15 روش مقاوم سازی ساختمان اسکلت فلزی و بتنی

مقاوم سازی ساختمان مبحثی است که در ارتقا سطح ایمنی و مانایی یک پروژه عمرانی اهمیت زیادی دارد. اگر در مورد آن با حساسیت عمل نکنید، به طبع خطرات جبران‌ناپذیری ایجاد می‌کند. بر مبنای این موضوعات، در ادامه ضمن بررسی مهم‌ترین راهکارهای مقاوم ‌سازی ساختمان، با 15 روش کلیدی آشنا می‌شویم. پیش‌ازاین در مورد تفاوت اسکلت فلزی و بتنی صحبت کردیم. اما لازم می‌دانیم اشاره‌ای داشته باشیم به عمده‌ترین روش‌های مقاوم سازی ساختمان.

1. استفاده از مهاربند و بادبند

شاید پیش از هر چیزی در مورد این موضوع برای شما این سوال ایجاد شود که آیا می‌توان از مهاربند و بادبند در هر شرایطی استفاده کرد؟ در این مورد باید گفت که قاب‌های مهاربندی هم محور و برون محور عموماً می‌توانند بهترین و کلیدی‌ترین تکنیک باشند. البته در قاب‌های مهاربندی هم محور، محورهای خنثی مانند تیرها، اعضای مهاربندی و ستون‌ها در یک نقطه مشترک با هم تلاقی می‌شوند. در نتیجه ممکن است که کمی فشار برون محوری ایجاد گردد. بهره‌گیری از مهاربندها و بادبندها از جمله مهم‌ترین روش‌های  است. در واقع درست مانند مثلث که اگر خطوط تشکیل‌دهنده آن تغییر اندازه ندهند زاویه بین همیشه ثابت می‌ماند. در مهاربندها نیز می‌توان از یک تکیه‌گاه استفاده کرد تا از حرکات اضافه جلوگیری شود.

2. مقاوم‌ سازی با دیوار برشی

یکی از مبناهای دیگر برای مقاوم ‌سازی سازه‌های بتنی و فلزی، استفاده از الحاق یا پیوست دیوار برشی خواهد بود. سازه‌های بتنی را می‌توان بنا به نیاز در مقابل تحمل بارهای جانبی مقاوم ‌سازی کرد. یکی از متداول‌ترین راهکارها دیوار برشی است. در این صورت شما می‌توانید سختی سازه را نیز به دیوار برشی متکی کنید. دقت کنید که دیوار برشی در بحث مقاوم سازی ساختمان انواع مختلفی دارد و باید در تمامی آن‌ها، توجه به کیفیت و نظارت اجرا خیلی بالا باشد. می‌توان گفت که دیوارهای برشی در حال حاضر اقتصادی تر از انواع قاب‌ها هستند و تغییر مکان را تا حد 70 درصد کنترل می‌کنند. البته شما هیچ‌گاه نمی‌توانید بر مبنای داده‌هایی که در سطح اینترنت در این مورد وجود دارد همه چیز را پیش‌بینی کنید. استفاده از کتب ویژه نظام‌مهندسی در مورد نحوه اجرای پروژه‌های عمرانی، راهکار کلیدی است.

3. استفاده از مصالح FRP (اف آر پی)

درصورتی‌که قصد شما مقاوم سازی ساختمان در مقابل رانش و ارتعاش است. می‌توانید از پلیمرهای مسلح شده با الیاف استفاده کنید که به‌اختصار با عنوان FRP نیز شناخته می‌شوند. از جمله الیافی که در این زمینه استفاده می‌شود شیشه و کربن خواهد بود. استفاده از مصالح frp در هنگام اجرای پروژه‌های عمرانی و مقاوم‌سازی آن‌ها البته موضوع جدیدی نیست و از دهه‌ها پیش، در کشورهای پیشرفته و صنعتی انجام می‌گردد. حتماً در هنگام خرید مصالح اف آر پی به سراغ شرکت‌های معتبر بروید و در مورد قیمت هم باید بگوییم که بیش از حد ارزان بودن این محصولات موضوع مهمی است که باید نسبت به آن حساس باشید.

4. بهره‌گیری از قابل خمشی

قابل‌های خمشی بر خلاف تمامی روش‌ها، هیچ عضو اضافه‌ای به سازه نمی‌افزایند. در مقابل این موضوع باعث می‌شود که در مقابل زمین‌لرزه مانند یک موم ساختار حرکتی را به خود بگیرند اما از خرابی‌های گسترده جلوگیری کنند. دار واقع از انعطاف خود درست مانند یک تشک استفاده می‌کنند.

