاثیر گذار بوده و از جمله نقاط ضعف این نوع مقاوم سازی می باشد.
ملات با تور سیمی
ملات با تور سیمی شامل چندین لایه از شبکه میلگرد با قطر کم و با چشمه های بسیار ریز است که در شکل زیر نمایش داده شده است. ملات سیمان با مقاومت بالا با ضخامتی در حدود 10 الی 55 میلی متر بر روی مش مذکور ریخته می شود.
بتن پاشی
یکی دیگر از روش های موجود برای مقاوم سازی ساختمان های بنایی غیرمسلح پوشش دادن دیوار و یا پایه ها با شاتکریت می باشد. روش کار بدین صورت است که پوشش بتن بر روی شبکه آرماتورهای موجود پاشیده می شود. در این روش اگر طراحی به درستی صورت پذیرد، فولادهای استفاده شده برای مسلح سازی ظرفیت بالایی از جذب انرژی را به ساختمان های بنایی غیرمسلح اضافه می نمایند. باید توجه نمود که حداقل آرماتورهای شبکه همان میزان آرماتور افت وحرارت جهت کنترل ترك باشد. برای این که دیوار و بتن پاشیده شده مانند یک جسم مرکب عمل کنند باید اتصالات برشی میان آن دو تعبیه شود. برای پر نمودن سوراخهایی که برای ثابت نگه داشتن اتصالات برشی به کار می روند نیز می توان از اپوکسی و یا گروت سیمانی استفاده نمود. ضخامت پوشش بتن پاشیده نیز با توجه به میزان لرزه خیزی منطقه متفاوت است که حداقل60 میلی متر می باشد. جهت ایجاد چسبندگی لازم میان آجر و پوشش شاتکریت باید ابتدا آجر را به حالت اشباع در آورد تا آب موجود در شاتکریت را جذب نکرده و سبب ایجاد ترك در بتن پاشیده شده نشود و سپس لایه ای مانند اپوکسی را برروی آجر پاشیده و بعد از آن بتن پاشیده شده را بر روی اپوکسی شوت نماییم. اگر بتن پاشی به طریقه بالا صورت پذیرد می توان مقدار بار نهایی ساختمان های بنایی غیر مسلح را افزایش دهد.
روش اصلاح نقاط ترک خورده
این روش به منظور ایجاد عملکردی یکنواخت و یکپارچه در دیوار بنایی استفاده می شود. مراحل اجرای آن به صورت خلاصه به شرح زیر است: الف) مقاوم سازی سازه بنایی با استفاده از دوخت قطعات بنایی در محل ترك با استفاده از میله فولادی ب) مقاوم سازی سازه بنایی با استفاده از دوخت قطعات بنایی در محل ترك با استفاده از شبکه فولادی (مش فولادی)
افزودن دیوارهای داخلی جهت بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان بنایی
افزودن پشت بند جهت مقاوم سازی سازه های بنایی
این روش یک روش مقاوم سازی ارزان برای سازه های بنایی محسوب می شود .این روش با مصالح مرسوم و ارزان قابل اجرا است. برای اجرای این روش نیروی متخصص لازم نیست و حتی معمارهای محلی در روستاها نیز قادر به اجرای آن هستند.
مقاوم سازی با بتن شاتکریت یا بتن پاششی
رایج ترین روش مقاوم سازی ساختمان های بنایی استفاده از شاتکریت بر روی دیوارها می باشد. این لایه علاوه بر ایجاد انسجام مناسب در دیوارهای بنایی مقاومت و شکل پذیری درون صفحه و برون صفحه دیوارها را نیز افزایش می دهد. در این روش ابتدا یک شبکه میلگرد بر روی دیوار قرار می گیرد که باید توسط بولت به دیوار دوخته شود. سپس بر روی این شبکه میلگرد بتن پاشیده می شود. شبکه میلگرد به همراه بتن پاشیده شده همانند یک لایه بتن مسلح بوده و باعث بهبود رفتار لرزه ای دیوار می شود.
شرح روش اجرایی شاتکریت در مقاوم سازی دیوار بنایی در این روش، شبکه میلگردهای افقی و قائم به دیوار نصب شده و لایه هایی از بتن به روی شبکه میلگردها پاشیده می شود. این روش شامل مراحل ذیل می باشد:
• تعبیه شبکه میله گردهای افقی و قائم و اتصال آن بوسیله آرماتورهای دوخت به دیوارموجود • عملیات پاشیدن بتن به ضخامت معین به سطح شبکه آرماتور(شاتکریت) • اتصال شبکه آرماتوربه فونداسیون
پر کردن باز شوها
یک روش ساده برای مقاوم سازی در صفحه یک دیوار برشی پر کردن بخش و یا تمام پنجره ها یا درهای غیر ضروری میباشد. این عمل از تمرکز تنش که در گوشه های باز شوها تولید می شود و سبب ایجاد ترك است جلوگیری می نماید و همچنین باعث افزایش سختی جانبی دیوار می شود. نکته مهم در پر کردن بازشوها این است که قسمت های پر شده با قسمت های موجود به شکل در هم تنیده اجرا شود و یا نوعی از اتصالات برشی بین آن دو تعبیه شود. این عمل باعث ایجاد عملکرد واحد دیوارهای موجود با بازشوهای پرشده می گردد.
بزرگ کردن باز شوها
متناوبا بزرگ کردن بازشوها به وسیله حذف کردن بخشی از مصالح بنایی نیز یکی از راه حل های پیشنهادی می باشد. در این روش چون شکست برشی دیوار باعث آسیب بیشتر خواهد شد، در بعضی حالات با افزایش نسبت ارتفاع به طول دیوار میتوان شکست برشی را تبدیل به شکست خمشی نمود. این تکنیک برای افزایش نسبت طول به عرض پایه ها به کار برده می شود و باعث می شود تا رفتار آن از حالت برشی به حالت خمشی تبدیل شود. این عمل شکل گسیختگی را از حالت شکننده به شکل پذیر تغییر می دهد.
افزایش بارهای قائم
افزودن بارهای قائم به ساختمانهای بنایی غیرمسلح معمولا عملکرد دیوار را تحت بارهای داخل و خارج از صفحه بهبود می بخشد. بارهای قائم در کنار هم نگه داشتن ماتریس بنایی کمک میکند و همچنین بعد از وقوع ترك سبب تولید نیروهای اصطکاکی بیشتری می شود. در این روش، مقاوم سازی میتواند به سادگی و با افزودن وزن سازه انجام شود و یا با اجرای میله و یا کابلهای پس تنیده تنش قائم بر روی اجزا دیوار اعمال کرد. البته این روش باید به دقت انجام گیرد زیرا به مانند نیروهای قائم تنشها روی ساختمان های بنایی غیرمسلح افزایش می یابد و می تواند به گسیختگی شکننده ناشی از خرد شدگی منجر شود. همچنین طراح باید افت کشش ناشی از خزش و انقباض مصالح بنایی را در محاسبات وارد نماید.
تقویت اتصالات دیوار دیافراگم
یک مشکل عمده در رابطه با ساختمانهای بنایی غیرمسلح ناکافی بودن و یا کاهش یافتن پیوستگی میان دیوار و دیافراگم است. این ارتباط از آنجا که سبب مهار بندی دیوار می شود و در مورد دیافراگم های صلب دیوارهای موازی را مجبور می نماید تا با یکدیگر عمل کنند، معیار مهمی در رفتار کلی ساختمان می باشد.
تعبیه شبکه میله گردها و اتصال آن به دیوار موجود
1. کلیه اندودهای دیوار آجری (پلاستر گچ و گچ خاك) با هر ضخامتی که دارند برداشته شوند. در حین انجام این کار باید توجه شود که به سطح دیوار آجری آسیبی نرسد، همچنین بعد از برداشتن پلاسترها باید سطح دیوار با برس فلزی تمیز شود. 2. سوراخ هایی به فاصله افقی 25 سانتی متر و عمودی 50 سانتی متر از هم به عمق 20 سانتی متر روی دیوار آجری به منظور قرار دادن آرماتور های دوخت ایجاد شود. آرماتورهای برشگیر (دوخت)، با طول حداقل 30 سانتی متر که قسمت انتهایی آنها به صورت قلاب 180 درجه با طول خم 4سانتی متر می باشد، در سوراخ ها قرار داده می شوند و در نهایت سوراخها با چسب اپوکسی پر شده تا آرماتورها در جای خود محکم شوند ( انجام این مرحله با روش خاص شرکت مجری تخصصی کاشت بلامانع است). 3. در مرحله بعد باید شبکه هایی از آرماتورهای افقی و قائم روی سطح دیوار قرار داده شوند. به همین منظور آرماتورهای 6φ با فواصل افقی و عمودی 6 سانتی متر روی دیوار قرار داده شده و برای اینکه آرماتورها در روی دیوار آجری محکم شوند تا در هنگام بتن پاشی از آن جدا نگردند، لازم است در محل تقاطع با آرماتورهای برشگیر با مفتول به آنها وصل شوند. 4. در این مرحله باید عملیات شاتکریت، تا جایی که شبکه های آرماتور درون بتن مدفون گردند، انجام شود. به همین منظور باید ضخامت بتن پاشیده شده بر سطح دیوار حداقل 8 سانتیمتر باشد. مقاومت بتن شاتکریت حدود 100 کیلو گرم بر سانتی متر مربع می باشد. پاشش شاتکریت به دیوار به دو صورت پاشش » تر «و » خشک « قابل انجام است. در روش پاشش تر بتن تازه با هوای فشرده مخلوط شده و با پمپ به دیوار بنایی پاشیده می شود. در روش پاشش خشک بتن خشک با هوا مخلوط شده و پس از هدایت به محل، باآب پرفشار نیز مخلوط و سپس به دیوار پاشیده می شود. در روش پاشش خشک، فشار هوا در پمپ برای طول لوله 30 متر باید حداقل 0.3 مگا پاسکال باشد و برای طولهای بیشتر به ازای هر 05 متر،0.033 مگا پاسکال به فشار اضافه می شود .همچنین فشار آبی که در روش خشک به مخلوط تزریق می شود حداقل 0.1 مگا پاسکال بیشتر از فشار هوای مخلوط است.
