مقاوم سازی ساختمان در علم مهندسی عمران به مفهوم بالا بردن مقاومت ساختمان در برابر نیروهای وارده است. امروزه از این اصطلاح بیشتر در مورد نیروی زلزله استفاده می‌شود. از دیدگاه علمی، مقاوم‌سازی 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 اجزای سازه (ساختمان) در برابر نیروی زلزله است. پس به همین دلیل اصطلاح «بهسازی» و «بهسازی لرزه‌ای» اصطلاح درست‌تری است.
از آن جایی که تخریب ساختمان‌های موجود و جایگزین کردن آن‌ها با ساختمان‌های جدید امری زمان‌بر و غیر اقتصادی بوده و در مورد سازه‌ها و ساختمان‌های حیاتی خدمت رسانی آن‌ها را با مشکل رو به رو می‌کند، و نیز ایجاد خرابی در بلایای طبیعی مثل زلزله امری اجتناب ناپذیر است، علم مقاوم سازی در کشورهای لرزه خیز روز به روز در حال پیشرفت می‌باشد.
وجود شیوه‌ها و گزینه‌های مختلف برای مقاوم‌سازی ساختمان که هرکدام دارای معایب و مزایای خاص خود هستند باعث آزادی عمل در ارائه طرح مقاوم‌سازی ساختمان می‌شود. البته لازم است ذکر شود انتخاب روش مناسب برای انجام مقاوم سازی ساختمان نیاز به تجربه و تخصص کافی دارد و یک طرح مقاوم سازی نادرست و غلط می‌تواند خسارت‌ها و زیان‌های جبران ناپذیر زیادی به همراه داشته باشد.
انواع روش‌های مقاوم سازی ساختمان
طراحی و اجرای مقاوم سازی ساختمان با روش‌های گوناگونی قابل انجام است. در گذشته برای انجام مقاوم‌سازی در ساختمان‌ها از روش‌های مختلفی استفاده شده است که تحت عنوان روش‌های متداول مقاوم سازی ساختمان مرسوم هستند. امروزه و با پیشرفت تکنولوژی علاوه بر روش‌های متداول از روش‌ها و محصولات نوین نیز مانند، FRP، جداساز لرزه‌ای، مهاربند کمانش تاب و میراگرها در مقاوم سازی ساختمان استفاده می‌شود.
روش‌های متداول مقاوم سازی ساختمان
روش‌های متداول مقاوم‌سازی که از گذشته مرسوم بوده‌اند شامل روش‌های گوناگون و بسیاری هستند. مقاوم‌سازی با ژاکت فولادی، مقاوم‌سازی با ژاکت بتنی، افزودن المان‌های باربر جانبی مثل بادبند و دیوار برشی به ساختمان و… همگی از جمله روش‌های متداول مقاوم‌سازی ساختمان هستند. هرکدام از روش‌های متداول مقاوم‌سازی ساختمان دارای مزیت‌ها و معایبی است.
از جمله مزایای مقاوم‌سازی با استفاده از روش‌های متداول می‌توان به افزایش سختی جانبی سازه، افزایش مقاومت سازه و… هم چنین از جمله معایب مقاوم‌سازی با روش‌های متداول می‌توان به ایجاد محدودیت‌های معماری، مختل شدن کاربری سازه و … اشاره کرد.
ژاکت فولادی:
مزایای استفاده از مقاوم سازی با ژاکت فولادی
۱- افزایش شدید مقاومت های مورد نیاز جهت مقاوم سازی المان مورد نظر
۲- بکارگیری این روش در هر بخش و طبقه از ساختمان میسر بوده و نیازی نیست که المان مورد نظر ( مانند ستون) از روی فونداسیون تا طبقه مورد نظر مقاوم‌سازی گردد.
۳- مصالح مقاوم‌سازی ارزان قیمت نسبت به سایر روش‌های مقاوم سازی ساختمان
۴- عدم تغییر در ابعاد و اجزا بعد از مقاوم‌سازی و در نتیجه عدم تغییر در فواصل و فضای مورد نیاز معماری
۵- سهولت تقریبی در اجرا نسبت به مقاوم‌سازی با ژاکت بتنی
معایب استفاده از مقاوم سازی با ژاکت فولادی
۱- نیاز به پوشش‌های ضد حریق در سازه‌های مهم و افزایش هزینه
۲- زمان زیاد اجرا و عملیات متعدد کاشت آرماتور و جوشکاری در صورت نیاز به افزایش مقاومت خمشی و برشی
۳- هزینه زیاد
۴- نیاز به حجم زیاد گروت و عملیات تزریق
۵- عدم امکان اصلاح اتصالات در قاب‌ها
۶- امکان خوردگی و زنگ‌زدگی فولاد
۷- تمایل و امکان کمانش فولاد در اثر بارهای فشاری
ژاکت بتنی:
مزایای مقاوم سازی با ژاکت بتنی در سازه ها
۱- همگن و همجنس بودن روش مقاوم‌سازی با المان نیازمند مقاوم‌سازی
۲- مقاوم بودن المان مقاوم‌سازی شده و عدم نیاز به اعمال پوشش ضد آتش بر روی آن.
۳- عدم تغییر در میزان خوردگی و زنگ‌زدگی اجزا مقاوم‌سازی شده.
