مشخصات فایل
عنوان: پاورپوینت مقدمه ای بر مقاوم سازی ساختمان های فلزی
قالب بندی: پاورپوینت
تعداد اسلاید: 33
محتویات
فهرست
مشخصات فایل
موضوع مقاله : بتنهای مقاوم در اجرا
قالب بندی: word
تعداد صفحات:21
محتویات
بتنهای مقاوم در اجرا
معرفی HPC
تعریف FHWA
قدمت HPC
فراتر از بتنهای مقاوم
دهانه های طولانی
افزایش فواصل تیرها
اعضای کوچکتر
افزایش دوام
افزایش توان مکانیکی
تگزاس
ویرجینیا
نیوهمپشیر
اوهایو
استاندارد بتن در آیند ه
آیا HPC در آینده استاندارد می شود ؟
عنوان مقاله: بتنهای مقاوم در اجرا
گسترش زیر بنای حمل و نقل ملتها ، برترین و اولین جزء جامعه حمل و نقا است . اما فراتر می رویم ، زیرا تولیدات ، اقتصاد محلی ، رقابت بین المللی اقتصادی هر ملت به حمل و نقل سریع و مورد اطمینان افراد و کالاها بستگی دارد . در این میان ساختار پل بزرگراه ها ، ارزنده ترین ، ضروری ترین و فنی ترین جنبه های مورد نیاز برای گسترش زیر اساس حمل ونقل است . ما به پلهای مقاومتر و با دوامتر نیازمندیم . بر اساس گزارشی از کنگره سیستم حمل و نقل ملل ۱۹۹۵ درباره موقعیت و اجرا ، بیش از ۵/۱۲ درصد از پلهای جاده های ایالتی ، جاده های شریانی و جاده های گردآورنده یا ما در دارای ضعف و خرابی ساختاری هستند .
« سولین » مهندس پژوهش در پلها و نماینده بزرگراه های دولتی ، اشاره کرد : اجزای HPC ، نفذ ناپذیری و دوام بیشتری را سبب شده و دستیابی به مقاومتی را که از بتن معمولی حاصل می شود را سرعت می بخشد « ماری لورانس » ، طراح پل بخش حمل و نقل تگزاس ( TXDOT ) و کسی که در بیشتر پروژه های پلهای پیشرفته ای که از HPC استفاده می کنند شرکت داشته ، افزوده: استفاده از HPC باید افزایش چشمگیری در ظرفیت زمانی پلها را موجب شود . به علاوه ایالات و محلات باید هزینه کمتری جهت تعمیر پلهایی که با HPC ساخته شده اند ، صرف کنند .۴۳۵۲۴ پل وجود دارند که نیاز به تعمیرات اساسی نوسازی یا جایگزینی دارند با وجود آنکه یک پل ناکار آمد لزوماً ناامن نیست ، بعضی از این پلها همواره تحت بار گذرانید و برای عبور وسایل نقلیه سنگین و اتوبوسها در مسیر طولانی و متناوب قرار دارند . یکی از پیشرفت های فنی که توقع ما را در بدست آوردن مدت زمان طولانی و تأثیر گذار بر هزینه سازه پل بزرگراه ها افزایش داده ، اجرای بتنهای مقاوم است . موادی که تحت عنوان اجزاء و فرآورده های مصرفی در ساختار بتنهای مقاوم اجرایی طبقه بندی شده اند چند دهه در آمریکا و دیگر کشور ها در ساختمانها به کار می رفته است . ولی در سالهای اخیر ، نیاز به گسترش زیربنایی ، مطالعات و اجرای HPC در پلها را شتاب بخشید . افزایش شاخصه مقاومت و پایداری پلهایی که HPC را در تیرها ، کف و پایه های خود شامل می شوند نوید بخش کاهش هزینه نگهداری و زوال این گونه سازه هاست . هم اکنون رقابت بر سر پیدا کردن راهی عملی جهت استفاده فراگیر HPC و کاهش هزینه های ضروری و خطراتی که ذاتاً در استفاده از هر نوع تکنولوژی جدید است ، می باشد .
در کل این دومورد اساسی ترین فایده مواد ساختاری HPC را نتیجه می دهند که همان افزایش مقاومت و پایداری و کاهش هزینه تعمیرات و نگهداری پل در دراز مدت است .
FHWA در حال ترویج ، آزمایش و استفاده از HPC در بسیار از راههایی است که سرمایه گذاری شده اند . اطلاعات ارزشمندی نیز از ساختمان پلها از کشورهایی مانند کانادا ، فرانسه ، ژاپن و نروژ رسیده است . انتشار این اطلاعات به طور گسترده و دقیق از مسئولیت های اولیه FHWA می باشد . در ماه مارس ۱۹۹۶ ، FHWA و TXDOT با مشارکت مرکز تحقیقات حمل و نقل دانشگاه تگزاسی در « استین » ، از برنامه تحقیقاتی استراتژیک بزرگراه های منطقه ای در مورد HPC حمایت کردند و آن را به نمایش گذاشتند . هدف از این نمایشگاه ها ، ترویج ومصرف HPC در پلها است. این حمل به آژانس های دولتی ، محلی و ایالتی ، صنعت ساختمان و جامعه آکادمیک این امکان و اجازه را می دهد که در تمام زمینه ها ، این تکنولوژی مفید را مورد تبادل نظر قرار دهند
مشخصات فایل
عنوان :ترمیم و مقاوم سازی ساختمان
قالب بندی: word
تعداد صفحات:23
محتویات
عنوان مقاله: ترمیم و مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی ساختمان های فلزی موجود با کاهش مقطع بال
چکیده :
قبل از زلزله نر تریج ، تصویر بر این بود که سازه های دارای قاب خمشی فولادی دارای رفتار مناسبی در هنگام وقوع زلزله می باشند ، اما پس از وقوع زلزله نر تریج بر اثر تحقیقات ، مشخص شد که بیشتر اتصالات بعلت ترک خوردگی جوش بدون داشتن شکل پذیری مناسب دچار شکست صلب شده بود . برای جلوگیری از ترک خوردگی جوش و در نتیجه شکس ترد اتصال ، می توان از دو روش عمده بهره جست . یکی تقویت اتصال ر ناحیه اتصال تیر به ستون می باشد . مشکل عمده این روش ازایش لنگر وارده به ستون است . ر.ش دوم ، تضعیف تیر در ناحیه نزدیک اتصال می باشد . در این روش میزان کاهش مقطع به حدی است که باعث انتقال مفصل پلاستیک از بر ستون به داخل تیر می شود . این بدان علت است که بال پایینی معمولا در دسترس بوده و در داخل دال بتنی قرار ندارد . در این مقاله با استفاده از نرم ازار ANSYS به بررسی این مدلها پرداخته شده است .
کلید واژ ه ها : اتصال RBS ، اتصال SMF ، مفصل پلاستیک ، منحنی هیسترسیس ، چشمه اتصال
مقدمه :
پس از زلزله نر تریج ، خرابیهای بسیاری در سازه های فولادی که دارای قاب خمشی فولادی ویژه بودند رخ داد . این خرابیها نشان دهنده ضعف این سیستم در برابر زلزله بود . در صورتیکه تا پیش از زلزله نر تریج تصور بر آن بود که سازه های دارای قاب خمشی ویژه دارای رفتار بسیار مناسبی در هنگام وقوع زلزله می باشد . اما مشاهده شد که عدم توجه به نحوه تشکیل مفصل پلاستیک باعث تشکیل مفصل پلاستیک در بر ستون گشته و در نتیجه تمرکز تنش زیادی در انتهای تیر و در ناحیه اتصال تیر به ستون ایجاد شده و بالطبع تمرکز کرنش در این ناحیه ایجاد می شود . با توجه به این نکته که جوش متصل کننده بال تیر به بال ستون دارای رفتار ترد و شکننده می باشد و قادر به تحمل کرنشهای بالا نمی باشد ، در نتیجه این جوشها بر اثر نیروی زلزله اعمال شده دارای شکستگی شده و بعث جدا شدن تیر از ستون می شود .
در نتیجه به علل ذکر شده در بالا قابهای خمشی ویژه (که با روابطی که در آیین نامه های قبل از زلزله نر ریج بیان شده بود طراحی شده بود) رفتار خوبی از خود نشان نداد . حتی اسختمان هایی که برای استفاده بی وقفه و با کیفیت مناسب طراحی شده بودند نیز نتوانستند در برابر زلزله مقاومت کنند و آسیب دیدند .
