روش های مقاوم سازی سازه های بتنی

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/04/30

مقوله مقاوم سازی ساختمان ها اگر چه در زمانهای گذشته انجام می شده و روش های مختلف مقاوم سازی ساختمان و مقاوم سازی اجزای ساختمان در برخی سازه های قدیمی مشاهده شده ولی متداول شدن روشهای بهسازی سازه های بتنی در سالهای اخیر در ایران بیشتر مدیون توجه مردم و مسئولین به مقاوم سازی سازه های بتنی پس از زلزله های منجیل و بم بوده است.

واژه مقاوم سازی بیش از آنکه واژه ای علمی باشد بیشتر واژه ای متداول میباشد . واژه صحیح آن در واقع کلمه ” بهسازی ” معادل کلمه Rehabilitation  میباشد .

با توجه به اینکه واژه ” مقاوم سازی ” و ” مقاوم سازی ساختمان ” در بین کارشناسان بسیار مرسوم شده بنابراین در این مقاله هرجا واژه ” مقاوم سازی ” و ” مقاوم سازی ساختمان ” استفاده می شود منظور همان واژه بهسازی می باشد .

روشهای بهسازی سازه های بتنی : 
مقاوم سازی سازه ها با FRP
مقاوم سازی سازه ها با اضافه نمودن دیوار برشی و یا مقاوم سازی سازه ها با اضافه نمودن بادبند فلزی
مقاوم سازی سازه ها با استفاده از میراگر یا دمپر
مقاوم سازی سازه ها با استفاده از جرم های متمرکز پاندولی
مقاوم سازی سازه ها با استفاده از از ژاکت های فلزی و بتنی
مقاوم سازی  سازه هابا استفاده از بادبند های کمانش تاب
مقاوم سازی سازه ها با استفاده از  جداگرهای لرزه ای
مقاوم سازی با FRP : 
بطور کلی روشهای بهسازی سازه های بتنی موجود برای تقویت آنها به منظور تحمل بارهای وارده ، بهبود نارسایی ­های ناشی از فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه یا سایر موارد با استفاده از مصالح مناسب و شیوه ­های اجرایی صحیح انجام می­گردد. استفاده از مواد مرکب ساخته شده از الیاف در محیط رزین پلیمری به عنوان پلیمرهای مسلح شده با الیاف که به اختصار FRP نامیده میشوند Fiber Reinforced Polymers  به عنوان یک ضرورت در جایگزینی مصالح سنتی و شیوه­ های موجود شناخته میشوند.

سیستم اف آر پی FRP بدین صورت تعریف می­شود که الیاف و رزین­ ها برای ساخت چند لایه مرکب مورد استفاده قرار می گیرند، به نحوی که رزین های مصرفی (رزین اپوکسی) به منظور چسباندن چند لایه مرکب به سطح بتن زیرین و پوشش ها به منظور محافظت مصالح ترکیب شده استفاده می شوند. استفاده از FRP به دلیل وزن کم‏‏، سرعت اجرای بالا‏، مقاومت بالا و عدم ایجاد محدودیت معماری به خصوص در ساختمان های بتنی بسیار مورد توجه می باشد.

مقاوم سازی با اضافه نمودن دیوار برشی و یا بادبند : 
استفاده از دیوار برشی بتنی در  ساختمان‌ها یکی دیگر از روشهای بهسازی سازه های بتنی 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 مقاوم سازی مشکلات کمتری در زمینه معماری بوجود می‌آورد. برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموتهای دورپیچ ستون یا بولت به عنوان برشگیر 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، احتمالاً نیاز به شمع دارد تا بتواند نیرو‌ها را به زمین منتقل کند.

مقاوم سازی با استفاده از جداگرهای لرزه ای : 
نصب جداسازهای لرزه­ ای در تراز پایه ساختمان، با هدف جداسازی حرکتی بین سازه و زمین صورت می­ گیرد. جداسازهای لرزه ­ای، المانهایی هستند که سختی جانبی آنها نسبت به سختی محوری­شان بسیار کمتر می­ باشد، لذا با وقوع زلزله، این المان­ها میبایستی مانع انتقال نیرو به سازه­ ی اصلی­ شوند و سازه­ ی 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 روش ها در جهان مورد استقبال کارشناسان قرار گرفته است.

