مقاوم سازی ساختمان چیست؟

شاید با شنیدن عبارت مقاوم سازی، ذهن شنونده بیشتر به ساختمان های قدیمی و با قدمت ساخت بالا معطوف شود. اما اینچنین نیست و هر ساختمانی ممکن است نیاز به مقاوم سازی داشته باشد. حتی در مواردی ساختمان قبل از بهره برداری مورد مقاوم سازی قرار می گیرد. به طور کلی می توان مقاوم سازی را بالا بردن مقاومت بنا در برابر فشارهای وارده دانست.
همیشه و در اکثر موارد، اصلاح و عیب یابی مشکل تر و پیچیده تر از ساختن از ابتدا است. مقاوم سازی هم از این قاعده مستثنی نیست و به دلایلی همچون ثابت بودن شرایط سازه ای از قبل، عدم دسترسی مناسب به مناطقی که نیاز به بهسازی دارند و… مقاوم سازی نیز امری پیچیده و نیازمند تخصص است.

در چه مواردی نیاز به مقاوم سازی داریم؟

طراحی نامناسب و اشتباه: خطا و محاسباتی که قبل از اجرا رخ می دهد.
خطا در زمان اجرای پروژه: ممکن است حاصل بی دقتی و یا خطا در طراحی ها باشد.
مغایرت پروژه اجرا شده با آیین نامه های بروز ارائه شده: در هر لحظه ممکن است آیین نامه های نهاد های نظارتی تغییر کند.
ایراد در میزان و نوع و یا خوردگی مصالح استفاده شده: به علت عدم دقت در اجرا و یا استفاده از مصالح نامرغوب و…
افزایش بار ساختمان به علل مختلف و یا نصب تجهیزات جدید: نصب تجهیزاتی چون سلول خورشیدی و…
تغییر کاربری ساختمان و یا تغییر در عناصر باربر در ساختمان: جابجایی یا تغییر در ستون ها، تغییر کاربری و…
و در نهایت یکی از مهم ترین علل، حوادث غیر مترقبه: حوادثی همچون زلزله، انفجار، سیل، برخورد و تصادف وسایل با سازه ها و….

حال که با دلایل کلی و مواردی که نیاز به مقاوم سازی می شود آشنا شدیم، به بررسی برخی روش های مقاوم سازی که توسط شرکت های مقاوم سازی سازه ارائه می گردد، می پردازیم:

استفاده از دیوار برشی: می توان گفت یکی از بهترین و مقاوم ترین روش ها است ولی بسته به نوع بنا ممکن است اجرایی نباشد و یا منجر به هزینه های بسیار بالا شود.
اضافه کردن بادبند: بصورت K یا X اجرا می شود ولی در برخی موارد ممکن است مشکل اتصال با سازه های قبلی را به وجود آورد.
تقویت ستون: با اضافه کردن دیوار جانبی به ستون ها، پوشش با ورق فلزی یا کابل فولادی و….
استفاده از پانل های پیش ساخته: در نمای ساختمان و به منظور مقابله با بارهای جانبی استفاده می شود.
مقاوم سازی تیر های بتن: برای مواردی که سازه های بتنی مستهلک و نیازمند تقویت تشخیص داده شود.
تقویت با مواد الیافی پلیمری: به علت سهولت نصب، سبکی و دوام مناسب، محبوب و رو به گسترش است.
تقویت تیرها، ستون ها و اتصالات ساختمان: پوشش با ورق فولادی یا بتن.

امروزه با توجه به افزایش نیاز ما به ساختمان‌ها روند ساخت و ساز رو به رشد بوده و هر روز سریع‌تر از روز پیش دنبال می‌شود. اما از آنجایی که همواره خطر بلایای طبیعی در کمین بوده و ساختمان‌ها و جان ساکنین را تهدید می‌کند، از مقاوم سازی برای مقابله با آن‌ها استفاده می‌شود.

مقاوم سازی چیست؟

مقاوم‌سازی ساختمان در علم مهندسی عمران به مفهوم بالا بردن مقاومت یک سازه (ساختمان) در برابر نیروهای وارده و یا عوامل محیطی می‌باشد.

