مقاوم سازی ساختمان های آجری ، اصولاً نگهداری یا بازسازی ساختمان های نسبتاً قدیمی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. بیهوده نیست که بدانیم در مقاوم سازی ساختمان های قدیمی بنایی و به خصوص باستانی ایران بیش از چهار نوع مصالح استفاده شده است. این مصالح خاک یا آجر ساخته شده از خاک، چوب، سنگ و الیاف گیاهی معروف به کاه بود. ساختمان هایی با استفاده از این مصالح ساخته شده اند که تا به امروز باقی مانده اند. با توجه به اقلیم و فرهنگ ایران، حفظ این ساختار ضروری و مهم است. این مسئولیت را بر عهده مهندسان می گذارد. در سازه های آجری عناصر ستون و تیر به شکل فعلی وجود ندارد. دیوارهای باربر عناصر باربر سازه هستند. بنابراین برای تعمیر ساختمان آجری باید دیوار حائل را تعمیر کرد. برای تقویت و مقاوم سازی دیوار آجری مناسب و مقاوم سازی باید با مشاور مقاوم سازی ساختمان مشورت شود. سازه ها در برابر نیروهای طبیعی مانند زلزله عملکرد بسیار ضعیفی از خود نشان می دهند. برای اثبات این گفته می‌توانیم چند مثال بزنیم: به عنوان مثال در ارگ بم خسارات ناشی از زلزله جبران ناپذیر است و در اثر ریزش بخشی از دیوار به دلیل ناپایداری ساختمان ها کل بنا آسیب می بیند. از طرفی عملکرد پایین ساختمان های بنایی و شکل پذیری بسیار پایین این ساختمان ها باعث شد که این ساختمان ها در آیین نامه جدید با دقت و جدیت بیشتری طراحی و ساخته شوند. تمهیدات ساخت ساختمان های بنایی شامل افزودن کلاف های افقی و عمودی به ساختمان است. که نقش بسیار مهمی دارد.  

روش های زیر برای تقویت دیوار باربر آجری:

روش های مختلفی برای تقویت دیوار آجری وجود دارد. این روش ها عبارتند از:

1. برای تقویت دیوار باربر از FRP استفاده کنید
2. یک قاب محیطی برای تقویت دیوار باربر اضافه کنید
3. پخش بتن شاکریت روی دیوارها و همچنین استفاده از میلگرد
4. اتصال دیوار و سقف را با استفاده از کلاف تقویت کنید
5. بهره مندی از پشت بندهای بتنی

هر یک از روش های ذکر شده ویژگی های خاص خود را دارد که می توان از آنها به اندازه کافی استفاده کرد.

 

انواع حالت های خرابی دیوارهای آجری

دیوارهای آجری معمولاً از دو نوع شکستگی اصلی رنج می برند که شامل پارگی داخل و خارج دال می شود. حالت های گسیختگی درون صفحه عبارت اند از شکست برشی، شکست برشی لغزشی و شکست خمشی. مودهای گسیختگی بیرون صفحه نیز عبارتند از شکست خمشی در راستای عمودی و شکست خمشی در راستای افقی.

شکست برشی:

شکست برشی زمانی اتفاق می افتد که دیوار باربر به دلیل بار عمودی زیاد و ارتفاع دیوار کمتر از طول آن باشد.

شکست برشی لغزشی:

شکست برشی زمانی اتفاق می افتد که مقاومت برشی دیوارهای تقریبا مربعی کم باشد و بار جانبی بیشتر از بار قائم اعمال شود.

شکست خمش:

شکستگی خمشی در دیوارهایی که دو برابر ارتفاع دیوار هستند دیده می شود. این شکست پس از شکستگی برشی ایجاد می شود. به عبارت دیگر، اگر مقاومت برشی دیوار خوب نباشد، گسیختگی برشی رخ می دهد. اما اگر مقاومت برشی کافی باشد، احتمال شکست خمشی وجود دارد.  

