مقاوم‌سازی ساختمان
مقاوم‌سازی ساختمان‌ها، یکی از مهم‌ترین راهکارها برای افزایش ایمنی و کاهش خطرات ناشی از حوادث طبیعی و غیرطبیعی است. مقاوم‌سازی لرزه‌ای در مناطقی با خطر بالای زلزله، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف اصلی ما در شرکت پایون، اجرای مقاوم‌سازی سازه‌ها است تا از بروز هرگونه خسارات جانی و مالی گسترده جلوگیری شود.
از سوی دیگر، مقاوم‌سازی ساختمان به افزایش طول عمر و انطباق آنها با نیازهای جدید کمک می‌کند. با مقاوم‌سازی می‌توان ساختمان‌های قدیمی را به‌روز کرده و کاربری آنها را تغییر داد. همچنین مقاوم‌سازی ساختمان‌های تاریخی به حفظ میراث‌فرهنگی و ارزش‌های معماری کمک کرده و باعث می‌شود تا نسل‌های آینده نیز بتوانند از این آثار ارزشمند بهره‌مند شوند.
چرا ساختمان نیاز به مقاوم‌سازی دارد؟
ساختمان‌ها به دلایل فنی متعددی مانند خطا در طراحی و اجرای سازه، تغییر کاربری و فرسودگی مصالح، به مقاوم‌سازی نیاز پیدا می‌کنند. این عوامل می‌توانند بر استحکام سازه، مقاومت در برابر بارهای وارده و طول عمر ساختمان تأثیرگذار باشند. ازاین‌رو، مقاوم‌سازی به‌عنوان یک اقدام پیشگیرانه برای جلوگیری از خرابی ساختمان‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد.
خطا در اجرای ساختمان
اشتباهات انسانی در مراحل اجرای ساختمان از جمله آرماتوربندی، بتن‌ریزی و قالب‌بندی، می‌تواند منجر به انحراف از نقشه‌های اجرایی و در نتیجه ضعف سازه شود. برای جبران این نواقص و اطمینان از ایمنی ساختمان، انجام اقدامات مقاوم‌سازی ضروری است.
خطا در طراحی ساختمان
طراحی ساختمان یکی از مهم‌ترین مراحل ساخت‌وساز است که مستقیما بر ایمنی و عملکرد سازه تأثیر می‌گذارد. بروز خطاهای طراحی، حتی با اجرای دقیق نقشه‌ها، می‌تواند به افت عملکرد اجزای سازه و در نتیجه، نیاز به مقاوم‌سازی منجر شود. به همین خاطر، توجه دقیق به جزئیات طراحی و رعایت استانداردها و آیین‌نامه‌های مهندسی از اهمیت بالایی برخوردار است تا از بروز هزینه و مشکلات جدی در آینده جلوگیری شود.
تغییر کاربری ساختمان
تغییر کاربری یک ساختمان به طور مستقیم بر میزان بار وارده بر اجزای مختلف آن تأثیر می‌گذارد. به‌عنوان مثال، ساختمان‌های مسکونی و تجاری بارگذاری‌های متفاوتی را متحمل می‌شوند. بنابراین؛ هرگونه تغییر در کاربری سازه، نیازمند ارزیابی مجدد ظرفیت باربری آن و در صورت لزوم، انجام اقدامات مقاوم‌سازی است تا از بروز مشکلات ساختاری جلوگیری شود.
فرسودگی ساختمان
در مقایسه با مصالح مدرن و بادوام امروزی ، مصالح سنتی که در ساختمان‌های قدیمی استفاده می‌شدند طول عمر کمتری داشته و زودتر دچار فرسودگی می‌شدند. این امر باعث می‌شود ساختمان‌هایی که بیش از ۲۰ سال از عمر آنها گذشته است، به مقاوم‌سازی و بهسازی نیاز داشته باشند.
چه ساختمان‌هایی نیاز به مقاوم‌سازی دارند؟
برای پاسخ به این سؤال، نشانه‌ها و آزمایش‌هایی وجود دارند که می‌توان نیاز به مقاوم‌سازی یک ساختمان را بر مبنای آنها تشخیص داد. همچنین، عواملی وجود دارند که ساختمان را به مقاوم‌سازی نیازمند می‌سازند. در زیر، هر یک از این‌ها را بررسی می‌کنیم.