تزریق اپوکسی و گروت
برای اجرای این روش بایستی تجهیزات تزریق رزین خریداری شود؛ ولی این روش میزان مصرف رزین را به سبب اینکه تنها نیاز به پر کردن ترك ها وجود دارد، بهینه می کند. برای اجرای این روش نیز حداقل یک نیروی متخصص لازم است. از جمله راههای متداول مقاوم سازی بوده که در این روش برای برگرداندن مقاومت ساختمانهای بنایی غیر مسلح، تركها و حفره های توخالی که به علت تخریب شیمیایی و فیزیکی سطح یا فعالیتهای مکانیکی به وجود آمده است توسط گروت یا اپوکسی پر می شود. برتری این روش نسبت به روش تعمیر سطوح عدم تخریب سطح و به تبع آن حفظ زیبایی معماری و بافت تاریخی ساختمان های بنایی غیر مسلح است. موفقیت این روش به تکنیک تزریق و یکسان بودن مقاومت، مدول الاستیسیته و مشخصات حرارتی گروت با مصالح بنایی موجود بستگی دارد. برای تركهای کوچکتر از 5 میلیمتر از رزین اپوکسی و برای تركهای بزرگتر و حفره ها میتوان از گروت های 8 میلیمتر پیشنهاد شده که از گروت سیمانی همراه با ماسه استفاده نمود. بررای سوراخهای بزرگتر از 8 میلی متر پیشنهاد شده که از گروت سیمانی که دارای سیمان پرتلند تیپ 3 همراه با مواد منبسط کننده و نسبت آب به سیمان 75 استفاده شود.
دوخت فونداسیون
برای مقاوم سازی کامل ساختمان باید مقاوم سازی فونداسیون آن نیز در صورت نیاز به نحو مطلوبی انجام گردد تا بتواند نیروهای ناشی از زلزله را به خاك منتقل نماید. در صورت عدم مقاومت کافی فونداسیون تحت لنگرهای خمشی و نیروهای برشی وارده از طرف سازه دچار گسیختگی می گردد. همچنین در صورت عدم کفایت سطح تماس فونداسیون با خاك زیر آن احتمال تسلیم شدن خاك و در نتیجه ایجاد نشست ماندگار خاك زیر پی افزایش می یابد. برای تقویت فونداسیون موجود می توان شبکه هایی از آرماتور در اطرف پی موجود در نواحی ضعیف قرار داد و بتن ریزی نمود. اتصال فونداسیون الحاقی به فونداسیون جدید توسط آرماتورهای دوخت صورت می گیرد. از آن جاییکه مصالح لازم برای اجرای این روش به آسانی پیدا می شود و اجرای آن نیز بسیار راحت است، هزینه این روش بسیار پایین است. برای اجرای این روش نیروی متخصص لازم نیست و حتی معمارهای محلی در روستاها نیز قادر به اجرای آن هستند و این مسائل این روش را به عنوان روشی آسان برای مقاوم سازی دیوارهای بنایی ترك خورده مبدل کرده است.
استفاده از روش مقاوم سازی با مصالح FRP
سابقه استفاده از مصالح در صنعت ساختمان کشور ایران به حدود یک دهه می رسد اما امروزه استفاده از کامپوزیت های با زمینه پلیمری در بهسازی سازه ها از رشد قابل توجهی برخوردار بوده است که دلیل اصلی آن نیاز به افزایش عمر بهره برداری و ارتقای اساسی زیرساخت ها در تمامی نقاط دنیا می باشد. الیاف FRP می توانند توسط روش های دستی، دورپیچی با دستگاه مکانیزه، دستگاه آغشته ساز الیاف و… بر روی المان های مورد نظر نصب گردند. 1. آماده سازی سازه مقاوم سازی: قبل از هرگونه اقدام به تقویت با ورقه های FRP بایستی در صورت نیاز بتن تخریب شده را جدا کرده و در صورت رسیدن به آرماتور خورد شده اقدامات مربوط به ترمیم و یا تعویض آن ها را صورت دهیم. 2. به کار بردن آستری یا پرایمر FRP: برای افزایش چسبندگی و جلوگیری از جدایش ورقه FRP از لایه چسب یا رزین اپوکسی بین بتن و ورقه، با غلتک یک لایه اپوکسی FRP با لزجت کم به طور موضعی روی سطح مورد نظر به عنوان پرایمر می مالند. 3. بتونه کردن سطح مقاوم سازی: یک لایه چسب FRP با ویسکوزیته بالا برای پرکردن خلل و فرج و فرورفتگیها در محلهای مورد نیاز به کار برده می شود. چسبندگی مناسب الیاف یا لمینت FRP با اجرای مستقیم مصالح ترمیم بر روی لایه زیرین که به درستی آماده شده است حاصل می شود. 4. بریدن شیت بر روی یک سطح تمیز و آماده که عاری از هر گونه آلودگی، چسب و ناصافی است ورقه FRP مطابق مشخصات و جزئیات ارائه شده بریده می شود. 5. اشباع کردن الیاف FRP: در پروژه های بزرگ مقاوم سازی ورقه ها با دستگاه های گرداننده خاص در کارخانه اشباع می شوند و لایه اپوکسی یا ماتریس رزین به آن اضافه می شود و فقط کافی است در محل مورد نظر چسبانده شود ولی در کارهای کوچکتر در محل کارگاه رزین FRP روی سطح موردنظر مالیده شده سپس ورقه FRP خشک و بدون چسب بر روی سطح چسبانده می شود. 6. نظارت بر کنترل کیفیFRP: در زمان عمل آوری 2 تا 6 ساعت بسته به شرایط حاکم، سطح مقاوم سازی شده با FRP چک و کنترل می شوند تا هیچ گونه حباب هوا بین لایه FRP و بتن حبس نشده باشد و خم شدگی یا بیرون زدگی وجود نداشته باشد. 7. اطمینان از کیفیت اجرای مقاوم سازی باFRP: گزارش های کنترل کیفیت تهیه شده و به خوبی نگهداری می شوند تا اطمینان از اجرای موفقیت آمیز ترمیم، تقویت و تعمیر با FRP حاصل شود. 8. لایه رویه FRP: پس از عمل آوری و نظارت بر کیفیت اجرای مقاوم سازی، ورقه های FRP به منظور حفاظت، نگهداری و حفظ زیبایی و معماری با یک لایه بتن رویین یا ماده ای دیگر پوشانده می شوند.
با توجه به زلزله‌خیز بودن کشور ایران احیای ساختمانهای آسیب‌دیده در کنترل بحران پس از زلزله و همچنین حفظ سرمایه ملی مؤثر از مسائل مهم و ضروری میباشد. زلزله به همه سازه‌ها آسیب وارد خواهد کرد که گاه این آسیب همراه با تخریب کامل خواهد بود و گاه با تخریب قسمتی از ساختمان خواهد بود که این تخریب خود به طرق مختلفی رخ می‌دهد که در اکثر موارد می‌شود با مقاوم سازی و ترمیم سازه‌ها کاربری آن را دوباره احیا کرد. حال به چندین روش این مقاوم‌سازی در سازه‌های فولادی آسیب‌دیده زلزله می‌پردازیم.
انتخاب روش مناسب برای مقاوم‌سازی سازه های فولادی تخریب شده در زلزله
دو روش عمده برای ارتقاء شرایط موجود به منظور مقابله با آثار مخرب زلزله به صورت زیر است:
کاهش دادن نیروی زلزله وارد بر ساختمان
نیروی زلزله وارد بر ساختمان با وزن آن نسبت مستقیم دارد، بنابراین با کاهش وزن ساختمان میتوان نیروی زلزله وارد بر ساختمان را کم کرد،برای این منظور میتوان از طریق تبدیل کردن دیوارهای سنگین به دیوارهای سبک،استفاده از بتن سبک سازه‌ای، سبک کردن سقف‌ها و کم کردن طبقات اقدام کرد.
افزودن سیستم سازه‌ای جدید برای مقابله با نیروی زلزله
یکی از راههای بسیار مؤثر برای مقابله با نیروی زلزله، افزودن سیستم‌های سازه‌ای جدید به ساختمان میباشد. این روش در سالیان اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است و میتوان مهمترین روشهای قابل انجام را به شرح زیر نام برد:
افزودن سیستم دیوار برشی در یک قاب ساختمانی بتن آرمه با یا بدون دیوار برشی
استفاده از مهاربندی‌های هم‌مرکز (CBF)
استفاده از مهاربندی‌های غیر هم‌مرکز (EBF)
استفاده از میانقاب‌ها
استفاده از بادبندهای میراگر ویسکو الاستیک
لازم به توضیح است که استفاده از هر یک از روشهای فوق به تنهایی یا به صورت ترکیبی با روشهای دیگر منوط به مطالعه کامل سازه میباشد و باید مورد به مورد بررسی گردد.
تعمیر و تقویت لرزه‌ای اعضای ساختمانی موجود
دورپیچ کردن با فولاد، افزایش سطح مقطع بتن با بتن‌ریزی و اضافه کردن آرماتور، استفاده از صفحات فولادی، استفاده از آرماتور خارجی، تزریق اپوکسی، بخیه زدن، پیش تنیدگی خارجی و استفاده از روشها و مصالح نوین مانند میراگرها، سیمان الیافی، مواد مرکب سیمانی وFRP ها از جمله روش‌هایی هستند که اعضای ساختمانی بسته به درجه مقاومت ساختمان در برابر زلزله، سطح خسارت محتمل، نوع اعضاء و اتصالات آنها میتواند به وسیله آنها تعمیر و تقویت شوند. روشهای فوق‌الذکر به جز روشهای استفاده از مصاح نوین، از روشهای متداول و مرسومی می‌باشند که برخی از آنها سالیان درازی است که برای تقویت سازه‌های فولادی استفاده می‌گردد.
در این روش از ورق فولادی نازک جهت پوشش ستونها استفاده می‌شود. پوشش ستونها به صورت کامل بوده و دورتادور ستون توسط ورقهای فولادی که ضخامتی بین 4 تا 8 میلیمتر دارند پوشیده می‌شود.این ورق‌ها به طور پیوسته به یکدیگر جوش داده می‌شوند. پوشش استوانه‌ای شکل حاصل بر روی بتن در مهار تنش‌های محیطی ستون عملکرد مناسبی از خود نشان داده است. در صورت مستطیل بودن ستون میتوان دو ورق L شکل ویل چهار تسمه فولادی قائم را به یکدیگر(توسط چهار نبشی)جوش داد. در این روش شکل‌پذیری و مقاومت محوری ستون به طور موضعی افزایش مییابد.فضای خالی بین بتن و پوشش فولادی توسط پرکننده‌هایی نظیر دوغاب سیمان منبسط شونده و یا بتن اشغال می‌گردد. این روش ابعاد سازه را تغییر نمی‌دهد ولی وزن سازه با استفاده از ورقهای فولادی افزایش قابل ملاحظه‌ای مییابد.