شکست خمشی در راستای عمودی:

عامل اصلی ایجاد این شکست، افزایش تنش کششی است. این شکستگی در صورتی رخ می دهد که ترک ها در جهت عمودی به دلیل این افزایش تنش باشند.  

شکست خمشی در راستای افقی:

علت اصلی این ترک افزایش تنش کششی است. این شکست در صورتی رخ می دهد که ترک در جهت افقی به دلیل افزایش تنش باشد. علاوه بر این، برای دیوارهای آجری که در نهایت به مقاوم سازی دیوارهای آجری نیاز دارند، ممکن است بین قاب ها خرابی رخ دهد:  

لهیدگی گوشه‌ها:

در صورت وجود اتصالات ضعیف در گوشه های دیوار، احتمال شکستگی وجود دارد.  

شکست فشاری قطری و ترک قطری:

اگر دیوار بین قاب ها نازک باشد، به دلیل نیروهای فشاری زیاد در وسط، احتمال پارگی فشار وجود دارد. اگر استحکام دیوار آجری بین قاب بالایی و خود قاب اصلی ضعیف باشد، ممکن است یک ترک مورب ایجاد شود.  

شکست قاب:

این پارگی در صورتی رخ می دهد که دیوار آجری مقاومت ضعیفی داشته باشد و چارچوب اصلی دارای اتصالات ضعیف باشد.  

سیستم سازه‌ای ساختمان آجری نیمه اسكلت

در سال های اخیر و قبل از ظهور استانداردهای لرزه ای، یکی از مهمترین روش های ساخت و ساز در شهرهای بزرگ، سازه های نیمه اسکلت بندی شده است. طبق دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود، ساختمان های بنایی معمولی آنهایی هستند که به طور سنتی بدون محاسبات مهندسی ساخته می شوند. سقف این ساختمان ها از آجر قوسی، طاق ضربی، چوب و ... ساخته شده است که عملکرد آن می تواند صلب یا انعطاف پذیر باشد. ساختمان آجری نیمه اسکلت در رده بناهای بنایی غیرمسلح قرار می گیرد. اما به دلیل وجود ستون های فلزی مرکزی از سایر ساختمان های غیرمسلح متمایز می شود. سیستم باربر جانبی در این نوع سازه ها دیوارهای آجری است که معمولاً از دو دیوار بلند موازی در جهت طولی تشکیل می شود. در این نوع ساختمان ها در جهت عرضی به دلیل جهت ضربه ای سقف های طاق دار نیازی به دیوارهای باربر نیست و ورودی ساختمان معمولاً با اسکلت درب و پنجره فلزی به ارتفاع کف بسته می شود. معمولاً دیوار باربر دیگری در جهت عرضی و انتهایی ساختمان وجود دارد که در برخی موارد به دلیل وجود نورگیر تمام عرض ساختمان را نمی پوشاند. دو نوع کلی از چیدمان دیوارهای باربر را می توان در سازه های نیمه قاب مشاهده کرد. نوع اول دارای دیوارها یا دیوارهای باربر در جهت عرضی ساختمان است و معمولاً در انتهای ساختمان قرار دارند و رفتار این نوع ساختمان ها تحت تأثیر پیچش قرار می گیرد. در نوع دوم دیوار باربر قابل قبولی در جهت عرضی وجود ندارد و سازه در جهت عرضی فوق العاده حساس است.

 

راه حل های مقاوم سازی دیوار آجری :

با توجه به حالت های خرابی دیوارها و قاب های آجری، راه حل های مختلفی برای مقاوم سازی دیوارهای آجری پیشنهاد می شود. در صورتی که حالت پارگی یکی از شرایط ناشی از ضعف دیوار است، استفاده از توری و شاتکریت بر روی آن توصیه می شود. این روش باعث افزایش ضخامت دیوار و نازک شدن آن می شود. هرچه دیوار نازکتر باشد، از گسترش آسیب بیشتر به دیوار جلوگیری می شود. کاربرد شاتکریت و مشبک دو طرفه یا یک طرفه ساخته می شود. این تا حد زیادی به دسترسی به دیوار بستگی دارد. می توان از توری های فولادی، پلاستیکی یا شیشه ای استفاده کرد. می توان از میخ های فولادی برای ایجاد رفتار صاف بین دیوار و لایه بتنی جدید استفاده کرد. یکی از راه حل های مقاوم سازی برای دیوارهای آجری پس از مشاوره مقاوم سازی ساختمان استفاده از فیبر کربن و شیشه FRP است.  

