مقاوم سازی ساختمان بتنی

مقاوم سازی ساختمان بتنی به دلیل اینکه این سازه بخش اعظم سازه های جهان را به دلایلی همچون سهولت در اجرا و هزینه کمتر نسبت به سازه های فولادی تشکیل می دهد، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. سازه های بتنی عموما سازه های مطلوبی به حساب می آیند اما عواملی همچون کیفیت نامناسب بتن، آرماتورگذاری نامناسب، مصالح نامرغوب، خطاهای طراحی و اجرا، افزایش بار سازه و ... موجب ضعف این سازه ها شده و در نتیجه نیاز به مقاوم سازی را در سازه های بتنی به وجود می آورد.

 
مقاوم سازی ساختمان بتنی

ضعف در سازه های بتنی خود را به صورت ایجاد ترک مورب در هسته بتن، جدا شدگی پوشش بتن، کمانش در آرماتورهای طولی، ترک برشی در محل گره ها و اتصالات تیر ستون و ... نشان می دهد. ضعف های سازه های بتنی را می توان با استفاده از روش های مختلف تقویت سازه های بتنی بر طرف نمود و سازه را در برابر بارهای جانبی وارده مقاوم سازی کرد. انتخاب روش مقاوم سازی سازه بتنی وابسته به نوع ضعف و خسارت ایجاد شده در سازه می باشد.

روش های مقاوم سازی سازه های بتنی

تقویت سازه های بتنی از طریق مقاوم سازی سازه، به نوع خرابی و اینکه در کدام بخش از سازه ضعف رخ داده است، وابسته می باشد. از جمله مهم ترین روش های مقاوم سازی سازه های بتنی می توان به مقاوم سازی با ژاکت بتنی و فولادی، مقاوم سازی با دیوار برشی فولادی، مقاوم سازی با مهاربندهای فولادی، مقاوم سازی با الیاف FRP، مقاوم سازی با استفاده از میراگر، مقاوم سازی با کاشت میلگرد، مقاوم سازی با استفاده از شاتکریت اشاره نمود. 

مقاوم سازی سازه بتنی با ژاکت بتنی و فولادی

مقاوم سازی با ژاکت بتنی موجب افزایش مقطع تیر و ستون شده و سبب تقویت سازه های بتنی از طریق محصور کردن بتن، افزایش مقاومت برشی، افزایش مقاومت خمشی، افزایش سختی و ... می گردد. از مزایای این روش می توان به سهولت ایجاد پیوستگی بین اعضا، عدم نیاز به پوشش ضد حریق، حداقل دخالت در معماری سازه و ... اشاره نمود. در عین حال باید توجه داشت که تقویت سازه های بتنی با روش مقاوم سازی با ژاکت بتنی معایبی همچون زمان بالای اجرا، افزایش وزن سازه و کاهش فضای مفید ساختمان در اثر افزایش ابعاد تیر و ستون را داراست. روش مقاوم سازی با ژاکت فولادی نیز جهت تقویت تیرها، ستون ها و سقف های بتنی مورد استفاده قرار  می گیرد. یکی از مهم ترین نکاتی که در استفاده از این روش باید بدان توجه داشت، دقت بالا در اجرای آن می باشد به طوری که چسبندگی مناسب میان ورق فولادی و المان مورد نظر ایجاد گردد. یکی از معایب تقویت سازه بتنی با روش مقاوم سازی با ژاکت فولادی ، نیاز به استفاده از پوشش ضد حریق می باشد.

مقاوم سازی سازه بتنی با استفاده از ژاکت

مقاوم سازی سازه بتنی با دیوار برشی

از روش مقاوم سازی سازه بتنی با دیوار برشی به منظور افزایش مقاومت، سختی و نیز شکل پذیری سازه در برابر نیروهای وارده استفاده می شود. از آنجایی که دیوارهای برشی وزن بالایی دارند، لذا غالبا نیاز به تقویت فونداسیون سازه نیز می باشد. جنس دیوارهای برشی از نوع بتنی و فولادی است. دیوار برشی فولادی نسبت به نوع بتنی آن ابعاد کمتری دارد و در نتیجه فضای کمتری را اشغال می کند. این ویژگی از دیوار برشی فولادی از منظر دخالت کمتر در معماری سازه حائز اهمیت است.