افزایش سطح مقطع با بتن‌ریزی و اضافه کردن آرماتور
از این روش نیز برای ستون‌هایی که دچار آسیب‌دیدگی شده باشند استفاده می‌شود. این روش ظرفیت باربری ستون را افزایش داده و در عین حال میتواند مرمت عضو را نیز شامل گردد. استفاده از این روش بر حسب موقعیت ستون و فضاهای قابل دسترسی اطراف ستون میتواند در یک،دو،سه یا هر چهار طرف ستون انجام گیرد. مسلح کننده بتن در این روش میتواند پروفیل، ورق فولادی و یا آرماتور باشد. با این روش مقاومت محوری وبرشی ستون افزایش مییابد ولی مقاومت خمشی ستون به علت عدم عبور مسلح کننده‌ها از سقف افزایش نمی‌یابد. در صورت تقویت نمودن ستون بین طبقات ممکن است کل سازه رفتار نامناسبی از خود نشان دهد و کمکی در برابر زلزله ننماید. از این‌رو توصیه می‌شود دیوار برشی هم در اینگونه مواقع به سیستم اضافه شود و یا آرماتور طولی تقویتی از میان سوراخهای ایجاد شده در دال سقف عبور نموده و در محل اتصال تیر به ستون بتن‌ریزی گردد.
تزریق اپوکسی
عمل تزریق جهت مرمت تیرهای با ترک‌های جزئی به کار می‌رود. در صورت تمیز بودن سطوح تماس بتن میتوان با تزریق رزین‌های اپوکسی با روانی بالا مقاومت کشششی-برشی سازه را بهبود بخشید. چون ترک در اثر تنش‌های کششی به وجود می‌آید، چنانچه این تنشها پس از تعمیر ترک باز هم بوجود آیند ترک مجدد ایجاد خواهد شد. چنانچه برطرف کردن این تنشها غیر ممکن باشد توصیه می‌شود که در طول سطح ترک یک برش به عنوان درز انقباض یا جابه‌جائی استفاده شود.
استفاده از آرماتور خارجی
در این روش آرماتورهای معمولی از بیرون به مقطع تیر بسته شده و در دو انتهای آن مهار می‌گردند. البته لازم به ذکر است که مهار آرماتورها در انتهای تیر بسیار مهم و حساس بوده و از نظر اجرا مشکل و پرهزینه میباشد. میلگردهای خارجی را میتوان با عبور دادن از سوراخهای صفحه‌ای که پشت ستون تعبیه شده و پیچ کردن آنها به صفحه مهار نمود. البته این راه از لحاظ اجرا به دلیل نیاز احتمالی به سوراخ کردن ستون مشکل و یا حتی غیر ممکن خواهد بود. به همین سبب روش دیگری پیشنهاد شده است، بدین صورت که با پوشش محل اتصال تیر و ستون به‌وسیله ورق و جوش دادن یک صفحه فولادی ضخیم به آن میتوان میلگردها را به راحتی مهار کرد. برای اینکه میلگرد تحت اثر وزن خود دچار خیز نشود با رزوه کردن انتهای میلگرد میتوان آنها را به صفحه فولادی پیچ نمود و با پیچاندن مهره، انتهای آن را تحت کشش قرار داد. برای اینکه میلگردها از جای خود نلغزند میتوان پس از پیچاندن مهره دو انتهای آن را به صفحات فولادی جوش داد.
استفاده از پیش تنیدگی خارجی
این روش از طریق ایجاد پیش تنیدگی در کابل‌هایی که از بیرون در امتداد طول سازه تعبیه می‌گردند انجام می‌شود. تاریخچه استفاده از پیش تنیدگی خارجی به بعد از جنگ جهانی دوم بر می‌گردد که به علت بکارگیری نامناسب آن، نتیجه خوبی به دست نیامد. بین سالهای1960 تا 1970 تنها تعداد محدودی پل با استفاده از این روش تقویت شدند. این روش به چندین علت از جمله مسائل مربوط به حفاظت کابل در برابر خوردگی مورد توجه قرار گرفت. اما بعد از چندین سال این روش در فرانسه با شیوه‌ای مناسب و مطلوب توسعه داده شد و در حال حاضر به عنوان روشی جامع در تقویت اعضای سازه‌ای کاربرد دارد. امروزه عملاً تمام پل‌های بزرگ با این روش مقاوم می‌شوند. تجربه مقاوم‌سازی پلها با این روش، طراحان را با تعریف و کاربرد پیش تنیدگی خارجی در طراحی سازه‌ها آشنا ساخت. با وجودی که این روش در ابتدای امر به عنوان یک روش مقاوم‌سازی مطرح گردید، اما پس از فراموشی در یک دوره کوتاه‌مدت، دوباره با کاربردی جدید در طراحی سازه‌ها، علاوه بر کاربرد به عنوان یک روش مقاوم‌سازی مطرح گردید. کمیته آیین‌نامه ACI224 پیش تنیدگی خارجی را به عنوان یک روش تحلیلی برای مقاوم‌سازی مطرح کرده است. در بکارگیری این روش باید به سه موضوع توجه ویژه مبذول داشت :
1) طرح مهارها
2) نصب انحراف دهنده‌ها
3) محافظت کابل‌ها در برابر خوردگی
امروزه مقاوم‌سازی با کابلهای پیش‌تنیده خارجی یک روش بسیار کاربردی میباشد. اما بکارگیری آن نیازمند مهارت خاص و استفاده از تجهیزات مدرن است، لذا انجام آن، محدود به کشورهای پیشرفته و در حال توسعه میباشد.
استفاده از صفحه فولادی
این روش پس از پیشرفت صنعت شیمی و ساخت چسب‌های اپوکسی در حدود 30 سال پیش مطرح شد و در حال حاضر در تمام دنیا مورد استفاده قرار میگیرد. اگرچه کاربرد آن در آمریکای شمالی محدود شده است. در این روش صفحات فولادی توسط چسب اپوکسی به زیر تیر چسبانده می‌شوند. در این صورت عملاً افزایشی در عمق عضو و وزن مرده ایجاد نخواهد شد. علاوه بر اتصال با چسب، می‌بایست انتهای ورق‌ها را با روش‌هایی ویژه به تیر متصل نمود تا از لغزش و جدا شدن آنها از تیر جلوگیری به عمل آید. روش مذکور متنوع، انعطاف‌پذیر، اقتصادی و مناسب است. آنچه در این روش باید کنترل گردد محکم شدن ورق، محافظت در مقابل حریق، شناخت خواص اپوکسی و آماده‌سازی درست سطح بتن و فولاد میباشد.
رفتار مطلوب سیستم مرکب حاصل بستگی بسیاری به چسبندگی لایه بین بتن و صفحه فولادی دارد. لذا آماده‌سازی دقیق سطح تماس بتن و صفحه فولادی از ملزومات کاربرد این روش است. محدودیت‌هایی نیز در انتخاب ضخامت ورق وجود دارد چرا که ضخامت نسبتاً زیاد ورق فولادی میتواند ترک افقی و جدا شدن آن از بتن تیر را سبب شود. با افزایش عرض ورق، احتمال شکست در چسبندگی و با افزایش ضخامت چسب، احتمال لغزش بین بتن و ورق بیشتر می‌شود. ورقهای تقویتی فولادی با نسبت عرض به ضخامت (b/t) کمتر از 50 ، به علت تولید تنش‌های بیشتر در مجاورت انتهای صفحات، با شکست زودرس قبل از تخریب خمشی شکل‌پذیر از بین می روند. یادآور می‌شود این روش در محلی از تیر که پوشش بتن روی آرماتور از بین رفته باشد قابل‌اجرا نیست.
امروزه جهت مقاوم‌سازی سازه‌های موجود ،روشها و مصالح نوینی که نتیجه تحقیقات زیادی می‌باشند وجود دارند که در ذیل به چند مورد از آنها بطور خلاصه اشاره شده است:
میراگر اصطکاکی
این میراگر به عنوان قسمتی از سیستم مهاربند جانبی،شامل صفحات فولادی میباشد که به یکدیگر بولت شده‌اند و عموماً در قسمت وسط مهاربند x شکل قرار میگیرد. سیستمی نظیر این میراگرها وجود دارد که میتوان آن را بوسیله اتصالاتی در محل تیر-ستون تعبیه نمود. این میراگرها انرژی زلزله را بواسطه لغزش صفحات فولادی بر روی یکدیگر به انرژی گرمایی تبدیل می‌نماید.
سیمان الیافی یا سیمان مسلح شده با الیاف (FRC)
این ترکیب تشکیل شده است از یک شبکه الیاف شیشه با مقاومت بالا و یک لایه نازک سیمان مسلح شده به الیاف. با اضافه نمودن پوشش FRC بر روی دیوار مصالح بنایی غیر مسلح ،مقاومت و شکل‌پذیری آن بدون افزایش سختی، افزایش مییابد.
مواد مرکب سیمانی
مواد مرکب سیمانی شکل‌پذیر نظیر (ECC (Engineered Cementitious composites نمونه‌ای از نسل جدید مصالح می‌باشند که مزیت‌ها و قابلیت‌های زیادی از قبیل جذب انرژی بالا ،مقاومت کششی و فشاری زیاد، قابلیت شکل‌دهی، قابلیت اتصال با بولت ،جوش و گروت برای استفاده در مقاوم‌سازی ساختمانهای موجود دارند.
رفتار شبه سخت‌شوندگی کرنش (Pseudo Strain Hardening) در پاسخ تنش، این مصالح را منحصر به فرد ساخته است.
مواد تشکیل‌دهنده آن عبارتند از آب،سیمان ،ماسه، الیاف و مقداری مواد شیمیایی افزودنی. بطور کلی به دلیل مقدار کم الیاف مورد نیاز (در حدود2% حجم) نحوه مخلوط کردن آن، شبیه بتن میباشد. جهت دستیابی به رفتار منحصر به فرد این مصالح، میبایستی از الیاف‌هایی با مشخصات خاص استفاده نمود.
کاربرد مصالح FRP در مقاوم‌سازی سازه‌هاي فولادي
کاربردهاي بسیار زیادي از مصالح FRP چسبانده شده به سازه‌های بخصوص فلزی فولاد و چدن وجود دارد. ابتدا به چند مورد از کاربرد مصالح FRP در سازه‌های فلزي اشاره می‌کنیم و در نهایت به تشریح کاربرد لمینیتهاي CFRP در تقویت تیرورق‌های فولادي خواهیم پرداخت.