مزایای مقاوم سازی با FRP:

 

• یکی از مهمترین ویژگی های این کامپوزیت ها وزن بسیار کم آنهاست.
• استحکام کششی بالا
• آنها بسیار نازک هستند و بنابراین فضای بسیار کمی را اشغال می کنند.
• استفاده آسان، به حداقل نیروی انسانی و زمان نیاز دارد
• از این رو مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارد که از اجزای زیرین در برابر مواد خورنده محافظت می کند.
• رسانایی را می توان در سازه های مختلف استفاده کرد.
• انعطاف پذیری بالایی که امکان استفاده از این پوشش ها را در فضاهای مختلف فراهم می کند.

روش های گوناگون مقاوم سازی ساختمان های آجری :

 

• مقاوم سازی ساختمان بنایی با FRP
• مقاوم سازی ساختمان بنایی باافزودن قاب پیرامونی
• مقاوم سازی ساختمان بنایی با افزودن میلگرد وپاشیدن بتن شاتکریت به دیوارها
• مقاوم سازی دیوار های بنایی با افزودن کلاف در محل اتصال دیوار و سقف
• مقاوم سازی ساختمان بنایی با روش استفاده از پشت بندهای بتنی

عوامل موثر بر تخریب ساختمان های آجری در هنگام زلزله:

 

• استفاده از آجرهای بی کیفیت
• کاربرد ضعیف ملات
• بی نظمی پلان در جهت عمودی
• ضعف دیوارهای باربر
• عدم وجود عناصر محدود کننده عمودی
• وجود کنسول و بالکن نامناسب

در ساخت دیوارهای باربر بهتر است مصالح ساختمانی با کیفیت بالا را انتخاب کنید. در این زمینه کیفیت ملات مصرفی نیز حائز اهمیت است که در چنین مواقعی در هنگام زلزله به ساختمان آسیب وارد می کند. ضمناً دیوارها باید تا حد امکان منظم و متقارن نسبت به دو محور اصلی باشند.  

مشاور مقاوم سازی دیوار آجری

طول کلی دیوارهای باربر مهمترین عامل ایجاد خسارت در هنگام زلزله است. خمش و برش بیش از حد باعث پارگی صفحه بسته به نسبت عناصر تقویت نشده سازه های بنایی می شود. علاوه بر این، عناصر نگهدارنده باید در طرفین و انتهای دیوارهای باربر و در دو طرف درها و بازشوها تعبیه شود. اگر شتاب مولفه عمودی زیاد و وزن کنسول زیاد باشد، وزن کنسول عامل مهمی در هنگام وقوع زلزله خواهد بود.ابعاد کنسول و بیرون زدگی آن در حین ساخت باید کاملا در نظر گرفته شود. استفاده از خشت خام به عنوان آجر یکی از عوامل اصلی آسیب دیدن ساختمان ها است.  

نحوه ی مقاوم سازی سازه های آجری به کمک سیستم های جذب انرژی (دمپر)

در روش های کنترل غیرفعال ساختمان مانند استفاده از جاذب های ویسکوز و ویسکوالاستیک، انرژی جذب شده توسط حرکات قوی زمین توسط جاذب ها جذب می شود و سازه اصلی اجازه ورود به ناحیه غیر خطی را ندارد. این امر باعث افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله با پس لرزه های طولانی تر (که طبیعتا شدیدتر هستند) یا به عبارتی احتمال ریزش سازه در برابر این زلزله ها را کاهش می دهد. سیستم های جذب انرژی (Dampers) مبتنی بر افزایش ضریب میرایی ساختمان هستند. مهمترین اثر میرایی کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان به نیروهای وارده و در نتیجه هدر رفتن بیشتر انرژی ارتعاشی قبل از رسیدن پاسخ سازه به حد نهایی است. ساطع کننده های انرژی را می توان بر روی تکیه گاه ها، بست ها و اجزای غیر سازه ای در ساختمان های موجود یا مکان های مناسب دیگر قرار داد. اما ساده ترین و پرکاربردترین آن استفاده از دمپر در براکت است که در تمامی طبقات ساختمان قابل استفاده است. استفاده قابل مشاهده از ضربه گیر در برخی از انواع با در نظر گرفتن دغدغه های زیبایی شناختی، هیچ گونه مشکلی در معماری ایجاد نمی کند.