عمر ساختمان؛ اولین شاخص نیاز به مقاوم‌سازی
ساختمان‌هایی که عمر طولانی‌تری دارند، به دلیل فرسودگی مصالح و تغییرات در استانداردها و آیین‌نامه‌های ساختمانی، بیشتر در معرض خطر قرار دارند. به طور معمول، ساختمان‌هایی که بیش از ۳۰ سال از عمرشان می‌گذرد، نیاز به ارزیابی دقیق و احتمالا مقاوم‌سازی دارند.
نشانه‌های ظاهری؛ علامت زنگ خطر
تغییرات ظاهری ساختمان می‌تواند نشانه‌هایی از ضعف سازه باشد. ترک‌های بزرگ، تغییر شکل ستون‌ها و تیرها، نشست‌های غیرعادی، زنگ‌زدگی در قسمت‌های فلزی و جداشدن پوشش‌ها از دیوارها، همگی می‌توانند نشان‌دهنده نیاز به مقاوم‌سازی باشند.
آزمایش‌های غیرمخرب؛ راهی برای کشف مشکلات پنهان
برای شناسایی دقیق‌تر مشکلات سازه‌ای، انجام آزمایش‌های غیرمخرب مانند اسکن بتن، آزمایش اولتراسونیک و رادار نفوذی زمین (GPR) ضروری است. این آزمایش‌ها به شناسایی ترک‌های داخلی، فرسودگی بتن و سایر مشکلات پنهان کمک می‌کنند.
عوامل محیطی و تغییرات کاربری؛ دلایل دیگر برای مقاوم‌سازی
عوامل محیطی و تغییرات کاربری نیز می‌توانند دلایل مهمی برای نیاز به مقاوم‌سازی ساختمان‌ها باشند. ساختمان‌هایی که در مناطق زلزله‌خیز واقع شده‌اند، به دلیل خطر وقوع زمین‌لرزه، بیشتر در معرض آسیب هستند. تغییر کاربری یک ساختمان، مانند تبدیل آن از مسکونی به تجاری، می‌تواند باعث افزایش بارگذاری روی سازه شده و نیاز به مقاوم‌سازی را اجباری کند. حوادث طبیعی مانند زلزله، سیل و آتش‌سوزی نیز می‌توانند به ساختمان‌ها آسیب جدی وارد کرده و آنها را نیازمند به مقاوم‌سازی کنند.
علاوه بر این، شرایط محیطی مانند رطوبت زیاد، تغییرات شدید دما ، می‌توانند به‌مرورزمان باعث فرسودگی مصالح شده و استحکام ساختمان را کاهش دهند. همچنین، ساختمان‌هایی که باتوجه‌به استانداردهای قدیمی ساخته شده‌اند، ممکن است با استانداردهای جدید ساختمانی سازگار نباشند و به همین دلیل به مقاوم‌سازی نیاز داشته باشند.
کدام اجزای ساختمان به مقاوم‌سازی نیاز دارند؟
تیرها، ستون‌ها، دال‌های بتنی، اتصالات تیر به ستون، دیوارها و فونداسیون ساختمان، از جمله بخش‌های مهم ساختمان هستند که ممکن است به مقاوم‌سازی نیاز داشته باشند. این نیاز می‌تواند به دلایل متعددی از جمله فرسودگی مصالح، تغییرات کاربری ساختمان، وقوع حوادث طبیعی و یا عدم تطابق با استانداردهای جدید ساختمانی باشد. در ادامه، راهکارهای مقاوم‌سازی هر یک از این اجزای ساختمان، از روش‌های نوین مقاوم‌سازی ساختمان گرفته تا مقاوم‌سازی ساختمان قدیمی را با یکدیگر بررسی خواهیم کرد.
روش‌های مقاوم‌سازی دیوارها در ساختمان
مقاوم‌سازی دیوارهای ساختمان به‌ویژه در مناطق زلزله‌خیز، برای افزایش ایمنی و طول عمر سازه از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. از جمله روش‌های متداول می‌توان به استفاده از شاتکریت بتنی ، الیاف و کامپوزیت‌های FRP اشاره کرد. در ادامه، هر یک از این دو روش را بررسی می‌کنیم.