با توجه به استفاده فراوان از قابهای خمشی فولادی در طراحی های لرزه ای سازه ها ، و با توجه به این نکته که این سازه ها بر اساس ضوابط و آیین نامه هایی طراحی شده است که ضوابط مربوط به نحوه تشکیل مفصل پلاستیک و نحوه گسترش آن را مورد بررسی قرار نداده اند ، در نتیجه پس از زلزله نر تریج تحقیقات به سمت افزایش شکل پذیری اتصالات صلب پیش رفت و به طور کلی اتصالات پس از زلزله نر تریج (Post-Northridge) شکل گرفت . در این اتصالات هدف به طور عمده انتقال مفصل پلاستیک به داخل یر و به یک فاصله معین از بر ستون می باشد . بگونه ای که با دور ساختن مفصل پلاستیک از بر ستون ، باعث کاهش تمرکز کرنش بوجود آمده در ناحیه جوش می شوند و در نتیجه باعث کاهش در میزان ترک خوردگی جوش و بالطبع کاهش شکست ترد در اتصال می شوند . روش های متعددی برای انتقال مفصل پیشنهاد گردید . در حالت کلی این روشها به دو دسته عمده تقسیم می شود :
مشخصات فایل
عنوان: مقاوم سازی تیر مرکب بتن
قالب بندی: word
تعداد صفحات:20
محتویات
مقاوم سازی تیر مرکب بتن ـ فولادبا استفاده از CFRP
معرفی
کارهای قبلی
تحقیق تجربی
مواد
اندود چسب
اپوکسی
CFRP
فولاد
بتن
آماده کردن نمونه ها و تجهیزات
جزئیات آزمایشگاهی
مدل سازی تحلیلی
رفتار تغییر شکل تحت بار
ظرفیت نهایی لنگر(AASHTO)
آنالیز تجربی
تقویت با یک لایه CFRP
تقویت با ورق های سه لایه
تقویت با 5 لایه CFRP
تأثیر مقاوم سازی بر روی نمودار تنش و کرنش
حالت های شکست
جواب نتایج
عنوان مقاله: مقاوم سازی تیر مرکب بتن
خلاصه: همواره استفاده از موادکمپوزیتِ پیشرفته برای احیای فرسودگیِ زیر بنا سرتاسر جهان را در بر گرفته است.تکنیک های موجود در عرف فعلی برای تقویت پل های غیر استانداردگران و وقت گیر است وبه کار ونیروی انسانی زیادی دارد.چند روش جدید از لایه های فیبرهای تقویت شده پلیمری (FRP) برای اهداف تعمیر وبازسازی استفاده کردند،که این فیبرها دارای وزن کم ومقاومت بالا هستند ودربرابر خوردگی نیز مقاوم اند.ظرفیت باربری تیر مرکب بتن ـ فولاد با استفاده از فیبرکربن تقویت شده پلیمری (CFRP) که با چسب اپوکسی چسبانده شده اند و برای مقاومت در برابر کشش ساخته شده اند می تواند بطور قابل بهبود یابد.این مقاله نتایج مطالعه و تحقیق بر روی رفتا تیر مرکب بتن وفولاد که با ورق های CFRP تقویت شده است در زیر بارهای استاتیکی را ارائه می دهد.جمعاً سه اندازه بزرگ تیر مرکب که از تیرهای فولادی با سایز۱۳٫۶ ×W355 – A36 ودالی بتنی به ضخامت ۷۵mmو عرض۹۱۰mm ساخته شدو مورد آزمایش قرار گرفت.ضخامت ورق های CFRP ثابت بود ولی تعداد آنها در هر نمونه بصورت یک،سه وپنج لایه بود.نتایج آزمایش نشان داد که ورق های CFRP چسبانده شده با اپوکسی ظرفیت باربری نهایی تیر مرکب را افزایش می دهد و رفتار آن را می توان تا حد قابل قبولی با روش های سنتی محاسبه پیش بینی کرد.
معرفی
در طی۳۵ سال گذشته انجمن راه و حمل و نقل آمریکا(AASHTO) و وزارت راه و ترابری دولت فدرال(FHWA) برنامه هایشان را برای ارزیابی پل ها در هر شش ماه یکبار ارتقا داده اند معلوم شد که یک سوم پل های بزرگ راه های ایالات متحده که مورد بررسی قرار گرفته بودند غیر استاندارد هستند. براساس آخرین اطلاعات و آمار مرکزملی فهرست پل ها (NBI) تعداد پل های بزرگ راه ها که عملاً منسوخ
شدهاند بیش از ۸۱۰۰۰ است.
بیش از ۴۳ درصد این پل ها از فولاد ساخته شده اند.پل های فولادی جزء گروهی بودند که در گزارش NBI بیشترین تأکید در بازسازی آن ها گوشزد شده بود. زنگ زدگی، نقص در نگه داری مناسب و خستگی جزئیات آسیب پذیر مشکلات عمده در پل های فولادی بود.همچنین تعداد زیادی از این پل ها برای تحمل بار عبور مرور بیشتر نیاز به ارتقا و احیا خواهد داشت.در گزارشات NBI همواره قید شده است که تعمیر ونوسازی احیاء به صرفه تر از ساخت دوباره یک پل جدید است.هزینه بازسازی وتعمیردراکثرمواردخیلی ارزان ترازدوباره ساختن است همچنین به وقت کمتری نیزنیازدارد.درنتیجه مدت کمتری خدمات شهری دچار اختلال می شود.با توجه به منابع محدود برای کاستن از مشکلات مربوط به پل های فولادی نیاز به مواد جدید و نو و روش های مقرون به صرفه بدیهی است .
برتری خواص فیزیکی و مکانیکی FRPها آن ها را به موارد خوبی برای تعمیر و بازسازی سازه ها بدل کرده است.FRP ها از نخ هایی با مقاومت بالا ساخته شده اند؛(با مقاومت کششی بیش از ۲گیگا پاسکال)مثل شیشه،کربن کولار (نوعی فیبرصند گلوله) که در شبکه از رزین گذاشته شده است. کمپوزیت های شیشه(فایبر گلاس) به آسانی در دسترس هستند و واقعاً هم ارزان هستند.آنها در مصالح ساختمانی از جمله بتن به کار رفته اند ولی ضریب کششی کم این کمپوزیت ها آن ها را برای تقویت وتعمیر سازه های فولادی بلا استفاده کرده است در حالی که CFRP ها خواص میکانیکی قابل ملاحظه ای از خود نشان می دهند به طوری که مقاومت کششی آن ۱۲۰۰مگا پاسکال ومدول الاستیسیته آن ها بیش از ۱۴۰گیگا پاسکال است.همچنین ورق های CFRP کمتر از یک پنجم فولاد وزن دارد و در برابر خوردگی و زنگ زدگی مقاوم اند.
لایه های CFRP با ضریب مدول کششی بالا که بوسیله اپوکسی چسبانده شده اند می توانند در برابر تنش های کششی یک عضو کششی مقاومت کنند و سختی تیر سراسری را افزایش دهند.با اضافه کردن لایه های CFRP به عضو کششی تنش در آن کاهش خواهد یافت و به همین ترتیب مدت زمان تسلیم عضو نیز بهبود خواهد یافت.در طول یک دهه اخیر پژوهش های زیادی بر روی تعمیر و بازسازی تیرهای بتنی بوسیله FRP ها که اپوکسی بهم چسبانده شده اند صورت گرفته است ولی پژوهش های اندکی در مورد استفاده از این مواد برای تقویت تیرهای فولادی و تعمیرشان به وسیله این مواد انجام شده است.
این مقاله تأثیر CFRP های چسبانده شده با اپوکسی را در تنش موجود در بال تیر آهن به کار رفته در یک تیر مرکب بتن ـ فولادو همچنین بهبود ظرفیت باربری وسختی آن را مورد بررسی قرار می دهد.
کارهای قبلی
معمولی ترین روش مرمت پل ها موارد زیر هستند
۱ـ تقویت اعضا
۲ـ اضافه کردن تعداد اعضا
۳ـ افزایش رفتار کمپوزیت(یکپارچه مرکب)
۴ـ ایجاد پیوستگی در استحکام
۵ـ پُستtensioning
به کلی روش های سنتی که دربالا ذکر شد به ماشین آلات سنگین و قطع خدمات شهری به مدت طولانی نیاز دارند و بسیار گران هستند.و در بیشتر موارد میزان منابع مورد مصرف برای حل مشکل را هم در نظر نمی گیرند.
به عنوان مثال، سالها استفاده از ورق های فولادی جوش داده شده برای تعمیر و تقویت سازه های موجود عمومی ترین روش برای این کار بوده است. اولین استفاده از این روش، به سال ۱۹۳۴ در فرانسه برمی گردد در زمانی که یک پل ۷۳ ساله تقویت شد. ضعف های عمومی ورق های جوش داده شده موارد زیر هستند:
۱ـ برای آوردن و جوش دادن ورق های فولادی به ماشین آلات سنگین نیاز بود.
۲ـ حساسیت جزئیات جوش در برابر فرسودگی
۳ـ امکان ایجاد خوردگی (سوختن) در اثر شوک الکتریکی ما بین صفحات و عضو موجود برای اتصال آن ها به هم پژوهش های زیادی بر روی استفاده از ورق های فولادی به هم چسبیده با اپوکسی برای تقویت سازه های بتنی و فولادی انجام شده است. اولین گزارش به سال۱۹۶۴ برمی گردد در بندر«دوربان» در آفریقای جنوبی ، که تقویت در یک تیر بتنی در هنگام ساخت به صورت تصادفی جا مانده بود. ( تیر مسلح نبود ). تیر بتنی با ورق های فولادی بوسیله اپوکسی در برابر تنش کششی مقاوم شد. در ژاپن نیز با همین روش بیش از ۲۰۰ بزرگ راه مرتفع بتنی که معیوب بودند تقویت شدند.
بیشتر مرگ و میرهای ناشی از زلزله ها به دلیل ریزش ساختمانها و سازه است. در جنوب ایتالیا در سال ۱۹۰۹ بیش از ۱۰۰ هزار نفر بر اثر زلزله از بین رفتند که بیش از نصف این تعداد به دلیل ریزش آوار جان خود را از دست دادند. این تعداد بالای مرگ و میر به دلیل سبک ساختمانهای آن منطقه بود که از مقاومت بسیار کمی در برابر امواج زلزله برخوردار بودند. این در حالی است که زلزله بزرگتری درست ۳ سال قبل از این حادثه در سانفرانسیسکو ایجاد شد که ۷۰۰ نفر تلفات داشت. دلیل این که تلفات این زلزله بسیار کمتر از زلزله ایتالیا بود سبک ساختمانهای سانفرانسیسکو بود که بیشتر از چوب ساخته شده بودند. نرخ زنده ماندن زلزله سانفرانسیسکو ۹۸% و همین نرخ برای زلزله ایتالیا بین ۳۳% تا ۴۵% بود. (طبق Zebrowski در سال ۱۹۹۷)
اثرات زمین شناسی بر لرزه ها:
ما برای بررسی میزان مخرب بودن یک زلزله از بزرگی آن و همچنین مدت زمانی که زلزله ادامه می یابد استفاده میکنیم. (بزرگی زلزله – فاصله از گسل – ویژگیهای زمین شناسی منطقه و …)
زلزله های بزرگتر مدت زمان بیشتری به طول می انجامند (زیرا سطح گسیختگی بزرگتری را دارند) و البته ویژگی ها زمین شناسی منطقه نیز در تعیین طول مدت زلزله نیز تاثیر گذار هستند. اما مهمتر از همه ویژگی های ساختاری لایه های بالایی زیر ساختمان هستند. مثلا لرزش در زمینهای نرم معمولا بزرگتر و طولانی تر از لرزش در زمینهای سخت است.
