مقاومسازی سازه های بتنی

مقاومسازی سازه های بتنی

روش های مقاوم سازی سازه های بتنی

مقاوم سازی به معنای تعميركردن يا اصلاح كردن يك سازه به منظور دستيابی به شرايط بهره‌برداری جديد و يا افزايش عمر مفيد بهره‌برداری آن است. در طرح و اجرای مقاوم سازی، به دنبال حصول شرایط جدید در سازه بتنی، از نظر بهره برداری و یا بارگذاری می باشیم. 
عملیات مقاوم سازی می تواند به علل زیر مورد نیاز باشد :

  • اشتباهات و مشکلات طراحی
  • مشکلات و اشتباهات اجرایی
  • تغییر در استانداردها و آیین نامه ها
  • افزایش عمر مفید بهره برداری
  • تغییر کاربری سازه
  • فزایش طبقات و بار وارده

 

جهت مشاوره رایگان درخصوص مقاوم سازی سازه های بتنی با ما تماس بگیرید   09126080038

 

مقاوم سازی ساختمان های بتنی با توجه به نیاز به افزایش باربری ساختمان، تحمل بارهای وارده، به روز نبودن آیین نامه مورد استفاده حین ساخت، مشکلات اجرایی و ایجاد خطا در طراحی سازه، فرسایش طی گذر زمان و هم چنین تغییر در کاربری و بسیاری از عوامل محیطی دیگر امر اجتناب ناپذیر می باشد.
از گذشته تا کنون با توجه به سطح علم و میزان دسترسی به مصالح روش های گوناگونی برای مقاوم سازی ساختمان های بتنی ارائه شده است.
از روش های پرکاربرد مقاومسازی میتوان به موارد زیر اشاره نمود: 

  • ژاکت بتنی
  • ژاکت فولادی
  • بادبند ها
  • دیوار برشی
  • جداساز ها
  • کامپوزیت FRP  و… . 

 

با گذر زمان و پیشرفت علم و فناوری روش های نوین ارائه شده مانند کامپوزیت FRP جهت مقاوم سازی ساختمان های بتنی که از مزیت های بالایی نسبت به سایر روش های سنتی برخوردار می باشند به طور چشم گیری صنعت مقاوم سازی ساختمان های بتنی را در دست گرفته اند.

مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از کامپوزیت های FRP یکی از راه های نوین مقاوم سازی است که جایگزین روش های قدیمی همانند ژاکت فولادی و یا بتنی شده است . تعداد پروژه هایی که در ارتباط با سیستم های FRP در سطح جهان موداستفاده قرار گرفته ، به طور چشمگیری افزایش یافته است به طوری که طی۱۰ سال گذشته از تعداد اندک به چندین هزار پروژه در حال حاضر رسیده است. اعضای سازه های تقویت شده با سیستم های FRP به صورت پوشش های بیرونی عبارتند از : تیرها، دال ها، ستون ها، دیوارها، اتصالات، دودکش ها، طاق های گنبدی شکل، تونل ها، سیلوها، لوله ها و خرپاها.

 

انواع روش های مقاوم سازی ساختمان های بتنی:


مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از افزودن دیوار برشی پرکننده:

در بین انواع روش های مقاوم سازی، افزودن دیوارهای پر کننده بتن مسلح محبوب ترین روش می باشد. در حقیقت نصب دیوارهای پرکننده RC ظرفیت باربری جانبی و سختی سازه را به طرز چشمگیری افزایش می دهد.
در روش مقاوم سازی با استفاده از دیوارهای پرکننده، دیوارهای جدا کننده ی موجود در ساختمان برداشته شده و به جای آن ها دیوارهای برشی بتن مسلح با مقاومت بسیار بالا ساخته می شود. در این نوع از روش مقاوم سازی، دیوارهای برشی بخش عمده ای از بارهای زلزله را تحمل کرده و تغییر مکان ساختمان را محدود می کنند.
اگرچه استفاده از دیوارهای برشی پرکننده با توجه به این واقعیت که دارای المان های مقاوم ساز موثر و گسترده ای می باشد، به دلیل نیاز به تخریب گسترده و حجم عملیات اجرایی بالا، کاربرد آن ها با مشکلاتی همراه است.

