مرجع بهسازی سازه ها

17,000 تومان

رمز فایل www.omranrenter.com

مرجع بهسازی سازه ها

شامل 23 کتاب به زبان اصلی

پروژه بهسازی

آیین نامه بهسازی

14 جزوه کامل بهسازی

مقایسه

توضیحات

مرجع بهسازی سازه ها

بهسازی لرزه ای سازه

بهسازی (Rehabilitation) در معنای کلی لغوی یعنی اصلاح کردن یا بهبود بخشیدن وضعیت موجود سازه ، بهسازی ساختمان دو مفهوم را در بر میگیرد که شامل؛ بهسازی لرزه ای به منظور اصلاح ضعف های بوجود آمده در سازه و بازگردانی موقعیت اولیه ی سازه (Retrofitting) و بهسازی لرزه ای به منظور ارتقای کیفیت ، تغییر شرایط بهره برداری و افزایش وظایف ساختمان که اصطلاحا به آن (upgrading) می گویند ، است .
عدم توانایی سازه در ارائه ی خدمات مورد انتظار که سازه را نیازمند بهسازی می کند دلایل مختلفی دارد که ممکن است ناشی از ؛ خطاهای طراحی و اجرایی ، بکارگیری مصالح بی کیفیت ، بهره برداری بی ضابطه از سازه ، فرسایش مصالح به مرور زمان ، فروپایگی ساختمان ، حوادث طبیعی ، افزایش بار بیش از حد مفروض در طراحی سازه و…. باشد .
برای بهسازی ساختمان باید پس از مطالعات مهندسی ، هدف از انجام بهسازی سازه با توجه به شرایط ساختمان و ارزیابی وضعیت موجود تعیین شود و سپس با توجه به سطح عملکرد مورد نظر اقدام به بهسازی ساختمان شود . بهسازی ساختمان دارای روش های مختلفی است که کلیه ی راهکار های بهسازی ساختمان تحت ضوابط و شرایط مبانی بهسازی لرزه ای ساختمان صورت می گیرد
.

بهسازی لرزه ای

پیش از اقدام برای بهسازی لرزه ای لازم است مشخصات فنی ساختمان با دقت تحت مطالعه و بررسی مشاوران مقاوم سازی قرار بگیرد . ویژگی های فیزیکی مهم و تاثیرگذار سازه در بهسازی لرزه ای عبارتند از : ویژگی های اجزای سازه ای و غیر سازه ای ، بررسی سطح زمین لرزه در منطقه ی جغرافیایی سازه ، بررسی اولیه ی میزان مقاومت لرزه ای ، کاربری سازه ،‌شرایط بهره برداری جدید ساختمان ، نیاز کارفرما ، محدودیت های اقتصادی و اجرایی و در نهایت ضوابط و آئین نامه های جدید بهسازی لرزه ای ساختمان . پس از ارزیابی مطاعات مهندسی نیاز یه عدم نیاز به بهسازی لرزه ای با توجه به مستندات موجود و بررسی های صورت گرفته مشخص می شود ، لازم بذکر است سازه هایی که مطابق وضعیت موجود و با در نظر داشتن سطح اهمیت آنها بر پایه ی آخرین استاندارد ۲۸۰۰ ایران با دقت کافی طراحی ، اجرا و نظارت شده باشند نیازی به بهسازی لرزه ای ندارند مگر در صورتیکه سطح اهمیت و بهره برداری سازه ی مورد نظر بیش از حد فرض شده در ظراحی اولیه بوده باشد یا میزان خطر زمین لرزه از مقدار در نظر گرفته شده در ابتدا بیشتر باشد .

هدف از بهسازی لرزه ای

یکی از مراحل اولیه و مهم در بهسازی لرزه ای ساختمان هدف از بهسازی می باشد . مشاورین و طراحان مقاوم سازی با توجه به نیاز ساختمان وضعیت بهره برداری حال و آینده ی ساختمان ، هدف از بهسازی لرزه ای را در قالب گزارش فنی ارائه می دهند .

ضوابط بهسازی لرزه ای ساختمان

پیش از اجرای بهسازی لرزه ای سازه لازم است اقداماتی صورت گیرد یکی از این موارد مطالعات ، محاسبات و بررسی ویژگی های فنی ساختمان است که لازم است در کنار تعیین هدف از بهسازی لرزه ای انجام گیرد و در ادامه به آنها اشاره می کنیم:

۱– بهسازی اجزای سازه ای و غیر سازه ای ساختمان در بهسازی لرزه ای
۲– بررسی اسکلت سازه پیش از بهسازی ساختمان
۳– تعیین سطح خطر بروز زلزله ساختمان مورد نظر در بهسازی لرزه ای ساختمان
۴– ارزیابی اولیه مقاومت لرزه ای ساختمان قبل از بهسازی لرزه ای سازه
۵– تعیین وضعیت ساختمان و میزان آسیب پذیری آن با گذر زمان
۶– تعیین هدف از انجام بهسازی لرزه ای ساختمان
۷– بررسی محدودیت های اقتصادی تاثیرگذار در انتخاب روش بهسازی ساختمان
۸– انجام مطالعات و محاسبات جهت تعیین نیاز یا عدم نیاز ساختمان به بهسازی لرزه ای

راهکارهای بهسازی لرزه ای ساختمان

راه های بهسازی ساختمان با در نظر گرفتن معیارهای مقاوم سازی انتخاب میگردد . روش های بهسازی ساختمان باید به گونه ای باشد که علاوه بر رفع نواقص موجود در سازه و مستقل از تامین سطح عملکرد مورد نظر ساختمان قادر به ارائه ی بهترین شیوه پاسخگویی به سطح مورد نظر در قالب طرح بهسازی باشد . با انتخاب بهترین روش بهسازی ساختمان و در نظر داشتن معیارهای بهسازی سازه ها می توان به سطح عملکرد لرزه ای مورد نظر و تامین هدف مقاوم سازی لرزه ای ساختمان دست پیدا کرد . راهکارهای بهسازی لرزه ای سازه را می توان به صورت تکی یا ترکیب با یکدیگر جهت تقویت سازه های بکار گرفت
۱- بهسازی و مقاوم سازی اجزای سازه که درای عملکرد ضعیف و مقاومت پایین می باشند .
۲- بهسازی ساختمان با هدف تامین سختی جانبی لازم برای سازه ی موجود
۳- بهسازی ساختمان با هدف افزایش مقاومت کل ساختمان
۴- بهسازی ساختمان از طریق کاستن از جرم کلی ساختمان
۵- بهسازی لرزه ای ساختمان با استفاده از جداگرهای لرزه ای
۶- بهسازی ساختمان با بکارگیری سیستم های غیرفعال اتلاف انرژی
۷- بهسازی ساختمان با اجرای انواع روش های مقاوم سازی ساختمان
۸- بهسازی ساختمان از طریق تغییر کاربری سازه