آماده سازی ساختمانها برای لرزشهای ناشی از زلزله
اولین مرحله مقاوم سازی ساختمانها در برابر زلزله درک درست نحوه تکان خوردن آنها در زمان زلزله است.
زمانی که زمین تکان میخورد, این جابجایی به واسطه پی ساختمان در طول آن تاثیر میگذارد. زمانی که قسمتهای پایینی ساختمان و پی آن که در زمین قرار دارند تکان میخورند, قسمتهای بالایی ساختمان تمایل به حفظ سکون خود هستند که این موضوع باعث تمرکز نیرو در ساختمان میشود و در نتیجه ساختمان در نقاط ضعیفترش به دلیل نیروی برشی زیاد شکست میخورد. و همین امر میتواند باعث ریزش کامل ساختمان شود.
نحوه تکان خوردن ساختمان و همچنین فرکانس لرزه ای آن به خود ساختمان بستگی دارد. مثلا ساختمانهای بلندتر در مقایسه با ساختمانهای کوتاه باعث تقویت بیشتر حرکتهای با پریود طولانی تر میشوند. هر ساختمان با توجه به ارتفاعش دارای یک فرکانس رزونانس است که اگر فرکانس لرزه ای با این فرکانس هماهنگ شود باعث تشدید لرزش شده و تخریب ساختمان بیشتر میشود. تشخیص رفتار دقیق ساختمان میتواند بسیار دشوار باشد اما یک قانون بسیار تقریبی برای پیدا کردن فرکانس تشدید ساختمانها وجود دارد که میگوید: دوره تناوب تشدید تقریبا برابر ۰٫۱ ضربدر تعداد طبقات ساختمان است. ( این عدد به ثانیه است)
همچنین ساختمانهای بلندتر در زمان زلزله مدت زمان بیشتری تکان میخورند که باعث آسیب پذیری بیشتر آنها میشود. البته خوشبختانه بیشتر ساختمانهای بلند طوری طراحی شده اند که در برابر لرزه های ناشی از زلزله و حتی باد مقاومت کنند.
کمترین مقاوت را در برابر زلزله ساختمانهای غیر مسلح بنایی دارند.
پیشبینی خطرات:
مقاوم سازی ساختمانها در برابر زلزله ( چه ساختمانهای قدیمی و چه ساختمانها جدید ) بسیار پرخرج است. تصمیم برای طراحی یک ساختمان بر حسب زیبایی – کارآیی – سازه – استحکام و مطمئنا هزینه آن انجام میشود. استانداردهای خاصی برای طراحی یک ساختمان مناسب در آیین نامه های ساختمانی هر کشور آمده است که باعث نظارت بیشتر بر روی ساختمانها شده است. در مرحله اول حفظ جان ساکنین ساختمان مهم بوده و سپس کارآیی خود ساختمان بعد از زلزله. به همین دلیل ساختمانها در آیین نامه ۲۸۰۰ با توجه به کاربریشان به درجه اهمیتهای مختلف تقسیم بندی شده اند. مثلا ساختمانهای با اهمیت زیاد باید پس از زلزله هنوز امکان بهره برداری داشته باشند.
در همین آیین نامه مناطق مختلف کشور از لحاظ میزان زلزله خیزی و خطرات زلزله نیز تقسیم بندی شده اند. نقشه های خطرات زلزله با توجه به موارد زیر کشیده میشوند:
۱- تاریخچه زلزله های قبلی منطقه
۲- شدت لرزه های تشکیل شده از زلزله احتمالی
۳- فرکانس لرزه – فاصله از گسل
۴- ویژگی های زمین شناسی منطقه
مقاومسازی سازه ها
برای مقاومسازی ساختمان در برابر زلزله دو نوع اقدام میتوان انجام داد:
۱- ساختمان را با همه قسمتهای تشکیل دهنده آن مقامسازی کنید و با اتصالاتی محکم کل سازه را به یک جسم صلب تبدیل کنید که در برابر زلزله بصورت یکپارچه تکان بخورد.
۲- سازه را طوری طراحی کنید که کاملا قابل انعطاف باشد و در هنگام زلزله با ایجاد تغییر شکل قسمتی از انرژی زلزله را جذب کند اما تخریب نشود.
هر دوی این راه حل ها هزینه زیادی میطلبند به همین دلیل نمیتوانیم ساختمانهای خود را طوری طراحی کنیم که بزرگترین زلزله ها را تحمل کنند. اما میتوانیم با یک هزینه قابل قبول ریسک خود را کمتر کنیم.
همانطور که اشاره شد سازه با اهمیت زیاد (مثلا بیمارستانها – نیروگاه های هسته ای – سد ها و …) باید بیشترین مقاومت را در برابر زلزله داشته باشند. طوری که نه تنها پس از زلزله ریزش نکنند بلکه بتوان از آنها بعد از زلزله همچنان بهره برداری کرد. به همین دلیل این ساختمانها نیازمند بیشترین سرمایه گذاری ها هستند.
الزامات کلی برای ساختمانهای دیگر را میتوان بصورت زیر دسته بندی کرد:
برای زلزله های با بزرگی کمتر از ۵٫۵ ریشتر: میزان خسارت کمی بر ساختمان وارد شود
برای زلزله های با بزرگی بین ۵٫۵ تا ۷ ریشتر: خسارت قابل تعمیر باشد.
برای زلزله های بزرگتر از ۷ ریشتر: عدم ریزش ساختمان در زلزله های بزرگ
برای اینکه اطمینان حاصل شود ما به این اهداف خود برسیم باید چندین قدم اساسی برداریم. اولین آنها مسئولیت پذیری و با ملاحظه بودن در هنگام تعیین قوانین و همچنین طراحی و ساخت ساختمان است. از آنجایی که میدانیم زمینهای با خاک نرم و اشباع شده از آب در برابر زلزله آسیب پذیر تر هستند باید سعی شود در این زمینهای تا حد ممکن از ساخت و ساز جلوگیری شود. و اصلا ساختمانهای با اهمیت زیاد نباید در این زمین های ساخته شوند. اگر مجبور به ساخت در چنین زمینهایی شدیم باید قبل از هر گونه عملیات ساخت اقدام به محکم سازی خاک آن پروژه کرد.
همچنین استفاده از فریم های فولادی – دیوارهای برشی یا بادبندهای مناسب و یا حتی اقدامات پیچیده تر همچون استفاده از لایه های لاستیکی و یا فولادی برای ایزوله کردن ساختمان در برابر لرزه راهکارهای مناسبی هستند.
تا اینجا ما در مورد تاثیرات موجهای زلزله بر روی سازه ها بحث کردیم اما اثرات دیگری وجود دارد که به عنوان اثرات ثانویه نام برده میشوند و آنها نیز میتوانند به این اندازه و یا حتی بیشتر مخرب باشند. مثل لغزش زمین.
لغزش زمین
تنها ساختمانها نیستند که در زمان زلزله ریزش میکنند بلکه ریزش قسمتهای ناپایدار تپه ها و کوه ها نیز میتوانند خطرات جدی را ایجاد کنند. حتی ریزش هایی که کشنده نیستند به دلیل اینکه ممکن است راه های ارتباطی را مسدود کنند میتوانند بسیار مهم باشند.
برخی مواقع لغزش های شدید خاکی میتواند به دلیل زلزله بوجود آیند مثلا در سال ۱۹۷۰ زلزله پرو باعث شد یک لغزش زمین در فاصله ۸۰ مایلی زمین لرزه بوجود آید که باعث مرگ بیش از ۱۸۰۰۰ نفر شد. این ریزش خاک با سرعت بیش از صد مایل در ساعت حرکت کرد.
همچنین روان شدن خاک نیز یکی دیگر از مشکلات است که باعث میشود خاک زیر سازه نتواند مقاومت برشی لازم را داشته باشد و همانند شنهای روان جابجا شود.
سونامی:
در برخی زلزله های خاص یکی از اثرات ثانویه ایجاد سونامی است. سونامی یک لغت ژاپنی به معنای موج بندر است. گاهی اوقات سونامی با جزر و مدهای طبیعی اشتباه گرفته میشود که البته این دو هیچ ارتباطی به یکدیگر ندارند. سونامی به دلیل جابجایی ناگهانی در پوسته های اقیانوسی زیر آب است. با جابجا شدن ناگهانی زمین زیر دریا ها امواج حاصله با سرعت بالایی به ساحل برخورد میکنند که میتواند باعث زیر آب رفتن مناطق ساحلی شود. این امواج میتوانند در طول اقیانوس جابجا شوند. مثلا زمین لرزه های بزرگ در آلاسکا و چیلی باعث سونامی در کالیفرنیا و هاوایی و حتی ژاپن میشود.
سرعت این امواج با توجه به زلزله و همچنین عمق اقیانوس متفاوت است اما بصورت میانگین همانند سرعت یک هواپیمای جتی مسافربر میباشد ( ۷۱۲ کیلومتر بر ساعت یا ۰٫۲ کیلومتر در ثانیه ) این سرعت نسبت به سرعت امواج زمین لرزه بسیار کمتر است. به همین دلیل در بیشتر مواقع قبل از ایجاد سونامی میتوان وقوع آنرا از لرزه های زمین تشخیص داد اما متاسفانه به دلیل کوتاه بودن این بازه زمانی نمیتوان به موقع از محل حادثه دور شد.