مقاوم‌سازی دیوار به روش شاتکریت بتنی
مقاوم‌سازی دیوارهای برشی با استفاده از شاتکریت بتنی، روشی کارآمد و پرکاربرد می‌باشد. در این روش، ابتدا دو شبکه آرماتور به‌صورت عمودی و افقی بر روی سطح دیوار قرار داده می‌شود و توسط کاشت برشگیر فلزی ، اتصال بین شبکه آرماتور جدید به دیوار متصل می گردد و سپس با استفاده از دستگاه شاتکریت، بتن با فشار زیاد بر روی آن پاشیده می‌شود. این لایه بتنی، چسبندگی بسیار خوبی با دیوار ایجاد کرده و باعث افزایش یکپارچگی آن می‌شود. یکی از مزایای اصلی این روش، افزایش مقاومت دیوارهای بتنی و یا بنایی در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله است. همچنین، شاتکریت باعث بهبود شکل‌پذیری دیوار و افزایش ظرفیت باربری آن می‌شود.
مقاوم‌سازی دیوار به روش الیاف وکامپوزیت‌های FRP
شرکت پایون با استفاده از الیافFRP و کامپوزیت‌های FRP، راه‌حلی نوین برای مقاوم‌سازی سازه‌ها ارائه می‌کند. این کامپوزیت‌ها که معمولا از الیاف کربن یا شیشه ساخته می‌شوند، به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردشان مانند وزن کم، مقاومت بالا و چسبندگی خوب، برای تقویت انواع دیوارها بسیار مناسب هستند. با اجرای کامپوزیت‌های FRP، می‌توان دیوارهای بتنی مسلح و غیرمسلح، دیوارهای بنایی و حتی دیوارهای برشی را مقاوم‌سازی کرد. این کامپوزیت‌ها به‌عنوان یک‌لایه محافظ بر روی سطح دیوار نصب می‌شوند و باعث افزایش مقاومت خمشی، برشی و کششی دیوار شده و در نتیجه عمر مفید سازه را افزایش می‌دهند.
روش‌های مقاوم‌سازی ستون در ساختمان
برای افزایش مقاومت و طول عمر ستون‌های ساختمان، روش‌های مختلفی وجود دارد. از روش‌های سنتی مانند استفاده از ژاکت بتنی گرفته تا روش‌های نوین مانند استفاده از الیاف و کامپوزیت‌های FRP، هر یک مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. در این مقاله، به معرفی رایج‌ترین روش‌های مقاوم‌سازی ستون‌ها خواهیم پرداخت.
مقاوم‌سازی ستون به روش ژاکت بتنی
مقاوم‌سازی ستون‌ها با ژاکت بتنی، روشی مؤثر برای تقویت سازه‌های بتنی و فولادی است. در این روش، با افزودن یک‌لایه بتنی تقویت‌شده به‌دور ستون، ظرفیت باربری و مقاومت آن در برابر نیروهای جانبی افزایش می‌یابد. ژاکت بتنی به‌ویژه برای ستون‌هایی که دچار آسیب‌دیدگی شده‌اند یا ظرفیت کافی ندارند، بسیار مناسب است.
اجرای این روش، معمولا با استفاده از قالب و بتن خود متراکم انجام می‌شود؛ اما برای لایه‌های نازک‌تر، شاتکریت نیز می‌تواند به کار رود. این تکنیک، نه‌تنها برای ستون‌های بتنی، بلکه برای تقویت ستون‌های فولادی با مقاطع باز نیز کاربرد دارد. با این روش می‌توان ستون‌های فولادی با مقاطع بسته را نیز با پر کردن از بتن تقویت کرد.
مقاوم‌سازی ستون به روش ژاکت فولادی
مقاوم‌سازی ستون‌ها با ژاکت فولادی، یکی دیگر از روش‌ها برای افزایش مقاومت و شکل‌پذیری این اعضای ساختمان است. در این روش، با افزودن یک‌لایه فولادی به‌دور ستون، ظرفیت باربری آن در برابر نیروهای فشاری، برشی و جانبی افزایش می‌یابد. این کار باعث می‌شود که ستون بتواند نیروهای ناشی از زلزله و بارهای ثقلی را بهتر تحمل کند.
محصور کردن هسته بتنی ستون با لایه فولادی و تزریق گروت با دستگاه ماردونی در فضای بین بتن و ورق های فولادی ، علاوه بر افزایش مقاومت، شکل‌پذیری آن را نیز بهبود بخشیده و باعث می‌شود که ستون در برابر تغییر شکل‌های بزرگ، مقاومت بیشتری از خود نشان دهد.