چرا باید مقاوم سازی کنیم؟

سازه‌های مختلف در سطح جهان ممکن است به دلایل مختلفی به مرمت، بازسازی و مقاوم سازی نیاز داشته باشند. به طور کلی می‌توان موارد زیر را به عنوان مهم‌ترین نقاط ضعف ساختمان‌ها و نیاز آن‌ها به مقاوم سازی معرفی کرد:

خطاهای اجرایی

مشکلات اجرایی معمولا به دلیل ایراد در قالب‌بندی، آرماتوربندی، بتن‌ریزی و عمل‌آوری بتن به وجود می‌آیند. دلیل وجود این مشکلات می‌تواند نشات گرفته از نبود دقت کافی در نظارت، بکارگیری مجریان و پیمانکاران غیرمتخصص، یا حتی استفاده از مصالح نامرغوب باشد.

خطاهای طراحی

دلیل پدید آمدن خطاهای طراحی معمولا اشکال در پیش‌بینی و شناخت پارامترهای ژئوتکنیکی، عدم رعایت اصول و مبانی صحیح طراحی ساختمان‌ها، تهیه نقشه‌های نامناسب و یا عدم توجه به جزئیات اجرایی است.

تغییر کاربری و افزایش بارگذاری سازه

گاهی اوقات ممکن است به دلیل تغییر کاربری، استفاده از ساختمان تغییر یافته و فشار وارده به سازه نسبت به پیش بینی‌های انجام شده در هنگام ساخت افزایش یابد. این امر می‌تواند سبب بروز مشکلات اساسی در سازه شود.

تغییرات آیین نامه‌ای

با گذشت زمان و پیشرفت علم مهندسی بدیهی است که آیین نامه‌های جدید ایمنی ابلاغ شده و از روش‌های جدید برای ساخت ساختمان‌ها استفاده شود. از همین رو ساختمان‌های قدیمی که بر اساس آیین نامه‌های قدیمی ساخته شده‌اند، به منظور هماهنگی با آیین نامه‌های جدید نیاز به مقاوم سازی و به‌سازی خواهند داشت.

روش‌های مقاوم سازی

مقاوم سازی ساختمان با ژاکت بتنی

به منظور افزایش مقاومت فشاری و برشی، ظرفیت باربری ساختمان در مقابل نیروهای جانبی(زمین‌لرزه) و ثقلی و همچنین افزایش میزان شکل‌پذیری، این روش بر روی اجزای سازه‌های بتنی مانند تیر، ستون، فونداسیون و دیوار برشی اعمال می‌شود. مقاوم سازی با ژاکت بتنی دارای معایبی است که ازجمله آن‌ها می‌توان به افزایش ابعاد و وزن سازه، نیاز به قالب‌بندی و عملیات اجرایی طولانی، صرف زمان و هزینه بالا و آسیب زیاد به سازه اشاره کرد.

مقاوم سازی با دیوار برشی

استفاده از دیوار برشی موجب افزایش ظرفیت باربری ثقلی و میزان سختی می‌شود. این دیوار‌ها نسبت به سایر المان‌ها حجیم‌تر هستند تا سختی بالایی را شامل شوند و تمام نیروی وارده زلزله را جذب خود کنند.

مقاوم سازی با باد بند‌ها

بادبند در سازه سبب افزایش مقاومت برشی و افزایش سختی ساختمان شده تا نیاز سازه به شکل‌پذیری کاهش یابد. سرعت بالاتر اجرای این روش نسبت به دیوار برشی باعث شده تا استفاده از آن بیشتر رواج داشته باشد.

مقاوم سازی با پیش تنیدگی و پس کشیدگی

در این روش از مقاوم سازی از میله‌های فولادی یا آرماتور‌ها استفاده می‌شود. پیش تنیدگی با ایجاد تنشی دائمی در المان، بخشی از تنش‌های موجود در اثر بار مرده و زنده را خنثی می‌کند که این امر موجب افزایش ظرفیت باربری در ساختمان می شود. از پیش تنیدگی در دال‌های بتنی روی زمین، ساخت پارکینگ‌ها، ساختمان‌ها و … استفاده می‌شود. پس کشیدگی نیز در ساخت قطعات پیش‌ساخته‌ی بتنی کاربرد دارد. استفاده از روش پیش تنیده و پس کشیده باعث افزایش عمر بتن و کاهش ابعاد فونداسیون شده و با ایجاد سقف یکپارچه‌ی بتنی افزایش ایمنی در برابر بارهای جانبی(زمین‌لرزه) را در پی دارد.

