مقاوم سازی بتن ، بتن یکی از پرکاربرد ترین مصالح در ساختمان سازی است. استفاده از بتن در ساختمان ها و سازه ها نیاز به مقاوم سازی دارد. مقاوم سازی بتن به روش های مختلفی انجام می شود. در واقع با مقاوم سازی استحکام سازه و طول عمر آن افزایش می یابد. گاهی اوقات یک سازه ممکن است به دلیل تغییر کاربری یا افزایش تعداد طبقات به مقاوم سازی نیاز داشته باشد. در اینجا چند روش مقاوم سازی بتن و به دنبال درباره سازه ها و مقاوم سازی سازه های بتنی آورده شده است.

آشنایی با روش های مقاوم سازی بتن

1- مقاوم سازی بتن با FRP

یکی از روش های مقاوم سازی بتن استفاده از FRP است که ترکیبی از الیاف و رزین است. این مواد به سطح زیر بتن می چسبند و از آن محافظت می کنند.

 

2- افزایش ابعاد، تیر، ستون و فونداسیون

اعضای سازه های بتنی را می توان با روکش های بتنی یا فولادی تقویت کرد. این امر بتن و آرماتور را پوشش می دهد و مقاومت برشی و فشاری را افزایش می دهد.

3- پس کشیدگی یا پیش تنیدگی

روش دیگر مقاوم سازی بتن استفاده از مقاوم‌سازی ساختمان با پیش تنیدگی و پس کشیدگی است. این روش برای پیش تنیدگی سازه های بتن آرمه استفاده می شود. کشش باعث تقویت سازه باربر می شود.

4- دیوار برشی

با افزودن دیوار برشی به سازه بتنی می توان صلبیت سازه را افزایش و ظرفیت تحمل بارهای جانبی و ثقلی را افزایش داد.

5- بادبند

استفاده از بادبند در سازه های بتن آرمه باعث افزایش صلبیت و شکل پذیری سازه و همچنین مقاومت برشی سازه می شود. استفاده از بادبندهای همگرا یکی از ارزان ترین و عالی ترین روش های مقاوم سازی بتن است.

6- استفاده از ورق های فولادی

استفاده از ورق های فولادی نیز روش موثر مقاوم سازی است. این پوشش ها کاملا به سقف چسبیده و فضای بین سقف و ورق با مواد رزین اپوکسی پر می شود.این مواد چسبندگی خوبی دارند و در برابر زلزله و انتقال بار مقاومت خوبی از خود نشان می دهند. مهمترین کاربرد ورق های فولادی افزایش مقاومت سقف های بتنی می باشد.

7- استفاده از جداسازهای لرزه ای

مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله با جداسازی لرزه ای در سطح پایه ساختمان قرار می گیرند تا جدایی جنبشی بین سازه و زمین ایجاد کنند. این جداکننده ها از ریزش سازه در هنگام زلزله جلوگیری می کنند. این روش مقاوم سازی بتن فقط در ساختمان هایی با وزن و ارتفاع معین قابل استفاده است.

8- استفاده از شاتکریت بتن

از شاتکریت می توان برای تقویت دیوارهای بتنی و افزایش مقاومت استفاده کرد. در این روش یک توری تقویتی بر روی دیوار قرار می گیرد و فرآیند بتن پاشی با شاتکریت انجام می شود. این امر استحکام و انسجام دیوار را افزایش می دهد.

9- مقاوم سازی اتصالات

یکی دیگر از روش های مقاوم سازی اتصالات بتن است. در قاب های خمشی بتن آرمه اتصال تیر به ستون یکی از مهمترین قسمت های عملکرد قاب بتن آرمه می باشد. با افزایش عملکرد گره اتصال می توان استحکام ساختمان را افزایش داد. برای مقاوم سازی اتصالات می توان از روش های مختلفی استفاده کرد.