مقاوم‌سازی ستون فولادی به روش اضافه‌کردن ورق‌های فولادی
یکی از روش‌های رایج مقاوم‌سازی ستون‌های فولادی، اضافه‌کردن ورق‌های فولادی به آن می‌باشد. با افزودن ورق به بال ستون، ضخامت آن افزایش‌یافته و از کمانش موضعی ستون جلوگیری می‌شود. همچنین، با قراردادن ورق به‌صورت موازی با جان ستون، مقطع ستون به شکل باکس تبدیل شده و ممان اینرسی در امتداد موازی با جان ستون افزایش داده خواهد شد. این روش به دلیل سادگی اجرا و تأثیرگذاری بالا، در بسیاری از پروژه‌های مقاوم‌سازی به کار می‌رود.
مقاوم‌سازی ستون به روش الیاف وکامپوزیت FRP
در این روش، با پیچیدن لایه‌های FRP به‌دور ستون، مقاومت فشاری آن افزایش‌یافته و احتمال تخریب برشی کاهش می‌یابد. الیاف FRP با ایجاد یک‌لایه محصورکننده، ظرفیت تغییرشکل‌پذیری ستون را به میزان قابل‌توجهی بهبود بخشیده و باعث می‌شود تا ستون بتواند بارهای لرزه‌ای را بهتر تحمل کند. برای اطمینان از عملکرد مناسب سیستم FRP، رعایت دقیق استانداردهای اجرا و چسبندگی کامل بین بتن و الیاف از اهمیت بالایی برخوردار است. توصیه می‌شود برای مهار بهتر این الیاف، از اسپایک و انکر FRP نیز استفاده کنید.
از آن جایی که بتن مقاومت کششی بسیار ضعیفی دارد و فولادها وظیفه تحمل و مقاومت در برابر نیروهای کششی اعضا رادارند، در صورت خوردگی میلگردها ، تغییر کاربری ، افزایش بارگزاری و یا عدم طراحی درست ، مقاومت کششی اعضا و المان های بتنی کاسته خواهد شد و با کوچک ترین نیروی کششی و یا لنگر خمشی ، مقطع دچار ترک‌خوردگی و در نهایت گسیختگی می شود. یکی دیگر از محصولات کامپوزیت FRP میلگردهای FRP یا NSM می باشند که در مقایسه با میلگردهای فولادی معمولی دارای مقاومت کششی بالاتر، مدول الاستیسیته و هم چنین قیمت کمتری هستند. منحنی تنش-کرنش این دسته از کامپوزیت‌هایFRP خطی بوده و شکست آن ها ترد خواهد بود.
روش‌های مقاوم‌سازی فونداسیون
پی و شالوده، به‌عنوان پایه و اساس هر سازه، نقش بسیار مهمی در تحمل بارهای وارده و پایداری ساختمان ایفا می‌کنند. باگذشت زمان و یا به دلیل تغییرات در بارگذاری ساختمان، ممکن است پی و شالوده به تقویت نیاز پیدا کنند. افزایش ابعاد شالوده، افزودن شناژ به فونداسیون و تقویت از زیر پی، از رایج‌ترین روش‌های مقاوم‌سازی پی در ساختمان هستند. انتخاب مناسب‌ترین روش به عوامل مختلفی مانند نوع خاک، جنس پی، میزان آسیب‌دیدگی و بارهای وارده بر ساختمان بستگی دارد.
مقاوم‌سازی پی به روش افزایش ابعاد شالوده
برای افزایش ظرفیت باربری فونداسیون، می‌توان ابعاد آن را افزایش داد. این کار به طور معمول شامل مراحل زیر است:
- حفر اطراف شالوده: ابتدا خاک اطراف شالوده تا عمق موردنظر حفر می‌شود.
- تمیزکاری و مضرس کردن سطح بتن: سطح بتن قدیمی به‌دقت تمیز شده و برای ایجاد چسبندگی بیشتر با بتن جدید، سطح آن تراشیده و دندانه‌دندانه می‌شود.
- کاشت میلگردهای ریشه: میلگردهایی به‌عنوان ریشه در بتن قدیمی در هر دو جهت با استفاده از چسب سازه‌ای کاشته می‌شوند تا به‌عنوان اتصال بین بتن قدیمی و جدید عمل کنند.
- اتصال میلگردهای جدید: میلگردهای جدید با استفاده از سیم به میلگردهای ریشه مهار می‌شوند. تعداد و قطر میلگردهای جدید بر اساس محاسبات مهندسی تعیین می‌شوند.
- استفاده از مواد چسبنده: برای ایجاد پیوند بهتر بین بتن قدیمی و جدید، از مواد چسبنده مخصوص مانند رزین اپوکسی و یا چسب بتن استفاده می‌شود.
- ریختن بتن جدید: بتن جدید با استفاده از افزودنی‌های کاهش‌دهنده جمع‌شدگی، بر روی سطح آماده شده ریخته می‌شود تا از ایجاد ترک‌خوردگی در بتن جلوگیری شود.
مقاوم‌سازی فونداسیون به روش افزودن شناژ بتنی
یکی از روش‌های مقاوم‌سازی شالوده، افزودن شناژ بتنی به آن است. در این روش، با ایجاد یک دال بتنی پیوسته بین پی‌های ستون و پی زیر دیوارهای باربر، تمامی قسمت‌های فونداسیون در تحمل بارهای جانبی مانند زلزله مشارکت می‌کنند. این عمل باعث افزایش یکپارچگی سازه و بهبود عملکرد آن در برابر نیروهای جانبی می‌شود. به‌عبارت‌دیگر، شناژ بتنی مانند یک کمربند، تمام اجزای فونداسیون را به هم متصل کرده و باعث توزیع یکنواخت‌تری از بارها خواهد شد.
روش‌های مقاوم‌سازی تیر در ساختمان
مقاوم‌سازی تیرهای بتنی و فولادی به‌عنوان یکی از روش‌های تقویت سازه‌ها، از اهمیت بالایی برخوردار است. روش‌های متنوعی برای مقاوم‌سازی تیرها وجود دارد که هر یک باتوجه‌به شرایط خاص سازه و نوع آسیب‌دیدگی، قابل‌اجرا هستند. از جمله روش‌های رایج می‌توان به استفاده از ژاکت بتنی، ژاکت فولادی، الیاف و کامپوزیت‌های FRP و پیش تنیدگی خارجی اشاره کرد. هر یک از این روش‌ها با افزایش سطح مقطع تیر یا بهبود خواص مصالح، مقاومت خمشی و برشی تیر را افزایش داده و در نتیجه، ظرفیت باربری سازه را بهبود می‌بخشند.
مقاوم‌سازی تیر به روش ژاکت بتنی
مقاوم‌سازی تیرها با ژاکت بتنی، روشی متداول برای افزایش ظرفیت باربری سازه‌ها است. در این روش، با افزودن یک‌لایه بتن مسلح به‌دور تیر، مقاومت خمشی و برشی آن تقویت می‌شود. این کار به‌ویژه برای تیرهایی که در اثر گذشت زمان و یا بارگذاری بیش از حد دچار ضعف شده‌اند، بسیار مؤثر است. برای دست‌یابی به بهترین نتیجه، معمولا ژاکت بتنی در چهار طرف تیر قرار می‌گیرد، هرچند در برخی موارد، اجرای آن در سه وجه نیز کفایت می‌کند.
همچنین، برای لایه‌های نازک‌تر، از شاتکریت استفاده می‌شود. نکته مهم در اجرای ژاکت بتنی، تضمین چسبندگی مناسب بین بتن قدیمی و جدید است که با استفاده از روش‌هایی مانند زیرسازی سطح بتن و استفاده از چسب بتن قابل دست‌یابی می‌باشد.
مقاوم‌سازی تیر به روش ژاکت فولادی
مقاوم‌سازی تیرها با ژاکت فولادی، روشی کارآمد برای افزایش ظرفیت باربری سازه‌ها است. در این روش، ورق‌های فولادی به‌دور تیر پیچیده شده و با استفاده از چسب اپوکسی، پیچ‌ومهره به تیر اصلی متصل می‌شوند. علاوه بر این، با افزودن نبشی و رکاب به کنج تیر و اتصال آنها به یکدیگر، مقاومت خمشی و برشی تیر به طور قابل‌توجهی تقویت می‌شود. در تیرهای فولادی نیز، می‌توان با اضافه‌کردن ورق‌های موازی به جان تیر و استفاده از سخت‌کننده‌ها، مقاومت برشی تیر را افزایش داد.
مقاوم‌سازی تیر به روش الیاف و کامپوزیت FRP
مقاوم‌سازی تیرهای بتنی با کامپوزیت‌های FRP، روشی نوین و کارآمد برای افزایش مقاومت خمشی، برشی و پیچشی این اعضای سازه است. با چسباندن الیاف FRP به نواحی کششی تیر و قراردادن آنها در راستای طول تیر، مقاومت خمشی به طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد. همچنین، با استفاده از الیاف FRP به‌عنوان رکاب خارجی و قراردادن آنها در جهت عمود یا مایل بر محور طول تیر، مقاومت برشی تیر تقویت می‌شود.
عوامل متعددی مانند مشخصات بتن و میلگردهای موجود و همچنین نوع الیاف FRP، در میزان افزایش مقاومت مؤثر هستند. مزایای برجسته کامپوزیت‌های FRP مانند مقاومت کششی بالا، وزن کم و سهولت در اجرا، آنها را به گزینه‌ای مناسب برای مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی تبدیل کرده است.
مقاوم‌سازی تیر به روش پیش تنیدگی خارجی
مقاوم‌سازی تیرها با پیش تنیدگی خارجی، روشی کارآمد برای افزایش ظرفیت باربری سازه‌ها است. در این روش، با ایجاد نیروی کششی در کابل‌های پیش تنیده و انتقال این نیرو به بتن تیر، تنش‌های فشاری در بتن ایجاد می‌شود که باعث کاهش تنش‌های کششی و افزایش مقاومت خمشی تیر خواهد شد. از بتن‌های پیش تنیده می‌توان به‌صورت موضعی و یا کلی در طول تیر استفاده کرد.
همچنین، می‌توان از این روش در ترکیب با کامپوزیت‌های FRP استفاده کرد که در این حالت، نوارهای FRP قبل از چسباندن به تیر، پیش‌تنیده می‌شوند. این کار باعث افزایش چسبندگی بین FRP و بتن خواهد شد و عملکرد کلی سیستم مقاوم‌سازی را بهبود می‌بخشد.
روش‌های مقاوم‌سازی اتصالات تیر به ستون
اتصالات تیر به ستون در قاب‌های بتنی، به دلیل قرارگیری در معرض تنش‌های ناشی از زلزله، از حساس‌ترین نقاط سازه محسوب می‌شوند. به‌منظور افزایش مقاومت و شکل‌پذیری این اتصالات و بهبود عملکرد کلی سازه در برابر زلزله، روش‌های مختلفی مانند استفاده از ژاکت فولادی، پیش تنیدگی، ایجاد قفس فولادی و یا ژاکت بتنی مورد‌استفاده قرار می‌گیرند که رایج‌ترین این روش‌ها، مقاوم‌سازی با استفاده از الیاف FRP می‌باشد.
مقاوم‌سازی اتصالات تیر به ستون با کامپوزیت FRP
یکی از روش‌های مؤثر و نوین برای تقویت اتصالات، استفاده از کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف یا همان FRP است. FRP از خواص مکانیکی و شیمیایی منحصربه‌فردی برخوردار است که می‌توان با استفاده از آن، به‌راحتی و با هزینه کم، ظرفیت خمشی و برشی اتصال را افزایش داده و شکل‌پذیری آن را بهبود بخشید. همچنین به دلیل ضخامت کم ورق های FRP، می‌توان بدون افزایش حجم اتصال، مقاومت آن را به میزان قابل‌توجهی افزایش داد.
مقاومت بالای FRP در برابر محیط‌های خورنده، آن را نسبت به روش‌های تقویت با فولاد متمایز می‌سازد. FRP در برابر خوردگی ناشی از رطوبت، واکنش با مواد شیمیایی و همچنین تغییرات دمایی بسیار مقاوم است و در نتیجه، طول عمر مفید اتصال تیر به ستون را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، اجرای FRP بر روی اتصالات بتنی نسبت به روش‌های سنتی، ساده‌تر و سریع‌تر بوده و نیاز به تجهیزات خاصی ندارد.
روش‌های مقاوم‌سازی دال بتنی
برای تقویت دال‌های بتنی، روش‌های مختلفی وجود دارد که هر یک مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند. از جمله مهم‌ترین این روش‌ها می‌توان به افزایش ضخامت دال، اضافه‌کردن صفحات فولادی و استفاده از کامپوزیت‌های FRP اشاره کرد. در ادامه، به بررسی دقیق‌تر هر یک از این روش‌ها می‌پردازیم.
مقاوم‌سازی دال بتنی با کامپوزیت FRP
از کامپوزیت‌های FRP با‌هدف افزایش ظرفیت باربری دال، افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی، جبران کمبود مقاومت فشاری بتن و افزایش مقاومت خمشی و برشی به طور موضعی استفاده می‌شود. دال‌ها به دلیل دارابودن عملکرد دیافراگم افقی، نقش بسیار مهمی در تحمل بارهای قائم دارند و علاوه بر این باید با اعضای جانبی سازه، اتصالی محکم و مقاوم داشته باشند.