کاربرد FRP در تیرهاي کامپوزیتی و تیر ورقهای فولادي
تقویت تیرهاي فولادي با مصالح کامپوزیتی را به دو قسمت تقویت تیرهاي سالم و تیرهاي آسیب‌دیده میتوان تفکیک کرد. بیشتر تحقیقات انجام شده در زمینه مقاوم‌سازی تیرهاي فولادي سالم با مواد پلیمر کامپوزیت، مربوط به تیرهاي فولادي مرکب با دال بتنی میباشد. این نوع تیرها کاربرد فراوانی در سازه‌های پل و ساختمان دارند. مزیت این نوع تیرها در استفاده فولاد در کشش و بتن در فشار میباشد و علاوه بر این دال بتنی وظیفه مهار جانبی بال فشاري را نیز بعهده دارد. تحقیقات انجام شده نشان‌دهنده کاراییروش مقاوم سازی تیرهاي مختلط فولاد و بتن با مواد FRP در بهبود مقاومت نهایی آنها میباشد اما سختی آنها به مقدار کمی افزایش مییابد. براي نمونه توکلی زاده و سعادتمنش تحقیقات تحلیلی و تجربی روي تیرهاي فولادي 30×W14 مختلط با بتن انجام دادند. آنها دو ردیف ورق CFRP به عرض 57 میلیمتر و ضخامت 17.2 میلیمتر روي بال کششی در دو طرف جان چسباندند. ورق‌هاي CFRP از سه نوع یک لایه، سه لایه و پنج لایه مورد استفاده قرار گرفتند. آزمایش خمش چهارنقطهاي روي تیرهاي به طول 4780 میلیمتر انجام دادند و افزایش بار نهایی براي نمونه‌هاي مقاوم شده با یک لایه، سه لایه و پنج لایه CFRP به ترتیب 44 ،51 و 76 درصد بوده است. همچنی مقدار کرنش کششی در بال ها در یک سطح بار مشخص، براي نمونه‌هاي یک لایه، سه لایه و پنج لایه حدود 21 ،39 و 53 درصد کاهش یافتند و نیز مشاهده شد در نمونه‌هاي با یک لایه CFRP ، مقدار تنش موجود در ورق تقویتی بعد از بار نهایی حدود 75 درصد کاهش یافت، در حالیکه مقدار متناظر براي ورقه‌هاي پنج لایه در حدود 42 درصد بوده است.
استفاده از ورق روسری و زیر سری مضاعف
در صورتی که از جوش ورق های زیر سری و رو سری به ستون اطمینان نباشد، استفاده از ورق های زیر سری و روسری مضاعف می تواند در برنامه کار قرار گیرد. در صورتی که هیچ اطمینانی از جوش ورق روسری موجود به ستون نباشد و یا این جوش از ین رفته باشد، ضخامت ورق روسری و زیر سری باید برای لنگر خمیی تیر طراحی شود. اما اگر اضافه کردن وقت زیر سری و رو سری به منطور تقویت وضعیت موجود باشد، ضخامت آن با توجه به های موجود تعیین می گردد.
استفاده از ماهیچه
اضافه کردن یک مماهیچه باعث انتقال مفصل خمیری از بر ستون به خل تیر می شود. اضافه نمودن ماهیچه در صورت امکان تنها در بال تحتانی تیر نصب شود.
استفاده از مقاطع Tشکل
با استفاده از مقطع T شکل نیز می توان اتصال فولادی را بهسازی لرزه ای نمود. در بعضی از موارد، مقطع را تنها در بال پاییینی اتصال اجرا می نمایند که یا استفاده از این روش می توان بدون تخریب دال، ذاتصال را بهسازی لرزه ای نمود.
روشهای مقاوم سازی شالوده‌ها
مقاوم نمودن شالوده‌ها به دو روش زیر انجام می‌گردد.
الف) افزایش مقاومت تکیه‌گاه(خاک) شالوده بوسیله ایجاد پی‌های اضافی بزرگتر زیر پی‌های موجود
ب) افزایش وزن شالوده بوسیله پی‌های اضافی و بستن آنها به پی‌های موجود و غیره
برای مقاوم سازی سازه ها و ساختمان ها روش های زیادی وجود دارد که برخی از روش های رایج درمقاوم سازی سازه ها عبارتند از:
مقاوم سازی با FRP
بطور کلی مقاوم‌سازی سازه‌های فولادی موجود برای تقویت آنها به منظور تحمل بارهای وارده، بهبود نارسایی‌های ناشی از فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه یا سایر موارد با استفاده از مصالح مناسب و شیوه‌های اجرایی صحیح انجام می‌گردد. امروزه استفاده از الیاف FRP به‌عنوان یک ضرورت در جایگزینی مصالح سنتی و شیوه‌های موجود شناخته می‌شوند. سیستم اف آر پی FRP بدین صورت تعریف می‌شود که الیاف و رزین‌ها برای ساخت چند لایه مرکب مورد استفاده قرار می‌گیرند، به نحوی که رزین‌های مصرفی (رزین اپوکسی) به منظور چسباندن چند لایه مرکب به سطح بتن زیرین و پوشش‌ها به منظور محافظت مصالح ترکیب شده استفاده می‌شوند. استفاده از FRP به دلیل وزن کم، سرعت اجرای بالا، مقاومت بالا و عدم ایجاد محدودیت معماری بسیار مورد توجه میباشد.
مقاوم‌سازی با اضافه نمودن دیوار برشی و یا بادبند
استفاده از دیوار برشی بتنی در ساختمان‌ها یکی دیگر از روشهای مقاوم‌سازی ساختمان میباشد. به علت سختی بیشتر دیوار برشی نسبت به بادبند، تعداد دهانه‌های لازم برای تعبیه دیوار برشی کمتر از دهانه‌های لازم برای بادبند است که در نتیجه طرح مقاوم‌سازی مشکلات کمتری در زمینه معماری بوجود می‌آورد. برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموتهای دورپیچ ستون یا بولت به عنوان برش گیر در ارتفاع ستون استفاده کرد. همچنین برای اتصال دیوار به سقف هم باید تمهیداتی اندیشید. نکته مهم دیگری هم که در مورد استفاده از دیوار برشی باید به آن توجه کرد این است که به علت نیروی زیادی که در پی دیوار برشی بوجود می‌آید، احتمالا نیاز به شمع دارد تا بتواند نیروها را به زمین منتقل کند.
مقاوم سازی با استفاده از جداگرهای لرزه‌ای
نصب جداسازهای لرزه‌ای در تراز پایه ساختمان، با هدف جداسازی حرکتی بین سازه و زمین صورت میگیرد. جداسازهای لرزه‌ای، المان‌هایی هستند که سختی جانبی آنها نسبت به سختی محوریشان بسیار کمتر میباشد، لذا با وقوع زلزله، این المان‌ها میبایستی مانع انتقال نیرو به سازه‌ی اصلی شوند و سازه‌ی اصلی یک حرکت صلب را در حین وقوع لرزشهای زمین تجربه نماید. عملکرد جداگرها فقط در محدوده خاصی از جرم و ارتفاع ساختمان مطلوب است و به همین دلیل این روش بصورت خیلی محدود و فقط برای ساختمانهای دارای وزن و ارتفاع مناسب مؤثر بوده و به همین دلیل کمتر از سایر روشها در جهان مورد استقبال کارشناسان قرار گرفته است.
مقاوم سازی با استفاده از سیستم‌های جاذب انرژی (دمپر)
در روشهای کنترل غیر فعال سازه نظیر استفاده از مستهلک کننده‌های ویسکوز و ویسکوالاستیک، جذب انرژی حاصل از حرکات نیرومند زمین توسط مستهلک کننده‌ها صورت گرفته و به سیستم سازه اجازه داده نمیشود که وارد ناحیه غیر خطی گردد. این امر موجب می شود که مقاومت سازه در برابر زلزله‌های با دوره بازگشت طولانی‌تر (که طبیعتاً شدیدتر نیز می‌باشند) بیشتر گردد یا به تعبیر دیگر احتمال فروریزش سازه در برابر این زلزله‌ها کاهش مییابد. سیستم‌های جاذب یا مستهلک کننده انرژی (Dampers ) بر پایه افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده‌اند. مهمترین تأثیر میرایی، کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده میباشد و بدین وسیله قسمت عمده‌ای از انرژی ارتعاشی را قبل از رسیدن پاسخ سازه به حد نهایی به هدر می‌دهند. اتلاف کننده‌های انرژی ممکن است در مهاربندی‌ها، اتصالات و اجزای غیر سازه‌ای و یا دیگر مکان‌های مناسب در ساختمانهای موجود قرار داده شوند، لیکن ساده‌ترین و پرکاربردترین آنها استفاده از میراگر در مهاربندها میباشد که میتوان از آنها در تمامی طبقات ساختمان سود جست. در برخی از انواع میراگرها ملاحظات زیبایی نیز مدنظر قرار گرفته شده است تا چنانچه بصورت نمایان بکار برده شوند مشکلی از لحاظ معماری ایجاد ننمایند.
امروزه یافتن راه‌حل مناسب جهت مقاوم سازی ساختمان ها و ترمیم و تقویت سازه‌های صنایع فولاد و سیمان، حمل‌ونقل، معادن، صنعت نفت و گاز و پتروشیمی، سازه‌های دریایی، صنعت آب و فاضلاب، صنایع دفاعی – نظامی و تأسیسات شهری، با توجه به اینکه جایگزین نمودن سازه‌های موجود با سازه‌های جدید در اغلب موارد از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست، اهمیت شایانی پیدا کرده است. انتخاب غلط یک شیوه نامناسب مقاوم‌سازی ساختمان و تعمیر یا تقویت یک سازه، حتی میتواند عملکرد سازه را بدتر هم بکند. در مقایسه با ساختن یک سازه جدید، تقویت سازه موجود حتی میتواند پیچیده‌تر باشد؛ زیرا شرایط سازه‌ای 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 تکنیک‌های تقویت ساختمان در برابر زلزله و بارهای ثقلی مرده و زنده، نظیر انواع مختلف پوشش‌های مسلح (نظیر ژاکت فولادی و ژاکت بتنی)، شاتکریت، کابلهای پس تنیدگی قرار گرفته در خارج از سازه و استفاده از صفحات و ورقهای فولادی مقید شده به سازه، معمولاً نیاز به فضای زیادی دارند و اغلب در برابر شرایط محیطی آسیب‌پذیر نیز می‌باشند.
در مجموع در موارد ذیل، ترمیم و تقویت سازه های مختلف صنایع و ساختمان ها مورد نیاز است و اهم فعالیت های یک شرکت مقاوم سازی نظیر شرکت افزیر برطرف نمودن این مشکلات میباشد.
