فرایند ارتقا سیستم ساختاری یک ساختمان که به منظور بهبود عملکرد آن تحت بارهای موجود و یا برای افزایش قدرت حمل بارهای اضافی بروی ساختمان توصیف می شود، مقاوم سازی ساختمان نامیده می شود.
استفاده از پوشش بتنی یا ژاکت فلزی برای مقاوم سازی ساختمان و یا بهسازی لرزه ای را در ساختمان یکی از راهکار هاست.
مقاوم سازی ساختمان برای هریک از دلایل فرسایش خاک، ضعف اصلاحات طراحی شده، کیفیت نامطلوب مواد یا ساخت وساز و همچنین خرابی ناشی از پیری ساختمان و یا بی توجهی در ساخت، موردنیاز است.
در این مقاله قصد داریم در مورد انواع روش های مقاوم سازی ساختمان صحبت کنیم.
مقاوم سازی ساختمان با روش های کلاسیک
بسیاری از ساختمان هایی که در ابتدا برای استفاده های خاصی ساخته شده اند با گذشت زمان به دلیل تغییر در استفاده و کاربرد آن ها باید بازسازی و مقاوم سازی شوند چراکه ممکن است به ظرفیت بارگذاری بیشتر نیاز داشته باشند. درنتیجه این تقاضاهای بار بالاتر، ساختارهای موجود باید دوباره ارزیابی شده و برای برآورده شدن نیازهای بار اضافی ممکن است مقاوم سازی ساختمان ضرورت یابد.
به طورکلی مقاوم سازی ساختمان ممکن است به دلیل تغییرات کد، بهسازی لرزه ای کمبودهای ایجادشده به دلیل اثرات زیست محیطی(مثل خوردگی )، تغییر در افزایش بار خدماتی و یا نقص ناشی از ساختار که به دلیل خطا در طراحی یا ساخت وساز ایجادشده است، ضرورت یابد.
برای سازه های فولادی و بتن آرمه، مقام سازی در برابر زلزله می تواند با استفاده از یکی از روش های مختلف نظیر شاتکریت، اتصالات قطعات پیش ساخته و چسباندن ورقه های فولادی، افزایش سطح مقطع بخش بتنی با بهره گیری از پوشش بتنی و کامپوزیت خارجی، فولاد پیوندی خارجی، تقویت خارجی عضو سازه ای با سیستم های پس از کشش خارجی یا داخلی و همچنین سایر روش ها و یا ترکیب آن ها، انجام شود.
پوشش بتنی یا ژاکت فلزی: جهت افزایش مقاومت فشاری، برشی و همچنین تأمین محصورشدگی برای افزایش شکل پذیری یا پیوستگی بتن و آرماتور می توان ابعاد تیر، ستون و فونداسیون را با استفاده از پوشش بتنی و یا ژاکت فلزی افزایش داد.
با توجه به اینکه با افزایش ظرفیت برشی، فشاری و محصورشدگی دیوارها، ستون ها، تیرها و دال ها ظرفیت باربری آن ها نیز در برابر بارهای جانبی زلزله و مقاوم سازی در برابر زلزله و قائم ثقلی افزایش می یابد بنابراین می توان از پوشش بتنی یا ژاکت فلزی برای مقاوم سازی ساختمان بهره برد و به عبارتی بهسازی لرزه ای را در ساختمان ایجاد کرد.
کابل های پس تنیده: ازآنجایی که عمل کشش سبب افزایش ظرفیت باربری عضو فعال شده و سازه ی فعلی را تقویت می کند بنابراین می توان از این روش کلاسیک مقاوم سازی ساختمان برای پیش تنیده کردن سازه های بتنی آرمه استفاده کرد.
دیوار برشی: برای تغییر سختی سازه بتنی یا فولادی می توان دیوار برشی را به آن پیوند زد. با اتصال دیوار برشی ظرفیت تحمل بارهای ثقلی سازه افزایش یافته و ظرفیت بارهای جانبی ناشی از زلزله نیز در آن افزایش می یابد که درنتیجه ی آن مقاوم سازی در برابر زلزله صورت می گیرد.
اضافه کردن بادبند فولادی: در این روش از مقاوم سازی ساختمان یک مهاربند فولادی به سازه بتنی اضافه می کنند که درنتیجه ی آن سختی و مقاومت برشی سیستم افزایش یافته و نیاز به شکل پذیری در آن کاهش می یابد. سیستم های مهاربند به دو شکل همگرا و واگرا موجود هستند.
با توجه به پرهزینه بودن سیستم های بادبند واگرا(EBF) و مشکلات موجود در اجرا و تأمین جزئیات تیر پیوند، این روش بسیار مرسوم نبوده ازاین رو بیشتر از سیستم های بادبند همگرا برای بهسازی لرزه ای ساختمان های بتنی و فولادی استفاده می شود.
شاتکریت بتنی دیوار: استفاده از شاتکریت بتنی برای مسلح نمودن دیوار بتنی یا مصالح بنایی یکی دیگر از روش های بهسازی لرزه ای است که در مقاوم سازی ساختمان بسیار مؤثر خواهد بود.
برای ایجاد شاتکریت بتنی ابتدا دیوار توسط شبکه های میله گردی کاملاً مهاربندی شده و سپس بتن پاشی با استفاده از دستگاه شاتکریت انجام می شود.
ایجاد انسجام مناسب در دیوار، افزایش مقاومت و شکل پذیری درون صفحه و برون صفحه از مزیت های این روش مقاوم سازی ساختمان است.
همچنین شبکه میله گرد ایجادشده بروی سطح دیوار و پاشیدن بتن بروی آن ها یک لایه بتن آرمه را بروی این مصالح بنایی ایجاد کرده که بهسازی لرزه ای و مقاوم سازی در برابر زلزله را افزایش می دهد.
مقاوم سازی سقف بتنی با استفاده از ورقه های فولادی: برای افزایش سختی، مقاومت و یکپارچگی کف ها و سقف های بتنی در ساختمان می توان از صفحات یا ورقه های فولادی جهت مقاوم سازی ساختمان استفاده کرد.
در این روش کنترلی، ورقه ها باید به صورت صحیح به سقف متصل و سپس مهار شوند.
برای پر کردن فضای بین سقف و ورقه ها از گروت یا مصالحی بر پایه اپوکسی استفاده می شود تا ضمن چسبندگی سبب بهبود و بهسازی لرزه ای و انتقال بار مناسب به سازه شوند.
مقاوم سازی ستون ها و تیرهای بتنی با صفحه های فولادی: جهت محصورسازی اجزای سازه های بتنی مثل تیرها و ستون ها و مصالح بنایی آن ها می توان از پروفیل ها و ورقه های فولادی استفاده کرد.
این روش مؤثر در مقاوم سازی ساختمان و بهسازی لرزه ای برای مقاوم سازی سازه های بتنی که اجزای آن ها مقاومت پایینی دارند بسیار مناسب است.