در آبهای عمیق سونامی ها زیاد بزرگ نبوده و خطر آفرین نیستند. ارتفاع موجها در چنین سونامی های بسیار کم و در حدود ۱ متر است اما همین امواج وقتی به سواحل میرسند با توجه به متمرکز شدن نیروی موج در عمق کمتر, طول موجها افزایش یافته و میتوانند بسیار خطرناک باشند.
بصورت میانگین ارتفاع امواج سونامی در سواحل چند ده متر است و برخی از آنها حتی تا ۹۰ متر نیز میرسند. چنین سونامی هایی برای نواحی ساحلی بیشتر از خود زلزله تلفات بوجود می آورند.
در سالهای اخیر مقاوم سازی سازه ها و مخصوصا مقاوم سازی ساختمان ها چنان رواج گسترده ای پیدا کرده که موجب شده افراد مختلفی در مورد جزییات مقاوم سازی سازه ها و خصوصا مقاوم سازی ساختمان های در دست احداث خود پرسش های گوناگونی را مطرح می نمایند. برخی از این افراد سازندگان سنتی ساختمان های مسکونی هستند که در ساختمان در دست احداث خود با مشکلات سازه ای مواجه شده و از مهندس ناظر خود در مورد مقاوم سازی تیر و ستون و مقاوم سازی فونداسیون ساختمان و خصوصا در مورد مقاوم سازی با اف آر پی (FRP) و سایر روش های مقاوم سازی ساختمان میشنوند و از روی کنجکاوی و آشنایی با مقاوم سازی ساختمان و مقاوم سازی با FRP در مورد آن سئوال میکنند. بیشتر پرسشها شامل موارد زیر هستند:
- نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در ستونها چگونه است ؟
- نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در تیرها چگونه است ؟
- نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در فونداسیون چگونه است ؟
- نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در دالها چگونه است ؟
- نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در محل اتصال تیر وستونها چگونه است ؟
- هزینه مقاوم سازی با FRP در ستونها در چه حدمیباشد؟
- هزینه مقاوم سازی با FRP در تیرها چگونه است ؟
- هزینه مقاوم سازی با FRP در فونداسیون چگونه است؟
- هزینه مقاوم سازی با FRP در دالها چقدر است؟
- هزینه مقاوم سازی با FRP در محل اتصال تیر وستونها چقدر است ؟
- جزئیات نصب واجرای FRP در ستونها و زمان موردنیاز برای مقاوم سازی هر ستون با FRP
- جزئیات نصب واجرای FRP در تیرها و زمان موردنیاز برای مقاوم سازی هر تیر با FRP
- جزئیات نصب واجرای FRP در فونداسیون و زمان موردنیاز برای مقاوم سازی فونداسیون باFRP
- جزئیات نصب واجرای FRP در اتصال تیر وستونها و زمان موردنیاز برای مقاوم سازی هر اتصال با FRP
- جزئیات نصب واجرای FRP در دالها و زمان موردنیاز برای مقاوم سازی هر دهانه دال با FRP
همچنین پرسش های زیادی در مورد جزئیات اجرای اف آر پی و معرفی مجری اف آر پی و سایر موارد
مقوله مقاوم سازی ساختمان ها اگر چه در زمانهای گذشته انجام می شده و روش های مختلف مقاوم سازی ساختمان و مقاوم سازی اجزای ساختمان در برخی سازه های قدیمی مشاهده شده ولی متداول شدن مقاوم سازی ساختمان ها و مقاوم سازی سازه ها در سالهای اخیر در ایران بیشتر مدیون توجه مردم و مسئولین به مقاوم سازی ساختمان ها پس از زلزله های منجیل و بم بوده است.
واژه مقاوم سازی بیش از آنکه واژه ای علمی باشد بیشتر واژه ای متداول میباشد . واژه صحیح آن در واقع کلمه " بهسازی " معادل کلمه Rehabilitation میباشد .
با توجه به اینکه واژه " مقاوم سازی " و " مقاوم سازی ساختمان " در بین کارشناسان بسیار مرسوم شده بنابراین در این مقاله هرجا واژه " مقاوم سازی " و " مقاوم سازی ساختمان " استفاده می شود منظور همان واژه بهسازی می باشد .
قبل از ورود به جزئیات مقوله مقاوم سازی ، ابتدا بهتر است مفهوم مقاوم سازی را به دو بخش زیرتقسیم کنیم :
1- مقاوم سازی ساختمان ها
2- مقاوم سازی سازه ها
منظور از مقاوم سازی ساختمان ها بررسی و اجرای عملیات مقاوم سازی در ساختمان های مسکونی ، اداری و مانند آن است که شامل مقاومسازی تیرها ، مقاومسازی ستون ها ، مقاومسازی دال سقف ، مقاوم سازی تیرچه ها ، مقاوم سازی فونداسیون ، مقاوم سازی دیوارها ، مقاوم سازی اتصالات تیرها و ستون ها ، مقاوم سازی اتصالات دیوارها به سقف ، مقاوم سازی اتصالات دیوارها به کف ، مقاوم سازی اتصالات دیوار به فونداسیون ، مقاوم سازی دیوارهای برشی و بطور کلی مقاوم سازی اجزای ساختمان بصورت جداگانه و مقاوم سازی اتصالات اجزای ساختمان به منظور مقاوم سازی کلی ساختمان برای بهبود عملکرد آن می باشد .
منظور از مقاوم سازی سازه ها، بررسی و اجرای عملیات مقاوم سازی در سایر سازه ها مانند پل ها ، اسکله ها و غیره میباشد.
مقاوم سازی سازه ها به معنی مقاوم سازی سازه های غیر ساختمانی شامل مقاوم سازی پل ها ، مقاوم سازی اسکله ها ، مقاوم سازی برج ها ، مقاوم سازی دکل های بلند ، مقاوم سازی سد ها ، مقاوم سازی سازه های آبی و هیدرولیکی ،مقاوم سازی سالن ها ، مقاوم سازی آشیانه های هواپیما ، مقاوم سازی سازه های فرودگاهی و مقاوم سازی برج مراقبت ،مقاوم سازی مخازن ،مقاوم سازی سازه ها در برابر انفجار سوخت ،مقاومسازی سیلو ها ، مقاوم سازی سازه های صنعتی، مقاومسازی کوره ها ، مقاوم سازی دودکش ها و مقاوم سازی سایر سازه های صنعتی و غیر ساختمانی میباشد . منظور از مقاوم سازی اینگونه سازه ها در واقع مقاوم سازی المان های سازه ای آنها از قبیل مقاوم سازی پایه پل ها ،مقاوم سازی عرشه پل ها ، مقاوم سازی تکیه گاهها ، مقاوم سازی کوله پل ها ، مقاوم سازی جداره مخازن ، مقاوم سازی سقف مخازن ، مقاوم سازی
همانگونه که در ابتدا تشریح گردید، مقاوم سازی سازه ها بطور کلی و مقاوم سازی ساختمان ها به صورت خاص از اوایل دهه 1380 در ایران متداول گردیده است . این بدین معنی نیست که مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها در زمان های گذشته وجود نداشته بلکه به این معنی است که در زمان های گذشته برای رفع ضعف سازه ها روش های مقاوم سازی مشخصی مانند مفاهیم مقاوم سازی امروزی وجود نداشته و در زمانهای دور هر کس متناسب با دانش و تجربه خود اقدام به مقاوم سازی ساختمان ها و مقاوم سازی سازه های متداول در گذشته ( مانند مقاوم سازی پل ها ) می نموده است.
در دهه های اخیر ،روشهای مختلف مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها در کشور های صنعتی متداول گردید و برخی از روش های مقاوم سازی مانند مقاوم سازی با ژاکت بتنی و مقاوم سازی با ژاکت فولادی (Steel Jacketing) بیش از سایر روش های مقاوم سازی متداول کردید .
تا دهه 70و80 میلادی روش های مقاوم سازی بیشتر شامل مقاوم سازی سازه ها با ژاکت فولادی و روش های مقاوم سازی مشابه بود ولی در طول دهه های 70 و 80 میلادی با گسترش فن آوری و دانش، استفاده از سیستم های کامپوزیتی FRP، روش مقاوم سازی با FRP به سایر روشهای متداول مقاوم سازی افزوده شد. مقاوم سازی با FRP از آن جهت به سایر روشهای مقاوم سازی ارجح بود که مزایای زیادی نسبت به روشهای مقاوم سازی متداول داشت و در عین حال برخی از معایب روشهای مقاوم سازی متداول را نیز نداشت. مهمترین مزایای روش مقاوم سازی با FRP به سایر روشهای مقاوم سازی به شرح زیر هستند:
1- مقاوم سازی با FRP بسیار سریعتر از بیشتر روشهای مقاوم سازی می باشد.
2- مقاوم سازی با FRP نیاز به تخریب بخشهایی از سازه در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی ندارد.
3- پس از اجرای مقاوم سازی با FRP ، نیاز به بازسازی بخشهایی از سازه در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی ندارد.
4- مقاوم سازی با FRP در بیشتر موارد ارزانتر از سایر روشهای مقاوم سازی است.
5- مقاوم سازی با FRP به مرور زمان دچار خوردگی نمی شود. ( در مقایسه با بعضی روشهای مقاومسازی سنتی مانند ژاکت فولادی)
6- مقاوم سازی با FRP در مجاورت مصالح ساختمانی (مانند گچ و خاک) دچار خوردگی نمی شود ( در مقایسه با برخی روش های مقاومسازی سنتی مانند ژاکت فولادی ) .
7- مقاوم سازی با FRP مبتنی بر فن آوری های نوین است ( در مقایسه با سایر روش های مقاومسازی سنتی ) و بنابراین روش های مقاوم سازی باFRP هرروز در حال تکامل و پیشرفت می باشد .