5. استفاده از کامپوزیت الیاف

استفاده از الیاف در ستون‌ها، یکی از مهم‌ترین راهکارهای مقاوم سازی ساختمان خواهد بود. در این حالت شکل‌پذیری سازه در مقابل بارهای اضافه تا حد زیادی افزایش می‌یابد. در نتیجه مقاومت در مقابل زلزله و خوردگی نیز تا 50 درصد بهبود می‌یابد.

6. بهسازی لرزه‌ای سازه

در مقابل تمامی روش‌های مقاوم سازی ساختمان که به آن‌ها اشاره کردیم. یکی از بهترین و به‌روزترین گزینه‌ها، استفاده از سه روش دیوار برشی، قابل خمشی و جداسازی لرزه‌ای است. در تمامی این روش‌ها، می‌توانید از میراگر و بادبند هم استفاده کنید که بهره‌گیری از هرکدام، مزیت‌های خاص خود را دارد.

7. میراگر

میراگر در واقع مناسب ساختمان‌هایی است که تعداد طبقات بالا دارند. تجهیزات ویژه‌ای هستند که سبب جذب انرژی وارده بر سازه می‌شوند و اثرات مخرب زمین‌لرزه را تا 99 درصد کاهش می‌دهند. این ساختارها از روش مقاوم‌سازی استفاده می‌کنند. میراگرها نیز البته به روش‌های مختلفی اجرا می‌شوند و کنترل ارتعاشات در سازه نیز عملاً یا فعال و یا غیرفعال خواهد بود. در تمامی تکنیک‌ها، باید به این اصل توجه داشته باشید که میراگرها می‌توانند از هزینه‌های اضافه نیز جلوگیری کنند. کنترل ارتعاشات خفیف در ساختمان‌ها، کاهش هزینه تعمیر و بازسازی، رفتار چرخه‌ای و پایدار و دردسترس‌بودن تکنولوژی ساخت موردنیاز از جمله اصلی‌ترین و پایه ترین مواردی است که باعث می‌شود مقاوم سازی ساختمان اسکلت‌های فلزی و بتنی با بهره‌گیری از این متریال چندبرابر آسان‌تر شود.

8. استفاده از بادبند

بادبندها چه در ساختمان‌های بتنی و فلزی قابل‌استفاده هستند. اما به‌هرحال در ژاپن از آن استفاده می‌شود و اگر به‌درستی تمامی مراحل آن رعایت نشود نمی‌تواند نتیجه مطلوبی داشته باشد. در این روش از یک قاب مخصوص فلزی استفاده می‌شود و سپس بادبندها و پانل‌ها نصب می‌شوند. مانند حالت اول بادبند حتی ممکن است به‌صورت مستقیم و به‌وسیله جوش نیز متصل شود.

اطلاعات بیشتر درباره بادبند: مهاربند یا بادبند چیست؟ مزایای استفاده از آن

9. تقویت ستون‌ها

ستون‌ها بخش مهمی از ساختمان هستند که تحمل کلی وزن را بر عهده دارند. درصورتی‌که ساختار استانداردی نداشته باشند به‌مراتب دچار مشکل می‌شوند. برای رفع این مشکل معمولاً تقویت ستون‌ها یک راهکار است. اضافه‌کردن دیوارهای دو طرف ستون، افزایش ظرفیت ستون و توزیع پلان‌ها در هنگام تقویت از جمله مهم‌ترین روش‌های مقاوم سازی ساختمان است.

10. اضافه‌کردن دیوار جانبی

یکی دیگر از تکنیک‌های مقاوم سازی ساختمان، استفاده از دیوار جانبی خواهد بود. در واقع این کار سبب می‌شود که جلوی شکست برشی ستون‌ها گرفته شده و شکل‌پذیری آن‌ها نیز بهتر شود. همین‌طور یکدست کردن مقاومت و سختی و افزایش قدرت خمش ستون، از جمله مهم‌ترین عناصری است که باید در این مورد به آن دقت کنید. در اکثر موارد، زلزله‌ها باعث شده‌اند که ستون‌های برشی خرد شوند. برای جلوگیری از این مشکل می‌توان از آن‌ها در مقابل این فشار خمشی حمایت کرد. برای این کار می‌توان از دیوار جانبی استفاده کرد.

البته برای این کار می‌توانید از 8 تکنیک که در این مورد وجود دارد هم استفاده کنید.

11. استفاده از ورق فلزی در ستون

اگرچه قیمت ناودانی و قیمت نبشی ساختمانی در بازار به‌گونه‌ای است که می‌توانند گزینه‌های مناسبی برای مقاوم ‌سازی سازه‌های بتنی و فلزی باشند. اما به‌هرحال استفاده از ورق فلزی برای پوشش ستون هم‌روشی است که می‌توانید  از آن استفاده کنید. بر مبنای این روش، استفاده از بدنه ساخته شده از ورق است که در اطراف ستون قرار گرفته و اساس مقاوم سازی ساختمان خواهد بود. در این حالت تقویت روی باربری محوری و برشی انجام می‌گردد.