مقاوم سازی سازه بتنی با دیوار برشی

مقاوم سازی ساختمان بتنی با مهاربند

مقاوم سازی سازه های بتنی با مهاربند موجب افزایش مقاومت برشی و سختی در سازه می گردد. مهاربند ها به دو نوع واگرا و همگرا دسته بندی می شوند که در سازه های بتنی عموما استفاده از نوع همگرای آن مرسوم تر می باشد. زیرا مهاربند های واگرا پر هزینه تر بوده و همچنین اجرای آنها دشوارتر است. عملکرد مناسب مهاربندها در سازه های بتنی ارتباط مستقیمی با نحوه اتصال دارد، از این رو دقت در نحوه اتصال از اهمیت بالایی برخوردار است. از جمله مزیت های تقویت سازه بتنی به روش مقاوم سازی با مهاربند سهولت و سرعت اجرا، وزن کمتر آن نسبت به دیوار برشی و دخالت کمتر در معماری سازه می باشد.

مقاوم سازی ساختمان دوطبقه بتنی با استفاده از مهاربند

مقاوم سازی ساختمان بتنی با الیاف FRP

یکی دیگر از روش های مقاوم سازی سازه های بتنی ، مقاوم سازی با الیاف FRP (Fiber Reinforced Polymer) می باشد. FRP نوعی ماده کامپوزیتی متشکل از فیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله یک ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطه شده است و به صورت نوار، ورق، پوشش لمینت و یا میلگرد FRP در دسترس می باشد.

امروزه استفاده از این روش مقاوم سازی بتنی به دلایلی همچون اجرای سریع و آسان، ضخامت بسیار کم و در نتیجه تداخل کمتر در کاربری سازه، نسبت بالای مقاومت به وزن و همین طور امکان استفاده از آن در قسمت های مختلف سازه مورد توجه قرار گرفته است. همچنین الیاف FRP دارای مقاومت کششی بالایی بوده و از نظر اقتصادی نیز قابل رقابت با سایر روش های سنتی مقاوم سازی می باشند.

FRPمقاوم سازی با استفاده از الیاف  

مقاوم سازی سازه بتنی با استفاده از میراگر (دمپر)

مقاوم سازی سازه های بتنی با استفاده از میراگر (دمپر) روشی کارآمد در تقویت سازه های بتنی می باشد. این روش مقاوم سازی موجب افزایش شکل پذیری و کاهش آسیب های وارده به سازه در اثر زلزله می شود. نقش اصلی میراگرها اتلاف انرژی لرزه ای وارد شده به ساختمان می باشد. در واقع میراگرها با کاهش دامنه نوسان ساختمان در برابر نیروهای وارده، بخش اعظم انرژی ارتعاشی را پیش از رسیدن پاسخ سازه به مقدار نهایی اتلاف می کنند. این سیستم تقویت سازه های بتنی در مهاربندی ها، اتصالات سازه­ای و اجزای غیر سازه­­ای قرار داده می شوند که پرکاربردترین آن استفاده از میراگر در مهاربندها می باشد.

از جمله مزیت های مقاوم سازی سازه بتنی با میراگر می توان به کاهش پاسخ لرزه ای سازه (تا بیش از ۲۰٪)، کاهش مصالح مورد نیاز به منظور ساخت و ساز، امکان به کارگیری همراه با سایر روش های مقاوم سازی سازه های بتنی و ... اشاره نمود. همچنین اگرچه هزینه خرید و نصب این تجهیزات به نسبت بالاست اما با توجه به مزیت های بیان شده (از جمله کاهش هزینه اجرای سازه به دلیل استفاده از مقاطع با ظرفیت کمتر)، استفاده از این روش مقاوم سازی سازه بتنی توجیه اقتصادی دارد.