راه های بهسازی سازه ها

جهت ارائه ی راه های مناسب بهسازی سازه در ابتدا باید ساختمان مورد نظر توسط کارشناسان و مشاوران بهسازی با دقت تحلیل و مطالعه شود . جهت انجام مطالعات بهسازی لرزه ای سازو ارزیابی میزان آسیب پذیری لرزه ای آن باید اطلاعات مربوط به خصوصیات لرزه ای سازه (زمان تناوب و نسبت میرایی) و اطلاعات مربوط به مشخصات مصالح بکار رفته در سازه را بدست بیاوریم . در مراحل بعدی مطالعات بهسازی لرزه ای سازه جهت ارائه ی راهکار بهسازی مناسب نیازمند جمع آوری اطلاعات در حیطه ی پیکربندی و سیستم سازه هستیم . این اطالاعات شامل : نوع سازه ،‌اندازه های مقاطع ، نحوه ی قرارگیری میلگرد ها در بتن ، نحوه ی اتصال اجزای سازه به یکدیگر ، اعضای موثر در مقاومت نهایی سازه ، باربری ساختمان و … می باشد . ضمنا جهت تحلیل سازه ای لازم است اطلاعات اجزای اصلی و غیر اصلی ساختمان و جزئیات آنها به دقت تعیین و مدلسازی گردد . یکی دیگر از پارامترهای مهم در ارائه ی راهکارهای بهسازی لرزه ای سازه ارزیابی کیفی پی و شالوده ی سازه می باشد که شامل : ویژگی های خاک محل احداث ساختمان ، مشخصات ژئوتکنیکی خام ، موقعیت قرارگیری سازه و هندسه ی آن و مشخصات فنی میلگردهای بکار رفته در بتن می باشد .
جمع آوری اطلاعات برای ارائه ی یک راهکار مناسب بهسازی لرزه ای سازه از طریق ؛ بازدید مجلی ،‌نمونه گیری ، حفاری و بررسی نتایج مربوط به آن ، آزمایش ها و …قابل دست یابی است . یکی از پارامترهای بسیار مهم که طی مطالعات پیش از بهسازی لرزه ای ضرورت دارد ،‌بررسی تفاوت های احتمالی مندرجات نقشه های سازه با آنچه اجرا شده است می باشد که با بازدید از سازه قابل درک است  بازدید از سازه علاوه بر موارد ذکر شده امکان تشخیص آسیب های ظاهری سازه نظیر ؛ نشست پی که باعث افزایش آسیب پذیری ساختمان در هنگام وقوع زمین لرزه می شود را نیز فراهم می کند .

روش های بهسازی لرزه ای ساختمان

ارزیابی ساختمان موجود و بهسازی سازه جهت مقاوم سازی ساختمان میتواند از نوع ابتدایی و تنها با هدف بهسازی در سطوح پایین تر باشد و یا به روش پیشرفته صورت بگیرد که اهداف بهسازی بیشتری با عملکرد مطلوب تری مد نظر است.

بهسازی موضعی ساختمان

بهسازی موضعی ساختمان جهت بهبود عملکرد اجزای ضعیف سازه و با هدف افزایش سختی اعضای ساختمان در برابر سطوح مختلف زلزله صورت میگیرد که نیازمند رعایت برخی ضوابط و الزامات می باشد:
۱– بهسازی موضع اجزای ساختمان نباید سبب کاهش سطح عملکرد اولیه ساختمان شود.
۲– بهسازی موضعی ساختمان باید به نحوی باشد که باعث افزایش انتقال نیروهای ناشی از زلزله در اجزایی از سازه که دارای وضعیت بحرانی هستند ، نشود.

مطالعات بهسازی لرزه ای

پیش از ارزیابی سازه و جهت اطلاع از میزان آسیب پذیری ساختمان لازم است ویژگی های لرزه ای سازه مثل میرایی و مشخصات مصالح بکار رفته در ساختمان به دقت مورد ارزیابی قرار بگیرید تا از این اطلاعات برای مطالعات بهسازی لرزه ای ساختمان استفاده شود .
نسبت میرایی و زمان تناوب سازه از ویژگی های لرزه ای سازه است که می توان با استفاده از نرم افزارهای مربوطه و ضوابط موجود در آیین نامه ها آنها را به صورت تحلیلی محاسبه کرد . ضمنا اسکلت سازه و مصالح بکار رفته در آن نیز سایر شواهد مورد نیاز برای انجام مطالعات بهسازی لرزه ای را در اختیار ما می گذارد .
در صورت الزام در داشتن خصوصیات لرزه ای واقعی سازه در برخی پروژه های حساس می توان با توجه به امکانات و شرایط موجود از طریق ثبت ارتعاشات محیطی با دستگاه های کالیبره شده به مقادیر واقعی این اطلاعات دست پیدا کرد و پس از تحلیل و نتیجه گیری مقادیر به دست آمده با نرم افزار های مربوطه ، برآورد صحیح آنها را ثبت کرد .

آزمایش های غیر مخرب در بهسازی لرزه ای سازه

آزمایش های غیر مخرب در بهسازی لرزه ای بدون نیاز به نمونه برداری و بدنبال آن ایجاد اختلال در سازه ، امکان تحلیل و بررسی خصوصیات و مشخصات فنی ساختمان را به کارشناسان می دهد . لازم بذکر است انجام آزمایش های غیر مخرب در سازه باید توسط کارشناسان با دانش لازم و تحلیل آنها از راه های مورد تایید انجام پذیرد .
آزمایش های غیر مخرب بهسازی لرزه ای برای تحلیل سازه در سازه های فولادی و بتنی قابل انجام می باشند .
برای انجام آزمایش غیر مخرب در سازه های فولادی ، آزمایش های پیشنهادی مشابه آزمایش کیفیت جوش است . طی آزمایش غیر مخرب در اسکلت های فولادی جهت انجام بهسازی لرزه ای ویژگی های مثل : ضخامت پوشش رنگ ، میزان خوردگی فلز‌ ، ابعاد ترک ها ، مقاومت گسیختگی فلز و غیره مشخص می گردد . بخش مهمی از کنترل کیفیت در آزمایش های غیر مخرب بهسازی لرزه ای سازه های فولادی نیز بازرسی چشمی می باشد .
همین آزمایش های غیر مخرب بهسازی لرزه ای در سازه هایی با اسکلت بتنی در تشخیص کاستی های بتن کاربرد دارند .
به کمک آزمایش های غیر مخرب بهسازی لرزه ای در اسکلت بتنی می توان به اطلاعات مهمی مثل : میزان یکنواختی ، مقاومت فشاری ، محل و ابعاد میلگردها و … دست پیدا کرد .
روش هایی که عموما برای تعیین ضعف های داخل بتن در آزمایش های غیر مخرب استفاده می شود شامل : انعکاس امواج صوتی ، سرعت عبور امواج فراصوت ، آزمایش های رادیوگرافی ، آزمایش های الکترومگنتیک و … می باشد .
همین آزمایش های غیر مخرب را می توان برای بهسازی لرزه ای ساختمان های بنایی و مقاوم سازی ساختمان های قدیمی نیز استفاده کرد .
هرگونه تغییر در چگالی ، مدول الاستیسیته ، محل قطع شدن آجر چینی ها و بررسی ترک های موجود به کمک آزمایش های غیر مخرب بهسازی در سازه های بنایی قابل دستیابی و ارزیابی می باشد .

آزمایش های مخرب در بهسازی لرزه ای سازه

بدلیل احتمال ایجاد عدم پایداری ، زمان و هزینه ی زیاد انجام آزمایش مخرب باید سعی بر این باشد که تا جای ممکن از انجام آزمایش های مخرب در بهسازی لرزه ای سازه جلوگیری گرد و با جایگزینی آزمایش های غیر مخرب در کنار استفاده از شواهد و مدارک موجود به تحلیل و ارزیابی اطلاعات لازم پرداخت .
در صورت لزوم برای انجام آزمایش های مخرب بهسازی لرزه ای ، لازم است نمونه برداری با دقت لازم و کنترل حداقل میزان تنش انجام گیرد و پس از آن نقاطی که نمونه برداری شده فورا ترمیم گردند تا از هرگونه خطر احتمالی جلوگیری شود .