 

10- استفاده از سیستم های جذب انرژی

سیستم هایی که جاذب انرژی هستند و انرژی حاصل از حرکات زمین را جذب می کنند و از خروج ساختمان از محل جلوگیری می کنند. این سیستم می تواند باعث ایجاد مقاوم سازی بر اساس افزایش ضریب میرایی ساختمان شود. با کاهش نسبت میرایی، دامنه نوسانات ساختمان نیز کاهش می یابد.

مقاوم سازی سازه ها چگونه باید انجام شود؟

نیاز به مقاوم سازی سازه ممکن است ناشی از عوامل مختلفی باشد، ابتدا باید بررسی شود که آیا امکان مقاوم سازی وجود دارد یا خیر و برآورد هزینه مقاوم سازی ساختمان مقرون به صرفه تر است یا هزینه تخریب و بازسازی سازه. از آنجایی که گاهی اوقات مقاوم سازی پرهزینه است، مهندسان دستور تخریب و بازسازی را می دهند. مقاوم سازی ممکن است ناشی از عوامل مختلفی مانند نقص در طراحی و اجرای سازه، تغییر کاربری سازه و از دست رفتن مقاومت برخی از عناصر سازه باشد.

ضعف اصلی سازه های بتنی چیست؟

طراحی یا اجرای نامناسب سازه های بتنی، پیچیدگی جزئیات اجرا که باعث کاهش دقت اجرا می شود، تخریب بتن در اثر حمله سولفات، تخریب بتن در اثر حمله کلرید، کربنات شدن در بتن، واکنش قلیایی سنگدانه ها در بتن، انبساط در سطح بتن، نمک ها که هر کدام به نحوی به بتن آسیب می رسانند و از عملکرد مورد انتظار بتن منحرف می شوند.

انواع مختلف سازه ها

سازه معمولاً مجموعه ای از اعضای به هم پیوسته است که برای ذخیره، حمل یا تحمل بارها ساخته شده است. نمونه هایی از سازه های ساده عبارتند از : خرپاها و قاب ها. انواع پیچیده‌تر دیگر سازه‌ها شامل پل‌ها، سدها، تونل‌ها، آبرو و سازه‌های دریایی و هوایی است. این سازه ها در مواقعی مانند زلزله می توانند آسیب ببینند که در این صورت مقاوم سازی سازه مورد نیاز است.

مراحل مقاوم سازی سازه

•     در مرحله اول باید اولین تعیین و بررسی سازه انجام شود.
•     تهیه اطلاعاتی در مورد ظاهر آن مربوط به مرحله بعدی است.
•     مرحله نهایی مقاوم سازی ساختار، حفاری مناسب برای آن است.

 

مقاوم سازی سازه در بخش های مختلف

بر اساس قسمت های مقاوم سازی ساختمان می توان به موارد زیر اشاره کرد.

1- مقاوم سازی ستون ‌ها‌

یکی از قسمت های مقاوم سازی ساختار، مقاوم سازی ستون با نبشی است. مشکلاتی که در ستون های ساختمان به وجود می آید ممکن است ناشی از خروج از مرکز اجرای ستون ها در ستون U جدید به دلیل عمودی بودن ستون ها در دال باشد. قبل از بالا بردن سطح مقطع ستون ها باید گوشه های ستون ها شکسته و سطح بتن با سندبلاست و شستشو با فشار آب آماده شود. می توان از آن برای مقاومت کششی، فشاری و برشی، مقاومت فشاری و برشی در مقطع جدید با افزایش برش ستون ها از مقطع قدیمی استفاده کرد.

2- مقاوم سازی تیرها

بخش دیگری از مقاوم سازی ساختار سازه مقاوم سازی تیر فولادی هستند. برای تقویت تیرها در سازه برای مقاومت در برابر برش در ستون جدید، از دو خاموت برای عبور آرماتور تیر جدید از ستون استفاده می شود که یک براکت استاندارد U شکل است.

