روش‌های مقاوم سازی ساختمان
عمر کم ساختمان‌ها در ایران، عدم رعایت قوانین و نبود عملکرد درست مراجع نظارتی، قرارگیری بر روی گسل‌های زلزله، کاهش حجم ساخت ساختمان‌های مسکونی به علت به‌صرفه نبودن و گران بودن جایگزینی سازه‌های بزرگ صنعتی مانند پتروشیمی و اسکله‌ها، تنها چند مورد از دلایلی هستند که موضوع مقاوم‌سازی ساختمان را به یک امر مهم در ایران تبدیل کرده‌اند.
با توجه به اینکه اکثر ساختمان‌ها در ایران به دو گروه اسکلت بتنی و فلزی تقسیم می‌شوند؛ معمولاً مشکلات پیش آمده و راهکارهای مقاوم‌سازی به دو مصالح تیرآهن و بتن مسلح مربوط می‌شود. مشکلاتی نظیر ضعف در اتصالات، خوردگی فولاد، ترک‌خوردگی بتن، افزایش بار وارده نسبت به ظرفیت بارپذیری ازجمله مواردی هستند که ساختمان شما را به عملیات مقاوم‌سازی محتاج می‌کند.
مقاوم سازی ساختمان چیست؟
مقاوم‌سازی ساختمان یکی از مراحل بهسازی و بازسازی ساختمان به شمار می‌رود و به مجموعه عملیات عمرانی گفته می‌شود که برای افزایش مقاومت یک سازه در برابر نیروهای وارده مورد استفاده قرار می‌گیرد و به عنوان نمونه می‌توان به مقاوم‌سازی لرزه‌ای ساختمان و بهبود عملکرد اجزاء سازه‌ای در برابر زلزله اشاره کرد. این عملیات شامل یافتن و حذف مشکل، انتخاب و طراحی روش مناسب و اجرای آن برای بهبود عملکرد سازه بدون آسیب به سایر اجزای سازه‌ای می‌شود. البته به دلیل پیچیدگی، مسیر یکسانی برای انجام پروژه‌های مقاوم‌سازی وجود ندارد و معمولاً با توجه به سن ساختمان، میزان بودجه، نوع اسکلت و میزان مشکلات سازه‌ای، نوع عملیات مقاوم‌سازی مورد نیاز مشخص می‌شود؛ بنابراین عدم توجه به این موارد و انتخاب یک شیوه نامناسب مقاوم‌سازی ساختمان حتی می‌تواند به سازه ساختمان آسیب بیشتری وارد کند. عدم دسترسی به نواحی آسیب‌دیده مانند میلگرد در سازه بتنی یا آهن در سازه فلزی که نیاز به تقویت دارند، یکی از بزرگ‌ترین سختی‌های مقاوم‌سازی به شمار می‌رود. هم‌چنین توجه به قیمت مصالح مانند قیمت آهن یا بتن و ... می‌تواند کیفیت و سرعت پروژه را تضمین نماید.
مقاوم‌سازی با توجه به سن ساختمان
هرچه سن ساختمان کمتر باشد استفاده از مقاوم‌سازی پیچیدگی کمتری خواهد داشت. چرا که در ساختمان‌های با سن کمتر معمولاً از مقاوم‌سازی به دلیل عملکرد ناقص طراحی سازه‌ای استفاده می‌کنند و به همین دلیل میزان مشکل و تغییر در بارگذاری راحت‌تر شناسایی می‌شود؛ اما برای سازه‌های قدیمی‌تر به دلیل دشواری شناسایی میزان مشکل و هم‌چنین تخمین عمر باقی‌مانده سازه ازجمله مواردی هستند که مقاوم‌سازی در ساختمان‌های قدیمی‌تر را با پیچیدگی‌هایی همراه می‌کند. نکته مهم برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های قدیمی این است که عمر باقی‌مانده تمام اجزای سازه‌ای به یک میزان باشد. به عنوان نمونه مقاوم‌سازی ساختمان با عمر پی 5 سال تقریباً هدر دادن پول است.
انواع مشکلات سازه‌ای ساختمان
هریک از روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان با توجه به مشکلات سازه‌ای اجرا یا مشکلات ناشی از سن ساختمان طراحی و اجرا می‌شود.
- مشکلات سازه‌ای اجرا
این مشکلات می‌توانند مربوط به کیفیت نامطلوب مصالح یا مربوط به نحوه اجرای نادرست مانند محاسبه غلط و انتخاب نامناسب سایز تیرآهن ستون، جوشکاری نامناسب در اتصالات سازه فولادی و هم‌چنین محاسبه غلط، جایگذاری غلط میلگرد و یا بتن‌ریزی نامناسب در سازه‌های بتنی باشد. باید دقت کنید که در خرید مصالح وزنی مانند مقاطع فولادی قیمت روز تیرآهن کمتر به معنای وزن و استحکام کمتر است.
