مسکن به عنوان یکی از اصلی‌ترین نیازهای بشر شناخته می‌شود. از آنجایی که امروزه جمعیت مردم در سراسر دنیا بیشتر شده است این موضوع اهمیت و نمود بیشتری پیدا می‌کند. با توجه به آنکه امکان تخریب ساختمان‌ها و نوسازی آنها خیلی کم است، مقاوم‌سازی ساختمان می‌تواند بسیار ارزشمند باشد. افزایش عمر مفید ساختمان، سبک‌سازی آنها و تقویت بخش‌های مختلف مانند ستون‌ها، سقف و … می‌تواند در نهایت آسایش و امنیت ساکنین را حفظ کند. در حقیقت افزایش مقاومت ساختمان یک مبحث گسترده و وسیع است و در روش‌های مختلفی انجام می‌شود و مزایا و معایب مختلفی دارد که در ادامه مطلب به بررسی آن پرداخته خواهد شد.
مقاوم سازی ساختمان چیست؟
همان‌طور که از اسم آن پیداست تقویت و مقاوم کردن ساختمان‌ها در علم مهندسی عمران به معنی افزایش مقاومت یک سازه یا ساختمان در برابر نیروهای وارده می‌باشد و امروزه این اصطلاح بیشتر در مقابل زلزله استفاده می‌شود. به صورت کلی می‌توان گفت مقاوم‌سازی به مجموعه‌ای از روش‌ها عنوان می‌شود که به سازه امکان انجام وظایفی را می‌دهد که قبلاً در قبال آنها ناتوان بوده است هرچند که این اصطلاح پایه و اساس علمی ندارد چرا که منظور از مقاومت سازی قطعاً افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله نیست بلکه بهبود عملکرد اجزا در برابر نیروی زلزله می‌باشد. در حقیقت می‌توان گفت مقاوم‌سازی یکی از جنبه‌های بهسازی سازه‌ها است.
مزایای مقاوم سازی سازه چیست؟
مقاوم‌سازی سازه‌های مختلف می‌تواند از جنبه‌های متعددی مورد توجه قرار بگیرد و به مزایا و معایب آن پرداخته شود. این عملیات می‌تواند فواید مختلف و متعددی داشته باشد که مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر هستند:
- باعث افزایش ایمنی سازه‌ها در برابر نیروهای بیرونی مانند زلزله می‌شود.
- طول عمر ساختمان افزایش پیدا می‌کند.
- برای مدت‌های طولانی نیازی به بازسازی ساختمان و تعمیر آن وجود نخواهد داشت.
- در کاهش هزینه‌ها در بلند مدت بسیار مؤثر خواهد بود.
روش های مقاوم سازی ساختمان
به صورت کلی روش‌ها و متدهای مقاوم‌سازی ساختمان می‌تواند به نوع اسکلت و کاربری آن بستگی داشته باشد. پارامترهایی مانند شرایط اقتصادی، میزان نیاز سازه به مقاومت، مدت زمان موجود برای انجام عملیات تعمیر و ترمیم و … می‌توانند در انتخاب روش مقاومت سازی مؤثر باشند. مقاوم‌سازی سازه‌ها می‌تواند در بسیاری از موارد حتی از ساختن ساختمان از ابتدا نیز پیچیده‌تر باشد چرا که در ساخت ساختمان دسترسی به تمامی بخش‌ها امکان‌پذیر است و به‌راحتی می‌توان تغییرات مورد نظر را در آن اجرا کرد درحالی‌که در مقاوم‌سازی ممکن است به‌راحتی نتوان به بخش‌های مختلف دسترسی داشت. ازجمله رایج‌ترین روش‌های افزایش مقاومت ساختمان می‌توان موارد زیر را عنوان نمود:
مقاوم سازی با ژاکت فلزی و بتنی
استفاده از ژاکت فلزی باعث افزایش مقاومت و شکل‌پذیری سازه‌ها شده درحالی‌که وزن زیادی به سازه اضافه نخواهد کرد. در این روش مقطع المان‌ها در محل آسیب پذیرشان با استفاده از ورقه‌های فولادی به‌وسیله بولت به المان مربوطه متصل و تقویت می‌شوند. همانند کاشت میلگرد استفاده از ژاکت فلزی راحت‌تر از ژاکت بتنی است و استفاده از آن برای طبقات مختلف ساختمان نیز امکان‌پذیر است. ژاکت بتنی می‌تواند برای تیرها، ستون‌ها، دیوارهای برشی و فونداسیون استفاده شود و می‌تواند تأثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت این المان‌ها داشته باشد.
مقاوم سازی با damper
dampr یک جاذب هارمونیک یا لرزه‌ای است و می‌تواند انواع نوسانات و ارتعاشات مکانیکی موجود در سازه‌ها را جذب کند. استفاده از این روش می‌تواند در کاهش خرابی‌ها و آسیب‌های مختلف در ساختمان بسیار مؤثر باشد.
استفاده از جرم متمرکز پاندولی
از دیگر روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان‌ها خصوصاً در زمان زلزله استفاده از جرم‌های پاندولی است که با نام میراگر تنظیم شونده جرمی نیز شناخته می‌شوند. این میراگرها دارای سه پارامتر اصلی شامل جرم, استهلاک و سختی هستند و معمولاً در بام‌ها و کف ساختمان‌ها نصب می‌شوند. نحوه عملکرد این میراگرها به این شیوه است که با اثرگذاری بر روی فاز اول لرزشی سازه سبب کاهش دامنه پاسخ می‌شوند.