 

جهت مشاوره رایگان درخصوص مقاوم سازی سازه های بتنی با ما تماس بگیرید   09126080038

 

مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از سیستم جدا ساز پایه:

جداسازی پایه به جدا سازی سازه از فونداسیون آن گفته می شود. در طی سالیان و با بررسی رفتار این نوع از سیستم در تعدادی از زلزله ها، کارایی آن ثابت شده است. این نوع از سیستم مقاوم سازی نه تنها ساکنین و زیرساخت ها را از آسیب های ناشی از زلزله محافظت می کند، بلکه در برخی مواقع هزینه های کلی را با کاهش هزینه اجرای راهکارهای مقاوم سازی و تعمیر اضافی کمتر می کند. 

 

انواع سیستم های جداساز پایه:

انواع سیستم های جداساز پایه را میتوان به دو دسته ی جداسازهای لاستیکی و جداسازهای اصطکاکی تقسیم بندی کرد.
انواع جداساز های لاستیکی عبارتند از:

  • جداسازهای لاستیکی با ورقه های فولادی و میرایی کم
  • جداسازهای لاستیکی با میرایی زیاد
  • جداسازهای لاستیکی با هسته سربی

 

همچنین انواع جداساز های اصطکاکی عبارتند از:

  • جداساز های اصطکاکی
  • جداساز های الاستیک اصطکاکی
  • جداساز های اصطکاکی پاندولی

 

با ترکیب کردن جداسازهای لاستیکی و اصطکاکی، می توان همزمان از قابلیت های آن ها استفاده کرد:

  • ترکیب سری جداسازهای اصطکاکی و لاستیکی
  • ترکیب موازی جداسازهای اصطکاکی و لاستیکی

 

جهت مشاوره رایگان درخصوص مقاوم سازی سازه های بتنی با ما تماس بگیرید   09126080038

 

مزایای جداساز پایه:
علاوه بر محافظت از سازه در برابر زلزله، جدا ساز لرزه ای سازه را در برابر بار انفجار محافظت کرده و با جابجایی خود اثر کلی انفجار بر روی سازه ها را کاهش می دهد.
با توجه به قابل پیش بینی بودن رفتار سازه های جداسازی شده، در مقایسه با اعضا سازه ای متعارف قابل اطمینان تر می باشند.
به علت کاهش نیروهای لرزه ای منتقل شده به سازه، نیاز به تمهیدات تقویت کننده سازه مانند تعبیه قاب ها، مهاربندها و دیوارهای برشی کاهش می یابد.
ساده شدن انجام تحلیل لرزه ای در مقایسه با سازه های متعارف به علت کاهش اعضای سازه ای.
در زلزله های غیرمنتظره بزرگ، آسیب وارده تنها در سیستم جداساز متمرکز بوده و می توان به راحتی اجزا آن را تعویض کرد.

معایب جداساز پایه:
سیستم جداساز پایه را نمی توان برای مقاوم سازی هر سازه ای بکار برد. برای مثال، این سیستم برای تقویت سازه های قرار گرفته بر روی خاک های نرم مناسب نمی باشد.
کارایی این سیستم برای ساختمان های بلند مرتبه کمتر می باشد.
برخلاف دگر روش های مقاوم سازی، سیستم جدا ساز پایه را نمی توان به صورت موضعی و برای مقاوم سازی بخشی از سازه بکار برد.
اجرای این سیستم اغلب نیازمند مهندسین و کارگرهای با مهارت و تجربه بالا می باشد.

