چگونه می توان ساختمان ها را مقاوم سازی کرد؟

به گزارش اخبار ساختمان، با توجه به گسترش جمعیت در شهرهای بزرگ و بهبود استاندارد کیفیت زندگی افراد، احداث ساختمان هایی با استحکام و طول عمر بالا بیشتر احساس می شود. از طرفی، افزایش هزینه ها طی چند سال اخیر و گرانی، تخریب و احداث سازهایی جدید را با چالش هایی مواجه خواهد کرد. بنابراین می توان بجای بازسازی کلی ساختمان، به بازسازی موضعی و مقاوم سازی اجزای سازه بسنده کرد. مقاوم سازی ساختمان شامل مجموعه ای از اقدامات است که به منظور بهبود عملکرد اجزای مختلف سازه در برابر اعمال نیروهای وارد بر آنها انجام می گیرد. این اقدامات نسبت به تخریب و احداث سازه ای جدید مقرون به صرفه تر محسوب می شود. فرآیند مقاوم سازی ساختمان محدود به ساختمان های قدیمی نبوده و بسیاری از سازه های جدید بدلیل خطاهای اجرایی و طراحی نیازمند چنین اقداماتی هستند. از طرفی، در بسیاری از مواقع لازم است تهمیداتی به منظور تطابق سازه های موجود با آخرین ضوابط و آیین نامه ها در نظر گرفته شود. روش های مختلفی برای مقاوم سازی ساختمان وجود دارد که هر یک از مزایا و معایب مختلفی برخوردارند که در میان آنها، مقاوم سازی با FRP به عنوان یکی از روش های نوین با کاربردهای وسیع در صنعت ساختمان شناخته می شود. در ادامه به توضیح این روش و تاثیر مقاوم سازی اجزای سازه به روش مقاوم سازی با FRP در مقاومت کلی سازه خواهیم پرداخت.

روش مقاوم سازی ساختمان با FRP
 

الیاف FRP نوعی فیبر پلیمری بوده که به عنوان مصالحی نوین شناخته می شوند و طی سالهای اخیر در سراسر دنیا مورد توجه قرار گرفته اند. این مصالح از وزن پایین و مقاومت بالایی برخوردارند. ضخامت آنها کم بوده و در شرایطی با دسترسی کم براحتی قابل اجرا هستند. این مصالح در برابر عوامل مخرب شیمیایی عملکرد مناسبی داشته و نسبت فولاد مقاومت بیشتری دارند بنابراین، گزینه ی مناسبی برای جایگزینی آنها محسوب می شوند. الیاف FRP در انواع و اشکال مختلفی تولید و عرضه می شوند که انتخاب انها با توجه به وضعیت ساختمان، انتظار کارفرما، طراحی و محاسبات مقاوم سازی ساختمان صورت می گیرد. برای استفاده از الیاف FRP و اتصال آنها به سطوح بتنی از رزین های اپوکسی مخصوص نصب آنها استفاده می شود. با توجه به ویژگی های به خصوص این مصالح و برتری این روش در بسیاری از مواقع نسبت به سایر روش ها، اجرای این روش از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه است. از روش مقاوم سازی با FRP می توان برای مقاوم سازی اجزای سازه استفاده کرد و مقاومت کلی آن را افزایش داد. در ادامه به کاربرد الیاف FRP در مقاوم سازی اجزای سازه خواهیم پرداخت.