مقاوم‌سازی ساختمان با روش FRP

با پیشرفت‌های گسترده در عرصه صنعت و ساخت و ساز، روش‌های آسان‌تر و کارآمد‌تر که ضعف‌های روش‌های سنتی را شامل نمی‌شوند رواج رافته‌اند. استفاده از مواد کامپوزیتی پلیمر (Fiber reinforced Polymer)، تحت عنوان FRP، روشی موثر جهت تقویت و مقاوم‌سازی سازه‌ها است. در این روش از الیاف و رزین استفاده می‌شود که مقاومت و شکل‌پذیری بالا، خواص ضد‌خوردگی، سرعت بالا در اجرا، عدم آسیب به سازه و وزن کم را شامل می‌شود.

مقاوم‌سازی با استفاده از میراگرها

دمپر یا میراگر یک روش کارآمد و مفید برای افزایش مقامت سازه است که انرژی وارده به ساختمان را اتلاف می کند و درنتیجه نیروی زلزله به ساختمان وارد نشده یا مقدار کمی از آن به ساختمان وارد می‌شود.

از مزایای استفاده از این روش می‌توان به کاهش تغییر مکان، شتاب و دریفت طبقات، کاهش هزینه احداث سازه به دلیل استفاده از مقاطع با ظرفیت کمتر و همچنین کاهش انواع خسارات احتمالی اشاره کرد.

مقاوم سازی با روش استفاده از جداساز لرزه‌ای

به منظور کنترل ارتعاشات لرزه‌ای از زمین به ساختمان‌ها از جداسازهای لرزه‌ای استفاده می‌شود. در واقع در این روش هدف کاهش پاسخ لرزه‌ای، نیرو و شتاب ورودی زلزله به سازه است. جداسازهای لرزه‌ای دارای قابلیت جذب بالای انرژی بوده و همچنین در جهت افقی از انعطاف‌پذیری لازم برخوردار هستند.

تفاوت مقاوم سازی با به‌سازی لرزه‌ای چیست؟

اگر بعد از بررسی سازه مشخص شود که ظرفیت آن با نیاز لرزه‌ایش برابر نیست اعلام می‌شود که آن سازه در برابر بار جانبی مقاوم نبوده و به به‌سازی نیاز دارد. هدف از به‌سازی این است که بتوان با استفاده از روش‌های مختلف ظرفیت سازه را با نیاز لرزه‌ایش برابر ساخت.

در مواردی ظرفیت سازه را افزایش می‌دهیم تا با نیاز لرزه‌ای آن برابر شود. به این افزایش ظرفیت سازه، مقاوم‌سازی می گویند.

همانطور که اشاره شد، مقاوم سازی می‌تواند با افزایش سختی (افزودن مهاربند ، دیوار برشی و …) و یا همچنین افزایش مقاومت ( استفاده از FRP، ژاکت بتنی و فولادی و … ) صورت گیرد.

گاهی اوقات اما نیاز لرزه‌ای سازه را کاهش می‌دهیم تا با ظرفیت برابر شود. این کار به روش‌های زیر صورت می‌گیرد:

افزایش شکل‌پذیری
کاهش جرم، نامنظمی
استفاده از جداسازی لرزه ای، میراگرها و …

به طور کل مقاوم سازی یکی از روش‌های به‌سازی است و جزئی از آن محسوب می‌شود. درواقع می‌توان اینطور گفت که مقاوم سازی جزئی از یک کل به نام « بهسازی لرزه‌ای» است. در مقاوم سازی ما فقط به دنبال افزایش مقاومت ساختمان هستیم تا در مقابل زلزله مقاومت کند که اگر امری غیر ممکن نباشد بسیار مشکل خواهد بود. به‌سازی لرزه‌ای اما جامع نگرتر بوده و به این منظور انجام می‌گیرد که تمامی عناصر ساختمان، چه سازه‌ای و چه غیر سازه‌ای، در هنگام نیروی وارده از جانب زلزله عملکرد بهتری را از خود نشان دهند.

منابع

afzir.com
hamyarnazer.ir
radyab.co
sakhtemanonline.com