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 افزیر مطالعات مورد نیاز در این زمینه، علل الخصوص برآورد و تخمین آسیب پذیری سازه ها و ارائه راهکار برای مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله میباشد
مقاوم‌سازی ساختمانهایی که قرار است تغییر کاربری بدهند. در این حالت با توجه به اینکه بارهای زنده، ضریب اهمیت ساختمان و همچنین سطح عملکرد ساختمان تغییر پیدا میکند، نیاز به طراحی مجدد سازه و تعیین سطح عملکرد آن توسط شرکت مقاوم‌سازی میباشد
مقاوم سازی ساختمان‌ها توسط شرکت مقاوم‌سازی که طبقات سازه‌ای آن قرار است افزایش پیدا کند.
مقاوم‌سازی ساختمانهایی که اعضای سازه‌ای آن شبیه تیرها ستونها و سقف‌ها دچار خوردگی و پوسیدگی شده باشند. انواع ساختمانهای مختلف که دچار این مشکلات شده‌اند را میتوان با روشهای مقاوم‌سازی ارائه شده توسط شرکت مقاوم‌سازی افزیر تقویت کرد.
مقاوم‌سازی ساختمانهایی که در اثر ضعف سازه‌ای، ترک‌هایی در سازه‌های بتنی و یا ترک‌ها و اعوجاج و لهیدگی در المان‌ها و جوش سازه‌های فولادی مشاهده می‌گردد.
مقاوم‌سازی ساختمانهای خسارت‌دیده پس از وقوع زلزله. در این حالت نیز هدف بازسازی سازه آسیب‌دیده و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله‌های آتی میباشد.
مقاوم سازی 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.
مقاوم سازی در ساختمان هایی که در مرحله طراحی به دقت محاسبات سازه ای بر روی آنها صورت نگرفته است. شرکت مقاوم سازی افزیر با استفاده از آئین نامه های مختلف و روشهای اجزاء محدود، توانایی برطرف نمودن ضعف های سازه ای و ارائه راهکار برای مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله و تقویت سازه های بتنی و فولادی صنایع مختلف را دارد.
مقاوم سازی ساختمان ها و تقویت سازه های مختلف، توسط روش های سنتی و روش های نوین مقاوم سازی میتواند صورت گیرد.
شرکت مقاوم سازی افزیر در صنایع زیر راهکارهای مختلفی جهت آسیب شناسی و برطرف نمودن ضعف های سازه انواع سازه ها ارائه می‌دهد:
بهسازی لرزه ای ساختمان های مسکونی و بهسازی لرزه ای سازه های مختلف ارائه راهکارهای
مقاوم سازی سازه های مسکونی، اداری و تجاری شامل ترمیم، تقویت و مقاوم سازی سازه های بتنی، سازه های فولادی و نیز مقاوم سازی سازه های بتن پیش ساخته
مقاوم سازی ساختمان های بلند مرتبه
مقاوم سازی ساختمان پارکینگ‌ها
مقاوم سازی ساختمان بناهای تاریخی در برابر زلزله
تقویت سازه های استادیوم ها
مقاوم سازی ساختمان بیمارستان ها در برابر زلزله با توجه به اهمیت بالای این سازه ها پس از وقوع زلزله
مقاوم سازی ساختمان های مدارس در برابر زلزله
مقاوم سازی با نیلینگ و میکروپایل (تثبیت خاک)
تقویت سازه ای ساختمان های نیروگاه ها
مقاوم سازی و تقویت ساختمان ها و سازه های صنایع سیمان
مقاوم سازی سازه های موجود در کارخانجات تولید و فرآوری مواد شیمیایی
تقویت سازه ای ساختمان های کارخانه های فولاد
مقاوم سازی ساختمان های کارخانه های مواد غذایی و آشامینی
مقاوم سازی ساختمان های کارخانه‌های مختلف تولیدی
تقویت سازه های مجتمع‌های کاغذ سازی و تولید خمیر کاغذ
مقاوم سازی ساختمان های پالایشگاه‌ها و پتروشیمی
مقاوم سازی ساختمان های موجود در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی
ترمیم، تقویت و مقاوم سازی خطوط انتقال نفت و گاز
مقاوم سازی ساختمان سازه های ساحلی و سازه های بنادر
مقاوم سازی ساختمان ها و سازه‌های دریائی
مقاوم سازی سازه های فرا ساحلی
تقویت سازه های و ساختمان اسکله‌ها، لنگرگاه، پایه پلها و بارانداز بنادر
تقویت ساختمان تاسیسات دریایی و اسکله‌ها
مقاوم سازی ساختمان در صنعت حمل و نقل نظیر مقاوم سازی تونل، مقاوم سازی عرشه، کول و پایه پلها، مقاوم سازی پل های راه آهن
تقویت ساختمان های فرودگاه ها نظیر برج های مراقبت و مقاوم سازی در برابر زلزله ساختمان های مترو
مقاوم سازی ساختمان های موجود در کارخانجات سیمان
مقاوم سازی ساختمانهای صنعت آب و فاضلاب
حفاظت سازه ها و ساختمان های مختلف در مقابل انفجار
مقاوم سازی ساختمان های صنایع دفاعی و نظامی
تقویت ساختمان های معادن
مقاوم سازی ساختمان های تاسیسات شهری Utilities شامل ترمیم و تقویت سازه های تاسیسات گاز، بهسازی لرزه ای تاسیسات برق شهری و برون شهری، مقاوم سازی بناهای تاسیسات آبی، بهسازی، ترمیم و بازسازی تاسیسات فاضلاب، مقاوم سازی ساختمانهای تاسیسات مخابراتی و ارتباطی در برابر زلزله
پیدا کردن راه حلی مناسب به منظور ارتقاء مقاومت و تقویت باربری سازه‌ها و ساختمان‌ها در برابر زلزله و سایر نیروها، همیشه یکی از مهمترین مسائل و مشکلات طراحان و محاسبان سازه ها، پیمانکاران، مجریان ساختمان ها و نیز شرکت های مقاوم سازی بوده است. 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 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. از طرفی حرکت استمراری علم در عرصه مهندسی سازه مهندسی زلزله موجب شده است تا برای بهسازی و مقاوم سازی در سالهای اخیر از روشهای نوین و مصالح جدیدی بهره گرفته شود که تا کنون پیشینیه چندانی در صنعت ساختمان سازی نداشته اند. 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 گشوده است، به گونه‌ای که امروزه سازه های متعددی در سراسر دنیا توسط مهندسین شرکت مقاوم سازی، با FRP ها مقاوم سازی می‌گردند. از این رو استفاده از مصالح FRP جهت مقاوم سازی و تقویت سازه های بتن آرمه و حتی سایر سازه ها و اعضای بتنی و فولادی به عنوان یک فن¬آوری نوین در مهندسی زلزله و سازه مورد توجه قرار گرفته است. کنترل کیفی ساخت، مقاومت مکانیکی و مقاومت شیمیایی بالا در برابر اثرات محیط از جمله مزایای FRP ها محسوب می‌گردد.
شرکت مقاوم سازی افزیر به عنوان پیشرو در زمینه ارائه راهکاری نوین مقاوم سازی سازه های ساختمانی و صنعتی با تکیه بر سابقه درخشان در زمینه اجرای پروژه های مقاوم سازی با استفاده از تکنولوژی ها و روش های بهسازی روز دنیا و با استفاده از کادر مجرب مهندسی و اجرایی در زمینه ارائه مشاوره فنی و اجرای راهکارهای مقاوم سازی در پروژه های مهندسی کوچک و بزرگ آماده ارائه خدمات مشاوره ای و اجرایی می باشد.
زلزله‌های اخیر در سراسر جهان، ضعف پایه پل ها و خسارات جانی و مالی فراوانی را که در اثر تخریب آنها رخ می‌دهد را آشکار کرده‌اند. در موارد بسیاری که این پایه ها شناور و زیر آب هستند، اجرای مقاوم سازی پایه پل دشوارتر می‌شود.
یکی از مشکل‌ترین حالات مقاوم سازی پایه پل، هنگامی است که پایه پل دارای ابعاد بزرگی است و علاوه بر آن، مغروق نیز هست. روش اخیر ارائه شده توسط مهندسین مقاوم سازی پایه پل به کمک مصالح کامپوزیت پلیمری FRP شرکت افزیر، روشی بسیار ایده‌آل برای اینگونه سازه هاست و شامل ترکیب روش اجرای FRP به صورت تر و استفاده از پانل های پیش‌ساخته FRP میباشد.
مهندسین شرکت مقاوم سازی افزیر پس از بررسی دقیق شرایط کنونی پایه پل، طراحی های لازم برای تقویت محوری، برشی و خمشی پایه پل را انجام داده و با ارائه طرح مقاوم سازی پایه پل به کمک مصالح کامپوزیت پلیمری شرکت افزیر به کارفرمای محترم، پایه پل موردنظر حتی از پیش از وقوع خرابی در آن نیز مقاوم تر می‌نمایند.
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. در واقع مقاوم سازی دال های بتنی با FRP می تواند ظرفیت خمشی آن را افزایش دهد.
مقاوم سازی تیر بتنی با FRP جهت رسیدن به عملکرد دلخواه از طریق افزایش ظرفیت باربری خمشی و برشی، افزایش مقاومت در برابر سایش، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حتی حرارت می باشد. برای مقاوم سازی تیر بتنی با FRPکه آرماتور آنها به دلیل حضور در شرایط نامساعد خورده شده اند، نیز میتوان از مصالح FRP استفاده کرد. بدین ترتیب تیر بتنی ضمن افزایش مقاومت خمشی و برشی، در مقابل شرایط محیطی خورنده نیز با استفاده از FRP محافظت می شوند.
در جریان مقاوم سازی ستون بتنی با FRP مقاومت فشاری ستون افزایش می یابد بدین ترتیب که می توان از سیستم هایFRP ، جهت ایجاد محصورشدگی از طریق دورپیچ کامل FRP و به طبع آن افزایش مقاومت فشاری ستون بتنی استفاده نمود. در حقیقت بتن محصور شده مقاومت فشاری بسیار بالاتری نسبت به بتن محصور نشده دارد زیرا محصور کردن ستون باعث ایجاد فشار جانبی بر بتن می شود و وجود فشار محیطی بر ستون بتنی سبب افزایش مقاومت فشاری آن می شود. این امر همچنین باعث افزایش شکل پذیری اعضا تحت ترکیب نیروهای محوری و خمشی می‌شود. در این وضعیت، الیاف حلقوی FRP مشابه تنگهای بسته یا خاموتهای مارپیچ فولادی عمل می‌کنند. در محاسبه مقاومت فشاری محوری عضو باید از سهم الیاف FRP موازی با راستای طولی آن صرف نظرگردد.