8- مقاوم سازی با FRP دارای کد ها و آیین نامه های خاص برای مقاوم سازیمقاوم سازی با FRP میباشد در حالیکه بیشتر روش های مقاوم سازی سنتی مبتنی آیین نامه های عمومی هستند ( مانند مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی و مقاوم سازی به روش ژاکت فولادی ). 9- برای کنترل کیفیت مقاوم سازی با FRP روشهای مشخصی مانند تست Pull Off وجود دارد که برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم مقاوم سازی با FRP باید پس از اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP انجام شود.
10- اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP نیاز به تجهیزات خاصی در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی ندارد.
11- اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP نیاز به افراد با مهارت های متعدد در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی ندارد.
12- اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP نیاز به مهارت های خاصی دارد که قابل آموزش به افراد در مدت کوتاه تری در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی میباشد.
13- اجرای عملیات مقاومسازی با FRP نیاز به عملیات خاصی بعنوان زیرسازی در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی دارد. این عملیات قبل از اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP باید اجرا شود.
یکی از پرسشهایی که پرسیده میشود در مورد کاربرد میلگرد کامپوزیت FRP ویا آرماتور اف آر پی در مقاوم سازی است. قبل از پرداختن به این مطلب، ابتدا بهتر است اطلاعات بیشتری در مورد جنس آرماتور اف آر پی ( کامپوزیت FRP ) و مصالح تشکیل دهنده اف ار پی بدست آوریم. مهمترین مصالح تشکیل دهنده اف ار پی الیاف کربن CFRP ، الیاف شیشه GFRP، الیاف ارامید AFRP ( الیاف کولار که نام تجاری الیاف آرامید میباشد ) و الیاف بازالت BFRP به همراه رزین اپوکسی میباشند. البته در مصالح اف ار پی از رزین پلی استر و رزین وینیل استر و رزین های دیگر هم میتوان استفاده کرد ولی برای کاربرد اف ار پی در مقاوم سازی فقط استفاده از رزین اپوکسی متداول میباشد. میلگرد FRP در واقع فقط از نظر ظاهری شبیه به میلکرد فولادی بوده و درسایر موارد میلگرد FRP و میلگرد فولادی کاملا متفاوت هستند. تفاوت های میلگرد frp با میلگرد فولادی بشرح زیر هستند:
- میلگرد frp دچار خوردگی نمیشود در حالی که خوردگی در میلگرد فولادی امری عادی محسوب میشود.
- میلگرد frp از مقاومت کششی بیشتری برخوردار است.
- میلگرد frp بسیار سبک تر است.
- حمل و نقل و جابجایی میلگرد frp بسیار راحت تر است.
- میلگرد frp از نظر اقتصادی کاملا مقرون به صرفه تراست.
برای مقاوم سازی سازه ها روشهای زیادی وجود دارد که برخی از روش های رایج درمقاوم سازی سازه هاعبارتند از:
1- مقاوم سازی سازه ها با FRP
2- مقاوم سازی سازه ها با اضافه نمودن دیوار برشی و یا بادبند فلزی
3-مقاوم سازی سازه ها با استفاده از جداگرهای لرزه ای
4-مقاوم سازی سازه ها با استفاده از میراگر یا دمپر
5-مقاوم سازی سازه ها با استفاده از از ژاکت های فلزی و بتنی
6-مقاوم سازی سازه هابا استفاده از بادبند های کمانش تاب
7-مقاوم سازی سازه ها با استفاده از جرم های پاندولی
1- مقاوم سازی با FRP
بطور کلی مقاوم سازی سازه های بتنی موجود یا تقویت آنها به منظور تحمل بارهای وارده ، بهبود نارسایی های ناشی از فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه یا سایر موارد با استفاده از مصالح مناسب و شیوه های اجرایی صحیح انجام میگردد. استفاده از مواد مرکب ساخته شده از الیاف در محیط رزین پلیمری به عنوان پلیمرهای مسلح شده با الیاف که به اختصار FRP نامیده میشوندFiber Reinforced Polymers به عنوان یک ضرورت در جایگزینی مصالح سنتی و شیوه های موجود شناخته میشوند. سیستم اف آر پی FRP بدین صورت تعریف میشود که الیاف و رزین ها برای ساخت چند لایه مرکب مورد استفاده قرار می گیرند، به نحوی که رزین های مصرفی (رزین اپوکسی) به منظور چسباندن چند لایه مرکب به سطح بتن زیرین و پوشش ها به منظور محافظت مصالح ترکیب شده استفاده می شوند. استفاده از FRP به دلیل وزن کم، سرعت اجرای بالا، مقاومت بالا و عدم ایجاد محدودیت معماری به خصوص در ساختمان های بتنی بسیار مورد توجه می باشد.
2- مقاوم سازی با اضافه نمودن دیوار برشی و یا بادبند
استفاده از دیوار برشی بتنی در ساختمانها یکی دیگر از روشهای مقاومسازی میباشد. به علت سختی بیشتر دیوار برشی نسبت به بادبند، تعداد دهانههای لازم برای تعبیه دیوار برشی کمتر از دهانههای لازم برای بادبند است که در نتیجه مشکلات کمتری در زمینه معماری بوجود میآورد. برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموتهای دورپیچ ستون یا بولت به عنوان برشگیر در ارتفاع ستون استفاده کرد. همچنین برای اتصال دیوار به سقف هم باید تمهیداتی اندیشید. نکته مهم دیگری هم که در مورد استفاده از دیوار برشی باید به آن توجه کرد این است که به علت نیروی زیادی که در پی دیوار برشی بوجود میآید، احتمالا نیاز به شمع دارد تا بتواند نیروها را به زمین منتقل کند.
3-مقاوم سازی با استفاده از جداگرهای لرزه ای
نصب جداسازهای لرزه ای در تراز پایه ساختمان، با هدف ایجاد ایزولاسیون حرکتی بین سازه و زمین صورت می گیرد. جداسازهای لرزه ای، المانهایی هستند که سختی جانبی آنها نسبت به سختی محوریشان بسیار کمتر می باشد، لذا با وقوع زلزله، این المانها میبایستی مانع انتقال نیرو به سازه ی اصلی شوند و سازه ی اصلی یک حرکت صلب را در حین وقوع لرزشهای زمین تجربه نماید. این روش فقط برای ساختمانهای دارای وزن و ارتفاع مناسب موثر بوده و به همین دلیل کمتر از سایر روش ها در جهان مورد استقبال کارشناسان قرار گرفته است.
4-مقاوم سازی با استفاده از سیستم های جاذب انرژی (دمپر(
در روشهای کنترل غیر فعال سازه نظیر استفاده از مستهلک کننده های ویسکوز و ویسکوالاستیک، جذب انرژی حاصل از حرکات نیرومند زمین توسط مستهلک کننده ها صورت گرفته و به سیستم سازه اجازه داده نمیشود که وارد ناحیه غیر خطی گردد. این امر موجب میشود که مقاومت سازه در برابر زلزله های با دوره بازگشت طولانی تر (که طبیعتا شدیدتر نیز می باشند) بیشتر گردد یا به تعبیر دیگر احتمال فروریزش سازه در برابر این زلزله ها کاهش می یابد .سیستمهای جاذب یا مستهلک کننده انرژی (Dampers) بر پایه افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده اند. مهمترین تاثیر میرایی، کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده می باشد و بدین وسیله قسمت عمده ای از انرژی ارتعاشی را قبل از رسیدن پاسخ سازه به حد نهایی به هدر می دهند. اتلاف کننده های انرژی ممکن است در مهاربندی ها، اتصالات و اجزای غیر سازه ای و یا دیگر مکانهای مناسب در ساختمانهای موجود قرار داده شوند، لیکن ساده ترین و پرکاربردترین آنها استفاده از میراگر در مهاربندها می باشد که میتوان از آنها در تمامی طبقات ساختمان سود جست. در برخی از انواع میراگرها ملاحظات زیبایی نیز مد نظر قرار گرفته شده است تا چنانچه بصورت نمایان بکار برده شوند مشکلی از لحاظ معماری ایجاد ننمایند.
میراگرهای ویسکو الاستیک بکار رفته در پروژه بهسازی لرزه ای هتل پارسیان آزادی
از ترکیب چند روش فوق نیز می تواند برای مقاوم سازی استفاده نمود. در مقاوم سازی پروژه هتل بزرگ آزادی از ترکیب روش مقاوم سازی با FRP در ترکیب بادبند و دمپر (میراگر) استفاده شده است.در پروژه موزه دکتر شریعتی روش افزایش سختی با اضافه نمودن دیوار برشی و تقویت دیوارهای بنایی به روش مقاوم سازی با FRP بکار رفته است.همچنین در پروژه مصلی تهران از ترکیب روش های ژاکت فلزی و افزایش ابعاد دیوار برشی برای مقاوم سازی استفاده شده است. نکته جالب اینکه در پروژه مصلی بزرگ تهران بیش از دویست هزار مورد کاشت بولت و کاشت میلگرد انجام شده ولی هیچ موردی روش مقاوم سازی با FRP بکار نرفته است.
ترمیم بتن
واژه "ترمیم بتن" به معنای هر گونه جایگزینی، بازسازی یا نوسازی سطوح بتنی پس از بتن ریزی اولیه می باشد. نیاز به ترمیم بتن ممکن است از عوامل جزئی مانند ترمیم سوراخ بولت و هوازدگی های عادی تا آسیب های جدی ناشی از فرسایش آب، بخ زدگی بتن یا فروریختن سازه متغیر باشد. در ضمن ترمیم بتن یکی از مراحل قبل از مقاوم سازی با FRP میباشد.