مدلسازی ساختمان در بهسازی لرزه ای

ارائه ی بهترین راهکاری بهسازی لرزه ای ساختمان باید بر اساس آزمایش های صورت گرفته و تحلیل و بررسی وضعیت سازه ی موجود در قالب یک مدل بر آورد شود که مدلسازی تحلیلی نامیده می شود . تمامی مقاطع و اندازه های بکار رفته در مدل سازی بهسازی لرزه ای در صورت عدم تغییر ، خسارت یا انحراف ناشی از آسیب های لرزه ای بر اساس همان نقشه های اجرایی سازه در نظر گرفته می شود و در غیر این صورت لازم است ابعاد مقاطع جدید طی یک بازرسی وضعیت جدید اندازه گیری و بر آورد شود .

بهسازی لرزه ای ساختمان با استفاده از سیستم لوله ای

تا کنون استفاده از قاب خمشی یکی از سیستم های متداول در بهسازی لرزه ای ساختمان بوده است اما باید توجه داشت که بهسازی لرزه ای ساختمان های بلند مرتبه به این روش خطراتی نیز دارد که بهتر است در بهسازی لرزه ای سازه های مرتفع از یک روش برای جایگزینی قاب های خمشی استفاده کرد . برای درک بهتر این مطلب توجه داشته باشید که ساختمان های بلند مرتبه که دارای طبقات زیادی می باشند در برابر نیروهای جانبی از سختی کافی برخودار نیستند و در معرض بادهای شدید یا نیروهای جانبی ناشی از زلزله ممکن است به حرکت در بیایند . به همین دلیل سیستم قاب خمشی برای تامین سختی چنین سازه هایی در برابر فشار های جانبی گزینه ی مناسبی نمی باشند . یکی از سیستم های جدید برای بهسازی ساختمان های بلند مرتبه استفاده از سیستم لوله ای می باشد .
سیستم لوله ای از دو قاب خارجی و داخلی تشکیل شده است . قاب داخلی در سیستم لوله ای در واقع مجموعه ای از تیرها ، ستون ها و یا دیوارهای برشی در یک سازه می باشند که قابلیت تحمل نیروهای برشی ناشی از بارهای جانبی را دارد و قاب خارجی آن از ستون هایی با فاصله ی کم از یکدیگر بعلاوه ی تیرها تشکیل شده است که در بخش خارجی ساختمان احداث می شوند و دارای عرض وسیع تری می باشند و وظیفه ی تحمل در برابر فشارهای جانبی ناشی از زمین لرزه را دارد . این سیستم ترکیبی از جنس فولاد و بتن است که امکان استقامت در برابر نیروهای جانبی را به سازه می دهد .
از مزایای این سیستم اقتصادی بودن آن نسبت به اجرای قاب خمشی می باشد بعلاوه این سیستم وزن سبکی دارد که علاوه بر بهسازی لرزه ای ساختمان امکان افزودن ظبقات را به سازه می دهد .
ضمنا لازم به ذکر است همانند تمام روش ها در بهسازی لرزه ای ، این روش نیز معایبی دارد که می توان به امکان بروز لنگر برشی در سازه اشاره کرد که این ویژگی ممکن است بکارگیری حداکثر مقاومت ساختمان را محدود کند .

بهسازی لرزه ای ساختمان با بادبند :

استفاده از بادبند یا قاب های مهاربند در بهسازی لرزه ای ساختمان عموما در ساختمان هایی با ارتفاع معمول کاربرد دارد و همانطور که پیش تر به آن اشاره شد برای بهسازی ساختمان های بلند مرتبه توصیه نمی گردد . بادبندهای مورد استفاده در دو نوع بادبند هم محور و برو محور وجود دارند .
بهسازی لرزه ای ساختمان با استفاده از بادبند هم محور سبب کاهش جا به جایی جانبی ساختمان تحت نیروهای ناشی از زلزله می گردد . ضمنا در این مدل بهسازی بدلیل محوری بودن انتقال نیروهای جانبی ، از نظر اقتصادی نیز به صرفه است . ضمنا نحوه ی طراحی و اجرای بهسازی با بادبندهای هم محور از سهولت کافی برخودار است . اجرای بادبند هم محور جهت بهسازی در این روش عموما به دو شکل صورت می گیرد . یا بادبند از نقطه ی تقاطع محور تیر و ستون ها گذر می کنند یا در محل تقاطع محور های دو بادبند احداث می گردند البته باید توجه داشت که بهسازی ساختمان با این روش ، سازه را زمان احداث درها و پنجره ها از نظر معماری با مشکلاتی مواجه می کند . از معایب بهسازی ساختمان با بادبند هم محور لازم است به احتمال وقوع پدیده ی کمانش و به دنبال آن کم شدن ویژگی شکل پذیری سازه ها اشاره کرد . اما بهسازی لرزه ای با بادبند برون محوری این ضعف موجود در بادبندهای هم محوری را ندارد . در واقع در سیستم بهسازی لرزه ای با بادبند برون محوری دو ویژگی اساسی یعنی سختی جانبی زیاد و جذب انرژی بالا یا به بیان دیگر خاصیت شکل پذیری زیاد ، همزمان با یکدیگر وجود دارند . تعبیه ی سیستم بادبند برون محور با اندکی انحراف از محل تیر است که اصطلاحا به این تیر ، تیر پیوند می گویند .

بهسازی لرزه ای ساختمان با دیوار برشی :

از روش اجرای دیوار برشی برای بهسازی لرزه ای ساختمان غیر مرتفع استفاده می گردد . هدف از اجرای دیوار برسی افزایش مقاومت سازه در سمتی که وزش باد بیشتر است می باشد ، به همین دلیل آنها را در دو انتهای مخالف سازه احداث می کنند .
نحوه ی عملکرد دیوار برشی جهت بهسازی ساختمان در برابر نیاز به تامین مقاومت پیچشی چندان مطلوب نمی باشد و در حد تامین حداقل مقاومت لازم است .

روش های بهسازی لرزه ای ساختمان

استحکام بخشی و تقویت سازه ها یکی از قدم های اساسی برای کاهش خسارات است . به عنوان مثال برای کاهش خسارات ناشی از زلزله که بخشی جداناپذیری از حوادث طبیعی است ، به برنامه ریزی های بنیادی نیاز است.تجربه ثابت کرده است که حتی زلزله های کم شدت نیز تاثیرات مخربی بر سازه های تاریخی دارد. مقاوم سازی شامل یهسازی لرزه ای ساختمان های موجود ، و ایمن شدن تحت نیرو های احتمالی زلزله های آینده می باشد .رفتار لرزه ای ساختمان های موجود تحت تاثیر عدم کفایت سازه اصلی ، افت مقاومت مصالح قدیمی و فرسوده شدن المان های باربر در طول مدت عمر ساختمان می باشد.نوسازی کامل این ساختمان ها اکثرا به لحاظ مسائل مالی غیر ممکن می باشد . بنابر این بهسازی ساختمان های صدمه دیده و ندیده یک نیاز مبرم است .بهسازی لرزه ای شامل تقویت سازه می باشد و مقاوم سازی و بهسازی سازه بدون تجزیه ، تحلیل و محاسبات مهندسی و انجام آزمایشات متعدد امکان پذیز نمی باشد.