به صورت کلی FRPترکیبی از دو ماده است. بخش اول آن ماتریس بوده و جز دیگر آن الیاف است. ماتریس خود از برخی مواد شیمیایی مانند رزین‌های اپوکسی و پلی استر تشکیل شده است. این مواد برای اقتصادی شدن و بهبود خواص، دارای افزودنی‌هایی هستند. نقش الیاف، تامین مقاومت مکانیکی کافی در FRP است. در حالی که ماتریس نقش باربری مکانیکی ندارد و تنها باید از الیاف در مقابل خوردگی و آسیب دیدن محافظت نماید. همچنین انتقال بار در FRP به کمک ماتریس انجام می‌شود. از دیگر کاربردهای ماتریس، کنترل کمانش موضعی الیاف تحت فشار است. بیشتر حجم FRP را الیاف تشکیل می‌دهند. عواملی مختلفی در بهره‌وری الیاف FRP تاثیرگذار هستند. از جمله این عوامل میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
نوع الیاف
مقدار الیاف
نحوه قرارگیری الیاف
ضریب انتقال حرارت
این عوامل در مقاومت کششی، خمشی، برشی، خستگی و مقاومت در برابر الکتریسیته بسیار موثر هستند. همچنین این عوامل در میزان قیمت تمام شده محصول نیز بسیار پر اهمیت هستند.
الیاف FRP به دو شکل الیاف ورق یا لمینت FRP و میلگرد یا پروفیل FRP موجود است. پروفیل و میلگرد FRP به روش پالتروژن ساخته می‌شوند. در این روش دسته‌هایی از الیاف پس از آغشته شدن با رزین پس از عبور از یک قالب در کنار هم قرار گرفته و یک پروفیل دارای مقطع ثابت را به وجود می‌آورند. از عمده‌ترین مزایای روش پالتروژن چندمنظوره بودن آن و کاربردهای گوناگون آن در صنایع مختلف است. به عبارتی صرفاً با تغییر قالب دستگاه میتوان علاوه بر محصولاتی که در صنعت ساختمان کاربرد دارد، همانند انواع آرماتورها، محصولات گوناگون دیگری در حوزه‌های مختلف از جمله تسمه‌های ماشین نساجی، ریلها، محافظ اتوبانها، چارچوب پنجره‌ها و درها، تیرهای با مقطع I شکل، نبشی‌ها و غیره تولید نمود. عمر محصولات پالتروژنی بسیار بالاست و سرعت تولید یک محصول پالتروژنی نیز نسبتاً زیاد است. از نظر قیمت نیز با وجود اینکه یک تیر پالتروژنی قیمت ظاهری بیشتری نسبت به نمونه مشابه آهنی دارد؛ ویژگی هایی مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی و زلزله و دوام آن میتواند توجیه‌کننده قیمت اولیه بالای آن باشد. در مصارف عمومی مانند ساخت سازه‌ها اگر نیاز به مقاومت در برابر خوردگی و زلزله وجود داشته باشد، استفاده از تیرهای پالتروژنی میتواند توجیه اقتصادی نیز داشته باشد.
یش‌تنیدگی خارجی جزء روشهای نوین مقاوم سازی تیر فولادی میباشد.کابل های پیش‌تنیدگی بکار گرفته شده برای این کار از همان نوع کابل‌ها و مفتول های متداول در کارهای پیش‌تنیدگی هستند. مقاوم سازی تیر فلزی بدین روش میتواند موضعی و یا کلی باشد. در حالت کلی نیروهای پیش‌تنیدگی که بـه سازه مقاوم شده القا می‌گردند، منجر به باز توزیع نیروهای داخلی گشته و باعث کاهش تنشها در اعضا نسبت به حالت اولیه آنها می‌شوند. با این حال ممکن است در برخی دیگر از اعضای سازه، پیش‌تنیدگی موجب افزایش تنش گردد. به همین دلیل در استفاده از پیش تنیدگی خارجی باید آنالیز تنش در سازه مقاوم سازی شده به دقت مورد بررسی قرار گیرد. جدا از مسئله مهارها، به هنگام استفاده از کابلهای پیش‌تنیدگی یک سری المانهای اضافی که اکثراً شامل انواع مختلفی ازسخت کننده هاست، مورد نیاز است. این امر بویژه در پیش‌تنیدگی موضعی دیده می‌شود زیرا پیش‌تنیدگی، نیروهای متمرکز جدیدی شامل نیروهای محوری اضافی در اعضا بوجود می‌آورد، بنابراین اعضا باید بصورت موضعی برای حفظ پایداریشان تقویت شوند. نمونه‌ای از روشهای تقویت تیر فولادی
مقاوم سازی ستون بتنی مطابق آیین نامه‌های طراحی باید از حداقل بعد عرضی کافی برخوردار باشند. زمانی که ستونهای بتنی دارای نسبت طول به عرض زیاد می‌باشند تحت خمش‌های دو محوره دچار خرابی می‌گردند.
تقویت ستون بتنی به منظور افزایش مقاومت محوری، خمشی و برشی و همچنین برای افزایش ظرفیت شکل‌پذیری ستون در نزدیکی محل اتصال به تیر و مقاوم نمودن محل وصله‌های ضعیف نیز صورت می‌پذیرد.
در ستون های بتن مسلح خرابیهای ناشی از زلزله مربوط به شکستهای ناشی از طول وصله ناکافی، شکستهای ناشی ازبرش، خمش و اندرکنش برش و خمش، شکست ستون کوتاه و گسیختگیهای ناشی از کمانش میلگردهای طولی میباشد.شکست تُرد و برشی ستونهای بتنی به دلیل ماهیت ناگهانی آن بدترین نوع شکست میباشد. به همین دلیل همواره سعی بر آن است که مکانیسم کنترل کننده خرابی ستون بصورت خمشی باشد و ستون نباید به عنوان عضوی ضعیف در قاب سازه‌ای عمـل نماید. در شکل 1 نمونه‌ای از شکست برشی ستون دیده می‌شود.
عمده خرابی موجود در ستون های فلزی شامل کمانش موضعی و کلی و گسیختگی در محل درزها و وصله‌ها میباشد. این آسیب های نیاز به مقاوم سازی ستون فولادی زا نشان می دهد. در شکل (1) نمونه‌هایی از خرابی ستونهای فولادی نشان داده شده است.
از جمله راه های مقاوم سازی ستون فولادی، اضافه نمودن ورق پوششی به بال ستون میباشد. این روش در شکل 2 نشان داده شده است. در این روش با افزایش ضخامت بال از کمانش موضعی بال ستون نیز جلوگیری می‌گردد.
اضافه نمودن ورق موازی با جان ستون و تبدیل آن به مقطع جعبهای منجر به مقاوم سازی ستون فولادی می‌شود. این روش در شکل 3 نشان داده شده است. اضافه نمودن ورق موازی با جان ستون، افزایش ممان اینرسی درامتداد موازی با جان را در پی دارد.
این روش برای مقاوم سازی مقاطع فولادی باز مانند مقاطع I و H بکار می‌رود. با محصور نمودن ستون فولادی، سختی آن افزایش یافته که این امر موجب بالا رفتن سختی برشی نیز می‌گردد. برای بالا بردن سختی خمشی ستون، باید روکش بتنی ستون فولادی در طبقات مختلف پیوسته باشد.
ترمیم ستون فلزی خورده شده با استفاده از ژاکت بتنی به عنوان راه حلی موثر توصیه می‌گردد (شکل 5). تقویت ستون فولادی با این روش در برابر آتش‌سوزی نیز مقاومت خوبی خواهند داشت.
در ساختمان های با قاب خمشی، اتصال صلب تیر به ستون عامل اصلی باربری جانبی سازه میباشد. خسارات وارده به این نوع قاب‌ها در ناحیه اتصال تیر به ستون رخ می‌دهد. در گذشته تحقیقات و در نتیجه دستورالعمل‌های آیین نامه‌ای در اتصالات بتنی بسیار محدود بود و در نتیجه مهندسین کمتر به جزئیات این ناحیه توجه می‌کردند و تنها خود را ملزم به رعایت تأمین طول مهاری کششی برای میلگردهای منفی تیر می‌دانستند. همچنین جزئیات سخت در آرماتوربندی ناحیه اتصال و اجرای ضعیف آن منجر به نامناسبی رفتار این جزء سازه‌ای شده است. نمونه ای از مقایسه جزئیات آرماتوربندی صحیح و ناصحیح اتصال بتنی تحت بارهای رفت و برگشتی در شکل 1 نشان داده شده است.
ه منظور شناخت بهتر از رفتار لرزه ایاتصالات بتنی در اشکال شکل 2 و شکل 3 نمونه‌ای از آزمایش انجام شده بر روی اتصال بتنی کناری و میانی تحت بار دینامیکی رفت و برگشتی به همراه منحنی نیرو -تغییرمکان و شکل خرابی آنها تحت تغییرمکانهای مختلف نشان داده شده است. مقایسه دو شکل بیانگر رفتار ترد نمونه شکل 2 نسبت به نمونه شکل 3 است.
بدلیل عدم شناخت کافی از رفتار اتصالات، بسیاری از آسیب های ایجاد شده درسازه ها از ضعف در طراحی یا اجرای اتصالات ناشی می‌شود. بنابراین بررسی آسیبهای وارد شده براتصالات در اثر زلزله‌های گذشته امری ضروری می‌نماید. آسیب های اتصالات در اثر زلزله‌های گذشته را میتوان به آسیب های تیر، ستون، جوش، اجزا و چشمه اتصال طبقه‌بندی نمود. آسیب های وارده به اتصال ممکن است یکی از انواع فوق و یا چند نوع مختلف باشد. مشاهده وسیع اینگونه آسیب ها در اتصالات براثر زلزله‌های گذشته بسیار هشداردهنده میباشد.
انواع خرابی‌ها و صدمات وارده بر ناحیه اتصال در حین زلزله به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند: (الف) خرابی در تیرها (G) (ب) خرابی در بال ستونها (C) (پ) خرابی در جوش (W) (ت) خرابی در ورق برشی جان (S) (ث) خرابی در چشمه اتصال
استفاده از ماهیچه
اضافه کردن این ماهیچه باعث انتقال مفصل پلاستیک از بر ستون به داخل تیر می‌گردد. اضافه نمودن ماهیچه در صورت امکان بهتر است تنها در بال پایینی صورت گیرد زیرا تجربیات حاصل از زلزله، مبین شروع خرابی از بال تحتانی تیر است و همچنین اضافه نمودن ماهیچه در بال بالایی مستلزم خراب نمودن دال میباشد.
