مقاوم سازی برای افزایش ضریب امنیت چیست؟

دلایل مقاوم سازی ساختمان ها از جمله ساختمان های بتنی شامل تغییر کاربری، زیرساخت و افزایش تعداد طبقات. از سوی دیگر کیفیت پایین مصالح و ضعف در سازه ساختمان از ملزومات مقاوم سازی سازه های بتنی می باشد. قرار گرفتن ساختمان در یک منطقه زلزله خیز دلیل دیگری است که مردم را به نوسازی برای افزایش ضریب ایمنی ترغیب می کند. روش های مختلفی برای نوسازی ساختمان وجود دارد که پس از بررسی ساختمان و کسب اطلاعات لازم، تصمیم نهایی در مورد ساختمان گرفته می شود.

مهمترین دلایل مقاوم سازی برای افزایش ضریب امنیت در ساختمان های بتنی

آرماتورها به افزایش ضریب ایمنی ساختمان ها در برابر آسیب های احتمالی ناشی از زلزله کمک می کند. ساختمان ها به دلایلی ممکن است دچار ضعف های سازه ای شوند که در پی آن ساختمان ها به مقاوم سازی نیاز پیدا می کنند.

• استفاده مجدد از ساختمان بتنی مانند تبدیل ساختمان مسکونی به انبار و یا افزایش طبقات به آن یکی از ملاحظات در مقاوم سازی ساختمان می باشد.
• نواقصی که در حین ساخت و ساز ساختمان به وجود می آید و پاسخگوی نیازهای طراحی نیست، همانند کیفیت پایین بتن و اجرای نامناسب ستون ها، از دیگر عناصر مورد نیاز برای انجام مقاوم سازی به منظور افزایش ایمنی ساختمان است.
• تغییراتی که به مرور زمان در مقررات زلزله و پروژه های ساختمانی رخ می دهد از دیگر دلایل مقاوم سازی برای افزایش ایمنی ساختمان است. در اغلب موارد پس از وقوع زمین لرزه های بزرگ، با انجام تحقیقات و کسب تجربیات لازم، آیین نامه بررسی و اصلاح می شود.

اهداف مقاوم سازی برای افزایش ضریب ایمنی در ساختمان های بتنی

اطمینان از مقاوم بودن ساختمان در برابر زلزله با شدت های مختلف یکی از اهداف مهم نوسازی و مقاوم سازی ساختمان است. زمین لرزه ها با شدت های متفاوت رخ می دهند و اثرات متفاوتی بر ساختمان ها می گذارند. در پی وقوع زلزله، به دلیل ارتعاش، ساختمان ها آسیب می بینند که با مقاوم سازی برای افزایش ضریب ایمنی می توان آن را کنترل کرد.

افزایش مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله های کم شدت با آسیب کم همراه خواهد بود. زلزله های متوسط ​​با خرابی سازه و در برخی موارد آسیب های سازه ای و همچنین زلزله های با شدت بالا که در محل سازه بدون فروریختن رخ می دهد و در برخی موارد منجر به آسیب های سازه ای و غیر سازه ای می شود، همراه است.

روش های مقاوم سازی افزایش ضریب ایمنی در ساختمان های بتنی

به طور کلی ساختمان های بتنی به دو صورت مقاوم سازی می شوند:

1- روش اول افزودن سیستم های سازه ای جدید است که با سخت کننده های فولادی، دیوارهای سخت کننده فولادی و بتنی و همچنین پرکننده ها و سیستم های اتلاف انرژی ساخته می شوند. اضافه کردن روش های کنترل غیرفعال مانند جدا کردن تکیه گاه ها و استفاده از کمک فنرها است. تفاوت نیروی برشی در روش های مختلف مقاوم سازی بین دو حالت دیوار یکپارچه و قاب اصلی محدود است. دیوار برشی نیز در یک ردیف پشت دیوار یکپارچه قرار گرفته و نیروی برشی را بیشتر از بادبند قطری فشاری تحمل می کند. مقاوم سازی پانل های دیواری پیش ساخته نقش کمتری نسبت به بقیه دارد.