(مقاوم سازی اسکلت بتنی با استفاده از میراگر (دمپر

مقاوم سازی سازه های بتنی با کاشت میلگرد

از روش مقاوم سازی سازه های بتنی با کاشت میلگرد به منظور اتصال بتن های جدید به قدیم و نیز اتصال اجزای فولادی سازه به بتن استفاده می شود. این روش یکی از جدید ترین، مناسب ترین، کاربردی ترین و اقتصادی ترین روش های تقویت سازه های بتنی است. کاشت آرماتور به سه روش کاشت با استفاده از مواد پایه سیمانی، کاشت با استفاده از چسب اپوکسی و کاشت با استفاده از مهار مکانیکی انجام می شود.

مزایای مقاوم سازی سازه بتنی با کاشت میلگرد

• افزایش فضای ساختمان از طریق امکان ایجاد دیوارهای جدید
• امکان گسترش تیرهای کنسولی
• امکان افزایش تعداد طبقات ساختمان
• تقویت صفحه ستون ها

مقاوم سازی سازه بتنی با کاشت میلگرد

مقاوم سازی سازه های بتنی با استفاده از شاتکریت  

در روش مقاوم سازی سازه بتنی با استفاده از شاتکریت در مرحله اول یک شبکه میلگرد توسط بولت بر روی دیوار دوخته می شود و سپس بتن پاشی با استفاده از هوای فشرده و سرعت بالا بر روی شبکه میلگرد انجام می شود. این عمل موجب ایجاد انسجام در دیوار، افزایش مقاومت و شکل پذیری درون و بیرون صفحه و بهبود رفتار لرزه ای دیوار می گردد. همچنین به دلیل مصالح مورد استفاده در این روش که دارای خاصیت محافظتی می باشند ویژگی هایی همچون مقاومت در برابر یخ زدگی و خوردگی نیز در سازه ها تقویت می گردد.

مقاوم سازی ساختمان بتنی با استفاده از شاتکریت

مقاوم سازی سازه های بتنی با استفاده از جداگرهای لرزه ای

مقاوم سازی اسکلت بتنی با استفاده از جداگرهای لرزه ای از طریق احداث سازه بر روی تکیه گاه های با قابلیت تغییر شکل جانبی بالا انجام می شود. این تکیه گاه ها که به آنها جداگر لرزه ای گفته می شود موجب جداسازی نیروی حرکتی زمین از سازه شده و مقدار انرژی و نیروی کمتری به سازه منتقل می کنند، در نتیجه از آسیب به سازه های بتنی جلوگیری به عمل می آید. 

مقاوم سازی سازه بتنی با استفاده از جداگر لرزه ای

مقاوم سازی سازه بتنی با استفاده از پس کشیدگی یا پیش تنیدگی

مقاوم سازی سازه بتنی با استفاده از پس کشیدگی یا پیش تنیدگی یکی از روش های سنتی تقویت سازه های بتن مسلح می باشد. استفاده از این روش موجب افزایش ظرفیت سازه های بتنی به سبب انجام عمل کشش می گردد.

شماتیک مراحل پیش تنیدگی در بتن

هزینه مقاوم سازی سازه های بتنی

یکی از مهم ترین و تاثیر گذارترین عوامل در مقاوم سازی سازه های بتنی ، تعیین میزان هزینه آن می باشد. هزینه مقاوم سازی سازه های بتنی مقدار مشخصی و ثابتی نبوده و با توجه به میزان و روش مقاوم سازی و نیز شدت خرابی ایجاد شده در سازه متفاوت می باشد. اما به طور کلی می توان گفت که مقاوم سازی موجب کاهش هزینه های عملیاتی به ویژه در سازه های قدیمی می شود.