هم‌چنین با توجه به نوع ساختمان شامل ساختمان بنایی یا ساختمان با اسکلت فلزی و بتنی باید برای مقاوم‌سازی به مصالح سازگار با هر نوع سازه و آنالیز رفتار لرزه‌ای سازه قبل و بعد از مقاوم‌سازی توجه کرد.
- مشکلات سازه مربوط به سن ساختمان
هم‌چنین مشکلات ناشی از سن ساختمان مانند نشست ساختمان، پوسیدگی یا ترک‌خوردگی، اعوجاج و لهیدگی در اجزای باربر و اتصالات نیز روش‌های مقاوم‌سازی مختص به خود دارند.
انواع روش های مقاوم سازی ساختمان
روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان را می‌توان به دو گروه روش‌های معمولی و روش‌های نوین تقسیم کرد. هر یک از این روش‌ها محدودیت‌های خاص خود را دارند و باید با توجه به شرایط ساختمان مانند سن و سازه و هم‌چنین میزان اقتصادی بودن، زمان و سرعت اجرا و ایجاد حداقل تغییر در کالبد ساختمان انتخاب شوند. روش‌های قدیمی‌تر معمولاً به فضا و زمان اجرایی بیشتری نیاز دارند و اغلب در برابر شرایط محیطی نیز آسیب‌پذیر هستند. در ادامه انواع راهکارهای مقاوم‌سازی ساختمان را معرفی می‌کنیم.
- مقاوم‌سازی تیر و ستون‌ها به کمک ژاکت فولادی و ژاکت بتنی برای تقویت‌های موضعی خمشی و برشی المان‌ها و افزایش باربری قسمت‌های آسیب‌دیده مانند استفاده از ژاکت بتنی برای افزایش مقاومت برشی ستون از تیرآهن هاش یا تیرآهن معمولی. به دلیل گران‌تر بودن قیمت هاش استفاده از تیرآهن معمولی رواج بیشتری دارد.
- استفاده از المان‌های اتصالی فولادی مانند استفاده از لچکی و ورق فولادی برای افزایش مقاومت، سختی و باربری تیرها، ستون‌ها و سقف‌های بتنی در برابر نیروهای جانبی
- ساخت دیوارهای برشی برای مهار نیروی زلزله وارد بر ساختمان
- مقاوم‌سازی به روش پس کشیدگی و پیش تنیدگی برای افزایش عمر بتن و کاهش ترک در سازه‌های بتن مسلح
- استفاده از ماتریس‌های سیمانی تقویت‌شده با الیاف FRCM یا شاتکریت یا بتن پاشی دیوارها در ساختمان‌های بنایی و بتنی برای بهبود عملکرد لرزه‌ای دیوارها
- بزرگ کردن مقطع بتنی برای افزایش سختی و ظرفیت باربری آن‌ها
- مقاوم‌سازی و ترمیم بتن حفره‌دار و پوسته‌پوسته شده یا به اصطلاح بتن کرموشده با استفاده از نوارهای FRP، روش قالب‌گیری و ریختن مواد و سایر روش‌ها.
- مقاوم‌سازی به روش پکر گذاری و تزریق رزین اپوکسی در بتن
- مقاوم‌سازی و ترمیم دیوارهای شکم داده به روش وال پست CFRP
- مقاوم‌سازی به روش مهاربندی یا باربر جانبی مانند جداسازهای لرزه‌ای و میراگرها برای کاهش نیروی وارده ناشی از زلزله به ساختمان
- مقاوم‌سازی ساختمان با ماتریس‌های پلیمری تقویت‌شده با الیاف (FRP) هایی نظیر الیاف شیشه، کربن، چاپد، آرامید و ... به صورت الیاف تک جهته یا دو جهته برای افزایش مقاومت ساختمان
- مقاوم‌سازی و ترمیم انواع ترک‌های بتن مانند ترک خمشی، برشی، پیچشی و سایر ترک‌ها به روش‌های افزودن میلگرد، مسیریابی و آب‌بندی ترک، پر کردن با گروت و غیره.
سخن پایانی
در شرایط امروز با توجه به کاهش منابع و افزایش هزینه‌های ساخت‌وساز استفاده از روش مقاوم‌سازی ساختمان می‌تواند یک راهکار مناسب با هزینه کمتر برای افزایش عمر مفید ساختمان به شمار رود. به‌طورکلی برای مقاوم‌سازی ساختمان از روش‌های مرسوم و نوین استفاده می‌کنند. از روش‌های قدیمی‌تر می‌توان به استفاده از ژاکت بتنی، فلزی، افزودن دیوار برشی و ... اشاره کرد. از روش‌های نوین مقاوم‌سازی نیز می‌توان به تزریق اپوکسی در بتن، استفاده از ماتریس‌های تقویت‌شده با انواع الیاف، پیش تنیدگی و ... اشاره کرد.