نیاز یا عدم نیاز به بهسازی
ساختمان هایی که با توجه به درجه ی اهمیت آنها براساس آخرین ویرایش استاندارد ۲۸۰۰ ایران طراحـی لـرزه ای و اجـرا شـده باشند، نیازی به ارزیابی و بهسازی لرزهای براساس این دستورالعمل ندارند مگر آنکه درجـهی اهمیـت فعلـی آنهـا بـیش از میـزان مفروض در طراحی اولیهی آن ها بوده و یا سطح خطر مدنظر با سطح خطر موجود در طراحی اولیه با اسـتاندارد ۲۸۰۰ ایـران متفـاوت باشد. ساختمانهایی که برطبق شرایط فوق قرار است مشمول این دستور العمل نباشند باید دارای کلیـهی اطلاعـات سـاختمانی لازم (اعم از دفترچه ی محاسبات، نقشه های اجرایی و …) باشند.

راهکار های بهسازی
راهکارهای زیر را میتوان به صورت منفرد یا در ترکیب با یکدیگر برای بهسازی ساختمان بهکار گرفت:
-۱ اصلاح موضعی اجزای سازه که دارای عملکرد نامناسبی در زلزله هستند؛
-۲ حذف یا کاهش بی نظمی در ساختمان موجود؛
-۳ تامین سختی جانبی لازم برای کل سازه؛
-۴ تامین مقاومت لازم برای کل سازه؛
-۵ کاهش جرم ساختمان؛
-۶ بهکارگیری سیستمهای جداساز لرزهای؛
-۷ بهکارگیری سیستمهای غیرفعال اتلاف انرژی؛
-۸ تغییر کاربری ساختمان

روش های مختلفی برای تقویت و بهسازی لرزه ای ساختمانها وجود دارد که با توجه وضعیت ساختمان نسبت به اقدام نمود.این روش ها عبارت اند از:

۱) افزایش ظرفیت سازه

  •  افزایش سختی سازه
  •  افزایش مقاومت سازه

مقاومت و سختی یک سازه بستگی به آرایش هندسی اعضا، مشخصات هندسی مقطع اعضا و مصالح بکار رفته دارد.

۲) کاهش نیاز لرزه ای:

  •  افزایش شکل پذیری
  • کاهش جرم
  • کاهش نامنظمی
  • استفاده از شیوه های نوین دمپر و سیستم های جداساز لرزه ای

بهسازی لرزه ای به معنای بهبود بخشیدن به وضعیت لرزه ای ساختمان های موجود می باشد به گونه ای که هدف اصلی در بهسازی برابر ساختن ظرفیت ساختمان با نیاز لرزه ای است. این امر با افزایش ظرفیت سازه که همراه با افزایش سختی(بادبند و دیوار برشی و…) و مقاومت سازه(ژاکت بتنی و فولادی وFRP و…) است که به آن مقاوم سازی می گوییم؛ و یا کاهش نیاز لرزه ای مانند افزایش شکل پذیری، کاهش جرم و کاهش نامنظمی، استفاده از دمپر، جداساز و… میسر می باشد.افزایش ظرفیت سازه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان
افزایش ظرفیت سازه همراه با افزایش سختی سازه در ارتفاع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
همانطور که می دانیم به مقاومت سازه در برابر تغییر مکان سختی سازه ای می گویند.

انواع سختی ها:

  • سختی محوری:سختی محوری میله ای به طول L وسطح مقطع A ومدول یانگ E
  • سختی خمشی : این سختی تنها تغییر مکانهای ناشی از خمش را در نظر می گیرد.
  • سختی برشی: این سختی شامل تغییر مکان های ناشی از برش می باشد. این سختی برای سازه های با تغییر شکل برشی قابل ملاحظه هستند. مانند دیوار برشی

۱) استفاده از سیستم های لوله ای در ساخت ساختمان های مرتفع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:

در ساخت ساختمان های مرتفع(با بیش از ۴۰ طبقه) باید به داشتن سختی مناسب توجه بسیاری داشت زیرا در صورت نداشتن سختی لازم نیرو های جانبی اعم از نیروی باد و زلزله طبقات بالایی سازه را می تواند به راحتی مانند آونگ به حرکت در آورد. لذا سیستم قاب‌های خمشی برای ساختمان‌های بلند مرتبه گزینه مناسبی نیست زیرا تامین سختی جانبی مورد نیاز چنین ساختمان‌هایی تقریبا غیر ممکن می باشد. در نتیجه برای ساختن ساختمان های مرتفع طرحی جدید با نام سیستم لوله ای ارائه گشته است. این سیستم شامل دو قاب داخلی و قاب خارجی می باشد که قاب داخلی(هسته) می‌تواند مجموعه‌ای از تیر و ستون با بتن مسلح و یا دیوارهای برشی باشد که جایگاه قرارگیری آسانسور، پله و تاسیسات یک سازه است. در قاب خارجی نیز دیوار های لوله این سیستم ترکیبی از ستون‌های نزدیک به هم(۲ تا ۴ متر) و تیرهای عمیق است که در محیط پیرامونی ساختمان قرار گرفته‌اند. مصالح مصرفی در ساخت این سیستم فولاد، بتن و ترکیبی از آن دو نیز می تواند باشد. صلبیت این سیستم آن چنان بالا می باشد که به تنهایی همچون عملکرد تیر طره ای توخالی می تواند در برابر بار های جانبی مقاومت کند در نتیجه مهار بندی‌های قطری یا دیوارهای برشی داخلی حذف می‌شوند. از دیگر مزیت های این سیستم این است که در اکثر موارد مقدار مصالح مصرف شده برای سازه‌ در هر متر مربع، نصف مقدار مصالح مصرف شده در ساختمان‌های قابی با ارتفاع مشابه است. در نتیجه علاوه بر بالا بردن سختی و مقاومت پیچشی ساختمان با کاهش چشمگیر وزن مصالح مصرفی، مجوز افزایش ارتفاع ساختمان را می دهد.
معایب سیستم لوله‌ای:( توزیع تنش در پدیده لنگی برشی)
همانطور که می دانیم سیستم لوله ای از دو قاب داخلی(هسته) که باریک بوده وظیفه تحمل نیرو های برشی ناشی از بار جانبی را داراست و قاب خارجی که عریض تر بوده و وظیفه تحمل نیروهای جانبی را دارا می باشد تشکیل می شود .سقف صلب سازه در این سیستم نیروهای برشی جانبی را به قاب داخلی (هسته) منتقل می‌کند. از مشکلات اصلی سیستم لوله ای توزیع غیر یکنواخت نیروی محوری بین ستون‌ها هنگام اعمال نیروی جانبی به سازه است. ‌این پدیده لنگی برش نامیده می‌شود که به صورت لنگی برش مثبت و منفی در سازه‌های قاب لوله اتفاق می‌افتد. به گونه ای که هر ستون داخلی نسبت به ستون خارجی سمت خود، تغییر شکل و تنش کمتری خواهد داشت. می دانیم که در این سیستم لنگر اعمالی خارجی می بایست توسط کوپل داخلی ناشی از نیروهای کششی و فشاری دو سمت مخالف محور خنثی تحمل شود. نتیجه ی ایجاد پدیده ی لنگی برش باعث می شود تا تنش‌های ستون‌های قاب خارجی بیشتر از تنش‌های ستون‌های میانی باشد. در نتیجه استفاده از حداکثر ظرفیت سختی و مقاومت سازه را محدود می‌سازد.