علل خرابی بتن
خرابیهای بتن به طور کلی یا به صورت شیمیائی و یا به صورت فیزیکی می باشند. در ضمن خرابی خطاهای اجرائی را نیز باید به این مجموعه اضافه کرد که عمدتا نقش تسریع در کاهش پایائی خواهند داشت. خلاصه انواع خرابی بتن در زیر ارائه شده است :
1) تخریب شیمیایی
2) تخریب فیزیکی
3) خطاهای اجرایی
طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله :
حتما تا به حال به این نکته توجه کرده اید که بعضی سازهها در برابر زلزله دوام میآورند و بعضی دیگر کاملا نابود میشوند. فاکتورهای متعددی بر کارکرد سازهها در طول زلزله تاثیر میگذارد. بعضی از مهم ترین آنها، از این قرارند:
1- شکل ساختمان: ساختمانهایی با اشکال متفاوت رفتارهای متفاوتی دارند. شکلهای هندسی مانند مربع یا مستطیل معمولا بهتر از ساختمانهایی با اشکال شبیه L، T، U،H، +، O یا ترکیبی از اینها، مقاومت میکنند.
2- مواد مختلف به کار رفته در ساختن بناها: فولاد، بتون، چوب، آجر و ترکیب اینها. در اکثر ساختمانهای دنیا از بتون استفاده میشود. بتون متشکل از ماسه، شن و سنگ خرد شده است که توسط سیمان در کنار هم نگه داشته میشوند. هر ماده رفتار متفاوتی دارد. مواد منعطف بهتر از مواد شکننده رفتار میکنند. برای مثال فولاد و آلومینیوم که منعطف هستند بهتر از مواد شکننده ای مانند آجر، سنگ و بتون غیر مسلح مقاومت میکنند.
3- ارتفاع ساختمان: ساختمانهایی با ارتفاعهای مختلف، با فرکانسهای متفاوتی ارتعاش میکنند. 4- خاک زیر بنا
5- جغرافیای ناحیه
6. بزرگی و مدت طول کشیدن زلزله
7- جهت و فرکانس لرزه
8- تعداد لرزه هایی که ساختمان قبلا از سرگذرانده است و خسارات احتمالی ناشی از آنها
9- کاربری ساختمان (مانند بیمارستان، آتش نشانی، اداره و ....)
10- نزدیکی به سایر ساختمانها از ساختن سازهها چه چیزی میآموزید؟
1- اثر متغیرهای مختلف بر کارکرد و رفتار ساختمان در زلزله شبیه سازی شده
2- روشهای مقاوم سازی ساختمانها
3- نیروهای فیزیکی موثر در جریان زلزله
ساختن سازه های چوبی مواد لازم: چوب بستنی، گل رس، یک قطعه یونولیت و میزلرزه برای آزمایش کردن روند کار: با استفاده از چوب بستنی و گل به عنوان چسب، ساختمانهای یک یا دو طبقه بسازید صبر کنید تا گل خشک و سفت شود. اگر دوست داشتید با یونولیت برای ساختمانتان پی بسازید و با چسب یا گیره پی را به ساختمان وصل کنید. حالا مثل مهندسها از میزلرزه یا ابزار شبیه ساز زلزله برای آزمایش کردن ساختمانها استفاده کنید. ساختمانتان را مقاوم کنید. حالا با استفاده از بادگیر ساختمانتان را مقاوم کنید. بادگیر، سازه ای به شکل X است که بین دو دیوار نصب میشود. برای ساختن بادگیر از مواد متفاوتی مثل چوب بستنی، نخ بادبادک، نی و .... استفاده کنید و ببینید کدام بهتر کار میکند. شبیه سازی معماری دیوارها مواد لازم: قند حبه، کره بادام زمینی، چسب دو طرفه، یونولیت، مقوا، ورق آلومینیومی روند کار: دو ساختمان یک و دو طبقه یکبار به شکل L و یک بار به شکل مستطیل روی پایه یونولیتی و با استفاده از قند به (جای آجر) بسازید. برای کف و سقف از مقوا استفاده کنید. بین سازه های یک طبقه و دوطبقه کدام یک پایدارترند؟ زاویه قائمه در ساختمانL شکل ، روی پایداری سازه چه تاثیری میگذارد؟ مقاوم سازی این سازه: با دقت از ورق آلومینیومی قطعاتی کوچکتر از اندازه هر دیوار ببرید. روی هر دو سوی هر صفحه مقداری کره بادام زمینی بمالید و آن را به دیواره داخلی طبقه اول وصل کنید. کنجها را با کره اضافی از داخل مقاوم کنید. این مدلی از ساختمان مقاوم شده یک طبقه است. حالا با ورقهایی با اندازه های متفاوت و با فواصل متفاوت از هم آزمایش کنید. پاسخ ساختمان به لرزه چه تغییری میکند؟ ساختمانهایی با اسکلت فولادی مواد لازم: شیشه شور، پین T شکل، یونولیت، مقوا، کاغذ روندکار: مدلی از برجهای با اسکلت فولادی با استفاده از میله شیشه شور بسازید. برای این کار انتهای یک میله را به دیگری وصل کنید اما آنها را به هم نچسبانید. بلکه برای اتصال از پینهای T شکل استفاده کنید. دوباره سازه را آزمایش کنید. با اضافه کردن دیوارهایی از جنس های متفاوت و بادگیر بهترین نوع بنا را پیدا کنید.
در معماری نوین و معماری مدرن جهان امروز، مقوله مقاومت اصل مهمی در ساخت و ساز بنا ها شده است؛ با توجه به اتفاقات ناگوار پیش آمده در جهان و حوادث طبیعی مثل زلزله و سیل که جان بسیاری از انسان ها را در طول تاریخ گرفته به علت نداشتن جان پناه مناسب گرفته است، متخصصان و مهندسین معماری را بر آن داشته که سازه هایی با مقاومت بالا در مقابل این اتفاقات ایجاد نمایند.
مهمترین حادثه ی طبیعی که درصد مقاوت یک ساختمان باید نسبت به آن مهم باشد، زلزله می باشد که مخصوصا در مناطق جنوب شرق آسیا و فلات های جهان که ایران نیز از جمله این فلات ها می باشد و درصد اتفاق افتاد زلزله بسیار بالا می باشد باید در معماری و ساخت و ساز برای این حادثه تدابیری اندیشید.
در جهان بعد از ایجاد بنا ها با مقاومت بالا امروزه معمارین به روشی نو در ساخت و ساز روی آورده اند و آن ایجاد سازه ای می باشد که در آن مقاومت بالای بنا در کنار سبکی مصالح به کار گرفته در ساخت و ساز باعث کمترین آسیب به انسان ها در صورت تخریب باشد.
بعد از تست موارد مختلف در ساخت و ساز، امروزه معمارین توسط صنعت کانکس سازی، سبکی نوین و بسیار مقاوم در برابر اتفاقات طبیعی برای ساخت یک بنا با کمترین هزینه و کمترین زمان رسیده اند.
شاید قبل از این صنعت کانکس سازی فقط در تولید کانتینر و سردخانه ها به کار می رفت اما با این نوآوری متخصصین و کشف یک سازه ی مقاوم برای زندگی کردن، شاید دریچه نو در معماری جهان گشوده شده است و شاید در آینده با این سبک معماری شاهد زلزله هایی که جان میلیون ها انسان را در جهان گرفته است نباشیم.
مقدمه:
امروزه یافتن راه حل مناسب جهت برای مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمانها روشهای زیادی وجود دارد که برخی از روش های رایج درمقاوم سازی سازه ها در زیر شرح داده می شوند. قابل ذکر است برای مقاوم سازی سازه ها روش های بسیار متنوعی وجود دارد که روش های مقاوم سازی مذکور در واقع متداول ترین روش های مقاوم سازی محسوب می شوند.:
1- مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها با FRP
2- مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها با اضافه نمودن دیوار برشی و یا مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها با اضافه نمودن بادبند فلزی
3-مقاوم سازی و مقاوم سازی ساختمان ها سازه ها با استفاده از میراگر یا دمپر
4-مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمانها با استفاده از جرم های متمرکز پاندولی
5-مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمانها با استفاده از از ژاکت های فلزی و بتنی
6-مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمانها با استفاده از بادبند های کمانش تاب
7-مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمانها با استفاده از جداگرهای لرزه ای
1- مقاوم سازی با FRP
بطور کلی مقاوم سازی سازه های بتنی و به طور کل مقاوم سازی ساختمان ها به منظور تقویت آنها برای تحمل بارهای وارده ، بهبود نارسایی های ناشی از فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه یا سایر موارد با استفاده از مصالح مناسب و شیوه های اجرایی صحیح انجام می گردد. استفاده از مواد کامپوزیت به شکل پلیمرهای مسلح شده با الیاف (Fiber Reinforced Polymers) که به اختصار FRP نامیده می شوند به عنوان یک روش مدرن مقاوم سازی و جایگزین مصالح سنتی و شیوه های موجود شناخته می شود. مصالح FRP از ترکیب الیاف و رزین ساخته می شوند، در فرایند مقاوم سازی از رزین (رزین اپوکسی) برای ایجاد لایه یکپارچه، همچنین چسبیدن سیستم FRP به سطح بتن زیرین و ایجاد پوشش به منظور محافظت مصالح استفاده می شود. استفاده از FRP به دلیل وزن کم، سرعت اجرای بالا، مقاومت بالا و عدم ایجاد محدودیت معماری به خصوص در ساختمان های بتنی بسیار مورد توجه می باشد. شرکت رادیاب در نظر دارد تا اطلاعات مفید را در ارتباط با زمینه های متفاوت از این مصالح (FRP, Fiber reinforced Polymer composites) در اختیار مخاطبان خود قرار دهد.