۴- تقریبا بهترین گزینه برای مقاوم‌سازی دیوارهای برشی و مقاوم‌سازی فونداسیون می‌باشد.
معایب روش مقاوم‌سازی با ژاکت بتنی در سازه‌ها
۱- تغییر در ابعاد المان مقاوم‌سازی شده و بزرگ‌تر شدن طول و عرض آن که این امر باعث تغییر در جانمایی المان مقاوم‌سازی شده و در پلان معماری و کوچک‌تر شدن فضاها و فواصل مورد نیاز می‌شود.
۲- به دلیل بزرگ شدن ابعاد المان، سختی و مقاومت المان افزایش یافته و می‌بایست کنترل هایی در خصوص کنترل تیر قوی- ستون ضعیف به عمل آید.
۳- در ارتباط با مقاوم‌سازی ستون‌های بتنی با روش ژاکت بتنی نمی‌توان به راحتی ستون واقع در طبقات را بدون در نظر گرفتن ستون‌های طبقات پایین‌تر مقاوم‌سازی نمود. (به دلیل ایجاد ستون بزرگ‌تر بر روی ستون کوچک‌تر)
۴- اجرا تقریبا مشکل نسبت به سایر روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان به دلیل نیاز به عوامل اجرایی مختلف مانند اکیپ اجرایی، کاشت میلگرد و اکیپ قالب بند، آرماتور بند و بتن ریز می باشد.
روش‌های نوین مقاوم‌سازی ساختمان
مصالح FRP
با پیشرفت علم و تکنولوژی و به وجود آمدن مصالح جدید مثل فیبرهای پلیمری (FRP) تحولی بنیادی در صنعت ساختمان و مقاوم‌سازی ساختمان صورت گرفت. این مصالح که دارای وزن کم و مقاومت کششی بسیار بالا هستند و دارای انواع مختلف الیاف کربن، الیاف شیشه، الیاف آرامید می‌باشند، در مقابل حرارت و محیط‌های اسیدی مقاوم بوده و توسط انواع مختلف چسب‌ها و رزین‌ها به المان‌های مختلف ساختمانی می‌چسبند و مقاومت آن‌ها را افزایش می‌دهند.
از جمله مزایای استفاده از FRP در صنعت مقاوم‌سازی ساختمان می‌توان به وزن کم، مقاومت بالا، گستردگی انواع محصولات پلیمری، عدم ایجاد محدودیت در فضاها و معماری‌های ساختمان و … اشاره کرد. این عوامل سبب شده تا در سال‌های اخیر و در بازارهای جهانی میزان فروش الیاف کربن و الیاف شیشه که کاربردهای زیادی در صنعت ساختمان دارند رشد چشمگیری پیدا کند.
جداسازی لرزه ای
جداسازی شالوده یا سامانه جداسازی شالوده (به انگلیسی: Base Isolation System) یکی از روش‌های رایج محافظت سازه در برابر نیروهای زلزله است. این سیستم، عبارت است از مجموعه‌ای از اعضای سازه‌ای که باید یک ابرسازه را از زیربنایش که بر روی یک زمین در حال لرزش قرار گرفته‌است، به‌طور اساسی جدا کرده تا یک ساختمان یا یک سازه غیرساختمانی را به خوبی در مقابل زمین‌لرزه حفظ کند.
جداسازی بستر، بهترین روش در مهندسی زمین‌لرزه بوده و مربوط به فن‌آوری‌های کنترل لرزش سازه‌ای غیرفعال است. این بدین معنا است که یک سازه ساختمانی یا غیرساختمانی را با یک طراحی صحیح اولیه یا اصلاحات و تغییرات ثانوی، می‌توان در برابر اثرات زلزله محافظت کرد. در برخی از موارد، استفاده از این سیستم، کارآیی سازه در مقابل زمین‌لرزه و پایایی آن را در برابر زلزله، به‌طور قابل توجهی، افزایش می‌دهد.
مهاربند کمانش تاب
بسیاری از نقایص رفتاری مهاربندهای فولادی متداول نتیجه اختلاف بین ظرفیت فشاری و کششی این مهاربندها و زوال در مقاومت این مهاربندها تحت بارگذاری چرخه‌ای می‌باشد. از این رو تحقیقات بسیاری صرف بهینه‌سازی و اصلاح این المان‌ها جهت رسیدن به یک رفتار الاستوپلاستیک ایده‌آل شده‌است. برای رسیدن به این هدف لازم بود تا با استفاده از مکانیزم مناسبی از کمانش فشاری مهاربند جلوگیری شود تا امکان تسلیم فشاری فولاد نیز فراهم شود. تلاش‌های صورت گرفته توسط محققین منجر به اختراع مهاربند کمانش تاب (Buckling Restrained Brace) یا همان BRB شد.
از سیستم مهاربند کمانش تاب در سال ۱۳۹۷ برای اولین بار در ایران در مقاوم‌سازی سازه‌های آسیب دیده از زلزله سرپل ذهاب، مورد استفاده قرار گرفت و به این ترتیب این تکنولوژی در کشور بومی‌سازی شد.
 |
مپسا | نرم‌افزار آنلاین حسابداری پروژه ساخت و ساز |
|---|