۲) استفاده از سیستم قاب مهاربندی شده(بادبند)در ساخت ساختمان غیر مرتفع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:

متداول ترین روش برای مقابله با نیروی جانبی در ساختمان های فولادی و یا بتن آرمه غیر مرتفع استفاده از بادبندها می باشد.
انواع سیستم های بادبندی: ۱) سیستم بابندی هم محور ۲) سیستم بادبندی برون محور

سیستم بادبندی هم مرکز یا هم محور یا همگرا CBF:
استفاده از سیستم بادبندی هم مرکز باعث افزایش چشمگیر سختی جانبی سازه نسبت به قاب خمشی معادل می شود و هم چنین تغییر مکان جانبی سازه را کاهش می دهد. در سیستم هم محور بادبند ها از محل تقاطع تیر و ستون عبور می کنند. نوع دیگر بادبند هم محور از تقاطع محورهای دو بادبند در یک نقطه تشکیل می شود. انتقال نیروهای جانبی توسط اعضا به صورت محوری می باشد؛ همین امر سبب اقتصادی بودن استفاده از این نوع بادبند می باشد. از دیگر مزایای بادبند هم محور سهولت در طراحی و اجرا می باشد. علاوه بر محاسن بسیار در بادبند هم محور، معایبی نیز دارند. از لحاظ سازه ای دچار پدیده کمانش بادبند می باشند. همین امر سبب کاهش شکل پذیری و ظرفیت کم اتلاف انرژی می شود. از لحاظ معماری نیز استفاده از این نوع بادبند ها محدودیت هایی برای اجرای درب و پنجره ایجاد می نماید.

سیستم بادبندی برون مرکز یا برون محور یا واگرا EBF:
در استفاده از سیستم های بادبندی برون محور دو ویژگی سختی جانبی بالا و جذب انرژی بالا(شکل پذیری بالا) ترکیب شده و به کار گرفته می شود. برون محور بودن بادبند سبب به وجود آمدن لنگر های خمشی و نیروهای برشی بسیار در ناحیه تیر نزدیک به مهار می شود. تنش های وارده به تیر سبب می شود این ناحیه از تیر وارد محدوده غیر ارتجاعی شود و سبب اتلاف انرژی ناشی از زمین لرزه می‌شود. در قاب بادبندی شده برون محور به جای برخورد بادبند به محل اتصال تیر و ستون یا تقاطع محورهای دو بادبند در یک نقطه، با ایجاد یک انحراف، بادبند به تیر متصل می‌شود. قسمتی از تیر که بین تیر و ستون یا بین دو بادبند قرار می‌گیرد، تیر پیوند نامیده می‌شود و به صورت یک فیوز شکل پذیر عمل می‌نماید. در این سیستم تیر پیوند از وارد شدن نیروی بیش از حد به بادبندها و کمانش آن جلوگیری می‌کند. تیر پیوند با تغییر شکل‌های پلاستیک در مود خمشی یا برشی، مقدار زیادی از انرژی وارد شده را مستهلک می‌نماید. استهلاک انرژی توسط تیر پیوند که بخشی از اعضای اصلی قاب است، انجام می‌شود که در نتیجه تعمیر یا تعویض آن بعد از یک زلزله شدید مشکل و پر هزینه خواهد بود. همچنین به منظور فعال کردن تیرهای پیوند، نیاز به اتصالات صلب در قاب است. از دیگر معایب این سیستم می‌توان به اعوجاج بیش از حد سقف در اثر تغییر شکل‌های زیاد تیرهای پیوند اشاره کرد.

۳) استفاده از سیستم هسته ی مرکزی جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:

با ایجاد یک هسته ی مرکزی می توان سختی یک ساختمان را به اندازه ی قابل توجهی افزایش داد. در بخش هسته ی مرکزی می توان از آسانسور و یا دستگاه پله استفاده نمود. این روش به ساختمان اجازه می دهد تا دارای یک نمای باز باشد. در تصویر زیر می توانید هسته ی مرکزی یک ساختمان با ستون ۵ در ۵ را مشاهده نمایید.

۱) استفاده از سیستم دیوار برشی در ساخت ساختمان غیر مرتفع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:
دیوارهای برشی در دو انتهای مخالف یک ساختمان ساخته می شوند تا سختی ساختمان را در یک جهت خاص افزایش دهند. دیوارهای برشی به طور خاصی در ساختمان های غیر مربعی مورد استفاده قرار می گیرند تا سختی ساختمان را در جهتی که وزش باد غالب است افزایش دهند. بخش های داخلی ساختمان در این حالت خالی از دیوار برشی است. دیوارهای برشی در مورد سختی پیجشی فقط می توانند حداقل هایی را تامین نمایند.

افزایش ظرفیت سازه همراه با افزایش مقاومت سازه در ارتفاع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
بالا بردن مقاومت ساختمان در برابر نیروهای وارده اعم از ثقلی و جانبی را مقاوم سازی می گویند.
تاکنون روش های مختلفی جهت مقاوم سازی ساختمان ابداع شده است که با توجه به نیاز های روز افزون جامعه و پیشرفت فناوری و تکنولوژی روش ها و مصالح جدید جهت مقاوم سازی ساختمان بکار گرفته شود و جایگزین روش های سنتی نظیر ژاکت فولادی، ژاکت بتنی، کابل های پس کشیدگی، بادبندها، دیوار برشی، استفاده از صفحات فولادی، تزریق گروت و اپوکسی در ترک هایی با عرض کمتر از ۳ میلی متر، یکمپارچه کردن سقف با استفاده از شبکه فلزی، یکپارچه کردن دیوار با استفاده از نبشی و شبکه ی فلزی و… گردد. امروزه روش های نوینی نظیر جهت مقاوم سازی ساختمان با FRP، صفحات جداساز، استفاده از میراگرها و … جایگزین دیگر روش های سنتی در صنعت مقاوم سازی شده اند.

افزایش مقاومت سازه با استفاده از روش نوین FRP در ارتفاع جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
بهسازی لرزه ای ساختمان با روش FRP بسیار مورد استقبال مهندسین قرار گرفته است. مصالح FRP از ترکیب الیاف و رزین ساخته می شوند، در بهسازی لرزه ای ساختمان با روش FRP از رزین (رزین اپوکسی) برای ایجاد لایه یکپارچه، چسبیدن سیستم FRP به سطح بتن زیرین و ایجاد پوشش به منظور محافظت مصالح استفاده می شود. بهسازی لرزه ای ساختمان با روش FRP مانند دیگر روش های سنتی دارای افزایش ابعاد المان، افزایش وزن سازه، صعوبت اجرا، آسیب رسانی به دیگر اعضای سازه ای، توقف کاربری حین بهسازی لرزه ساختمان و دیگر معایب روش های پیشین نمی باشد. استفاده از FRP به دلیل وزن پایین، سرعت اجرای بالا‏، مقاومت بالا و عدم ایجاد محدودیت معماری به خصوص در ساختمان های بتنی بسیار مورد توجه می باشد. بهسازی لرزه ای ساختمان با روش FRP علاوه بر مقاوم سازی المان های ساختمان موجب محافظت سازه در برابر عوامل خورنده ی شیمیایی می شود. الیاف FRP مقاومت کششی بسیار بالایی نسبت به ورقه های فولادی دارند. استفاده از FRP موجب افزایش مقاومت خمشی، مقاومت برشی، مقاومت فشاری المان می گردد. همچنین مقاومت در برابر خوردگی و افزایش دوام و عمر سازه، افزایش شکل پذیری و کنترل عرض ترک از دیگر مزایای استفاده از FRP می باشد. از FRP جهت بهسازی لرزه ای انواع المان های ساختمان نظیر تیر، ستون، دیوار، فونداسیون، دال و … می توان به کار برد.