2- مقاوم سازی با اضافه نمودن دیوار برشی و یا بادبند
استفاده از دیوار برشی بتنی و یا بادبند در ساختمانها یکی دیگر از روشهای مقاومسازی سازه و مقاوم سازی ساختمان ها میباشد. به علت سختی بیشتر دیوار برشی نسبت به بادبند، تعداد دهانههای لازم برای تعبیه دیوار برشی کمتر از دهانههای لازم برای بادبند است که در نتیجه طرح مقاومسازی مشکلات کمتری در زمینه معماری بوجود میآورد. برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموت یا بولت به عنوان برشگیر در ارتفاع ستون استفاده کرد. همچنین برای اتصال دیوار به سقف هم باید تمهیداتی اندیشید. نکته مهم دیگری هم که در مورد استفاده از دیوار برشی باید به آن توجه کرد این است که نیروی زیادی در پی دیوار برشی بوجود میآید، که برای انتقال این نیروها به زمین احتمالا نیاز به تعبیه شمع وجود دارد.
3-مقاوم سازی با استفاده از جداگرهای لرزه ای
نصب جداسازهای لرزه ای در تراز پایه ساختمان، با هدف جداسازی حرکتی بین سازه و زمین صورت می گیرد. جداسازهای لرزه ای، المان هایی هستند که سختی جانبی آنها نسبت به سختی محوریشان بسیار کمتر می باشد، لذا با وقوع زلزله، این المانها میبایستی مانع انتقال نیرو به سازه ی اصلی شوند و سازه ی اصلی یک حرکت صلب را در حین وقوع لرزش های زمین تجربه نماید. عملکرد جداگرها فقط در محدوده خاصی از جرم و ارتفاع ساختمان مطلوب است و به همین دلیل این روش بصورت خیلی محدود و فقط برای ساختمانهای دارای وزن و ارتفاع مشخصی موثر بوده و به همین دلیل کمتر از سایر روش ها در جهان مورد استقبال کارشناسان قرار گرفته و درپروژه های بسیار کمی مورد استفاده قرارگرفته است.
4-مقاوم سازی با استفاده از سیستم های جاذب انرژی (دمپر(
در روشهای کنترل غیر فعال سازه نظیر استفاده از مستهلک کننده های ویسکوز و ویسکوالاستیک، جذب انرژی حاصل از حرکات نیرومند زمین توسط مستهلک کننده ها صورت گرفته و به سیستم سازه اجازه داده نمیشود که وارد ناحیه غیر خطی گردد. این امر موجب میشود که مقاومت سازه در برابر زلزله های با دوره بازگشت طولانی تر (که طبیعتا شدیدتر نیز می باشند) بیشتر گردد یا به تعبیر دیگر احتمال فروریزش سازه در برابر این زلزله ها کاهش می یابد .سیستمهای جاذب یا مستهلک کننده انرژی (Dampers) بر پایه افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده اند. مهمترین تاثیر میرایی، کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده می باشد و بدین وسیله قسمت عمده ای از انرژی ارتعاشی را قبل از رسیدن پاسخ سازه به حد نهایی به هدر می دهند. اتلاف کننده های انرژی ممکن است در مهاربندی ها، اتصالات و اجزای غیر سازه ای و یا دیگر مکانهای مناسب در ساختمانهای موجود قرار داده شوند، لیکن ساده ترین و پرکاربردترین آنها استفاده از میراگر در مهاربندها می باشد که میتوان از آنها در تمامی طبقات ساختمان سود جست. در برخی از انواع میراگرها ملاحظات زیبایی نیز مد نظر قرار گرفته شده است تا چنانچه بصورت نمایان بکار برده شوند مشکلی از لحاظ معماری ایجاد ننمایند.
میراگرهای ویسکو الاستیک بکار رفته در پروژه بهسازی لرزه ای هتل پارسیان آزادی توسط شرکت رادیاب
از ترکیب چند روش فوق نیز می تواند برای مقاوم سازی استفاده نمود. در مقاوم سازی پروژه هتل بزرگ آزادی از ترکیب روش مقاوم سازی با FRPدر ترکیب با سیستم مقاوم سازی با بادبند و دمپر (میراگر) استفاده شده است.در پروژه موزه دکتر شریعتی مقاوم سازی به روش افزایش سختی با اضافه نمودن دیوار برشی به همراه تقویت دیوارهای بنایی به روش مقاوم سازی با FRP بکار رفته است.همچنین در پروژه مصلی تهران از ترکیب روش های ژاکت فلزی و افزایش ابعاد دیوار برشی برای مقاوم سازی استفاده شده است. نکته جالب اینکه در پروژه مصلی بزرگ تهران بیش از دویست هزار مورد کاشت بولت و کاشت میلگرد انجام شده است.
خدمات اجرائی مقاوم سازی
مقاومسازی با ورقهای پلیمری تقویت شده (FRP) :
در سال های اخیر استفاده از ورقهای پلیمری تقویت شده (به اختصار FRP ) در کشورهای توسعهیافته بهمنظور مقاومسازی ساختمان مورد توجه خاص قرارگرفته است. این مواد به دلیل برخورداری از مدول الاستیسیته و مقاومت بالا پایداری در مقابل عوامل خورنده،سرعت کار بالا و توجیه اقتصادی از بهترین راهحلها برای مقاومسازی ساختمان هستند.
شرکت آرمان سازان با در اختیار داشتن کادری مجرب درزمینه طراحی،محاسبه و اجرای مقاومسازی با ورقهای FRP و با استفاده از بهترین مواد پلیمری موجود در کشور مطابق با آخرین استانداردهای روز دنیا و با تکیهبر تجربه چندین سالهی خود ،آماده ارائه خدمات مشاوره، طراحی و اجرایی درزمینه استفاده از الیاف FRP بهمنظور تقویت سازههای بتنی میباشد.
ورقهای FRP بر اساس کاربردهای موردنیاز در انواع مختلف نظیر الیاف کربن (C FRP) ، الیاف شیشه (G FRP) و الیاف آرامید (A FRP) تولید و مورداستفاده قرار میگیرند.
برند توصیه شده شرکت آرمان سازان در مقاومسازی با الیاف پلیمری کربن ، شرکت سیکا سوئیس (SIKA) می باشد.
کاربردها:
مقاومسازی و بهسازی لرزهای ساختمانهای بتونی ،سیلوها، مخازن و لولههای تحتفشار
افزایش مقاومت برشی تیر دال و ستون های بتنی
افزایش مقاومت خمشی تیر و دال های بتنی
افزایش مقاومت فشاری ستون های بتنی
بهبود شکل پذیری المان های بتنی
کاهش عرض ترک المان های بتنی به منطور کاهش خطر خوردگی ارماتور
مقاوم سازی با FRP جهت افزایش طبقات
تعمیر لوله های خورده شده نفت و گاز با پوشش کامپوزیتی FRP
ترمیم و بهسازی سازه های دریائی با مصالح کامپوزیتی FRP
مقاوم سازی ساختمان ها و ترمیم و تقویت سازههای صنایع فولاد و سیمان، حمل و نقل، معادن،صنعت نفت و گاز و پتروشیمی، سازههای دریائی، صنعت آب و فاضلاب، صنایع دفاعی – نظامی و تاسیسات شهری، با توجه به اینکه جایگزین نمودن سازه های موجود با سازه های جدید در اغلب موارد از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست، اهمیت شایانی پیدا کرده است. انتخاب غلط یک شیوه نامناسب مقاوم سازی ساختمان و تعمیر یا تقویت یک سازه، حتی میتواند عملکرد سازه را بدتر هم بکند. در مقایسه با ساختن یک سازه جدید، تقویت سازه موجود حتی میتواند پیچیده تر باشد؛ زیرا شرایط سازه ای از قبل ثابت شده است. علاوه بر این همواره دسترسی به نواحی که نیاز به تقویت سازه دارند ساده نیست. روشهای سنتی استفاده شده به عنوان تکنیک های مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله و بارهای ثقلی مرده و زنده، نظیر انواع مختلف پوشش های های مسلح (نظیر ژاکت فولادی و ژاکت بتنی)، شاتکریت، کابلهای پس تنیدگی قرار گرفته در خارج از سازه و استفاده از صفحات و ورق های فولادی مقید شده به سازه، معمولاً نیاز به فضای زیادی دارند و اغلب در برابر شرایط محیطی آسیب پذیر نیز میباشند.
در مجموع در موارد ذیل، ترمیم و تقویت سازه های مختلف صنایع و مقاوم سازی ساختمان ها مورد نیاز است و اهم فعالیت های یکشرکت مقاوم سازی نظیر شرکت افزیر برطرف نمودن این مشکلات میباشد.
مقاوم سازی و تقویت سازه ها جهت برآورده ساختن ضوابط موجود در آیین نامه های بارگذاری و زلزله کنونی که ساختمان موجود، مقاومت کافی در برابر نیروهای وارده ثقلی و زلزله را ندارد. یکی از مهمترین کارهای شرکت مقاوم سازی افزیر مطالعات مورد نیاز در این زمینه، علل الخصوص برآورد و تخمین آسیب پذیری سازه ها و ارائه راهکار برای مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله میباشد
مقاوم سازی ساختمان هایی که قرار است تغییر کاربری بدهند. در این حالت با توجه به اینکه بارهای زنده، ضریب اهمیت ساختمان و همچنین سطح عملکرد ساختمان تغییر پیدا میکند، نیاز به طراحی مجدد سازه و تعیین سطح عملکرد آن توسط شرکت مقاوم سازی میباشد
مقاوم سازی ساختمان ها توسط شرکت مقاوم سازی که طبقات سازه ای آن قرار است افزایش پیدا کند.
مقاوم سازی ساختمان هایی که اعضای سازه ای آن شبیه تیرها ستون ها و سقف ها دچار خوردگی و پوسیدگی شده باشند. انواع ساختمان های مختلف که دچار این مشکلات شده اند را میتوان با روشهای مقاوم سازی ارائه شده توسط شرکت مقاوم سازی افزیر تقویت کرد.
مقاوم سازی ساختمان هایی که در اثر ضعف سازه ای، ترکهایی در سازه های بتنی و یا ترکها و اعوجاج و لهیدگی در المانها و جوش سازه های فولادی مشاهده میگردد.
