ایمنی ساکنین مهمترین هدف تقویت و مقاوم سازی سازه ها در برابر زلزله می باشد. همچنین اهداف دیگری بر حسب اولویت های اجتماعی – اقتصادی و عمر ساختمان مد نظر قرار میگیرد که میتواند شامل سرویس دهی حین زلزله (نظیر ساختمان بیمارستان ها، مراکز آتش نشانی و…)، نگهداری میراث ملی و فرهنگی (بناهای یادبود تاریخی)، تخلیه ایمن ساختمان و … باشد.
روش های انتخاب شده جهت بهسازی انواع سازه ها می بایست با نوع سازه ساختمان و کاربری آن متناسب باشد. براین اساس می توان چهار رویکرد اساسی به شرح زیر معرفی کرد:
افزایش مقاومت سازه های صلب و سخت
افزایش مقاومت و شکل پذیری، سختی جانبی سازه های انعطاف پذیر و ضعیف
استهلاک انرژی منتقل شده به سازه
جداسازی سازه از فونداسیون آن
امروزه استفاده از مواد کامپوزیتی برای افزایش توانبخشی و مقاوم سازی سازه های زیربنایی و اساسی در جهان مورد پذیرش قرار گرفته است. روش های سنتی و قدیمی برای مقاوم سازی سازه های فولادی هزینه بر، زمان بر و نیازمند به کار شدید می باشند. روش های سنتی شامل روشهایی از قبیل استفاده از جوش دادن و پرچ کردن صفحات فولادی در سازه های فولادی می باشد. از تکنیک های جدید مقاوم سازی که امروزه مورد توجه قرار گرفته اند، استفاده در سازه ها می باشد که این مواد دارای مزایایی از قبیل سبک وزنی، مقاومت بالا و مقاومت در مقابل خوردگی و خستگی می باشند. FRP از مواد پلیمری این گونه ورق های پلیمری که برای تعمیر و مقاوم سازی سازه های بتنی امروزه به صورت متداول استفاده می شود ظرفیت باربری تیرها و ستونها را بدون افزایش قابل توجه وزن افزایش می دهند. لیکن با توجه به خصوصیات مذکور در سالهای اخیر تحقیقاتی برای استفاده از اینگونه مواد در سازه های فولادی نیز در حال اجراست.
انواع روش های مقاوم سازی
بتن و ساختمانهای بتنی از جمله سیستمهای ساختمانی میباشند که در ایران به وفور مورد استفاده قرار میگیرند. این دسته از ساختمانها در اثر ضعف سازه، مرور زمان و همچنین اشکالات اجرایی نیاز مبرمی به بهسازی و مقاومسازی پیدا میکنند. روشهای مختلفی برای بهسازی و FRP مقاوم سازی این دسته از ساختمانها موجود است و یکی از این روشها استفاده از الیاف میباشد.
روش های متنوعی جهت تقویت و بهسازی یک سازه وجود دارد که در ادامه به برخی از آن ها و با توجه به رویکرد های چهار گانه مقاوم سازی اشاره خواهد شد.
روش های مقاوم سازی بر مبنای افزایش مقاومت سازه
برای کاهش آسیب پذیری و بهسازی لرزه ای ساختمان های با شکل پذیری پایین، افزایش مقاومت آن ها به منظور پایداری در برابر بارهای لرزه ای بیشتر، در مقابل بهسازی با استفاده از روش های بهبود شکل پذیری هزینه ی کمتری به همراه خواهد داشت. روش های افزایس مقاومت یک سازه عبارتند از:
استفاده از شاتکریت
شاتکریت یا بتن پاشیده نوعی از بتن (متشکل از سیمان، ماسه و شن) می باشد که با استفاده از هوای فشرده و سرعت بالا به سطح مورد نظر پاشیده می شود. چسبندگی مناسب به سطوح، مقاومت بالا بعد از اجرا، خصوصیات فیزیک مناسب و امکان استفاده برای سطوح با شکل نامنظم و یا منحنی شاتکریت را به عنوان یکی از راهکار های ایده آل برای افزایش مقاومت سازه تبدیل کرده است. هرچند ظاهر کار تمام شده، ضخامت بدست آمده و… از جمله محدودیت های شاتکریت می باشد.
مقاوم سازی دیوار بتنی با دیافراگم پیش تنیده
ساختمان ها را می توان با افزایش مقاومت و سختی دیوارهای موجود تقویت و مقاوم سازی کرد. برای این منظور می توان با استفاده از میله های کششی افقی که شرایط متناسب با فشردگی افقی را ایجاد می کند، مقاومت برشی دیوارها را افزایش داد. علاوه براین، اتصال بین دیوارهای متعامد با استفاده از این تکنیک مقاوم سازی به صورت چشمگیری بهبود پیدا می کند. آسان ترین روش ایجاد پیش تنیدگی قرار دادن دو شاخه میلگرد در دو سمت دیوار و کشیدن آن ها می باشد. میله های کششی می توانند به صورت افقی آرایش یافته که در این حالت دو جهت مخالف ساختمان را به هم متصل میکنند و یا به صورت عمودی به منظور فشردن دیوارهای برشی نما استفاده شوند.
میله های کششی پیش تنیده ی عمودی به منظور اتصال سازه به فونداسیون آن و مقاوم سازی در برابر لنگر واژگونی نیز استفاده می شود.
مهاربندی و مقاوم سازی به وسیله دیوارهای برشی بتن مسلح
با استفاده از افزودن دیوارهای برشی بتن مسلح علاوه بر اصلاح شکل هندسی بلوک سازه، می توان المان های باربر را پایدار کرده و از انتقال پیوسته ی بار اطمینان حاصل کرد. همچنین میتوان از ترکیب دیوارهای برشی عرضی در خارج یا داخل ساختمان با دیوار بست های پیش تنیده به منظور بهبود عملکرد لرزه ای ساختمان، استفاده کرد.
مقاوم سازی فونداسیون می تواند یکی از چالش برانگیزترین مسائل حوزه ی تقویت و مقاوم سازی لرزه ای باشد، چراکه درنظر گرفتن فرضیات اشتباه در ارتباط با شرایط مرزی پی و ویژگی های خاک میتواند به نتایج کاملا متفاوت منتج شود.
هنگامی که سیستم پی مورد استفاده برای انتقال بارهای افقی و عمودی از ساختمان به زمین ناکافی باشد، می توان فونداسیون را با روش های زیر تقویت کرد:
مقاوم سازی پی ها، با اتصال صفحات حائل یا شمع ها به تیرهای فرعی بتن مسلح یا از طریق سیستم های مهاربندی و پیش تنیده ی میل مهار.
با استفاده از شمعک، حتی در فضاهای بسیار محدود و با استفاده از تجهیزات حفاری فشرده ساز.
استفاده از میل مهارها در هنگامی که وزن سازه جهت اطمینان از پایداری کافی برخوردار نباشد.
بهبود قابلیت زهکشی جهت جلوگیری از اشباع شدن خاک فونداسیون و رفع هرگونه مشکل روانگرایی که می تواند به علت زهکشی ضعیف اتفاق بیفتد.
برای حل مشکل پی با خاکبرداری اطراف پی بجای خاک برداشت شده از مصالح پر کننده استفاده مینماییم.
مصالح پر کننده میتواند بتن مگر،مصالح سنگی ؛مصالح رودخانه ای با تراکم بالای ۹۵ % باشد.برای کنترل پانچ هر دو پی قدیم و جدید معیا کنترل قرار میگیرد و برای ظرفیت باربری و فولادگذاری خمشی سطح جدید معیار کنترل میباشد.