کاهش نیاز لرزه ای سازه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان:
کاهش نیاز لرزه ای همراه با کاهش جرم سازه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان

در ساختمان هایی که دچار ضعف در سختی جانبی و ظرفیت باربری می باشند از راهکار ها ی مفید برای بهسازی لرزه ای ساختمان کاهش جرم سازه است. با کاهش جرم میزان تغییر شکل و نیروی داخلی ناشی از زلزله کاهش می یابد. می توان با سبک سازی سقف، جایگزینی دیوارهای سبک به جای دیوارهای سنگین، استفاده از بتن های سبک سازه ای، استفاده از یونولیت ها در سقف، بلوکهای سبک به جای آجر، کم کردن طبقات اقدام کرد. تغییر کاربری سازه، خراب کردن طبقات فوقانی، تغییر مصالح استفاده شده در نمای ساختمان، انتقال انبار های سنگین به نقاط دور و … می تواند از دیگر روش های کاهش جرم ساختمان باشد.
کاهش نیاز لرزه ای همراه با کاهش نامنظمی سازه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
بطور کلی نامنظمی در ساختمان باعث ایجاد پدیده های خاص مانند پیچش در ساختمان ها می شود که نسبت به ساختمان های منظم، عملکرد ویژه ای دارند و بسته به نوع نامنظمی، نوع تحلیل می تواند تغییر یافته و روند تحلیل و طراحی سازه را دشوارتر نماید، بنابراین یک سازه زمانی عملکرد مطلوب تری خواهد داشت که تا حد ممکن نظم را در سازه ایجاد کرده باشیم. برخی از علل ایجاد نامنظمی در ساختمان عبارتند از: تغییر کاربری یک طبقه از سازه (مثلا تغییر کاربری مسکونی به اداری)، قرار گرفتن تاسیسات سنگین در طبقات فوقانی، استفاده از بازشو در طبقات میانی، استفاده از بام به عنوان محل قرارگیری اجرام سنگین می باشد.

نامنظمی در ارتفاع:

نامنظمی هندسی:
برای قوی تر کردن طبقات پایینی افزایش تعداد دهانه های مهاربندی روشی نامناسب می باشد به گونه ای که این امر باعث ایجاد نامنظمی در ارتفاع می شود. بر طبق آیین نامه ۲۸۰۰ اگر ابعاد افقی سیستم باربر جانبی در هر طبقه بیش از %۱۳۰ آن در طبقات مجاور (بالا و پایین) باشد ساختمان نامنظمی هندسی در ارتفاع خواهد داشت.

نامنظمی جرمی:
طبق آیین نامه ۲۸۰۰ اگر جرم هر طبقه بیش از %۵۰ با جرم طبقات مجاور ( بالا و پایین ) اختلاف داشته باشد، ساختمان نامنظمی جرمی دارد. منظور از جرم، جرم لرزه ای موثر بوده و در این کنترل طبقات بام و خرپشته مستثنی می باشند.

نامنظمی قطع سیستم باربر جانبی:
اگر اجزای باربر در یک قاب از یک دهانه به دهانه دیگر انتقال یابد بطوری که جابجایی ایجاد شده بیشتر از یک دهانه باشد باعث نامنظمی در ارتفاع می شود.

نامنظمی در سختی جانبی:
اگر در یک دهانه در دیوار برشی بازشویی ایجاد شود و یا یک مهاربند از مهاربندهای موجود حذف شود باعث می شود. سختی آن طبقه کاهش چشمگیری نسبت به طبقات بالای خود داشته باشد و این مورد می تواند یکی از دلایل ایجاد نامنظمی در ارتفاع سازه باشد. طبق آیین نامه ۲۸۰۰ اگر سختی جانبی هر طبقه کمتر از %۷۰ سختی طبقه روی خود و یا کمتر از %۸۰ متوسط سختی های جانبی سه طبقه روی خود باشد آن طبقه باعث ایجاد نامنظمی در ارتفاع شده و کل ساختمان در ارتفاع نامنظم می شود. برای محاسبه سختی یک طبقه می توان نیروی جانبی F را به سقف آن طبقه وارد کرده و نیرویی به همان اندازه و در خلاف جهت طبقه پایینی اعمال نموده و سختی را بصورت نسبت نیرو به تغییر مکان نسبی در طبقه تعریف کرد.

نامنظمی در مقاومت جانبی:
طبق آیین نامه ۲۸۰۰ اگر مقاومت جانبی طبقه از %۸۰ مقاومت جانبی طبقه روی خود کمتر باشد آن طبقه باعث ایجاد نامنظمی در ارتفاع شده و کل ساختمان در ارتفاع نامنظم می شود.

نامنظمی در پلان:

نامنظمی هندسی:
در صورت وجود فرورفتگی(یا پس رفتگی)در ساختمان اگر اندازه آن در یکی از گوشه های ساختمان در دو جهت بطور همزمان از %۲۰ طول پلان در آن امتداد بیشتر باشد ساختمان نامنظمی هندسی دارد. وجود فرورفتگی و یا بیرون زدگی بیش از حد در پلان ساختمان می تواند باعث آسیب پذیر شدن آن در هنگام زلزله شود (به دلیل حرکت ناهماهنگ ابعاد فرورفتگی). در اعضای طره ای مثل بالکن که فاقد ستون گذاری است در بحث کنترل نامنظمی فرض می کنیم که بالکن وجود ندارد و پلان از نظر هندسی منظم است. در کف های ذوزنقه ای کنترل نامنظمی هندسی صورت نمی گیرد زیرا فرورفتگی بصورت مجزا نبوده و عملکرد سازه هماهنگ است. سازه هایی که دارای نورگیر هستند نامنظمی هندسی ندارند زیرا بازشو فرورفتگی محسوب نمی شود و دو پلان یکپارچه هستند که از نظر هندسی منظم می باشند.

نامنظمی پیچشی:
اگر حداکثر تغییر مکان نسبی در یک انتهای ساختمان از %۲۰ متوسط تغییر مکان نسبی در دو انتهای ساختمان بزرگتر باشد باعث نامنظمی پیچشی می شود. منظور از تغییر مکان نسبی در یک طبقه تغییر مکان یک طبقه نسبت به طبقه زیرین خود می باشد. نامنظمی پیچشی تنها در مواردی که دیافراگم کف ها صلب و یا نیمه صلب است کاربرد دارد. برای محاسبه نامنظمی پیچشی برای زلزله در جهت X از تغییر مکان های جانبی نسبی در راستای X استفاده می کنیم و در جهت Y از تغییر مکان های جانبی در راستای Y استفاده می کنیم. اگر در یکی از جهات X و Y سازه نامنظم پیچشی باشد در مجموع سازه نامنظم پیچشی به شمار می آید.

نامنظمی در دیافراگم:
در استاندارد های لرزه ای به سقف ساختمان دیافراگم گفته شده می شود و به ۳ دسته صلب، نیمه صلب و انعطاف پذیر تقسیم می شود. نقش دیافراگم توزیع نیرو های جانبی وارد بر ساختمان بین اجزای باربر جانبی سازه می باشد. عواملی مانند زیاد بودن مساحت بازشوها و تغییرات زیاد در سختی دیافراگم باعث نامنظمی در پلان ساختمان می شود. نامنظمی در دیافراگم طبق آیین نامه ۲۸۰۰ به دو صورت زیر کنترل می شود:
۱ . اگر مجموع سطح باز شوها در یک طبقه بیش از %۵۰ مساحت کل دیافراگم باشد باعث نامنظمی پلان خواهد شد.
۲ . اگر تغییر ناگهانی در سختی دیافراگم هر طبقه بیشتر از %۵۰ سختی دیافراگم در طبقات مجاور باشد سازه در پلان نامنظم خواهد بود.
در بسیاری از پروژه های معمول اغلب داکت های تاسیساتی از قبل مشخص نبوده و ممکن است در هنگام ساخت اضافه و کم یا بزرگ و کوچک شود به همین علت برای بدست آوردن مساحت باز شوها، مساحت داکت های تاسیساتی را حدود ( %۱- %۵ ) مساحت پلان ساختمان در نظر می گیرند. اگر در پلان فرورفتگی داشته باشیم چون فرورفتگی جزئی از دیافراگم کف نمی باشد بایستی مساحت آن را از مساحت کل دیافراگم کم کنیم.