مقاوم سازی با استفاده از سیستم های جاذب انرژی (دمپر)
در روش­های کنترل غیر فعال سازه نظیر استفاده از مستهلک کننده ­های ویسکوز و ویسکوالاستیک، جذب انرژی حاصل از حرکات نیرومند زمین توسط مستهلک کننده ­ها صورت گرفته و به سیستم سازه اجازه داده نمی­شود که وارد ناحیه غیر خطی گردد. این امر موجب می­شود که مقاومت سازه در برابر زلزله ­های با دوره بازگشت طولانی­ تر (که طبیعتاً شدیدتر نیز می­ باشند) بیشتر گردد یا به تعبیر دیگر احتمال فروریزش سازه در برابر این زلزله­ ها کاهش می­ یابد. سیستمهای جاذب یا مستهلک کننده انرژی            (Dampers) بر پایه افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده ­اند.

مهمترین تأثیر میرایی، کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده می باشد و بدین وسیله قسمت عمده­ ای از انرژی ارتعاشی را قبل از رسیدن پاسخ سازه به حد نهایی به هدر میدهند. اتلاف کننده ­های انرژی ممکن است در مهاربندی­ ها، اتصالات و اجزای غیر سازه ای و یا دیگر مکانهای مناسب در ساختمانهای موجود قرار داده شوند، لیکن ساده­ ترین و  پرکاربردترین آنها استفاده از میراگر در مهاربندها می باشد که می­توان از آنها در تمامی طبقات ساختمان سود جست. در برخی از انواع میراگرها ملاحظات زیبایی نیز مد نظر قرار گرفته شده است تا چنانچه بصورت نمایان بکار برده شوند مشکلی از لحاظ معماری ایجاد ننمایند.

بهتر است قبل از ورود به جزئیات روشهای بهسازی سازه های بتنی را به دو بخش زیرتقسیم کنیم :
۱-  مقاوم سازی ساختمان ها

۲-  مقاوم سازی سازه ها

منظور از مقاوم سازی ساختمان ها بررسی و اجرای عملیات مقاوم سازی در ساختمان های مسکونی ، اداری و مانند آن است که شامل مقاوم سازی تیرها، مقاوم سازی ستون ها، مقاوم سازی دال سقف، مقاوم سازی تیرچه ها، مقاوم سازی فونداسیون، مقاوم سازی دیوارها، مقاوم سازی اتصالات تیرها و ستون ها، مقاوم سازی اتصالات دیوارها به سقف، مقاوم سازی اتصالات دیوارها به کف، مقاوم سازی اتصالات دیوار به فونداسیون، مقاوم سازی دیوارهای برشی و بطور کلی مقاوم سازی اجزای ساختمان بصورت جداگانه و مقاوم سازی اتصالات اجزای ساختمان به منظور مقاوم سازی کلی ساختمان برای بهبود عملکرد آن می باشد .

منظور از مقاوم سازی سازه ها، روشهای بهسازی سازه های بتنی در سایر سازه ها مانند پل ها، اسکله ها و غیره میباشد.
مقاوم سازی سازه ها به معنی مقاوم سازی سازه های غیر ساختمانی شامل مقاوم سازی پل ها، مقاوم سازی اسکله ها، مقاوم سازی برج ها، مقاوم سازی دکل های بلند، مقاوم سازی سدها، مقاوم سازی سازه های آبی و هیدرولیکی، مقاوم سازی سالن ها، مقاوم سازی آشیانه های هواپیما، مقاوم سازی سازه های فرودگاهی و مقاوم سازی برج مراقبت، مقاوم سازی مخازن، مقاوم سازی سازه ها در برابر انفجار سوخت، مقاوم سازی سیلوها، مقاوم سازی سازه های صنعتی، مقاوم سازی کوره ها، مقاوم سازی دودکش ها و مقاوم سازی سایر سازه های صنعتی و غیر ساختمانی میباشد. منظور از مقاوم سازی اینگونه سازه ها در واقع مقاوم سازی المان های سازه ای آنها از قبیل مقاوم سازی پایه پل ها، مقاوم سازی عرشه پل ها، مقاوم سازی تکیه گاهها، مقاوم سازی کوله پل ها، مقاوم سازی جداره مخازن، مقاوم سازی سقف مخازن میباشد.