مقاوم سازی سازی با الیاف FRP
الیاف Fiber reinforced polymer معمولاً برای ترمیم و تقویت ساختمان سازه بتنی به کار می‌رود و با اجرای آن بر روی دال‌ها، تیرها، ستون‌ها، تونل‌ها، دیوارها و … در انواع سازه‌ها استفاده می‌شود. الیاف FRP از مزایای متعددی برخوردار است که مهم‌ترین آنها وزن سبک، طول عمر بالا، مقاومت عالی و … هستند. این روش همچنین می‌تواند یک روش مقرون‌به‌صرفه برای افزایش مقاومت سازه باشد و سرعت اجرای آن نیز بالا خواهد بود.
مقاوم سازی ساختمان با دیوار برشی
دیوار برشی معمولاً با هدف مقابله با بارهای جانبی مختلفی مانند باد و زلزله به کار می‌رود. این دیوارها در حقیقت نوعی از سیستم‌های سازه‌ای هستند که مقاومت جانبی ساختمان یا سازه را تأمین می‌کنند و معمولاً از مصالح و موادی همچون چوب، بتن و سایر مصالح بنایی ساخته می‌شوند.
تقویت سازه با کاشت میلگرد و آرماتور
کاشت میلگرد و آرماتوربندی از دیگر روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان‌ها هستند و با استفاده از این روش می‌توان بتن‌های جدید را به بتن‌های قدیمی اتصال داد و یا اجزای فولادی و بتنی را به هم متصل نمود. کاشت میلگرد می‌تواند به صورت دو جزئی و سه جزئی و با استفاده از چسب‌های کاشت صورت بگیرد مقاومت سازه‌ها را به شکل قابل توجهی افزایش دهد. علاوه بر این روش‌ها می‌توان از مصالح دیگری همچون بلوک یونولیت برای کاهش وزن ساختمان و افزایش ایمنی آن استفاده نمود.
استفاده از بادبندهای کمانش تاب
بادبندهای کمانش تاب معمولاً برای طراحی لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی مسلح استفاده می‌شود. این سیستم از یک غلاف و یک هسته فلزی ساخته می‌شود و هسته آن در برابر نیروهای محوری وارده شده به سازی مقاومت بسیار خوبی خواهد داشت و سختی خمشی نیز مانع از کمانش هست خواهد شد.
مقاوم سازی با میراگر
از جمله روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان، پل‌ها و … جداسازی لرزه‌ای از طریق کنترل ارتعاشات لرزه‌ای است که در آن بیشتر تمرکز بر روی کاهش پاسخ لرزه‌ای، نیرو و شتاب ورودی زلزله به سازه می‌باشد. جداسازی لرزه‌ای باعث انعطاف‌پذیری پایه سازه می‌شود و بهتر است که در یکی از طبقات مانند تراز پی نصب شود تا اثرات زلزله را در بالاترین حد ممکن کاهش بدهد.
انواع ساختمان برای مقاوم سازی
همان‌طور که گفته شد امروزه ساختمان‌ها به روش‌های مختلفی ساخته می‌شوند و مصالح مورد استفاده در هر کدام از آنها متفاوت است به گونه که مثلاً دانسیته یونولیت استفاده شده در آنها متفاوت بوده و در نهایت تحمل فشارهای خاصی را دارد. همچنین ممکن است ساختمان‌ها عمر بالایی داشته باشند و به روش‌های منسوخ شده قدیمی ساخته شده باشند و کمتر از مصالح مدرن در آنها استفاده شده باشد. به همین دلیل روش مقاوم‌سازی هر کدام از آنها با همدیگر متفاوت خواهد بود.
- مقاوم کردن ساختمان‌های قدیمی می‌تواند با روش‌های دیوار برشی، ژاکت فولادی و بتنی، میراگر و دمپر و یا جداگرهای لرزه‌ای انجام شود.
- مقاوم ساختن ساختمان‌های ترک‌خورده می‌تواند با کاشت میلگرد و … انجام شود هرچند که قبل از هر چیز باید ترک‌های موجود در سازه ترمیم شود.
- ساختمان‌های فلزی می‌توانند با استفاده از مهاربندها، قاب‌های خارجی، دیوارهای باربر، دیوارهای برشی، FRP و … مقاوم شوند.
- ساختمان‌های بتنی نیز می‌توانند با توجه به شرایط با استفاده از انواع روش‌های دیوار برشی، ورق‌های فولادی، شاتکریت بتنی، الیاف FRP، سیستم‌های جاذب انرژی، جداگرهای لرزه‌ای و… تقویت شوند.
جمع‌بندی نهایی
مقاوم‌سازی ساختمان امروزه به عنوان یکی از مباحث مهم و ارزشمند در صنعت ساختمان‌سازی شناخته می‌شود و از آنجایی که امکان تخریب تمامی ساختمان‌های ضعیف و ساختن آنها از ابتدا وجود ندارد این مبحث بیش‌ازپیش مورد توجه قرار گرفته است. از روش‌های مختلفی برای مقاوم‌سازی سازه‌ها استفاده می‌شود که مهم‌ترین آنها استفاده از الیاف FRP، کاشت میلگردها، استفاده از دیوارهای برشی، استفاده از جداگرهای لرزه‌ای و … هستند. در مقاله‌ای با عنوان یونولیت چیست نیز اطلاعات جامع و کاملی در مورد یونولیت به عنوان یکی از جدیدترین، مدرن‌ترین و کاربردی‌ترین مصالح ساختمانی پرداخته شده که می‌تواند بسیار مفید باشد.