کامپوزیت‌های FRP شامل الیافی مانند کربن و شیشه هستند که در یک رزین پلی‌استر قرار گرفته‌اند. این کامپوزیت‌ها به دلیل وزن کم، مقاومت کششی بالا و سهولت در اجرا، به‌عنوان یک جایگزین مناسب برای روش‌های سنتی مقاوم‌سازی شناخته می‌شوند. برای مقاوم‌سازی دال‌های بتنی با FRP، نوارها یا صفحات FRP به‌صورت چسبیده بر روی سطوح تحت کشش دال قرار می‌گیرند.
نحوه اجرای FRP بر روی دال‌ها، به نوع دال و محل آسیب‌دیدگی آن بستگی دارد. برای مثال، در دال‌های یک‌طرفه، FRP در راستای میلگردهای طولی و در سطح زیرین دال چسبانده می‌شود. در دال‌های دوطرفه، FRP در دو جهت عمود بر هم اجرا می‌شود. همچنین در مواردی که دال دارای تکیه‌گاه گیردار باشد، FRP در قسمت فوقانی تیر نیز اجرا خواهد شد. از دیگر کاربردهای FRP در مقاوم‌سازی دال‌ها، می‌توان به تقویت اطراف بازشوها، افزایش مقاومت برشی پانچ در اطراف ستون‌ها و ترمیم تیرهای آسیب‌دیده اشاره کرد.
یکی از مزایای مهم استفاده از FRP، ضخامت کم آن است که لایه‌ای در حدود 1.3 میلی‌متر می‌باشد. به همین دلیل FRP به‌راحتی می‌تواند زیر پوشش‌های کف، پنهان شده و ظاهر سازه را تغییر ندهد. همچنین، هزینه اجرای FRP نسبت به روش‌های سنتی کمتر بوده و اجرای آن ساده‌تر است. با استفاده از FRP می‌توان به طور مؤثری ظرفیت باربری دال‌ها را افزایش داد، عمر مفید سازه را طولانی‌تر کرد و ایمنی آن را بهبود بخشید.
مقاوم‌سازی دال بتنی با افزایش ضخامت
یکی از روش‌های رایج برای تقویت دال‌های بتنی که به دلایل مختلفی مانند افزایش بار، طراحی نادرست و یا خوردگی آرماتورها دچار ضعف شده‌اند، افزایش ضخامت آن‌هاست. در این روش، لایه جدیدی از بتن به سطح بالایی و یا پایینی دال اضافه می‌شود؛ اما چگونه ضخامت دال بتنی را افزایش دهیم؟ لایه جدید به کدام سطح دال اضافه شود؟
- ممان منفی: اگر دال بتنی نتواند ممان منفی را تحمل کند و علاوه بر این، آرماتورهای تحتانی کافی باشند، در این صورت لایه جدید به سطح بالایی دال اضافه می‌شود.
- ممان مثبت: اگر دال نتواند ممان مثبت را تحمل کند و یا بار مرده وارد بر آن بسیار کمتر از بار زنده باشد، در این حالت لایه جدید به سطح پایینی دال اضافه خواهد شد.
مراحل مقاوم‌سازی دال بتنی
می‌توان تقویت دال بتنی را در این 7 مرحله خلاصه کرد:
- برداشتن رویه بتنی: لایه‌نازک رویی بتن که به آن کاور نیز گفته می‌شود را بردارید تا آرماتورها نمایان شوند.
- تمیزکاری آرماتورها: آرماتورها را با استفاده از یک برس سیمی تمیز کنید.
- پوشش‌های ضد‌رنگ: برای جلوگیری از فرسایش، آرماتورها را با استفاده از پوشش‌های ضدخوردگی با پایه اپوکسی بپوشانید.
- اضافه‌کردن آرماتور فولادی جدید: اگر خوردگی آرماتورها زیاد باشد، آرماتورهای فولادی جدیدی را مطابق با الزامات آیین‌نامه‌ای طراحی کرده و به دال بتنی اضافه کنید.
- مهار آرماتورهای فولادی جدید: این آرماتورها را با استفاده از روش‌های مناسب در جهت عمود بر دال و در جهت افقی به تیرهای اطراف مهار کنید.