3- مقاوم سازی پل ها

از دیگر بخش های مقاوم سازی سازه می توان به مقاوم سازی پل ها اشاره کرد. نقش مهمی که پل ها پس از وقوع زلزله ایفا می کنند، ایجاب می کند که در برابر ضربه های زلزله مقاومت کنند. آسیب های وارد شده به پل ها به دو دسته آسیب های ناشی از پارگی خمش پایه و آسیب های ناشی از شکستگی برشی تقسیم می شوند.

مقاوم سازی سازه های بتنی

سازه های بتنی و مقاوم سازی سازه های بتنی ممکن است در حین ساخت با مشکل مواجه شوند و یکی از معایب سازه های بتنی این است که نیروی کاری که در کارگاه بتن را تهیه می کند در کارخانه قطعه سازی نمی کند و نیروی انسانی در فرآیند قطعه سازی با مشکل مواجه می شود. به عنوان مثال در پروژه های فولادی بیشتر مراحل اسکلت سازی به وسیله ماشین در کارخانه انجام می شود و فقط مونتاژ و نصب نهایی قطعات توسط نیروی انسانی در کارگاه انجام می شود.مرحله مونتاژ می تواند پیچ و مهره و اتصالات جوشی یا بتنی باشد. همچنین میزان کاربرد سازه های فولادی بسیار بیشتر از سازه های بتنی است، زیرا سازه های بتنی به زمان مشخصی برای گیرش بتن نیاز دارند و بقیه پروژه تا زمانی که سازه بتنی به استحکام خاصی نرسد نمی توان به سرعت به ساخت بقیه پروژه پرداخت.

علت مقاوم سازی سازه های بتنی چیست؟

به طور کلی، هر سازه ساخته شده ممکن است گاهی اوقات به دلیل عواملی نیاز به مقاوم سازی داشته باشد. که به صورت زیر به آن ها اشاره می شود:

•     وجود خطا در هنگام طراحی و اجرا
•     تخریب تمام یا بخشی از سازه در اثر سایش آرماتورهای فلزی
•     تغییرات را در کاربری ساختمان اعمال کردن
•     در برخی نقاط کیفیت پایین ساخت به دلایل مختلف باعث ایجاد شرایط نامطلوب در ساختمان و نیاز به اجرای مقاوم سازی سازه های بتنی در آن می شود.

موارد فوق از دلایل اصلی نیاز به مقاوم سازی سازه های بتنی می باشد. روش های طراحی سازه بتن آرمه باید بر اساس مقررات جاری و نکات ایمنی باشد تا اطمینان حاصل شود که سازه از ایمنی بالایی در هنگام بارهای مضر برخوردار است. بنابراین می توان اذغان داشت که مهندسان بعد از وقوع زمین لرزه نیز به مقاوم سازی سازه بتنی یا سازه فولادی نیز می پردازند، البته نکته بسیار مهم این است که قبل از ساخت سازه بتنی و سازه فولادی باید تمامی نکات مربوط به طراحی و اجرا رعایت شود. روش های طراحی سازه های بتن آرمه باید بر اساس آیین نامه روز و رعایت نکات ایمنی مربوط به آن باشد تا سازه از ایمنی بالا در هنگام بارهای آسیب زا برخوردار باشد.

مقاوم سازی سازه ها نسبت به چه عواملی باید صورت گیرد؟

باید بررسی کنیم که آیا سازه در برابر تنش مقاوم است یا خیر. مقاوم سازی سازه را می توان در برابر عوامل مختلفی مانند سیل، زلزله، طوفان و هرگونه شرایط طبیعی مخرب انجام داد. گاهی ممکن است سازه تغییر کاربری بدهد.