مقاوم سازی ستون با FRP

یکی از کاربردهای الیاف FRP در مقاوم سازی ستون بتنی است. ستون های یکی از اجزای مهم در سازه هستند که نقش باربری را در انتقال نیروی بخش های بالایی به بخش های پایینی سازه ایفا می کنند. ستون ها در معرض نیروهای محوری برشی و خمشی هستند لذا هرگونه ضعف در مقاومت ستون ها می تواند گسیختگی آنها و کاهش مقاومت سازه را در پی داشته باشد. از طرفی ماهیت ستون های بتنی به گونه ای است که ضعف در بتن آنها می تواند سبب ترک در بتن و خوردگی میلگردهای فولادی شود. بنابراین ضروری است که در صورت وجود هر گونه ضعف یا خطاهای اجرای و طراحی در آنها، اقدامات لازم به منظور مقاوم سازی ستون های بتنی صورت بگیرد. در بسیاری از مواقع این اقدامات مستلزم اجرای عملیات ترمیم بتن برای دستیابی به سطحی یکدست و یکنواخت است. الیاف FRP بدلیل ضخامت ناچیزی و وزن پایینی که دارند، گزینه ی مناسبی برای این تقویت ستون ها محسوب شده و خللی در معماری آنها ایجاد نمی کنند. ضمنا این الیاف از چسبندگی بالای به بتن برخوردارند و به دلیل انعطاف پذیری بالا می توانند ظرفیت باربری ستون ها را از طریق محصور شدگی افزایش دهند. بهترین عملکرد این روش در تقویت ستون های گرد است. با گرد کردن گوشه ی ستون های مربع و مستطیل شکل نیز می توان به هدف مورد نظر دست یافت.

مقاوم سازی دیوار برشی با FRP
 

دیوارهای برشی ممکن است با گذر زمان به دلایل مختلفی مثل ظرفیت خمشی و برشی ناکافی، کاهش مقاومت درون صفحه ای، محصور شدگی نامناسب بتن و حتی ضعف های اجرایی و طراحی دچار کمبود مقاومت لازم شوند. یکی از روش های مناسب برای مقاوم سازی دیوارها، استفاده از الیاف FRP است. الیاف FRP هیچگونه وزن اضافه ای به دیوارها و ساختمان اضافه نمی کنند و مقاومت خمشی و برشی آنها را افزایش مبدهند. دیوارهای برشی تقویت شده با FRP بدلیل سختی درون صفحه ای بالا، رفتار مناسبی در برابر اعمال نیروهای جانبی خصوصا در مناطق زلزله خیز از خود نشان می دهند.

مقاوم سازی تیر با FRP
 

تیرها اجزایی از سازه هستند که بارهای عمودی وارد بر خود را به ستون ها منتقل می کنند و با مقاومت کمتری نسبت به ستون ها ساخته می شوند. خرابی تیرهای بتنی عموما ناشی از دو نوع شکست خمشی و برشی در آنها است. شکست خمشی در تیرهای بتنی به آهستگی رخ می دهد، بنابراین ساکنین فرصت بیشتری برای اصلاح آن دارد. از سایر عوامل مخرب برای تیرها بتنی،‌ عوامل شیمیایی هستند. الیاف FRP یکی از مناسب ترین گزینه ها برای مقاوم سازی تیر بتنی محسوب می شوند چرا که سبب افزایش وزن آنها و پدیده ی تیر قوی ستون ضعیف نخواهند شد و آنها را در برابر حملات مخرب عوامل شیمیایی حفظ خواهند کرد. استفاده از این روش می تواند سبب کنترل خیز در تیرها شده و مقاوم سازی کلی ساختمان را بدنبال داشته باشد.

مقاوم سازی دال ها با FRP
 

در بسیاری از مواقع مقاوم سازی دال ها بدنبال آسیب دیدگی ناشی از اعمال بار بیش از حد بر آنها انجام می شود. از طرفی ضعف های طراحی و اجرایی همچنان می توانند مقاومت این اجزا را نیز کاهش دهند. مقاوم سازی با FRP یکی از روش های مناسب برای جبران مقاومت فشاری از دست رفته در دال ها و افزایش مقاومت آنها در برابر عوامل مخرب شیمیایی محسوب می شود. لازم بذکر است که سهولت بالا و عدم ایجاد تغییرات در معماری سازه از سایر ویژگی های قابل توجه در مقاوم سازی دال ها با FRP است.