نامنظمی خارج از صفحه:
در مسیر انتقال بار های جانبی اگر مسیر را از یک صفحه به صفحه دیگر تغییر دهیم از نظر آیین نامه نامناسب بوده و سبب ایجاد نامنظمی می شود.

نامنظمی سیستم های غیر موازی:
یکی دیگر از انواع نامنظمی در ساختمان ، نامنظمی سیستم های غیر موازی است. در پلان زیر به دلیل مایل بودن قاب خمشی مایل در هر دو راستای X و Y سختی داشته و سهمی از نیروی زلزله خواهد داشت که این اتفاق از نظر مهندسی ایده آل نبوده و نامنظمی به حساب می آید یعنی اگر اجزای قائم سیستم باربر جانبی به موازات محور های متعامد اصلی ساختمان نباشد سازه در پلان نامنظم محسوب می شود.

کاهش نیاز لرزه ای همراه با استفاده از سیستم های نوین جداساز لرزه ای و میراگرها جهت بهسازی لرزه ای ساختمان :
امروزه جهت بهسازی لرزه ای ساختمان ها از روش های نوین مانند سیستم جداساز لرزه ای و سیستم میراگر ها مورد استفاده فراوان قرار گرفته است.

جداساز ها:
جداساز های لرزه ای برای ایجاد انعطاف در پایه ساختمان ها در صفحه ی افقی نصب می شوند. علاوه بر جداساز ها از اجزای میران(حرکت کننده) برای محدود کردن دامنه حرکت ناشی از نیروی زلزله استفاده می گردد. نصب ساختمان ها بر روی یک سیستم جداساز لرزه ای باعث جلوگیری از انتقال قسمت زیادی از حرکت افقی زمین به ساختمان می شود(اثر زلزله را تا ۸۰ درصد کاهش میدهد) که این عمل منجر به کاهش شدید شتاب های طبقات و تغییرمکان های بین طبقه ای می شود.

میراگر ها:
میراگر ها اتلاف کننده انرژی لرزه ای به ساختمان ها می باشند. در نتیجه استفاده از میراگر ها سبب می شود که نیروی زلزله به ساختمان وارد نشود. از محاسن این سیستم می توان کاهش تغییر مان طبقات، کاهش شتاب طبقات، کاهش هزینه ساخت سازه و … را نام برد.

یکی از روش های موثر در بهسازی لرزه ای سازه ها میراگر سیستم لرزه ای در سازه ها و ساختمان ها می باشد که در هنگام وقوع زلزله عمل می کند و در تحمل بارهای استاتیکی نقشی ندارند، مقاوم سازی با میراگر یا دمپر بر پایه ی افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده است، به طور کلی سازه ها عموما ۵% میرایی بحرانی را تامین می کنند اما با استفاده از میراگرهای لرزه ای در کنار المان های باربر جانبی یا اتصالات سازه ای می توان میرایی سازه را تا بیش از ۵۰ درصد افزایش داد. همچنین تاثیر میرایی با کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده می باشد. استفاده از میراگر باعث کاهش جابه جایی کلی سازه، شتاب پاسخ و تغییر مکان جانبی طبقات داخلی می شود و در نتیجه کاهش خسارات سازه ای و غیر سازه ای را در پی خواهد داشت، هدف اصلی میراگر جلوگیری از انتقال مستقیم نیروی زلزله از پی به سازه است. سیستم های جاذب یا به اصطلاح مستهلک کننده انرژی سبب جذب انرژی حاصل از حرکات نیرومند زمین می شود و به سازه اجازه نمی دهد که وارد ناحیه غیرخطی گردد. این عمل باعث مقاومت سازه ها در برابر زلزله های شدید می شود و احتمال فرو ریزش سازه در برابر این زلزله ها به شدت کاهش می یابد. میراگرها راحتی می توان بصورت ترکیبی با سایر روش های مقاوم سازی نظیر جداساز لرزه ای در ساختمان بکار برد.
بکارگیری سیستم های اتلاف انرژی برای کنترل و کاهش تغییر شکل ساختمان یکی از راهکارهای کاهش نیاز سازه و بهسازی آن می باشد. در ساختمان هایی که دارای سختی جانبی کافی نیستند با تعبیهی اجزای جاذب انرژی در سازه می توان تغییر شکل های ساختمان را محدود ساخت. برای این منظور اجزای خاصی طراحی و ساخته شده اند که با ایجاد اصطکاک یا تغییر شکل های خمیری و یا استفاده از خاصیت ویسکوزیته در سیالات، بخشی از انرژی سازه را جذب و مستهلک می کنند و به این ترتیب تغییر شکل های سازه محدود می شود. البته در بکارگیری این سیستمها در بعضی موارد به دلیل افزایش سختی سازه، نیروهای جانبی نیز افزایش می یابند.

انواع روش های مقاوم سازی ساختمان

روش های مقاوم سازی
مقاوم سازی ساختمان یا بهسازی لرزه ای در علم مهندسی عمران به معنای افزایش مقاومت ساختمان سازه در برابر نیروهای وارد به آن است , یکی از این نیروها زلزله می باشد ، با آگاهی بر این که کشور ما روی گسل زلزله قرار دارد افزایش مقاومت ساختمان از اهمیت بالایی برخوردار است .
اصطلاح مقاوم سازی  در این حیطه به معنای افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله نمی باشد بلکه منظور بهبود عملکرد اجزای ساختمان در برابر تمام نیروها است , لذا برای درک بهتر آن می توان از واژه ی بهسازی استفاده کرد . بهسازی یا همان عملیات مقاوم سازی و تقویت ساختمان مجموع اعمالی است که جهت تغییر و اصلاح سازه به منظور افزایش طول عمر آن و بهبود عملکرد اعضای ساختمان انجام می دهند و روش های مختلفی دارد .
دلایل بسیاری برای استفاده از انواع روش های مقاوم سازی ساختمان و تقویت ساختمان موجود وجود دارد ، با توجه به اینکه بنا کردن یک ساختمان از ابتدا هزینه و زمان بسیار زیادی می خواهد و امکان توقف فعالیت در بسیاری از ساختمان ها بویژه ساختمان سازه های حیاتی یک کشور وجود ندارد ، مقاوم سازی از اهمیت بیشتری برخوردار است .