12. استفاده از نبشی و تسمه فلزی

نبشی کشی ساختمان هم روش دیگری است که این روزها به محبوبیت زیادی رسیده و در آن شما باید از پوشش تسمه و نبشی استفاده کنید. برای این کار چهار عدد نبشی در چهارگوشه ستون نصب می‌شود و به‌وسیله تسمه‌های پیوسته فلزی به هم متصل می‌شوند. سپس فضای بین این تسمه‌ها و ستون‌ها با تزریق ملات ماسه و سیمان پر می‌شود. استفاده از نبشی می‌تواند یک روش عالی باشد. قیمت نبشی ساختمان مناسب است و می‌توانید از وب‌سایت پیوان برای استعلام آن استفاده کنید. البته دقت کنید که کل پروسه باید تحت‌نظر سازمان نظام‌مهندسی انجام گیرد و درصورتی‌که بخشی از آن خطا انجام شود، نه‌تنها نتیجه‌ای نخواهد داشت، بلکه سبب صرف هزینه‌های گزاف و اضافه می‌شود.

13. استفاده از میلگردهای طولی و خاموت

در ارائه سیزدهمین مبحث از مقاوم سازی ساختمان در مورداستفاده از بتن مسلح با میلگردهای طولی و خاموت صحبت می‌کنیم. در این حالت میلگردهای طولی به میزان لازم در چهار سمت ستون قرار گرفته و این میلگردها با استفاده از خاموت به هم متصل می‌شوند. سپس فضای خالی میان میلگردها و ستون‌ها با پوشش بتن به ضخامت 10 سانتی‌متر و گاهی با تلرانس کم‌تر پر می‌شود. رفتار این ستون‌ها معمولاً در بررسی‌هایی که انجام شده در این حالت بسیار استاندارد بوده و به‌هیچ‌عنوان خطرساز نخواهد بود.

14. شبکه‌های سیمی جوش‌خورده

روش دیگر که این روزها هم مورد توجه پیمانکاران ساختمانی قرار گرفته است، استفاده از شبکه‌های سیمی به‌هم‌پیوسته خواهد بود. این کار باعث می شود که بار روی سیستم برشی و محوری ساختمان به‌مراتب کم‌تر شود. همین‌طور میزان شکل‌پذیری ستون‌ها نیز افزایش پیدا کند و در نهایت، ضعف خمشی ستون جبران نمی‌شود زیرا حدفاصل بین طبقات اصلی‌ترین حوزه اجرایی آن خواهد بود.

15. استفاده از تیر بتنی با فولاد

مهم‌ترین مزیت‌هایی را که استفاده از فولاد با مقاومت ساختاری زیاد در سازه‌های بتنی وجود دارد، در ادامه و درون این جدول به شما شرح خواهیم داد.

کاهش میزان تراکم میلگردها در سازه بتنی

کاهش کلی مدت‌زمان ساخت‌وساز بخصوص در پروژه‌های عمرانی بزرگ

کم‌تر شدن هزینه‌های اضافه خرید میلگرد و جابه‌جایی و همین‌طور جاسازی آن‌ها

کم‌تر شدن سطح مقاطع در ساختمان

بهتر شدن کیفیت کلی پروژه عمرانی

در واقع این روش سبب می شود که خصوصیت‌های کششی، منحنی تنش و کرنش در میلگردها به حد مناسبی کم‌تر شود. آزمایش‌های مرتبط در این مورد نشان می‌دهد که تعیین طول مهار باید بسته به هر نوع پروژه به‌صورت جداگانه انجام شود. ضمن این که در اجرای این‌گونه پروژه‌ها باید به چند موضوع مهم دقت کنید. اول این که وصله‌های مکانیکی به‌اندازه باشند و دوم این که یک رابطه عمومی بین محاسبه سختی و استفاده از میزان مصالح نیز وجود داشته باشد.

نتیجه‌گیری

در بحث‌های بهترین تکنیک‌های مقاوم سازی ساختمان به طبع در کنار ایمنی بالاتر، هزینه نیز اصلی مهم خواهد بود. در مورد بهترین تکنیک‌های قابل‌استفاده در این حوزه صحبت کردیم و به این موضوع هم اشاره داشتیم که مقاوم سازی ساختمان سبب بهبود عملکرد پیکره بتنی و فلزی در مقابل ارتعاش‌ها تا 90 درصد می‌شود.