همانگونه که در ابتدا تشریح گردید، مقاوم سازی سازه ها بطور کلی و مقاوم سازی ساختمان ها به صورت خاص از اوایل دهه ۱۳۸۰ در ایران متداول گردیده است . این بدین معنی نیست که مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها در زمان های گذشته وجود نداشته بلکه به این معنی است که در زمان های گذشته برای رفع ضعف سازه ها روش های مقاوم سازی مشخصی مانند مفاهیم مقاوم سازی امروزی وجود نداشته و در زمانهای دور هر کس متناسب با دانش و تجربه خود اقدام به مقاوم سازی ساختمان ها و مقاوم سازی سازه های متداول در گذشته ( مانند مقاوم سازی پل ها ) می نموده است.

سایر مقالات
کنکاشی پیرامون تراورسهای بتنی
کنکاشی پیرامون تراورسهای بتنی
تراورسهای بتنی یکی دیگر از انواع تراورسهای مصنوعی است که بیشتر مرورد آزمایش و پذیرش راه آهن قرار گرفته است.
ادامه مطلب
کاربرد دوغاب میکروسیلیس (ژل میکروسیلیس)در صنعت بتن ریزی
کاربرد دوغاب میکروسیلیس (ژل میکروسیلیس)در صنعت بتن ریزی
امروزه استفاده از مواد جایگزین سیمان که خاصیت پوزولانی دارند در صنعت بتن، رشد روز افزونی دارد. در کشور ما، میکروسیلیس دارای بیشترین مصرف میان سایر مواد پوزولانی است. میکروسیلیس محصول ثانویه کارخانه های فرو سیلیس می باشد که در حالت اولیه به صورت پودری نرم و سبک است به طوری که حمل و نقل آن را مشکل می کند و همچنین در حین اختلاط با سایر اجزای بتن به خوبی پخش نمی شود و ممکن است باعث کاهش دوام بتن گردد.
ادامه مطلب
طراحی سازه های الیاف فولادی
طراحی سازه های الیاف فولادی

روش های طراحی سازه هایی که در آنها از الیاف فولادی استفاده شده، برای کاربردهایی پیشنهاد گردیده که در آن شکست یک عضو منجر به گسیختگی سازه ای نمی شود. این کاربردها شامل روسازی آزادراه ها، روکش ها، عرشه پل و کف انبارها می شود. در این نوع کاربری ها، مقاومت کششی طراحی مصالح به دلیل اضافه شدن الیاف، افزایش می یابد. سپس از روش طراحی مشابه که برای بتن بدون اضافه کردن الیاف به کار رفته است، استفاده می شود. در مواردی که شکست کششی اعضای سازه منجر به گسیختگی سازه ای می شود، جایگزین کردن میلگردهای کششی با الیاف فولادی توصیه نشده است. در عوض الیاف فولادی علاوه بر میلگردهای تقویت به کار رفته اند تا باعث ایجاد خصوصیات سودمندی چون انعطاف پذیری مضاعف یا مقاومت ضربه ای مضاعف شوند.

ادامه مطلب
تست التراسونیک بر روی بتن (بخش ۲)
تست التراسونیک بر روی بتن (بخش ۲)
هنگامی که پالس ارسالی در بتن به یک فضای خالی می‌رسد، قسمتی از انرژی پالس در آن‌جا کاسته می‌شود و سپس این موج به حرکت خود ادامه می‌دهد. بنا بر این پالس ارسالی بر روی بتنی که دارای تخلخل و عیبی است، نسبت به قسمتی از همان بتن که سالم است، زمان بیشتری برای طی کردن مسیر نیاز دارد.
ادامه مطلب