2- روش دوم مقاوم سازی عناصر سازه ای با افزودن ابعاد و ظرفیت باربری عناصر سازه می باشد. این روش همچنین می تواند با اعمال پوشش های بتنی بر روی تیرها، ستون ها و اتصالات ساختمان های بتنی انجام شود و همچنین با پوشش های فولادی و الیاف تقویت شده با پلاستیک استفاده می شود.پوشش ستون های بتن آرمه با پوشش های فلزی و آرماتور برای افزایش ضریب ایمنی عناصر سازه ای بتن آرمه با چسباندن ورق های الیاف مسلح پلاستیکی نیز از عناصر تقویت کننده عناصر سازه ای محسوب می شود.

استفاده از بادبندهای فولادی یکی از مطلوب ترین روش های مقاوم سازی برای افزایش ضریب ایمنی در ساختمان های بتنی به کار می رود

مزایای استفاده از بادبند فولادی عبارتند از:

• افزایش استحکام و انعطاف پذیری سازه
• کاهش وزن سازه
• امکان استفاده از بازشو و پنجره در قاب مهاربندی شده
• اجرای راحت مهاربندهای فولادی
• کنترل کیفیت ساده

مقاوم سازی ضریب ایمنی را افزایش می دهد

نوع دیگر استفاده از بادبند خارج از قاب است. در این روش ساختمان مانند کلافی پوشیده می شود. در ساختمان های بتنی نحوه اتصال مهاربندهای فولادی به اسکلت بتنی ضروری است. عملکرد صحیح ارتز به نحوه اتصال آن بستگی دارد. طبق تحقیقات و آزمایشات انجام شده، مصالح به کار رفته در بین قاب های فولادی و بتنی از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و بر مقاومت جانبی قاب تأثیر می گذارد.

تحقیقات نشان می دهد که اتصال پیچ و مهره با اتصال به تیر و ستون، سفتی قاب را افزایش می دهد. این روش برای ساختمان های کوتاه تا متوسط ​​مناسب است. استفاده از روکش های استیل نچسب و اپوکسی به دلیل لیز خوردن روکش استیل کارایی مناسبی نخواهد داشت. مهاربندی کششی در قاب بتن مسلح بخش عمده ای از بار جانبی را حمل می کند.

یکی از بهترین راه ها برای بهبود مقاومت لرزه ای:

پوشاندن ستون های بتنی مسلح با پوشش های فولادی یکی از بهترین راه ها برای بهبود مقاومت لرزه ای است. این روش به عنوان یک فولاد مقطعی در پوشش بتن فشرده بسیار موثر بوده و از ریزش پوشش بتن جلوگیری می کند و همچنین شکل پذیری و مقاومت برشی را افزایش می دهد.

تسمه های مورد استفاده در این روش دارای عرض 5 سانتی متر و قطر 1 میلی متر بوده و توسط دستگاه هایی به مقدار کمتر از سرعت جریان کشیده می شوند. اگرچه هدف اصلی این روش افزایش شکل‌پذیری است، اما باعث افزایش مقاومت خمشی، مقاومت برشی و مقاومت فشاری عنصر بتنی می‌شود.

استفاده از پوشش های فولادی در ناحیه پلاستیکی ستون منجر به افزایش شکل پذیری ستون می شود. در ستون هایی با حفاظت اتصال ناکافی می توان از پوشش های فولادی که با پیچ و مهره محکم شده اند در آرماتورهای طولی آنها استفاده کرد. این امر باعث افزایش چسبندگی میلگرد به بتن شده و از لغزش آرماتور جلوگیری می کند. از این توضیحات مشخص می شود که استفاده از پوشش های فولادی در نوسازی تاثیر بسزایی در افزایش ضریب ایمنی ساختمان دارد.

مقاوم سازی سازه های بتنی:

سازه های بتنی و مقاوم سازی سازه های بتنی با استفاده از الیاف FRP در حین ساخت و ساز می تواند با مشکل مواجه شود و یکی از معایب سازه های بتنی نیروی انسانی مورد نیاز برای آماده سازی بتن در کارگاه و عدم تولید قطعات در کارخانه و جلوگیری از نیروی انسانی در فرآیند ساخت قطعات است.