- چسبندگی: برای چسبیدن بهتر لایه جدید به بتن قدیمی، توسط کاشت برشگیر با مواد اپوکسی استفاده کنید.
- بتن‌ریزی: قبل از خشک‌شدن اپوکسی، لایه جدید بتن باضخامت موردنظر ریخته شود. برای کاهش جمع‌شدگی در بتن، می‌توانید از انواع مواد افزودنی بتن نیز استفاده نمایید.
مقاوم‌سازی دال بتنی با اضافه‌کردن صفحات فولادی
برای افزایش استحکام سختی سازه و مقاومت کف‌ها و سقف‌های بتنی و همچنین کنترل تغییر شکل آنها، می‌توان از صفحات و ورق‌های فولادی استفاده کرد. این ورق‌های فولادی باید به‌صورت صحیح و محکم به بتن سقف متصل شده و فضای بین سقف و ورق‌ها با گروت یا مصالح بر پایه اپوکسی پر شود تا علاوه بر چسبندگی کافی، عملکرد لرزه‌ای و انتقال بار سازه بهبود یابد. با استفاده از این روش می‌توانید یکپارچگی سازه را افزایش داده و از تغییر شکل بیش از حد آن جلوگیری کرد.
هزینه مقاوم‌سازی ساختمان
این هزینه، یکی از دغدغه‌های اصلی مالکان و مهندسان است و تحت‌تأثیر عوامل متعددی قرار دارد که برای تصمیم‌گیری بهتر، درک هر یک از آنها ضروری است. در زیر، هر یک از این عوامل را توضیح خواهیم داد.
- نوع ساختمان: ساختمان‌های بتنی و فولادی، هر کدام نیازمند روش‌های مقاوم‌سازی خاص خود هستند. به‌عنوان مثال، تقویت ستون‌های بتنی یا افزودن مهاربند به سازه های فولادی، هزینه‌های متفاوتی را به همراه دارد.
- روش مقاوم‌سازی: روش‌های مختلفی برای مقاوم‌سازی وجود دارند که هر کدام دارای مزایا و هزینه‌های خاص خود هستند. موادی مانند ژاکت فولادی، الیاف پلیمری تقویت شده (FRP) و بتن تقویت شده، هر کدام از هزینه‌ها و کاربردهای متفاوتی برخوردارند.
- میزان آسیب و تقویت موردنیاز: شدت آسیب‌دیدگی ساختمان و میزان تقویت موردنیاز، به طور مستقیم بر هزینه مقاوم‌سازی آن تأثیر می‌گذارد. هرچه ساختمان آسیب بیشتری دیده باشد و نیاز به تقویت گسترده‌تری داشته باشد، هزینه‌های آن نیز بیشتر خواهد بود.
- سایر عوامل: عوامل دیگری مانند دسترسی به محل پروژه، پیچیدگی سازه و کیفیت مصالح نیز ممکن است در هزینه نهایی تأثیر بگذارد.
در نهایت برای برآورد دقیق هزینه مقاوم‌سازی، مشاوره با مهندسان متخصص ضروری است. کارشناسان پایون، با بررسی دقیق ساختمان و ارائه طرح‌های مقاوم‌سازی مناسب، می‌توانند هزینه دقیق پروژه شما را برآورد کنند. برای مشاوره و استعلام قیمت مقاوم‌سازی ساختمان با ما تماس بگیرید.
آینده‌ای امن با ساختمان‌های مقاوم
مقاوم‌سازی ساختمان، سرمایه‌گذاری بر روی ایمنی و آینده است. باتوجه‌به اهمیت مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در برابر حوادث طبیعی و افزایش طول عمر سازه‌ها، انجام این کار به‌عنوان یک ضرورت اجتناب‌ناپذیر مطرح می‌شود.
علائم نیاز به مقاوم‌سازی ساختمان را جدی بگیرید! ترک‌های بزرگ، نشست، فرسودگی و زنگ‌زدگی مصالح، همگی می‌توانند نشانه‌هایی از ضعف سازه باشند. به یاد داشته باشید که تأخیر در مقاوم‌سازی ساختمان، هزینه‌های شما را افزایش خواهد داد.
برای تصمیم‌گیری دقیق و اصولی، با کارشناسان پایون تماس بگیرید. مهندسان عمران و متخصصان مقاوم‌سازی پایون، با انجام بررسی‌های دقیق و ارائه راهکارهای مناسب، بدون دریافت هزینه به شما در انتخاب بهترین روش مقاوم‌سازی کمک می‌کنند.