مقاوم سازی ساختمان های خسارت دیده پس از وقوع زلزله. در این حالت نیز هدف بازسازی سازه آسیب دیده و مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله های آتی میباشد.
مقاوم سازی ساختمان هایی که در حین ساخت خطاهای اجرایی باعث بروز ضعف سازه ای در آنها شده است، نظیر کیفیت و اجرای نامناسب بتن ریزی، عدم کارگذاری دقیق میلگرد در اجزای سازه ای در ساختمانهای بتنی، مقاومت پایین بتن و استفاده از مصالح نامرغوب در سازه های بتن آرمه و عدم جوشکاری نامناسب و غیر قابل قبول در سازه های فولادی.
مقاوم سازی در ساختمان هایی که در مرحله طراحی به دقت محاسبات سازه ای بر روی آنها صورت نگرفته است. شرکت مقاوم سازی افزیر با استفاده از آئین نامه های مختلف و روشهای اجزاء محدود، توانایی برطرف نمودن ضعف های سازه ای و ارائه راهکار برای مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله و تقویت سازه های بتنی و فولادی صنایع مختلف را دارد.
مقاوم سازی ساختمان ها و تقویت سازه های مختلف، توسط روش های سنتی و روش های نوین مقاوم سازی میتواند صورت گیرد. شرکت مقاوم سازی افزیر در صنایع زیر راهکارهای مختلفی جهت آسیب شناسی و برطرف نمودن ضعف های سازه انواع سازه ها ارائه میدهد:
پیدا کردن راه حلی مناسب به منظور ارتقاء مقاومت و تقویت باربری سازهها و ساختمانها در برابر زلزله و سایر نیروها، همیشه یکی از مهمترین مسائل و مشکلات طراحان و محاسبان سازه ها، پیمانکاران، مجریان ساختمان ها و نیز شرکت های مقاوم سازی بوده است. نیاز گسترده و روز افزون جامعه به ساختمان و مسکن و ضرورت استفاده از روش ها و مصالح جدید به منظور افزایش سرعت ساخت، سبک سازی، افزایش عمر مفید و نیز مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله را بیش از پیش مطرح کرده است، این امر سبب شده است که تعداد زیادی شرکت مقاوم سازی امروزه در امر بهسازی لرزه ای سازه ها و تقویت سازه ها در برابر زلزله فعالیت کنند. از طرفی حرکت استمراری علم در عرصه مهندسی سازه مهندسی زلزله موجب شده است تا برای بهسازی و مقاوم سازی در سالهای اخیر از روشهای نوین و مصالح جد
امروز روش های مختلفی برای مقاوم سازی و تقویت سازه های بتنی وجود دارد. هر یک از روش های دارای مزایا ، معایب و محدودیت هایی می باشند. از جمله مهمترین عوامل موثر در انتخاب روش تعمیر می توان به ابعاد و محدودیت های ابعادی در روش تعمیر ، محدودیت های معماری ، محدودیت ها افزایش باربری ، محدودیت های زمانی ، محدودیت های بهره برداری اشاره کرد.
برخی از انواع روش های مقاوم سازی سازه های بتنی به شرح ذیل می باشد :
لازم به ذکر است در پاره ای موارد ممکن است عملیات مقاوم سازی به صورت همزمان با فرآیند ترمیم و تعمیر انجام شود تا سازه موجود ابتدا به شرایط قابل بهره برداری رسید و سپس ظرفیت های آن ارتقاء داده شود.
روش های مقاوم سازی ستون های بتنی در ساختمان و سازه های صنعتی
تأثیر دورپیچ کردن ستونهای بتن مسلح (با مقطع دایروی) با مصالح FRP در رفتار خمشی ـ محوری
تا پیش از دهه 1990، دو روش مرسوم برای مقاوم سازی ستونهای بتن مسلح بی کفایت وجود داشت. یکی اجرای یک غلاف بتن مسلح اضافی به دور ستون موجود و دیگری استفاده از غلاف فولادی با تزریق دوغاب. استفاده از روش غلاف فولادی، به دلیل آنکه غلاف بتن مسلح فضای بیشتری اشغال کرده و وزن سازه را نیز افزایش می داد، فراگیرتر و مؤثرتر بوده است. البته هر دو روش یاد شده، نیازمند نیروی کار زیاد بوده و اغلب برای انجام در کارگاه مشکل می باشند. همچنین غلاف فولادی در مقابل حمله شرایط جوی مقاومت کمی دارد.
در سالهای اخیر کاربرد روش مقاوم سازی ستونهای بتن مسلح با استفاده از مصالح FRP به جای غلاف فولادی بطور گسترده ای توسعه یافته است. مرسومترین شکل مقاوم سازی ستونهای بتن مسلح با مصالح FRP شامل دورپیچ کردن بیرونی ستون با استفاده از ورقها یا نوارهای FRP است.
مقاوم سازی ستونهای موجود بتن مسلح با استفاده از غلاف فولادی یا FRP بر مبنای این حقیقت استوار است که محصورشدگی جانبی بتن، سبب افزایش قابل توجه مقاومت فشاری محوری، محوری ـ خمشی و شکل پذیری ستون می گردد. مطالعات بسیاری در مورد مقاومت فشاری و رفتار تنش ـ کرنش بتن محصور شده با FRP انجام شده است. این مطالعات بیانگرد آن هستند که رفتار بتن محصور شده با FRP با رفتار بتن محصور شده با فولاد متفاوت بوده و بنابراین توصیه های طراحی توسعه یافته برای ستونهای بتنی محصور شده با غلاف فولادی، علیرغم تشابه ظاهری، برای ستونهای بتنی محصور شده با FRP قابل کاربرد نیستند.
مشکلات اجرایی سازه های بتنی موجود و بهسازی آنها
حرکت استمراری علم در عرصه مهندسی سازه ـ زلزله موجب گردیده است تا نوسازی و بهسازی در سالهای در اخیر از روشهای نوین و مصالحی جدید بهره گیرد که در پیشینه طولانی ساخت و ساز سابقه نداشته است در میان این نوآوری ها FRP (مواد کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیاف) از جایگاه ویژه برخوردار می باشد تا آنجا که به نظر برخی از متخصصانFRP را باید مصالح ساختمانی هزاره سوم نامید. کامپوزیت FRP که ابتدا در صنایع هوا و فضا بکار برده شد با داشتن ویژگی های ممتاز چون نسبت بالای مقاومت به وزن، به وزن، دوام در برابر خوردگی، سرعت و سهولت در حمل و نصب، دریچه ای نو پیش روی مهندسین عمران گشوده است به گونه ای که امروز سازه های متعددی در سرتاسر دنیا با استفاده از این مواد تقویت شدند استفاده از مصالح کامپوزیت به طور قابل توجهی در صنعت ساختمان یک بازار تکان دهنده و با سرعت در حال توسعه می باشد. اولین تحقیقات انجام شده در این زمینه از اوایل دهه 1980 آغاز شده است، زلزله 1990 کالیفرنیا و 1995 کوبه ژاپن نیز از جمله عوامل موثرتری برای بررسی کاربرد کامپوزیت پلیمری تقویت شده با الیافFRP جهت تقویت و مقاوم سازی سازه های بتنی و بنایی در مناطق زلزله خیز گردید.
کاربرد ورق یا کامپوزیت FRP در مقاوم سازی سازه های بتن مسلح امروزه نگهداری از سازه ها به دلیل هزینه ساخت و تعمیر بسیار حائز اهمیت می باشد با مطالعه رفتار سازه های بتنی مشخص می شود عوامل متعددی مانند: اشتباهات طراحی و محاسبه، عدم اجرای مناسب تغییر کاربری سازه ها، آسیب دیدگی ناشی از وارد شدن بارهای تصادفی، خوردگی بتن و فولاد و شرایط محیطی از دوام آنها می کاهد ضمناً تغییر آیین نامه های ساختمانی (باعث تغییر در بارگذاری و ضرایب اطمینان می شود) نیز سبب ارزیابی و بازنگری مجدد طرح و سازه می گردد تا در صورت لزوم بهسازی و تقویت شود. سیستمهای الیاف مسلح شده پلیمری FRP برای تقویت سازه های بتنی پدیدار شده و به عنوان یک جانشین برای روش های سنتی از قبیل چسباندن صفحات فولادی، افزایش سطح مقطع با بتن ریزی مجدد و پیش تنیدگی خارجی می باشد.
با توجه به معایب این روشها مانند بازدهی کم و یا نیاز به امکانات و فن آوری خاص امروزه روش های مقاوم سازی با استفاده از کامپوزیت توسعه روز افزون دارد.
محدودیت استفاده و کاربرد کامپوزیت در مهندسی ساختمان به قیمت بالای آنها برمی گردد البته هزینه و قیمت آنها به تدریج رو به کاهش می باشد به این ترتیب استفاده از آنها بیشتر و بیشتر خواهد شد. استفاده از FRP در زمینه مقاوم سازی ، هر چند که هزینه بالایی در بردارد، اما با توجه به هزینه اجرای کم و نیز سایر مزایای FRP، در کل به صرفه ترین و موثر ترین راه مقاوم سازی سازه های بتنی امروزه به شمار می رود.
در این حین، جهت استفاده صحیح و مناسب از این ماده و طراحی مقاوم سازی سازه های بتنی، آیین نامه ها، راهنماها و گزارشهایی در سراسر جهان منتشر گردید با توجه به شروع رشد و استفاده از مواد FRP ، در ایران تدوین راهنمایی برای طراحی مقاوم سازی به کمک این مواد، بسیار ضروری است
مقاوم سازی ستون های بتنی موجود با بکارگیری الیاف FRP
مقاوم سازی ستون با استفاده از روکش بتنی (Concrete jacket)
مشخصات فایل
عنوان: پاورپوینت مقدمه ای بر مقاوم سازی ساختمان های فلزی
قالب بندی: پاورپوینت
تعداد اسلاید: 33
محتویات
فهرست