به عنوان مثال در پروژه های فولادی بیشتر مراحل ساخت اسکلت در کارخانه توسط ماشین انجام می شود و فقط مونتاژ نهایی و نصب قطعات در کارگاه توسط انسان انجام می شود.

همچنین سرعت اجرای سازه های فولادی بسیار بیشتر از سازه های بتنی است، زیرا در سازه های بتنی باید مدتی به گیرش بتن اختصاص داده شود و تا زمانی که سازه بتنی به مقاومت تعیین شده نرسد، بقیه طرح را نمی توان به سرعت ساخت.

دلیل مقاوم سازی سازه های بتنی چیست؟

به طور کلی هر سازه ای که ساخته می شود ممکن است گاهی به دلیل وجود عواملی نیاز به آرماتوربندی داشته باشد. مقاوم سازی سازه های بتنی دور از ذهن نیست و دلایل مختلفی دارد که در زیر ذکر شده است:

1. وجود خطا در طراحی و اجرا
2. تخریب تمام یا بخشی از سازه به دلیل سایش میلگردهای تقویت کننده فلزی
3. اعمال تغییرات در کاربری ساختمان
4. در برخی نقاط به دلایل مختلف کیفیت سازه ضعیف است که در نتیجه شرایط نامناسب سازه و نیاز به مقاوم سازی سازه های بتنی ایجاد می شود.

موارد فوق یکی از دلایل اصلی نیاز به مقاوم سازی سازه های بتنی است.معمولا بعد از زلزله اگر مشکلی در سازه بتنی به وجود بیاید سعی می کنند این مشکلات را برطرف کنند پس می توان گفت مهندسان بعد از زلزله سازه بتنی یا فولادی را نیز مقاوم می کنند البته مهمترین نکته این است که قبل از وقوع زلزله ساخت سازه های بتنی و اسکلت فلزی تمامی نکات مربوط به طراحی و اجرا. روش‌های طراحی سازه‌های بتن مسلح باید بر اساس مقررات و دستورالعمل‌های ایمنی قابل اجرا باشد تا از ایمنی بالای سازه در برابر بارهای مضر اطمینان حاصل شود.

سازه های بتنی:

همانطور که در فصول قبل توضیح داده شد، در سازه های بتنی به استثنای مرحله ساخت میلگرد مورد نیاز در بتن که در کارخانه های فولادسازی انجام می شود، سایر مراحل ساخت عناصر سازه ای مانند پی، تیر، ستون و برش، دیوارها توسط نیروی انسانی و عوامل در کارگاه انجام می شود.

در نتیجه احتمال اشتباه در کارها، کیفیت پایین کار و اجرای نامناسب بتن و همچنین فرآوری و مراقبت از آن می تواند مشکلات فراوانی را در سازه ایجاد کند و باعث روی آوردن پیمانکاران به بتن و آرماتورهای بتن شود.

در آرماتور سازه های بتنی یا آرماتور بتن به دلیل وجود عامل انسانی در فرآیند ساخت، بسیار بیشتر از آرماتور سازه های فولادی است. آرماتور سازه های بتنی ممکن است شامل یک یا چند قسمت از سازه باشد و بسته به اینکه کدام قسمت در سازه ضعیف باشد.

مقاوم سازی سازه بتنی با استفاده از کاشت میلگرد:

یکی از روش های مقاوم سازی سازه بتنی استفاده از میلگردهای تقویت کننده در سازه می باشد، لازم به ذکر است که تعبیه میلگردهای تقویت کننده در بتن سخت به چند منظور انجام می شود:

• آرماتور پایه ستون و دیوار برشی روی پی (طراحی بد یا عدم اجرای میلگردهای معلق)
• میلگرد دوخت برای اتصال بتن قدیم و جدید در کف و سقف باربر یا اتصال شبکه فولادی به میله
• میلگرد های کششی در فونداسیون
• میلگرد برای جوشکاری و تثبیت براکت ها یا عناصر فلزی به بدنه بتنی

در تمامی موارد فوق الزاماتی مانند طول مهار برای روی هم قرار گرفتن دو میلگرد، عمق کاشت و قطر سوراخ الزامی است که در فصل 2 مجله بهسازی لرزه ای ساختمان شماره 345 ذکر شده است.نکته بسیار مهمی که باید به آن توجه کرد این است که سوراخ ها باید قبل از گذاشتن آرماتور با استفاده از کمپرسور هوا، دمنده یا پارچه خشک از گرد و غبار تمیز شوند.