انواع روش های افزایش مقاومت ساختمان

روش های مقاوم سازی با توجه به نوع اسکلت ساختمان و کاربری آن انتخاب می شود . ضمنا عوامل دیگر نظیر شرایط اقتصادی ، مدت زمان موجود برای ترمیم و تعمیر و … در انتخاب روش مقاوم سازی تاثیر گذار است . مقاوم سازی موجود در برخی وارد دارای پیچیدگی بیشتری نسبت به بنا کردن ساختمان از ابتدا است بدلیل اینکه تمامی بخش های سازه از ابتدا بنا شده و دسترسی به برخی منطق که نیازمند مقاوم سازی هستند با مشکلات بسیاری مواجه است و روش مقاوم سازی انتخاب شده باید با توجه به نوع کاربری ، بودجه ی مورد نظر و زمان موجود ، قابلیت اجرا را نیز داشته باشد به همین دلیل انتخاب روش مقاوم سازی و تقویت سازه از اهمیت بسیاری برخوردار است .
-انواع روش های مقاوم سازی از طریق افزایش مقاومت سازه عبارتند از :
1-مقاوم سازی با الیاف FRP اف آر پی
2-مقاوم سازی  با دیوار برشی یا افزودن بابند فلزی
3-مقاوم سازی با میراگر
4-مقاوم سازی با جرم های متمرکز پاندولی (میراگر جرمی)
5-مقاوم سازی با ژاکت فلزی یا بتنی
6-مقاوم سازی با بادبند های کمانش تاب
7-مقاوم سازی با جداگرهای لرزه ای
8- مقاوم سازی با کاشت میلگرد

1-  مقاوم سازی سازی با الیاف FRP :
الیاف FRP  یا همان Fibr reinforced polymer را می توان برای ترمیم و تقویت ساختمان سازه بتنی استفاده کرد و با نصب و اجرای FRP بر روی سطح اعضایی مثل; دالها و تیرها ، ستونها ، اتصالات ، کوره ها ، دودکش ها ، تونل ها ، دیوارها و در انواع سازه ها مثل : سازه های آبی ، ساختمان با کاربری های متفاوت ، تکیه گاه ماشین آلات و تاسیسات ، منبع های آب ، پل های جاده ای و ریلی ، مخازن مایعات و … بکار برد.
الیاف FRP از آن جهت نسبت به دیگر روش های مقاوم سازی و تقویت سازه برتری دارد که یکسری معایب سایر روش ها را ندارد و در عوض شامل مزایای بیشتری می باشد .الیااف FRP ضمن انجام وظیفه ی اصلی خود یعنی بهسازی سازه دارای مزایایی نظیر وزن سبک , مقاومت بالا و طول عمر زیاد می باشد . مقاوم سازی با FRP یکی از روش های مقرون به صرفه در تقویت ساختمان و مقاوم سازی می باشد که در مدت زمان کمتری نسبت به سایر روش ها قادر به افزایش مقاومت سازه است .

2- مقاوم سازی با دیواربرشی :
استفاده از دیوار برشی یا بدبند یکی دیگر از روش های مقاوم سازی می باشد .
استفاده از دیوار برشی بدلیل ; سختی بیشتر ,  دهانه ی کمتر برای تعبیه و در نتیجه مشکلات کمتر معماری نسبت به بادبند ارجحیت دارد.
دیوار برشی برای مقابله با بارهای جانبی متداولی مثل باد و زلزله کاربرد دارد.
این دیوارها نوعی از سیستم سازه ای هستند که مقاومت جانبی ساختمان یا سازه را تامین می کنند , این دیوارها از چوب ,  بتن و مصالح بنایی ساخته می شود .

3-مقاوم سازی با میراگر (damper)  :
استفاده از میراگر یا dampr یکی دیگر از روش های مقاوم سازی می باشد .
میراگر به عوان یک جاذب هارمونیک یا لرزه ای شناخته می شود .
وجود این المان در سازه سبب کاهش دامنه ی ارتعاشات مکانیکی می شود و استفاده از آنها می تواند از آسیب یا خرابی سازه جلوگیری کند .

4-مقاوم سازی و تقویت سازه با استفاده از جرم متمرکز پاندولی :
یکی از شیوه های مقاوم سازی و کنترل غیر فعال سازه در اثر زمین لرزه استفاده از میراگر تنظیم شونده جرمی (جرم های پاندولی) می باشد . ساختار این میراگرها از سه پارامتر اصلی : جرم , استهلاک و سختی تشکیل شده است .
این میراگرها در بام ها و یا کف یک یا چند طبقه ساختمان نصب می شوند .
تا با اثر گذاری روی فاز اول لرزشی سازه سبب کاهش دامنه پاسخ شوند ,  این میراگرها نمونه میراگرهای غیر فعال هستند .

5-مقاوم سازی با ژاکت فلزی و بتنی :
استفاده از ژاکت فلزی و بتنی یکی دیگر از روش های مقاوم سازی ساختمان های بتنی می باشد . استفاده از ژاکت فلزی سبب افزایش مقاومت و شکل پذیری سازه ها می شود ضمن اینکه وزن قابل توجهی را به آن اضافه نمی کند
در این روش مقطع المان ها در محل آسیب پذیرشان با استفاده از ورقه های فولادی بوسیله بولت به المان مربوطه متصل و تقویت می شوند .
ژاکت فلزی از سهولت بیشتری در اجرا نسبت به ژاکت بتی برخوردار است و بکارگیری آن در هر طبقه از ساختمان امکان پذیر است و الزامی برای مقاوم سازی المان مورد نظر از فونداسیون تا طبقه هدف ندارد .
با استفاده از ژآکت بتنی المان های ضعیف ده مثل تیرها ,  ستون ها,   دیوار برشی و فونداسیون قابل مقاوم سازی می باشند که یکی از مزیت های این روش نسبت به ژاکت فولادی است .
این ژاکت یک روکش برای المان های بتنی است که از میلگرد فولادی و بتنی تشکیل شده است .

مقاوم سازی با ژاکت فلزی

6 – مقاوم سازی و تقویت سازه با استفاده از بادبند های کمانش تاب :
از این سیستم می توان برای طراحی سازه های جدید استفاده کرد ,  از این کمانش تاب می توان برای طراحی لرزه ای ساختمان های بتنی مسلح نیز استفاده کرد .
این سیستم از یک غلاف و یک هسته فلزی تشکیل شده است . هسته در برابر نیروی محوری وارد شده مقاومت می کند و سختی خمشی نیز مانع از کمانش هسته می شود .

7- مقاوم سازی با میراگر :
جدا ساز لرزه ای یکی از روش های مقاوم سازی ساختمان از طریق کنترل ارتعاشات لرزه ای با جداسازی , سازه از زمین در ساختمان ها و پل ها می باشد . در ای روش بیشتر تمرکز بر روی کاهش پاسخ لرزه ای , نیرو و شتاب ورودی زلزله به سازه است . جداساز لرزه ای سبب ایجاد انعطاف پذیری در پایه ساختمان می شود . بهتر است جداساز لرزه ای در یکی از طبقات (ترجیحا تراز پی) نصب شود تا اثرات زلزله تا 80% کاهش دهد و تغییر شکل نسبی طبقات را به شدت کاهش دهد . امروزه دو راهبرد برای حفظ سازه در برابر اثرات جانبی زلزله در نظر گرفته می شود : یکی بهسازی سازه که سبب افزایش مقاومت آن در برابر زلزله می شود و دیگری استفاده از سیستم هایی که از ورود نیروهای زلزله به المان های سازه جلوگیری می کند .

8- مقاوم سازی و تقویت سازه با کاشت میلگرد و اٰرماتور :
یکی از راه های کاشت میلگرد و آرماتور برای مقاوم سازی ساختمان ها رفع خطاهای موجود در آن ها می باشد . از دیگر مزایای استفاده از این روش اتصال بتن جدید به بتن قدیم و همچنین اجزای فولادی به بتنی در ساختمان می باشد .  کاشت میلگرد با استفاده از چسب های کاشت میلگرد که بصورت دو جزیی و سه جزیی وجود دارند ، صورت می گیرد . استفاده از این چسب ها در این روش سبب برقراری اتصال هرچه مطلوب تر بین میلگرد و بتن می گردد .

فروشگاه آموزشی و دانلودی

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “مرجع بهسازی سازه ها”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اطلاعات فروشنده

  • نام فروشگاه: فروشگاه عمران رنتر
  • فروشنده: omranrenter
  • 4.50 4.50 امتیاز از 2 دیدگاه