مقاوم سازی

همان طوری که می دانیم در یک زمین لرزه تنها چیزی که باقی می ماند خساراتی است که به اشکال گوناگون در سازه ها به جای می گذارد لذا مطالعات علمی در مورد نوع خسارت و چگونگی خسارت و شناسایی خسارت و ارزیابی سازه تحت اثر خسارت ایجاد شده جهت بهبود رفتار لرزه ای و ارائه راهکارهایی برای جلوگیری از ایجاد شدن خسارت بیشتردر اعضای سازه ها از جهات گوناگون یک امر ضروری در پایش سلامت سازه ها می باشد که باید مورد مطالعه دقیق توسط کارشناس ذیربط قرار گیرد البته این موضوع مهم است که دقت آیین نامه های مختلف، کیفیت مصالح استاندارد مورد استفاده شده در پروژه، کیفیت اجراء، و سایر نکات دیگر می تواند بر کاهش خسارات وارد بر سازه موثر باشند. مشخص نمودن میزان تغییرشکل های ایجاد شده تحت اثر چه پارامتری بوده است باید در حین بازدید و برداشت از محل های بحرانی و سونداژ و نمونه گیری و ارزیابی کل سازه می باشد که در مراحل بعدی جهت مشخص نمودن ضعف سازه اهمیت بسیار زیادی دارد. به عنوان مثال ممکن است تشخیص مشاور طرح از تغییرشکل های بزرگ ناشی از موارد زیر باشد:
1 – اعمال بارهای بیش از حد بر روی سازه است
2 – کاهش سختی سازه است
3 – کاهش مقاومت سازه به لحاظ تامین ظرفیت سازه ای است
4 – تغییر شرایط تکیه گاهی سازه است.

 

مراحل اصلی ارزیابی و توزیع خسارت و ترمیم سازه ها به شرح زیر هستند:
  • بازدید میدانی و عینی از سایت توسط مشاور طرح.
  • شناسایی نوع آسیب دیدگی در اعضای سازه ای و غیرسازه ای و ارائه در غالب گزارش کیفی (مطالعات مرحله اول).
  • بررسی راهکارهای ترمیمی کل سازه و اعضای سازه با استفاده از شیوه های نوین ترمیم و روش های مقاوم سازی.
  • مدل سازی و تحلیل عددی کل سازه با مصالح آسیب دیده و مشخص نمودن نرخ و توزیع خرابی در سازه.
  • تحلیل و طراحی سازه ترمیم شده متناسب با درنظر گرفتن سه عامل اصلی و اساسی هزینه – زمان اجراء – اجرایی بودن طرح.
  • ارائه گزارش مطالعات کمی (مطالعات مرحله دوم) به همراه ارائه طرح برتر ترمیم و مقاوم سازی کل سازه.
  • ارائه دیتیل های اجرایی ترمیم و مقاوم سازی به همراه توضیحات عمومی تشریح کامل هر یک از روش ها.

تعمیر و ترمیم سازه های بتنی که به دلایل مختلفی سازه مورد نظر آسیب دیده است می تواند به روش های مختلفی انجام شود. معمولا با توجه به وضعیت بتن و نظر کارشناسان سازه ممکن است راه حلهای مختلفی مانند بازسازی سطح بتن، ترمیم ترک ها و … در دستور کار قرار گیرد و این مهم باید توسط مشاورطرح پروژه به صورت کامل مورد ارزیابی قرار گیرد. هر کدام از این راه حل ها به روش های مختلفی می توانند انجام شوند.