 

دلیل ضعیف بودن ساختمان های خشتی در برابر زلزله:

• ناسازگاری قسمت های مختلف مانند سقف و دیوار و دیوارها با فونداسیون
• عدم رعایت مقررات
• از سیستم های ساختمانی مقاوم در برابر گرانش و نیروهای جانبی استفاده نکنید
• عدم طراحی و محاسبه سازه
• از پروفیل های بسیار ضعیف برای تیرها و ستون ها استفاده کنید
• استفاده از پروفیل های بسیار ضعیف برای تیر و ستون
• عدم اتصال مناسب دیوارهای متقاطع
• اجرای نادرست دیوارهای چینی

در سازه های آجری عناصر اصلی دیوارهای برشی هستند که در هنگام زلزله نیرو را به سقف و دیوارهای عرضی منتقل می کنند. و یکی دیگر از بخش های مهم سقف این است که باید به اندازه کافی یکپارچه باشد تا نیروی لرزه ای را به دیوار برشی منتقل کند. در واقع استفاده از دیوار برشی در ساختمان ها یکی از روش های مقاوم سازی سازه های آجری است. به دلیل سختی بیشتر دیوار برشی نسبت به قطر، تعداد دهانه های مورد نیاز برای ساخت دیوار برشی کمتر از دهانه های مورد نیاز برای قطر است. برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموت های دورپیچ ستون یا بولت به عنوان برش گیر،در ارتفاع ستون استفاده کنید. در مورد استفاده از دیوار برشی،به علت نیروی زیادی که در پی دیوار برشی به وجود می‌آید، احتمالا باید به آن توجه کرد که، نیاز به شمع دارد تا بتواند نیرو‌ها را به زمین منتقل نماید.

مقاوم سازی سازه آجری با شاتکریت:

یکی از روش های جدید برای بنایی و آجری مقاوم سازی استفاده از شاتکریت روی دیوار است.این روش عمدتاً برای دیوارهای آجری که درجاتی از آسیب به آنها وارد شده است، اعمال می شود. این روش در افزایش مقاومت دیوار بسیار موثر است.

1. ابتدا باید دیوار را با برداشتن قسمت های سست آماده کرد.
2. باید سعی کنید دیوار را خیس کنید، اما مراقب باشید زیاده روی نکنید.
3. دیوار را در فواصل زمانی معین سوراخ کنید.

در مرحله بعد توری فولادی را به این سوراخ ها چسباند و در نهایت بتن آماده شده را روی این توری فولادی پاشید. در این روش گاهی در مواقع لزوم شیارها و ترک های عمودی در دیوار ایجاد می شود که پس از خشک شدن بتن اتصال بسیار محکمی بین پوشش بتنی و دیوار آجری ایجاد می کند و از طرفی مقاومت خمشی را افزایش می دهد.   آخرین کلام بسته به آب و هوای هر شهر از مصالح مختلفی برای ساخت دیوارها و خانه ها استفاده می شود.یکی از متداول ترین مصالحی که می بینیم آجر است. اگر ساختمان شما قدیمی است و نیاز به مقاوم سازی دارد، باید از دیوار حائل مراقبت کنید. دیوار باربر به عنوان دیوار حمال نیز شناخته می شود و وظیفه تحمل کردن وزن کل سازه را بر عهده دارید.از این رو به منظور جلوگیری از خسارت نیاز است تا به مقاوم سازی دیوار حمال بپردازید.