 

 مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از روش ژاکت بتنی:

ابتدا سوراخ هایی با فواصل تعیین شده در وجوه پیرامون اعضای ضعیف بتنی ایجاد می شود سپس یک مش فولادی با آرماتور های آجدار در اطراف عضو قرار می دهند. سوراخ های ایجاد شده توسط چسب اپوکسی پر می شوند و سپس آرماتور ها به صورت سر کج و یا L شکل در داخل آن ها قرار می دهند. در نهایت قالب هایی در اطراف عضو قرار می دهند و توسط بتن پر می کنند. از این روش برای مقاوم سازی اجزای سازه ای بتنی ضعیف مانند تیر، ستون، فونداسیون و دیوار برشی جهت افزایش مقاومت فشاری، مقاومت برشی، مقاومت خمشی و افزایش میزان شکل پذیری استفاده می شود. از محاسن استفاده از ژاکت بتنی برای مقاوم سازی ساختمان های بتنی عدم نیاز به پوشش ضد حریق، پیوستگی سریع اعضا اعم از بتنی و آرماتور فولادی و بالا رفتن ظرفیت باربری ساختمان در برابر انواع بار های ثقلی و جانبی می باشد. افزایش ابعاد اعضای سازه ای مورد مقاوم سازی، افزایش چشمگیر وزن ساختمان بتنی، نیاز به قالب بندی، عدم استفاده از کاربری حین مقاوم سازی و صرف هزینه و زمان بالا از معایب استفاده از این روش جهت مقاوم سازی ساختمان های بتنی می باشد به گونه ای که سبب ایجاد روش های نوین تر در صنعت مقاوم سازی شده است.

 

مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از روش ژاکت فولادی:

مقاوم سازی ساختمان بتنی با استفاده روش ژاکت فولادی سبب افزایش مقاومت برشی، مقاومت خمشی، مقاومت فشاری و شکل پذیری سازه می گردد. اجرای این روش به گونه ای است که ورق های فولادی توسط بولت به عضو آسیب دیده متصل می شود. این روش نسبت به روش ژاکت بتنی از مزایایی چون نیاز نداشتن به قالب بندی، افزایش ابعاد کم، افزایش وزن کمتر نسبت به ژاکت بتنی و سرعت اجرای بالاتر برخوردار می باشد. بالا بودن هزینه، مقاوم نبودن در برابر آتش سوزی و نیاز داشتن به پوشش ضد حریق، نیاز داشتن به حجم بالای گروت، خوردگی و زنگ زدن آرماتور طی گذر زمان و همچنین امکان آسیب دیدن اعضای مورد مقاوم سازی حین کاشت بولت و برش گیر که خود سبب کاهش مقاومت عضو می گردد از معایب روش ژاکت فولادی جهت مقاوم سازی ساختمان های بتنی می باشد که همین امر سبب گرایش مهندسین به ایجاد روش های نوین و آسان اجرا و کارآمد تر شده است.

 

جهت مشاوره رایگان درخصوص مقاوم سازی سازه های بتنی با ما تماس بگیرید   09126080038


مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از بادبند ها:

مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از بادبند در برابر زمین لرزه روشی بسیار کارآمد و موثر است به گونه ای که علاوه بر افزایش مقاومت برشی و افزایش سختی ساختمان باعث می شود تا نیاز سازه به شکل پذیری کاهش یابد. بادبند ها اعضای قطری یا موربی هستند که از انواع پروفیل ها نظیر دوبل نبشی یا دوبل ناودانی ساخته می شوند به گونه ای که با نصب درون قاب ساختمان بتنی باعث کاهش تغییر شکل و جلوگیری از خرابی ساختمان بتنی می گردد. نیروهای جانبی مانند نیروی زلزله از سقف ساختمان بتنی به قاب و از قاب ها به بادبند ها منتقل می گردند و به صورت نیروی فشاری و کششی در طول عضو در می آید. اگر بادبند از مقاومت کافی برخوردار باشد تا پایان وارد شدن نیروی جانبی مقاومت کرده و مانع از خرابی و آسیب دیدگی تیر و ستون و دیگر اعضای سازه ای می گردد. بادبند ها به طور کلی به دو دسته انواع بادبند همگرا و انواع بادبند واگرا تقسیم می شوند. با توجه به صعوبت اجرا و بالا بودن هزینه سیستم واگرا زیاد در مقاوم سازی ساختمان در برابر زمین لرزه مرسوم نیست. سیستم های مهاربندی همگرا(بادبند ضربدری) در صنعت مقاوم سازی و بهسازی ساختمان بتنی مورد توجه بی نظیری قرار گرفته است. در استفاده از بادبند ها می بایست ستون های مجاور برای برش تقویت گردند. پی نیز برای افزایش نیرو به دلیل کشش و فشار ایجاد شده کنترل گردند. سرعت مناسب برای اجرا، هزینه مناسب جهت افزایش و تقویت سختی و مقاومت سازه و وزن مناسب از مزایای استفاده از بادبند در مقاوم سازی ساختمان بتنی آن می باشد. متمرکز شدن نیروها در دهانه ی مهاربند شده، افزایش نیروی محوری در ستون ها و به طبع آن نیاز به تقویت آن ها، ایجاد نیرو های زیاد در فونداسیون و لزوم تقویت آن ها از معایب بادبند ها می باشد.


مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از FRP:

جهت تقویت ستون ها و تیرهای بتنی، روش های مقاوم سازی متنوعی وجود دارد. با این وجود، بیشتر زمان مورد نیاز برای اجرای این روش ها بالا است. 

 

frp

 

تقویت ستون های بتنی با استفاده از پوشش FRP:

با توجه به اینکه ستون ها اصلی ترین عضو باربر ساختمان محسوب می شوند، به عنوان آسیب پذیرترین بخش یک ساختمان بتن مسلح (RC) در هنگام وقوع زلزله شناخته می شوند. حداقل ابعاد سطح مقطع و کمبود آرماتورهای فولادی در ستون های با طراحی نامناسب منجر به اجرای یک ستون ضعیف و تیر قوی می شود. از آنجایی که تیرها انرژی را به صورت موثرتری مستهلک می کنند، تقویت ستون های ساختمان به منظور تشکیل مفاصل پلاستیک در تیرها بسیار حایز اهمیت می باشد. بعلاوه، ستون ها باید طوری طراحی شوند تا در هنگام زلزله از گسیختگی یک ساختمان بعلت ایجاد طبقه ی نرم جلوگیری بعمل بیاید.
در هنگام زلزله، سه مد گسیختگی ستون های بتن مسلح بعلت بارهای چرخه ای محوری و جانبی می تواند اتفاق بیفتد. این نوع از گسیختگی ها عبارتند از: گسیختگی برشی، گسیختگی مفصل پلاستیک خمشی و گسیختگی وصله پوششی.
کمبود آرماتورهای عرضی می تواند گسیختگی برش را در پی داشته باشد. این نوع گسیختگی از نوع گسیختگی ترد بوده و می تواند منجر به خرابی های بسیاری در ساختمان شود. با استفاده از لمینت های FRP تشکیل شده از الیاف در جهت های حلقوی می توان ظرفیت برشی ستون های ضعیف را به صورت قابل توجهی بهبود بخشید. 
مقاوم سازی ستون های بتن مسلح، از گسیختگی نابهنگام پوشش بتن و کمانش میلگردهای فولادی طولی جلوگیری کرده و در نتیجه عملکرد ستون را تحت بارگزاری لرزه ای بهبود می بخشد. در این حالت با افزایش ظرفیت تغییرشکل ستون محصور شده با FRP، کمانش میلگردها مهار و از تاثیر تغییر شکل برشی بر روی ظرفیت آن جلوگیری می شود.
کاهش عرض ترک های بوجود آمده نسبت به ستونهای مرجع موثر بوده است.

 

جهت مشاوره رایگان درخصوص مقاوم سازی سازه های بتنی با ما تماس بگیرید   09126080038