انکراژ شیمیایی یا چسب تزریقی برای کاشت آرماتور و خمیر کاشت آرماتور بسته به قطر و نوع کاشت (عمودی یا افقی) تاثیر تعیین کننده ای در دوام کاشت میلگرد های آرماتور دارد. کاشت تقویتی 3 جزئی MTO FIX 10 بر پایه رزین اپوکسی با ترکیبی مشابه ملات اپوکسی. حدود 250 گرم در هر فرورفتگی برای میلگرد سایز متوسط ​​(12 تا 22) کافی است. البته لازم به ذکر است که در کاشت میلگرد های عمودی (ریشه ستون ها و سفت کردن دیوارها و در هنگام افزایش ارتفاع دیوارها و مخازن یا دوخت آرماتور در کف) به دلیل جاذبه و حرکت بیشتر از خمیر کاشت استفاده می شد.

به انتهای سوراخ چسب بزنید. MTO FIX ME یک چسب تزریقی دو جزئی در کارتریج های 345 میلی لیتری که دارای یک نازل و یک میکسر پلاستیکی در بالا برای اتصال کپسول ها با رزین اپوکسی و هاردنر می باشد. برای مخلوط کردن و تزریق چسب به عیب، به یک "تفنگ تزریق" نیاز دارید تا مخلوط چسب را با فشار به داخل نقص فشار دهید.

چگونه سازه ها را تقویت کنیم؟

نیاز به مقاوم سازی سازه ممکن است به دلایل مختلفی باشد، ابتدا باید بررسی کنید که آیا امکان تقویت آن وجود دارد یا خیر و هزینه آرماتور سود بیشتری دارد یا هزینه تخریب و بازسازی سازه. با توجه به هزینه بالای نوسازی سازه، مهندسان عملیات تخریب و بازسازی را انجام خواهند داد. آرماتورها می تواند در اثر عوامل مختلفی مانند نقص در طراحی و ساخت، تغییر در کاربری سازه و از دست دادن مقاومت در برخی از اعضای سازه ایجاد شود.

راهکارهای مقاوم سازی شالوده و پی

مراحل افزایش سایز فونداسیون جهت افزایش ظرفیت باربری فونداسیون عبارتند از:

• اطراف فونداسیون را باید خالی کنید
• برای مقاوم سازی و کاشت میلگرد های ریشه در فاصله 25-30 سانتی متری از چسب ساختاری استفاده کنید و بکارید
• از سیم های فولادی برای اتصال میلگرد جدید به میلگرد ریشه استفاده کنید. قطر و تعداد میلگردهای تقویت کننده باید بر اساس طرح انتخاب شود.
• برای اتصال صحیح بتن قدیم و جدید از مصالح مناسب در سطح شالوده استفاده کنید.
• قبل از خشک شدن مواد پیوند دهنده، بتن جدید را اجرا کنید. بتن جدید باید دارای افزودنی های جمع شوندگی باشد.

آخرین کلام

در سازه های بتنی به دلیل خوردگی فولاد در آن به مرور زمان نیاز به آرماتور وجود دارد و همچنین ممکن است مشکلاتی در عناصر سازه ای آن در سازه های بتنی وجود داشته باشد. گاهی اوقات مقاوم سازی سازه ها از جمله سازه های بتنی برای تخریب و بازسازی سازه مقرون به صرفه تر است، بنابراین در مواقع اضطراری که سازه بتنی مشکل دارد، در صورت امکان مقاوم سازی، این کار را انجام می دهند.