لچکیهای قائم در بال فوقانی و تحتانی
تقویت اتصالات فلزی صلب با لچکیهای قائم است. تعداد لچکیها میتواند یک و یا دو عدد باشد.
استفاده از ورق کناری (ورق گونه)
در این روش نیروهای کششی و فشاری بال های فوقانی و تحتانی تیر به کمک ورقهای گونه به ستون انتقال داده می‌شود.
استفاده از مقطع T شکل
با استفاده از مقاطعT شکل میتوان اتصال فولادی را مقاوم سازی نمود. در بعضی از موارد مقطع را تنها در بال پایینی اتصال اجرا می‌نمایند که با استفاده از این روش میتوان بدون تخریب دال اتصال را مقاوم سازی نمود. ورقهای پیوستگی را در امتداد مقاطعT شکل نیز باید اجرا نمود
بدلیل عدم شناخت کافی از رفتار اتصالات، بسیاری از آسیب های ایجاد شده درسازه ها از ضعف در طراحی یا اجرای اتصالات ناشی می‌شود. بنابراین بررسی آسیبهای وارد شده براتصالات در اثر زلزله‌های گذشته امری ضروری می‌نماید. آسیب های اتصالات در اثر زلزله‌های گذشته را میتوان به آسیب های تیر، ستون، جوش، اجزا و چشمه اتصال طبقه‌بندی نمود. آسیب های وارده به اتصال ممکن است یکی از انواع فوق و یا چند نوع مختلف باشد. مشاهده وسیع اینگونه آسیب ها در اتصالات براثر زلزله‌های گذشته بسیار هشداردهنده میباشد.
انواع خرابی‌ها و صدمات وارده بر ناحیه اتصال در حین زلزله به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند: (الف) خرابی در تیرها (G) (ب) خرابی در بال ستونها (C) (پ) خرابی در جوش (W) (ت) خرابی در ورق برشی جان (S) (ث) خرابی در چشمه اتصال
استفاده از ماهیچه
اضافه کردن این ماهیچه باعث انتقال مفصل پلاستیک از بر ستون به داخل تیر می‌گردد. اضافه نمودن ماهیچه در صورت امکان بهتر است تنها در بال پایینی صورت گیرد زیرا تجربیات حاصل از زلزله، مبین شروع خرابی از بال تحتانی تیر است و همچنین اضافه نمودن ماهیچه در بال بالایی مستلزم خراب نمودن دال میباشد.
لچکیهای قائم در بال فوقانی و تحتانی
تقویت اتصالات فلزی صلب با لچکیهای قائم است. تعداد لچکیها میتواند یک و یا دو عدد باشد.
استفاده از ورق کناری (ورق گونه)
در این روش نیروهای کششی و فشاری بال های فوقانی و تحتانی تیر به کمک ورقهای گونه به ستون انتقال داده می‌شود.
استفاده از مقطع T شکل
با استفاده از مقاطعT شکل میتوان اتصال فولادی را مقاوم سازی نمود. در بعضی از موارد مقطع را تنها در بال پایینی اتصال اجرا می‌نمایند که با استفاده از این روش میتوان بدون تخریب دال اتصال را مقاوم سازی نمود. ورقهای پیوستگی را در امتداد مقاطعT شکل نیز باید اجرا نمود
پس از بررسی آسیب های متداول در اتصالات جوشی و ارائه ضوابط مهم برای طراحی ورق های تقویت چشمه اتصال و ورقهای پیوستگی و نحوه محاسبه نیروها در مقاطع بحرانی اتصال، در این بخش به معرفی روشهایمقاوم سازی اتصالات جوشی متداول می‌پردازیم.
استفاده از ورق روسری و زیر سری مضاعف
در صورتی که از جوش ورقهای زیرسری و روسری به ستون اطمینان نداشته و یا در حین زلزله بـه آنها صدمه وارد آمده باشد، استفاده از ورقهای زیرسری و روسری مضاعف (شکل 8) میتواند در برنامه کارقرار گیرد.
در صورتی که هیچ اطمینانی از جوش ورق روسری موجود به ستون نباشد و یا این جوش از بین رفته باشد، ضخامت ورق روسری و زیرسری باید برای لنگر پلاستیک تیر طراحی شود. اما اگر اضافه کردن ورق زیرسری و روسری به منظور تقویت اتصالات فلزی وضعیت موجود باشد، ضخامت آن بر حسب قضاوت تعیین می‌گردد.
دال ها عملاً وظیفه تحمل بارهای قائم را دارا می‌باشند ولی چون عملکرد دیافراگم افقی را نیز دارند، باید بـا اعضای مقاوم جانبی سازه اتصال داشته و از سختی و مقاومت کافی برخوردار باشند. راهکارمقاوم سازی دال بتنی: آسیبهای دال معمولاً در قسمت های نامنظم آن مانند محل برخورد با راه پله، دیوار برشی و یا در نزدیکی بازشوهای کف مشاهده می‌شوند.
اصلاح دال ها نسبت به سایر اعضای سازه ساده‌تر میباشد و در صورتی که دال به هر دلیلی مقاومت لازم در برابر بارهای وارد بر آن را نداشته باشد میتوان از روشهای بسیار ساده‌ای برای تقویت آن استفاده کرد.
برای تعمیر دال بتنی و ترک‌های موجود در بتن، مواد پلیمری اپوکسی یا دوغاب سیمان را میتوان در داخل ترک ها تزریق نمود.
برای خردشدگی بتن و کمانش و شکست میلگردها باید از راهکارهای تعویض استفاده نمود.
ترمیم دال را میتوان مطابق شکل 1 انجام داد. بدین گونه که بعد از جدا نمودن مصالح آسیب دیده، آرماتورهای جدید جایگذاری و به آرماتورهای موجود جوش می‌گردند. مشخصات بتن جدید باید شبیه به بتن موجود باشد. در مکان هایی کـه خـوردگی شدید باشد، آرماتورهای جدید جایگذاری شده نباید نو و بدون خوردگی باشند، چرا که آرماتورهای جدید و قدیم بـا یکدیگر تـشکیل پیل الکتریکی می‌دهند که این امر منجر به خوردگی شدید آرماتورها می‌گردد.
در مواردی که مقاومت و سختی دال کم باشد، با افزایش ضخامت آن میتوان این عیب را رفع نمود. بتن و میلگردهای جدید بر روی سطح و یا زیر دال موجود میتواند اجرا گردد .
در روشی که افزایش ضخامت از قسمت فوقانی آن صورت میگیرد، مقاومت خمشی نیز افزایش مییابد، زیـرا علاوه برافزایش عمق مؤثر،آرماتورهای منفی نیز اضافه می‌گردند.
در روش دیگر که افزایش ضخامت از قسمت زیرین دال میباشد، مقاومت خمشی به علت افزایش آرماتورهای کششی اضافه می‌گردد.
با بتن ریزی معمولی میتوان ضخامت دال را از قسمت فوقانی افزایش داد، ولی برای افزایش ضخامت دال از قسمت تحتانی آن بهتر است از روش بتن پاشی استفاده نمود.
با افزایش ضخامت از روی دال، سختی مورد نیاز برای عملکرد دیافراگمی کف نیز افزایش یافته و بـه طور کلی این روش نسبت به روش افزایش ضخامت از قسمت تحتانی دال، روش متداولتر و آسانتری میباشد.
اگر افزایش ضخامت دال از قسمت تحتانی آن صورت گیرد، برای بهبود عملکرد دیافراگمی باید تیرها نیز با ژاکت بتنی تقویت شوند.
هر تغییری در ساختار و ابعاد پی، شامل مقاوم سازی فونداسون می شود. مقاوم سازی عموما در شرایط محدود شده و نامساعد انجام می شود، در نتیجه مشکلات و پیچیدگی های خاص خود را دارد.
گسیختگی های موجود در پی ساختمان ها به دو صورت نهان و یا قابل مشاهده ایجاد می شوند. قسمت های قابل مشاهده به شکل خرد شدگی و …
آشکار است و قسمت های نهان به دلیل نشست، تورم خاک، ناپایداری ساختمان و … ایجاد می شوند و با گذشت زمان به شکل گسیختگی های قابل ملاحظه در می آیند.
معمول‌ترین موارد آسیب‌پذیری فونداسیون و پی به قرار زیر است:
آسیب‌پذیری فونداسیون
– وجود نیروی کششی بلند کننده
– عدم کفایت ظرفیت خمشی یا برشی (برش خمشی یا برش سوراخ کننده) مقطع پی
– تهاجم مواد شیمیایی مضر موجود در خاک و آب زیرزمینی به بتن پی
– عدم کفایت مقاومت جانبی برای تحمل نیروهای جانبی وارد بر پی
– وجود نیروی فشاری یا کششی بیش از ظرفیت سازه‌ای در شمع ها
– وقوع تنش فشاری بیش از ظرفیت باربری پی در زیر فونداسیون
– وجود نیروی فشاری یا کششی بیش از ظرفیت ژئوتکنیکی سازه‌ای در شمع‌ها
– وجود نشست‌های زیاد و غیرقابل قبول در پی
– وجود پتانسیل روانگرایی، ماسه سریع و تورم در خاک زیر فونداسیون
– عدم پایداری ساختگاه سازه، مخصوصاً برای ساختمانهایی که بر روی زمینهای شیبدار احداث شده‌اند.
روند مطالعات ارزیابی شرایط پی و شالوده شامل موارد زیر میباشد:
– تحقیق اسناد و بایگانی مدارک طراحی ساختمان برای گزارش مکانیک خاک
– بررسی خاک‌ها در قالب نمونه‌گیری و انجام آزمایش های مرتبط، اندازه‌گیری سطح آب زیرزمینی و میزان فشار آب
– برآورد ابعاد پی ساختمان و شالوده دیوارها. در صورت لزوم بعضی از پی ها تحت گمانه‌زنی قرار گرفته و در این گمانه‌ها میزان زوال مصالح را بررسی می‌کنند.
– بررسی آثار نشست پی شامل شکل‌گیری ترک‌ها و کج شدن دیوارها، برآمدگی مناطق مجاور و مسیرهای قائم و افقی پی
– کسب اطلاعات لازم از هندسه، پیکربندی و نقشه‌های اجرایی ساختمان و شالوده و بارگذاری
– مدل‌سازی و تحلیل
– ارزیابی
– ارائه طرح مقاوم سازی شالوده
جهت تامین ظرفیت و عملکرد مورد انتظار، تقویت، ترمیم و مقاوم سازی دیوار بتنی و نیز بنایی میتوان از سیستم FRP استفاده کرد. استفاده از سیستم مقاوم سازی دیوار برشی با FRP، ضمن افزایش مقاومت خمشی و برشی، باعث توزیع تنش در کل صفحه به جای تمرکز در یک نقطه خاص می‌شود. لذا دیوار در مقابل بارهای جانبی دینامیکی و رفت و برگشتی زلزله و محیط های مستعد خوردگی محافظت می‌گردد.
در مجموع میتوان با مصالح FRP به موارد زیر دتسترسی پیدا کرد:
از جمله راه های مقاوم سازی تیر فولادی، تقویت با روکش فولادی میباشد. این روش در شکل 1 نشان داده شده است. با افزایشضخامت بال از کمانش موضعی بال تیر نیز جلوگیری شده است.
برای تقویت برشی جان تیر میتوان از دو روش استفاده نمود:
1- اضافه نمودن ورق های موازی با جان تیر
2- اضافه نمودن سخت کننده های جان
اضافه نمودن ورقهای موازی با جان تیر
اضافه نمودن ورقهای موازی با جان تیر که منجر به افزایش مقاومت برشی می‌شود. این روش در شکل 2 نشان‌داده شده است.
اضافه نمودن سخت کننده های جان
استفاده از ورقهای سخت کننده جان که این روش در شکل 3 نشان داده شده است.
استفاده از سخت کننده‌های جان یکی از مؤثرین روشهای افزایش مقاومت برشی تیر میباشد. سخت کننده‌های عرضی ورق‌هایی هستند که به صورت تیغه‌های قائم و در فواصل معینی از یکدیگر قرار داده می‌شوند و به جان و بال فشاری جوش می‌شوند.
یکی دیگر از کاربردهای FRP افزایش مقاومت موضعی تیرهای دارای سوراخ (معمولا تأسیساتی) میباشد. در این روش میتوان اطراف سوراخها را بطور موضعی با FRP تقویت کرد.
مقاوم سازی از طریق سیستم مهاربندی اصولاً به این جهت مورد استفاده قرار میگیرد که بتوان از ظرفیت باربری سیستم FRP نهایت استفاده را برد. گسیختگی های ناشی از جداشدگی لایه‌هایFRP عموماً در اثر نبود چنین سیستمی میباشد. در این روش از دور آرماتور کردن کامل انتهای FRP توسط نوارهایی از FRP استفاده می‌گردد.
با توجه به اینکه معمولاً، ناحیه فوقانی تیرهای موجود به دلیل وجود دال، قابل دستیابی نیستند، از نوارهایی که فقط سطوح پایینی و جانبی تیر را می‌پوشانند استفاده می‌گردد. از سایر روش ها نیز میتوان به استفاده از آرماتورهای مخصوص در انتهای لایهFRP نام برد. این روش یکی از اولین روشها بوده که جهت نصب و مهاربندی صفحات فولادی مورد استفاده قرارمی‌گرفت. بر اساس مطالعات انجام شده، این روش بر روی لایه‌های کامپوزیتی نیز مناسب بوده و اثر مثبتی از خود نشان می‌دهد ولی مشکلی که ایجاد میکند سوراخ شدن لایه FRP بوده که اثر نامطلوبی بر عملکرد آن خواهد داشت و باعث ایجاد تمرکز تنش در FRP می‌گردد.
برج‌های خنک‌کننده یکی از اصلی‌ترین اجزا یک نیروگاه حرارتی هستند که به دو نوع فولادی و بتنی تقسیم می شوند. نوع بتنی آن تاکنون بیشتر مورد توجه طراحان قرار گرفته است.چرخه های خشک و تر شدن متوالی، شرایط مناسب را برای خوردگی در سازه ها ایجاد میکند. بسیاری از انواع برج خنک کننده بتنی بوده و آرماتورهای فولادی آن ها، پس از مدت کمی دچار زنگ زدگی می‌شوند. علاوه بر این،برج های خنک کننده بلندتر در نیروگاه های هسته ای، دارای تیر و ستون بتنی در ابتدای برج خنک کننده بوده که به سرعت دچار خوردگی می‌شوند. در این شرایط هر راهکار مقاوم سازی باید دارای دو جنبه باشد. اول قادر به جبران افت مقاومت سازه ناشی از خوردگی آرماتور بوده و دوم از ساز و کار حفاظتی مناسب برای کاهش سرعت خوردگی های بعدی برخوردار باشد. همچنین با توجه به لرزه خیز بودن کشور ایران توجه به مقاوم سازی لرزه ای موضوعی مهم در صنعت ساخت و ساز است که شامل این نوع سازه نیز می شود.
افزایش سرعت ساخت و ساز و انبوه سازی، سال هاست که مورد توجه کشورهای مختلف قرار دارند؛ بنابر این احداث ساختمان های پیش ساخته بتنی متداول شده است. رشد سریع جمعیت و افزایش تقاضا، نیاز به کاهش زمان تحویل پروژه های عمرانی و کاهش زمان برگشت سرمایه سرمایه گذاران و عواملی از این قبیل باعث شده اند تا ضرورت ایجاد تحول در شیوه های سنتی صنعت ساختمان روز به روز بیشتر شود.
با توجه به اهمیت پدافند غیرعامل و ضرورت افزایش انعطاف‌پذیری و مقاوم سازی سازه‌ها در برابر انفجار، برخورد و ضربه نیاز به مقاوم سازی ساختمان ها در برابر اینگونه بارها در سراسر جهان به چشم می خورد. از جمله سازه‌های حیاتی که باید پدافند غیرعامل را در مورد آنها رعایت کرد میتوان به ساختمانهای دولتی، بانک‌ها، پلها، ساختمانهای نظامی، تاسیسات شهری، سفارت‌خانه‌ها و … اشاره کرد. علاوه بر انفجارهایی که عامل انسانی دارند، انفجارهایی که ناشی از وقوع حادثه در نیروگاه، پتروشیمی و … نیز هستند، جای نگرانی فراوانی دارند.
کامپوزیت های FRP به عنوان روشی مناسب برای ترمیم، تقویت و بهسازی لرزه ای سازه ها شناخته می شود. عملکرد صحیح این مصالح در جهت افزایش مقاومت و شکل پذیری سازه مورد نظر نیازمند نصب و اجرای ماهرانه کامپوزیت های FRP توسط نیروی مجرب و متخصص می باشد. علاوه بر به کارگیری تکنیک های حرفه ای نصب FRP پس از اجرا به منظور اطمینان از عملکرد صحیح و کارآمد مصالح FRP تست هایی انجام می شود. که از جمله می توان به تست کشش FRP و تست Pull-off اشاره کرد. که به ترتیب مقاومت کششی FRP و چسبندگی آن را می سنجند. آزمایش های مذکور طبق دستور استانداردها و نشریه های بین المللی FRP انجام خواهند شد.
با توجه به گسترش روزافزون استفاده از کامپوزیت های FRP در مقاوم سازی، بهسازی و ترمیم سازه ها انتخاب روش اجرای مناسب کامپوزیت های FRP نیز امری مهم و قابل تامل است. دو شیوه مطرح در اجرای کامپوزیت های FRP روش تسلیح با اتصال خارجی EBR (چسباندن ورقه های FRP بر سطوح خارجی سازه ها) و روش نصب در نزدیک سطح NSM است که بر اساس ایده کارگذاشتن مصالح مقاوم کننده در شیارهای تعبیه شده درسطح تیرها شکل گرفته است. با گسترش صنعت مقاوم سازی مشخص شد که روش رایج EBR دارای کاستی هایی مثل جدا شدن ورق FRP، نداشتن عملکرد و مقاومت مناسب در برابر حرارت است. بنابراین روش نصب در نزدیک سطح مورد توجه قرار گرفت. مبنای روش NSM قرار دادن میله یا ورقه های کامپوزیت در شیارهای تعبیه شده در سطح بتن و ایجاد پیوستگی لازم با اپوکسی است.
بطورکلی مقاوم سازی سازه های بتنی موجود یا مرمت آنها به منظور تحمل بارهای مضاعف طراحی،بهبود نارسایی های ناشی از فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه یا سایر موارد با استفاده از مصالح مناسب و شیوه های اجرایی صحیح بطور متعارف انجام می گردد. استفاده از صفحات فولاد ی به صورت پوشش خارجی، غلاف های بتنی یا فولادی و پس کشیدگی خارجی تعدادی از روش های موجود است. استفاده از کامپوزیت های FRP از جمله روش های نوین بهسازی سازه است که در سال های اخیر در صنعت مقاوم سازی بسیار مورد توجه بوده است.
FRP مصالحی کامپوزیت ساخته شده از دو بخش الیاف و ماتریس (رزین) هستند که الیاف آن در یک یا چند جهت قرار دارند. لمینت یا ورق FRP از روی هم قرار گرفتن یک یا چند لایه الیاف و رزین و فشردن آنها ساخته شده است. الیاف پلیمری می تواند از جنس کربن، شیشه یا آرامید (کولار) باشد. در هر جهت حجم الیاف FRP بیشتر باشد در آن جهت مقاومت کامپوزیت بیشتر خواهد بود. آرایش یک جهتی الیاف پلیمری دارای مقاومت و مدول الاستیسیته بالاتری نسبت به سایر آرایش ها می باشد. چنانچه الیاف تماما در راستای صفر درجه باشند؛ مقاومت کامپوزیت در آن جهت خوب بوده و خواص مکانیکی ضعیفی در راستای 90 درجه از خود بروز می دهند چرا که در راستای 90 درجه رزین بار را تحمل می کند نه الیاف.
مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای سازه ها در کشورهای لرزه خیز مانند کشور ایران امری مهم و اجتناب ناپذیر است و یافتن راه حل مناسب جهت مقاوم سازی ساختمان ها و ترمیم و تقویت سازه ها اهمیت شایانی پیدا کرده است. انتخاب شیوه مناسب جهت انجام مقاوم سازی امری مهم و حرفه دای است. روش های متفاوتی جهت انجام پروژه های مقاوم سازی وجود دارد. از جمله روش های سنتی مقاوم سازی می توان به استفاده از روکش یا ژاکت بتنی و فلزی، شاتکریت، کابل های پیش و پس تنیده اشاره کرد. اجرای روش های سنتی نیاز به فضای زیادی دارند و اغلب در برابر شرایط محیطی آسیب پذیر می باشند. استفاده از کامپوزیت های FRP از روش های نوین مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای سازه ها است. محصولات FRP مقاومت مناسبی در برابر کشش، خوردگی،خستگی و خزش دارند و علاوه بر این چگالی پایین و وزن اندکی دارند. اجرای کامپوزیت های FRP به سهولت انجام گرفته و نیاز به فضای زیادی ندارد.
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