مقاوم سازی ساختمان ایجاب می کند برای جنبه های اقتصادی و عمومی که نیاز می باشد، انتخاب راه حل مناسب و بهینه ای که بستگی به انواع مختلفی از معیارها دارد که مهمترین آنها هزینه کل، طول زمان ساخت و اجراء طرح مقاوم سازی (در نهایت با امکان استفاده مداوم از ساختمان و حفظ کاربری)، سهولت استفاده از تکنولوژی و غیره انتخاب گردد. طراحی لرزه ای براساس عملکرد از روش های جدید برای ارزیابی و طراحی مقاوم در برابر زلزله می باشد، در نظر گرفتن هدف بهسازی مناسب و انتخاب سطح عملکرد و سطوح خطر لرزه ای برای یک سازه مورد بررسی باید مشخص توسط مشاور طرح با لحاظ نمودن مشتری مداری مد نظر قرار گیرد. هدف از یک طراحی خوب طراحی بر پایه شکل پذیری می باشد به عبارتی تامین شکل پذیری تیرها و ستون یا ظرفیت تغییر شکل غیرارتجاعی تیرها و ستون ها است که این موضوع سبب بهینه شدن مقاطع و مصالح (متریال) می گردد اما در مقابل نیازمند رعایت و دقت بیشتر مهندسان طراح در اعمال جزئیات خاص و دیتیل های اجرایی دقیق با در نظر گرفتن ضوابط طرح لرزه ای برای المان های فیوز می باشد. در این حالت ظرفیت تغییر شکل غیرارتجاعی به عضو شکل پذیر که ظرفیت بالای شکل پذیری دار این امکان داده می شود وارد حوزه تغییرشکل های غیرارتجاعی (تغییرشکل های غیرخطی) شده و به مراتب دارای ظرفیت جذب انرژی بالاتری داشته باشد. در نتیجه توزیع خسارت و خرابی در المان ها و اجزای سازه ای اصلی افزایش می یابد و ممکن است که خرابی در سازه بیش از مقدار تغییرشکل ها و دوران های مجاز در هدف بهسازی سازه باشد که در  این صورت شناسایی و بررسی و ارزیابی آسیب پذیری با استفاده از تحلیل های غیرخطی و استفاده از تکنیک های ترمیم به همراه مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای صحیح و اصولی اعضاء سازه یا کل سازه می توان تا حد مطلوب باعث تامین هدف بهسازی معین شده در سطح عملکرد مورد انتظار و سطح خطر باشد.  

 

به عبارتی می توان بیان کرد که مقاوم سازی به نوعی ارزیابی سلامت سازه ای است زیرا که پایش سلامت سازه به ترتیب ذیل در سطوح زیر ساماندهی می شود:

  • شناسایی وجود خسارت و خرابی
  • مکان یابی خسارت
  • تشخیص نوع و نحوه خسارت
  • میزان خسارت به صورت (جزئی و کلی)

امروزه با توجه به پیشرفت علوم مهندسی در زمینه روش های مقاوم سازی ساختمان فراگیری روش های موجود مقاوم سازی ساختمان و جزئیات نقشه های اجرایی مقاوم سازی برای مهندسان امری ضروری می باشد زیرا نبود تخصص لازم جهت ارائه بهترین روش مقاوم سازی با توجه به ساختمان موجود و همچنین ارائه نقشه ها و جزئیات اجرایی دقیق باعث خسارات مالی جبران ناپذیر می گردد همچنین عدم دستیابی به عملکرد مطلوب ساختمان پس از ارزیابی آسیب پذیری در بسیاری از موارد حاصل نبود دانش فنی در این زمینه می باشد. روند تحلیل جهت ارزیابی آسیب پذیری سازه های موجود و ارائه طرح مقاوم سازی و نحوه تهیه نقشه های مقاوم سازی و همچنین جزئیات اجرایی مقاوم سازی انواع ساختمان ها در بخش های مختلف ساختمان از مهمترین حلقه مغفول می باشد که باید به آن توجه زیادی شود.

 

 

 

 

 

 

تعریف مقاوم سازی:

به صورت کلی و جامع در تعریف مقاوم سازی می توان بیان کرد که یکی از رایج ترین روش ها در یک سازه به جهت افزایش مقاومت و سختی و کنترل تغییرمکان های نسبی طبقات با رعایت محدودیت های تامین شکل پذیری ساختمان را مقاوم سازی می گویند. مقاوم سازی برای افزایش ضریب امنیت ساختمان ها در برابر خسارت های زلزله های احتمالی کمک کننده است. ساختمان ها به دلایلی ممکن است دچار ضعف های سازه ای شوند که در پی آن ساختمان ها به مقاوم سازی نیاز پیدا می کند.اگر هر ساختمانی بتواند در مقابل نوسانات متناوب در اثر زلزله که در ایران به طور معمول 25 تا 30 ثانیه به طول می انجامد، دوام بیاورد ساکنان ساختمان فرصت نجات خواهند داشت. به همین علت است که مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله از اهمیت برخوردار است. واژه مقاوم سازی ساختمان به جهت افزایش مقاومت ساختمان در مقابل نیروهای وارد به آن می نامند. مهم ترین نیرویی که به ساختمان وارد شده و آسیب هایی به آن می زند، شتاب زلزله است. برخی از متخصصان اصطلاح مقاوم سازی را کاملاً درست نمی دانند، زیرا که نتیجه مقاوم سازی ساختمان افزایش مقاومت آن نیست، بلکه بهبود عملکرد آن در مقابل نیروهای زلزله است. به همین علت هم بهسازی لرزه ای جایگزین بهتری برای مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله می تواند باشد.

