مقاوم‌سازی با میکروپایل
آبان 11, 1400
مقاوم‌سازی با میلگردهای GFRP چیست؟
آبان 11, 1400
مقایسه روش های مقاوم سازی ساختمان
روش های مقاوم سازی ساختمان به منظور جلوگیری از آسیب‌های سازه‌ای در زمان وقوع حوادثی همچون طوفان، زلزله، سیل و … شکل گرفته‌اند و نقش قابل توجهی در افزایش ایمنی و ایجاد حس آرامش در ساکنین ساختمان‌ها دارند.
استفاده از بهترین روش های مقاوم سازی ساختمان به ویژه در مناطق زلزله‌خیز و ساختمان‌هایی با کاربری‌های حساس که باید بی‌وقفه سرویس‌دهی در آن‌ها انجام شود، ضرورت دارد. در این مطلب با چند راهکار رایج مقاوم‌سازی ساختمان‌ها آشنا می‌شویم.
چگونه مؤثرترین روش های مقاوم سازی ساختمان را انتخاب کنیم؟
برخی از روش های مقاوم سازی ساختمان از طریق نصب تجهیزات در مرحله احداث سازه انجام می‌شوند و برخی دیگر برای تقویت المان‌های سازه‌ای در ساختمان‌ها موجود ابداع شده‌اند. برای انتخاب مؤثرترین روش مقاوم‌سازی ابتدا باید سازه را بررسی کنید و نقاط ضعف آن اعم از اتصالات، ستونها، تیرها، دال و … را شناسایی کنید.
چرا که راهکارهای مقاوم سازی ستون ممکن است با روش‌های تقویت دال فرق کنند. عواملی همچون سن ساختمان، تعداد طبقات، بودجه، اهمیت ساختمان، وجود نیروی متخصص، تجهیزات و امکانات اجرایی در دسترس، محدودیت زمانی، سهولت اجرا و … از فاکتورهای مهمی هستند که در انتخاب مؤثرترین روش مقاوم‌سازی باید به آن‌ها توجه کنید.
انواع روش های مقاوم سازی ساختمان کدامند؟
1. مقاوم‌سازی ساختمان با الیاف FRP
استفاده از مصالح FRP یکی از جدیدترین روش های مقاوم سازی ساختمان است. FRP مخفف عبارت Fiber Reinforcement Polymer بوده و به گروهی از مصالح لایه‌ای اطلاق می‌شود که از جایگذاری الیاف شیشه، کربن، آرامید و بازالت در یک ماده دربرگیرنده بدست می‌آیند.
از مقاوم سازی با FRP می‌توان برای تقویت اعضای ضعیف سازه‌ای همچون ستون، دال، تیر، نواحی اتصال و … استفاده کرد. برای مثال با نوارپیچ کردن ستون‌های ضعیف در سازه‌های قدیمی و آسیب‌دیده توسط نوارهای FRP می‌توان از کمانش و گسترش خسارات جلوگیری کرد.
مزایا:
- وزن کم در مقایسه با مقاومت بالا
- مقاومت کششی زیاد در مقایسه با فولاد
- ضخامت کم (در معماری محدودیت ایجاد نمی‌کند.)
- اجرای سریع
- عایق بودن و مقاومت بالا در مقابل خوردگی
- عدم ایجاد محدودیت در کاربری در زمان اجرا
معایب:
- ضعف در برابر آتش و نیاز به پوشش ضدحریق
- شکل‌پذیری کم و شکست ترد
- مقاومت خستگی پایین
- حساسیت به سایش
2. مقاوم‌سازی ساختمان با دیوار برشی
دیوار برشی یکی از مؤثرترین روش‌های مقاوم سازی ساختمان جهت افزایش مقاومت لرزه‌ای ساختمان است که از طریق استهلاک انرژی با نیروهای جانبی مخرب مقابله می‌کند. این نوع دیوارها معمولا در قسمت خارجی سازه قرار می‌گیرند و به طور مستقیم به فونداسیون ساختمان متصل هستند.
دیوارهای برشی در انواع مختلف بتنی، فولادی، مرکب و مصالح بنایی وجود دارند و با جذب قسمت عمده برش ناشی از نیروهای جانبی، گزینه‌ای مطلوب برای مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی و فولادی به حساب می‌آیند.
مزایا:
- افزایش سختی و مقاومت ساختمان در برابر زلزله
- شکل‌پذیری بالا
- افزایش ایمنی و جلوگیری از آسیب اعضای غیرسازه‌ای در اثر کاهش نوسانات
- کاهش دریفت طبقات
- افزایش باربری ثقلی و جانبی
معایب:
- ایجاد محدودیت در معماری ساختمان
- افزایش وزن ساختمان
- جزئیات پیچیده آرماتوربندی
3. مقاوم‌سازی ساختمان با مهاربند
مهاربند یا بادبند، یکی از متداول‌ترین المان‌های سخت‌کننده سازه است که کنترل بارهای جانبی وارد بر ساختمان را بر عهده دارد. یک مهاربند از چند عضو مورب که با زوایایی ثابت نسبت به هم قرار گرفته‌اند ایجاد می‌شود و به منظور افزایش پایداری سازه به طور متقارن درون قاب‌های ساختمان جای می‌گیرد.
در ساخت بادبندها معمولا از مقاطع نبشی، ناودانی و میله‌های فولادی استفاده می‌شود. این اعضا در مقابل نیروی‌های جانبی همانند زلزله، بادهای شدید، سیل و … مقاومت کرده و از انتقال نیروهای مخرب به پی سازه جلوگیری می‌کنند. مهاربندها انواع مختلفی به نام‌های ضربدری، یا همگرا، قطری، Kشکل، Vشکل و … دارند.
مزایا:
- افزایش سختی سازه
- افزایش باربری جانبی
- کنترل دریفت
- افزایش درجات نامعینی و پایداری سازه
معایب:
- ایجاد محدودیت در معماری و ایجاد بازشو
- شکل‌پذیری کم
- جزئیات پیچیده مربوط به اتصالات
4. مقاوم‌سازی ساختمان با جداساز لرزه‌ای
جداسازهای لرزه‌ای، تجهیزاتی هستند که جایگزین اتصالات صلب سازه به فونداسیون می‌شوند و با جداسازی ساختمان از زمین، مانع از رسیدن تحرکات زمین به سازه می‌شوند. جداگرهای لرزه‌ای منعطف بوده و جابه‌جایی را در تراز ساختمان متمرکز می‌کنند. در این حالت ساختمان مانند جسمی صلب بدون تغییرشکل قابل توجهی ارتعاش می‌کند.
بدین وسیله نیروی کمتری به بخش‌های بالایی رسیده و تلفات جانی و خسارت به تجهیزات به حداقل می‌رسند. جداگرهای لغزشی، الاستومریک، نشیمن‌های لاستیکی با هسته سربی، سیستم‌های آونگی و … انواع مختلف جداسازهای لرزه‌ای هستند.
مزایا:
- جلوگیری از رسیدن انرژی زلزله به ساختمان
- کاهش جابه‌جایی جانبی
- تأمین سطح عملکرد بی‌وقفه در سازه‌های با اهمیت بالا
- کاهش حجم مصالح مورد نیاز
معایب:
- گران بودن
- مدلسازی پیچیده
5. مقاوم‌سازی ساختمان با میراگر
نصب میراگر یکی از جدیدترین راهکارها برای مقابله با نیروهای مخرب جانبی در سازه است. میراگر یا دمپر المانی است که با جذب انرژی زلزله و باد، دامنه نوسان سازه را کاهش می‌دهد تا آسیب‌ها به اعضای سازه‌ای و غیرسازه‌ای در اثر ارتعاشات به حداقل برسند.
میراگر این کار را با ایجاد یک نیروی بازدارنده در خلاف جهت بارهای جانبی انجام می‌دهد. مکانیزم عملکرد دمپرها می‌تواند وابسته به سرعت یا تغییر مکان باشد. میراگرهای الاستیک، ویسکوز، اصطکاکی، جرمی، تسلیمی و … از انواع میراگرهای موجود هستند.
مزایا:
- کاهش ارتعاشات در زمان زلزله و آسیب‌های ناشی از آن
- کاهش دریفت طبقات
- کاهش وزن سازه
- کاهش حجم مصالح مصرفی
- نصب آسان و سریع
معایب:
- گران بودن
- نیاز به تعمیر
6. مقاوم‌سازی ساختمان با ژاکت فلزی و بتنی
استفاده از ژاکت‌های بتنی و فلزی یکی از راه‌های تقویت اعضای سازه‌ای خصوصا ستونها به شمار می‌آید. ژاکت بتنی، لایه‌ای از بتن به همراه آرماتورهای طولی و خاموت‌های بسته است. زمانی که ستونها آسیب دیده‌اند و از ظرفیت کافی در برابر نیروهای جانبی برخوردار نباشند از روکش‌های بتنی استفاده می‌شود.
ژاکت بتنی می‌تواند فقط در یک وجه یا دورتادور ستون اجرا شود. ژاکت فولادی نیز به صورت پیوسته و یا قفسه‌ای اجرا می‌گردد و می‌تواند در کاهش تغییرشکل‌‌های مخرب اعضای سازه‌ای مؤثر باشد.
مزایا:
- بهبود مقاومت خمشی و برشی و باربری ثقلی
- اصلاح اتصالات در قاب‌ها
- افزایش شکل‌پذیری
- جلوگیری از کمانش ستون
- عدم نیاز به پوشش ضد حریق (ژاکت بتنی)
- سهولت ایجاد پیوستگی بین اعضا
- عدم نیاز به قالب‌بندی (ژاکت فولادی)
- ضخامت کم (ژاکت فولادی)
معایب:
- افزایش وزن سازه (ژاکت بتنی)
- افزایش ابعاد ستون و محدودیت در فضای معماری (ژاکت بتنی)
- نیاز به پوشش ضد حریق و افزایش هزینه (ژاکت فولادی)
- حجم زیاد عملیات کاشت آرماتور، جوشکاری و تزریق
جمع‌بندی
بدیهی است که هر کدام از روش های مقاوم سازی ساختمان ذکرشده، هزینه‌ای اضافی بر ساختمان تحمیل می‌کنند. اما از آن جا که در شرایط اقتصادی کنونی، تخریب و احداث سازه‌ها مخارج بسیار بالاتری به همراه دارد، استفاده از روش‌های مقاوم‌سازی یک راه بهینه جهت افزایش ایمنی و جلوگیری از بروز خسارات جانی و مالی ناشی از حوادث به حساب می‌آید.