سازه های بتنی:

در سازه های بتن آرمه، همانطور که در قسمت های قبل توضیح داده شد، کلیه مراحل ساخت دیگر عناصر ساختمان مانند پی، تیر، ستون و دیوار برشی انجام می شود، به استثنای مرحله تولید آرماتورهای مورد نیاز برای بتن ساخته شده در کارخانه های فولاد توسط نیروی انسانی و عوامل در کارگاه، در نتیجه احتمال اشتباه در حین کار، کیفیت پایین اجرا و ساخت و فرآوری و عمل آوری نامناسب بتن می تواند مشکلات فراوانی را در سازه ایجاد کرده و عاملان را به سمت بتن و مقاوم سازی سازه های بتنی سوق دهد. مقاوم سازی بتن یا مقاوم سازی در سازه های بتنی به دلیل وجود عوامل انسانی در فرآیند ساخت بسیار بیشتر از مقاوم سازی سازه های فولادی است. مقاوم سازی سازه های بتنی ممکن است شامل یک یا چند قسمت از سازه باشند، بسته به اینکه نقطه ضعف در کجای سازه باشد، می توان در مورد روش مقاوم سازی بتن تصمیم گیری کرد. در حین اجرای سازه مقاوم سازی باید بدانیم که این کار از چه قطعاتی ساخته شده است و ابتدا باید چه تمهیداتی انجام شود اولین قسمت برای انجام مقاوم سازی بتن به شرح زیر است:

 

مطالعات اولیه آسیب پذیری سازه :

ذکر این نکته ضروری است که بحث مقاوم سازی ساختمان در مورد بهسازی لرزه ای سازه و ساختمان دو مقوله کاملا مجزا هستند و تفاوت های زیادی با یکدیگر دارند. بنابراین برای حل مشکل باید عضو یا عنصر مورد نظر دارای نقص بوده و قادر به تحمل نیروهای وارده از سازه به خود را نداشته تا بتواند نقش مناسبی در فرآیند کنش و تعامل داشته باشد و این مقاوم سازی ساختار باید به این صورت انجام شود. برای رفع عیوب عنصر سازه به طور کلی تا همانطور که اشاره شد سازه در هنگام نصب دچار مشکل نشود. اما هیچ نقصی در بهسازی سازه و بازیابی ساختمان در برابر زلزله وجود ندارد و تمامی مصالح و مواد مصرفی توسط نیروی کار کاملا ماهر در حین اجرا ساخته شده است. اما پس از بهره برداری از ساختمان برای مدت معینی و تغییر ضوابط طراحی سازه، پس از استفاده کارفرما از ساختمان و به ویژه بارهای لرزه ای بر سازه، ساختمان نمی تواند بارهای جانبی ناشی از زلزله را تحمل کند و نیازها تقویت و نیازمند تقویت و مقاوم سازی سازه مورد نظر در این خصوص می باشد. بنابراین برای قبول صحیح بودن محاسبات سازه مورد نظر در زمان طراحی و نیز فرض اجرا و عملکرد صحیح سازه در برابر نیروهای وارده بر آن، با استفاده از مقررات طرح بهسازی لرزه ای سازه و در نظر گرفتن تمامی موارد همچون ظرفیت های اعضای سازه ای و طراحی مقاوم سازی و کمک از اعضای قابل شکل گیری برای ارائه تقویت سازه را در نظر بگیرید.

هدف از تقویت سازه های بتنی چیست؟

مقاوم سازی ساختمان های بتنی به دلیل نیاز به افزایش ظرفیت باربری ساختمان، بارها، ناقص بودن ضوابط بکار رفته در حین ساخت،مشکلات و خطاهای اجرایی در طراحی سازه،فرسایش در طول زمان و تغییر کاربری و بسیاری از عوامل محیطی دیگر اجتناب ناپذیر هستند. کلام آخر در سازه های بتنی به دلیل آن که بعد از مدتی دچار خوردگی فولاد داخل آن می شود و همچنین ممکن است که در سازه های بتنی مشکلاتی در المان های سازه ایی آن به وجود آید ، به مقاوم سازی نیاز پیدا می کند . گاهی مقاوم سازی سازه ها از جمله سازه های بتنی مقرون به صرفه تر تخریب و ساخت دوباره سازه می باشد، به همین دلیل در مواقع ضروری که سازه بتنی با مشکل مواجه می شود اگر امکان مقاوم سازی بود ،این کار را انجام می دهند.