اهمیت مقاوم سازی اجزای غیر سازه ای بسیار مهم است.

شرح ضریب امنیت ساختمان:

 ضریب امنیت ساختمان منوط به رعایت مسائل اجرایی و طراحی می باشد.

مسائل اجرایی عبارتند از استفاده نمودن از مصالح بتنی و فولادی دارای تاییدیه های معتبر ساختمانی و دارای مشخصات مهندسی منطبق با استانداردها و آیین نامه های داخل کشور باشد، اجرای مناسب ساختمان منطبق با اصول طراحی و رعایت مفاد آیین نامه ها و دستورالعمل های ساختمانی، … که با رعایت این موارد می توان تا حدی ضریب امنیت ساختمان را بالا پیش بینی کرد.

مسائل طراحی عبارتند از تغییراتی که در طول زمان در آیین نامه های زلزله و طراحی ساختمان اتفاق می افتد

با توجه به زمین لرزه های گذشته، نیاز شدید به ارتقاء ساختمان های موجود احساس شده است، و ساختمان های موجود باید در شرایط زیر تقویت شوند:

  • ساختمان هایی که براساس ضوابط طرح لرزه ای و دیتیل های طرح لرزه ای برای مقاومت در برابر نیروهای لرزه ای طراحی نشده باشند.
  • ساختمانهایی که ممکن است برای نیروهای لرزه ای طراحی شده باشد، اما براساس استانداردها و دستورالعمل های قدیمی (per old seismic codes) طراحی شده باشند. به عبارتی تغییراتی که در طول زمان در آیین نامه های زلزله و طراحی ساختمان ایجاد می شود که اکثراً پس از اتفاق افتادن زلزله های بزرگ، با انجام تحقیقات و به دست آوردن تجربیات و نتایج لازم، در آیین نامه ها تجدید نظر می شود و تغییراتی در آن صورت می گیرد مانند مقاوم سازی و بازسازی بافت های فرسوده
  • مقاومت جانبی ساختمان ها، امکان پشتیبانی از نیروی لرزه ای درمناطق لرزه ای در نظر گرفته شده با ضوابط قدیمی استانداردها و دستورالعمل ها یا برش پایه زلزله های قدیمی را ندارند
  • ساخت و ساز با کیفیت پایین
  • تغییر کاربری ساختمان مانند تبدیل یک ساختمان مسکونی به انبارواضافه شدن طبقات که منجر به افزایش آسیب پذیری و کاهش مقاومت اعضای سازه
  • بار توسط ستون به علت افزایش تعداد کف یا به علت اشتباهات در طراحی افزایش می یابد
  • تعداد و درصد آرماتورهای ستون و تیر براساس دستورالعمل ها به صورت دقیق و مطابق آیین نامه ها محاسبه نشده باشد
  • پس از بررسی مقطع ستون و یا تیر طبق کنترل معیارپذیرش ها در مقطع پاسخگوی ضوابط نشریات و دستورالعمل ها نباشد
  • میزان نشست در فونداسیون بیش از حد مجاز آیین نامه باشد که در این صورت منجر به مقاوم سازی ستون بتن آرمه خواهد شد
  • استفاده ازمصالح بدون کیفیت مانند اجرای بتن و مصالح فولادی مورد مصرف
  • عدم اصول نکات اجرایی و ضعف در اجرای ساختمان ها و عدم برآورده شدن نیازهای طراحی سازه
  • عدم رعایت اصول و نکات مندرج در نقشه های محاسباتی
  • عدم تجربه ناکافی در امر قضاوت مهندسی در حین اجراء ساختمان

به طور کلی به جهت ارزیابی مقاوم سازی می توان سازه ها را به شش بخش ذیل تقسیم بندی نمود:

  • سازه های ساختمانی با اسکلت (فولادی – بتنی ) قدیمی ساخت قبل از آخرین ویرایش استانداردها و آیین نامه های حاکم در کشور.
  • سازه های بنایی
  • سازه های با میراث فرهنگی و تاریخی
  • سازه های مسکونی دارای بافت قدیمی و فرسوده (قدیمی ساز) تقریبا فاقد سیستم باربر مقاوم در برابر بار جانبی
  • سازه های مسکونی دارای بافت تقریبا نوساز دارای سیستم باربر مقاوم در برابر بار جانبی
  • سازه های بلند مرتبه
  • سازه های با کاربری بیمارستان
  • سازه های نیمه اسکلت موجود
  • سازه های ساختمانی صدمه خورده از زلزله

 

جهت اخذ زمان مشاوره و جلسه حضوری با ما در ارتباط باشید

تماس با ما:
درخواست مشاوره: