مقاوم سازی سازه ها چیست و چرا ضرورت دارد؟
بهسازی لرزه‌ای، چیستی و ضروت
یکی از پرخطرترین حوادث طبیعی که در طول تاریخ موجب به خطر افتادن جان انسان‌ها و نیز خسارت عمده‌ی مالی به جوامع بشری شده است زلزله است. اگرچه زلزله به خودی خود خطرناک نیست ولی ساخت بنا‌های غیر ایمن در مناطق لرزه‌خیز سبب ایجاد حوادثی مرگبار در طول تاریخ بشری شده است. در کشور عزیز ما ایران نیز زلزله‌هایی با اثرات فاجعه‌بار در طول تاریخ بارها اتفاق افتاده است. خاطرات تلخ زلزله‌های رودبار و بم در دهه‌های گذشته و زلزله‌ی سر پل ذهاب، هرگز از حافظه‌ی تاریخی ایرانیان زدوده نخواهد شد. سوال مهمی که در اینجا به ذهن هر مشاهده‌گر فعالی متبادر می‌شود این است که آیا پیشرفت‌های صورت گرفته در علم بشری در حوزه‌ی ساخت ساز بدان حد نرسیده است که قادر به کنترل خطرات مالی و جانی ناشی از خرابی سازه‌ها در اثر وقوع زلزله‌های شدید باشد؟ در واقع دستاوردهای نوین و ایده‌های عملگرایانه ارائه شده توسط پژوهشگران و مهندسین خلاق مشغول به فعالیت این حوزه خصوصاً در طی دهه‌های اخیر باعث شده است تا بتوان با اطمینان بالایی به سوال فوق پاسخ مثبت داد. با این حال به نظر می‌رسد که متأسفانه در کشور ما همراهی و همگامی با این دستاوردهای مهم بین‌المللی متناسب با نیاز‌های کشور رخ نداده است.
در اینجاست که عدم همگامی پروسه‌های طراحی و ساخت موجود در کشور با پیشرفت‌های نوین روز دنیا در حوزه طراحی و مقاوم‌سازی به خوبی نمایان می‌شود و دقیقاً در همین مرحله است که شرکت‌های مشاور طراح و مقاوم‌ساز به عنوان موتور‌های پیشبرنده‌ی اعمال دانش مدرن ساخت سازه‌ها می‌بایست به ایفای نقش بپردازند. شرکت طرح و ساخت آساکاو نیز به عنوان مجموعه‌ای پیشرو و صاحب ایده‌های به‌روز در این حوزه، تمامی تلاش و همت خود را صرف به جلو راندن و بهره‌گیری عملی از آخرین دستاوردهای بین‌المللی در حوزه‌ی طراحی لرزه‌ای براساس عملکرد و مقاوم‌سازی لرزه‌ای سازههای موجود کرده است.
تکنیک‌های مورد استفاده در مقاوم سازی سازههای ناایمن
مقاوم‌سازی لرزه‌ای زیر مجموعه‌ای از بهسازی لرزه‌ای محسوب می‌شود مشتمل بر مجموعه‌ای از اقدامات و الزامات که با اعمال آن‌ها بر سازه‌‌هایی که طراحی و اجرای آن‌ها با نسل قدیمی‌تر آیین‌نامه‌های تجویزی انجام شده است، رفتار لرزه‌ای این سازه‌ها قابل پیش بینی میگردند. زمانی که از مقاوم‌سازی سازههای موجود صحبت می‌شود باید دانست این امر به هیچ عنوان به سادگی ساختن یک سازه جدید نیست چرا که پس از انجام مراحل ارزیابی و مدل‌سازی سازه و نهایتاً مشخص شدن نوع تکنیک مقاوم‌سازی و محل انجام آن ، دسترسی به اعضا جهت مقاوم‌سازی به سادگی امکان‌پذیر نیست. به همین علت است که تکنیک‌هایی که برای انجام مقاوم‌سازی توسعه داده شده‌اند همراه با حداقل دستکاری و تخریب در ساختمان موجود هستند. از جمله‌ی رایج‌ترین این تکنیک‌ها می‌توان به پلیمرهای تقویت شده با الیاف FRP (Fiber Reinforced Polymer) و نیز استفاده از ژاکت‌های فلزی اشاره نمود.
مقاوم‌سازی با بهره از پلیمرهای تقویت شده با الیاف FRP:
استفاده از پلیمرهای تقویت شده با الیاف FRP یکی از تکنولوژی‌های نوین در زمینه مقاوم‌سازی سازه‌ها به شمار می‌آید. این مصالح، با توجه به خواص مکانیکی بالا، وزن کم، مقاومت در برابر خوردگی و آسانی اجرا، به سرعت به یکی از محبوب‌ترین روش‌های تقویت و مقاوم‌سازی سازه‌ها تبدیل شده است. وزن بسیار کم این نوع از مصالح سبب شده است که پس از اجرای آن‌ها در سازه مقاوم‌سازی شده بار ثقلی وارد بر سازه تغییر چندانی نداشته باشد. همچنین الیاف FRP در مقابل بسیاری از خورنده‌های شیمیایی و شرایط محیطی مانند رطوبت، مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد. قابلیت انعطاف‌پذیری قابل توجه که دست طراح مقاوم‌سازی را تا حد بسیاری باز می‌گذارد از دیگر دلایل انتخاب این الیاف در طرح‌های مقاوم‌سازی است. ورقهای نازکFRP به صورت چسبانده شده به سطح عضو سازهای مورد نظر (مانند ستون یا تیر) به کار گرفته می‌شوند در نتیجه‌ی انجام چنین تقویتی مقاومت‌های برشی و خمشی عضو سازهای افزایش می‌یابد. همچنین با استفاده از ورقهای FRP می‌توان قابلیت تحمل بار و مقاومت کف‌ها و دیوارها را تا میزان قابل توجهی افزایش داد. البته برخی محدودیت‌ها را نیز در کاربرد الیاف FRP باید در نظر گرفت که از جمله‌ی آن‌ها حساسیت به نور مستقیم خورشید، محدودیت کاربرد در دماهای بالا و هزینه‌های اولیه بالاست. در مجموع اگر چه پلیمرهای تقویت شده با الیاف FRP با توجه به خواص فوق‌العاده‌ی خود، یک گزینه‌ی ایده‌آل برای مقاوم‌سازی و تقویت اعضای سازهای محسوب می‌شوند اما در صورت انتخاب،مهندسین و طراحان باید به طور دقیق با محدودیت‌ها و موارد کاربردی آن‌ها آشنا باشند تا بتوانند از این مصالح به صورت بهینه و مؤثر استفاده کنند.
مقاوم‌سازی با استفاده از ژاکت فولادی
ازجمله روش‌هایی که در سال‌های اخیر برای مقاوم‌سازی و تقویت سازههای بتنی مورد استفاده قرارگرفته است، استفاده از ژاکت فولادی است. این روش به خصوص در مواردی که نیاز به افزایش مقاومت‌های خمشی، برشی یا محوری و یا افزایش سختی سازه وجود دارد، مورد توجه قرار گرفته است. همچنین نصب سریع و آسان ژاکت‌های فولادی که با کمترین دخالت در وضعیت موجود سایت قابل انجام است، از جمله‌ی مهمترین مزایای این روش است. نتیجه عملی مورد استفاده‌ی طراحان از این شیوه‌ی مقاوم‌سازی، بهبود عملکرد لرزه‌ای عضو بتنی سازهای است. البته محدویت‌هایی را نیز در کاربرد این شیوه باید در نظر گرفت. پیدایش خوردگی در فولاد به کار رفته در ژاکت که ضرورت عملیات نگهداری و حفاظت مناسب از ژاکت را گوشزد می‌کند به همراه نگرانی‌هایی که در مورد هزینه‌ی صرف شده برای تهیه‌ی فولاد ژاکت وجود دارد از جمله‌ی مهمترین چالش‌های مرتبط با استفاده‌ی ژاکت فولادی است. استفاده از ژاکت فولادی به عنوان یک روش مقاوم‌سازی برای تقویت سازههای بتنی اثربخشی خود را به اثبات رسانیده است. بااین‌حال برای دستیابی به بهترین نتایج و جلوگیری از مشکلات احتمالی، ضروری است که تمامی جوانب فنی، اقتصادی و نگهداری طرح مقاوم‌سازی با این روش به دقت مورد بررسی قرار گیرد.
مقاوم‌سازی با استفاده از ژاکت بتنی
مقاوم‌سازی سازههای بتنی با استفاده از ژاکت بتنی، یکی از روش‌های معتبر و پرکاربرد در زمینه بهبود عملکرد لرزه‌ای سازههای بتنی به شمار می‌رود. این روش که عمدتاً برای افزایش مقاومت برشی و خمشی ستون‌ها، دیوار‌های برشی و تیر‌های بتنی استفاده می‌شود، از افزودن یک رویه‌ی بتنی مسلح شده به سطح عناصر سازهای به دست می‌آید. این شیوه نیز همانند ژاکت فولادی قابلیت ارتقای ظرفیت‌های خمشی، برشی و محوری عضو سازهای را دارد و علاوه بر آن با اجرای آن با توجه به نیاز طرح مقام‌سازی و هندسه‌ی سازه، قابلیت ایجاد اعضای بتنی جدید و الحاق آن‌ها به سازه‌ی موجود نیز وجود دارد. دیگر مزیت استفاده از این تکنیک محافظت عضو سازهای در برابر خوردگی است به طوری‌که ژاکت بتنی می‌تواند به عنوان یک محافظ در برابر عوامل خورنده‌ی شیمیایی و یا رطوبت برای آرماتورهای اولیه‌ی موجود در عضو عمل کند. با وجود تمام این مزایا از دو محدویت این روش نباید غافل شد. اول افزایش وزن سازه‌ی مقاوم‌سازی در مقایسه با سازه‌ی اولیه و دوم نیاز مبرم به نگهداری و انجام مراقبت‌های معمول سازههای بتنی در روز‌های نخست اجرا تا رسیدن بتن به حد مقاومت طولانی مدت خود.
مقاوم‌سازی با استفاده از دمپر (میراگر)
میراگر های مایع لزج
میراگرها در سیستم‌های مهاربند جانبی سازهای ساختمانی یا صنعتی به عنوان عواملی برای اتلاف انرژی حاصله از ارتعاشات لرزه‌ای شناخته می‌شوند که این ویژگی مزیتی برای ساده سازی رفتار سازه در هنگام وقوع زلزله و پیش‌بینی دقیق‌تر آن می‌گردد. میراگرها بسته به نوع و اندازه‌ی خود قادر هستند درصد میرایی سازه را به شکل قابل توجهی (در مواردی حتی تا ده برابر) افزایش دهند. این افزایش درصد میرایی به معنای افزایش چشمگیر استهلاک انرژی وارد آمده بر سازه از سوی ارتعاشات زمین در هنگام وقوع زلزله و کاهش مؤثر در پاسخ سازه (تغییر‌مکان‌های جانبی شتاب طبقات) است. چنین کاهشی خود سبب کاهش در خسارات اجزای سازهای و غیر سازهای موجود در ساختمان می‌گردد. لازم به ذکر است که این تکنیک در اجرای ساختمان‌های جدید نیز کاربرد دارد. در چنین کاربردی کاهش قابل توجه ابعاد و مصالح مصرفی در اعضای سازهای باربر جانبی در طبقه‌ای که میراگر در آن به کار رفته قابل مشاهده خواهد بود. انواع میراگرهایی که به عنوان سیستم‌های اتلاف انرژی غیرفعال در سازه‌ها به کار می‌روند می‌روند عبارتند از میراگر‌ای فلزی تسلیم (Metallic Yield Damper)، میراگرهای ویسکوالاستیک (Viscoelastic dampers)، میراگرهای اصطکاکی (Friction Damper)، میراگر های مایع لزج (Viscous liquid dampers). اگر چه هر یک از انواع میراگرها از مکانیزمی مخصوص به خود استفاده می‌کند ولی تمامی آن‌ها در کارکرد اصلی خود یعنی اتلاف انرژی تحمیل شده بر سازه از سوی زلزله و کاهش پاسخ‌های سازه در هنگام وقوع زلزله مشترک می‌باشند.
میراگرهای ویسکوالاستیک
میراگرهای فلزی تسلیم
میراگرهای اصطکاکی
شرکت آساکاو با بهره‌گیری از تیم مهندسی حرفه‌ای، راهکارهای نوآورانه‌ای را در زمینه مقاوم‌سازی ساختمان‌ها، پل‌ها، بیمارستان‌ها و سایر سازههای با درجه‌ی اهمیت بالا ارائه می‌دهد. استفاده از تکنولوژی‌های روز دنیا، کیفیت برتر مواد مصرفی و توجه به جزئیات در هر پروژه، از ویژگی‌های برجسته این شرکت است. همچنین، شرکت آساکاو برای سازمان‌ها و یا افراد حقیقی‌ای که به دنبال بهبود ایمنی و مقاومت سازههای خود هستند خدمات مشاوره‌ای با کیفیت بالا ارائه می‌کند. چنین مشاوره‌هایی می‌تواند در تصمیم گیری‌های مهم و انتخاب بهترین راهکار برای مقاوم‌سازی، نقش مؤثری داشته باشد.
برای اطلاعات بیشتر و استفاده از خدمات ما، با شرکت آساکاو در ارتباط باشید. کارشناسان ما با کمال میل پاسخگوی سوالات شما خواهند بود.
*** این مطلب توسط جهان صنعت نیوز نوشته نشده و انتشار آن به منزله تایید محتوا نیست
خواندنیلینک کوتاه :