مقاوم سازی ساختمان اسکلت فولادی

ساختمان های اسکلت فولادی عموما از مقاومت و شکل پذیری مناسبی برخوردارند ، مقاوم سازی ساختمان های اسکلت فولادی در صورت عدم رعایت دقیق ضوابط طراحی ، اجرایی و با فرض خطاهای ساخت مستلزم اجرا می باشند . بطور کلی آسیب پذیری آسیب پذیری ساختمان های فولادی عمدتا ناشی از زنگ زدگی (خوردگی) میلگرد می باشد یا در صورت قرارگیری در معرض نیروهای لرزه ای دچار کمانش موضعی و در نهایت ضعف مقاومت می گردند ، شواهد نشان می دهد ساختمان های اسکلت فلزی که دارای ضعف در مقاومت خود می باشند در برابر نیروهای لرزه ای دچار آسیب و در بعضی موارد فروریزش نیز می گردند . مقاوم سازی ساختمان اسکلت فولادی در بر گیرنده ی مجموعه فرآیند هایی است که جهت بهسازی لرزه ای ساختمان و ارتقای سطح مقاومت سازه از طریق بهبود عملکرد اجزا در برابر شرایط آسیب زا‌،‌می باشد .
مقاوم سازی و تقویت اسکلت فلزی تنها محدود به مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله نمی شود و سازه را در برابر سایر شرایطی که کاهش مقاومت را بدنبال دارد ، نظیر ؛ فرسایش اجزای سازه ، افزایش بارهای وارده و ... مقاوم می کند .
تجربه نشان می دهد مقاوم سازی علاوه بر ساختمان های قدیمی و از پیش ساخته شده ، برای سازه های جدید نیز لازم است .

روش های مقاوم سازی و تقویت ساختمان اسکلت فولادی

مقاوم سازی ساختمان اسکلت فولادی با قاب خارجی :

یکی از راه های مقاوم سازی اسکلت فلزی یا فولادی از طریق افودن قاب خارجی (بتنی یا فولادی) است ، مقاوم سازی اسکلت فولادی به این روش باعث افزایش سطح مقاومت و میزان شکل پذیری سازه می گردد . در این روش قاب پیرامونی ، اطراف سازه را فرا میگیرد و با محصور سازی تمام ساختمان سبب ایجاد نوعی پیوستگی درتمام سازه می گردد. مقاوم سازی اسکلت فولادی از طریق ایجاد سیستم یکپارچه نیروهای ناشی از زلزله را در تمام قاب پخش می کند و مانع از تمرکز آنها در یک بخش می گردد و بدنبال آن تمرکز نیروهای لرزه ای در فونداسیون و دال طبقات نیز شکل نمی گیرد . قاب خارجی باعث تقویت پیرامون سازه می گردد که کاهش حجم خرابی فضای داخلی ساختمان و در نتیجه کاهش هزینه و وقت را بدنبال دارد .

مقاوم سازی ساختمان اسکلت فولادی با مهاربند :

در صورتی که ساختمان های اسکلت فولادی فاقد مهاربند باشند یا مهاربندهای موجود از اتصالات ضعیفی برخوردار باشند ، در برابر زلزله آسیب پذیر می باشند .
افزودن مهاربند به قاب های فولادی جهت تقویت ساختمان های فولادی که دارای ضعف جوشکاری و در نهایت اتصالات ضعیف باشند ، یک روش سریع است که افزایش مقاومت و استهلاک نیروهای لرزه ای را بدنبال دارد .
توضیه می شود که پیش از مقاوم سازی با مهاربند کمانش تاب برخی اجزای سازه نظیر ؛ ستون ها یا پی ساختمان مورد بررسی قرار بگیرند تا در برابر کمانش موضعی از مقاومت کافی برخودار باشند .

مقاوم سازی ساختمان اسکلت فلزی با دیوار برشی :

مقاوم سازی با دیوار برشی یکی از روش های متداول در بهسازی لرزه ای ساختمان می باشد ،‌دیوار های برشی دارای مقاومت و شکل پذیری بالایی بوده و شکست آن مستلزم صرف انرژی بالایی است . مقاوم سازی اسکلت فولادی با دیوار برشی در سازه های مرتفع از نظر اقتصادی مناسب می باشد .

مقاوم سازی ساختمان اسکلت فلزی با دیوار باربر :

در مواقعی که قادر به مقاوم سازی اجزای سازه نباشیم می توان جهت مقاوم سازی اسکلت فولادی از دیوار باربر استفاده کنیم . دیوار باربر در زیر تیر اجرا می گردد که از این طریق مانع از خیز تیرها می گردد و در افزایش ظرفیت باربری ثقلی به ستون های ضعیف کمک می کند . لازم بذکر است که تقویت اسکلت فلزی و مقاوم سازی ساختمان فولادی از طریق اجرای دیوار باربر تنها در باربر نیروهای ثقلی کارساز است و در مقابل بارهای جانبی عملکرد مطلوبی نخواهد داشت .

مقاوم سازی ساختمان اسکلت فولادی با ژاکت بتنی :

می توان ساختمان های فولادی را از طریق تقویت المان های آن در برابر زلزله و نیروهای وارده مقاوم سازی کرد . یکی از این روش ها تقویت ستون در اسکلت فولادی با استفاده از ژاکت بتنی است . تقویت ستون فلزی با ژاکت بتنی سبب افزایش سختی و مقاومت آن در برابر کمانش می گردد . تقویت تیر در اسکلت فولادی افزایش سطح ظرفیت خمشی و برشی تیرها و در نهایت مقاوم سازی ساختمان فولادی را بدنبال خواهد داشت .

مقاوم سازی ساختمان های فولادی با FRP :

همانطور که می دانید یکی از روش های متداول در مقاوم سازی اجزای اسکلت فولادی مثل تیرها ، افزودن ورق های فولادی به آنهاست که پیچ یا جوش به مقاطع مورد نظر متصل می گردند . استفاده از ورق های فولادی بدلیل وزت بالای آنها و عدم انعطاف پذیری معایبی را نیز بدنبال دارد .ضمنا استفاده از جوش دادن جهت اتصال ورق های فولادی باعث افزودن پسماند به اجزای سازه می گردد که نتیجه ی مناسبی ندارد . بسیاری از معایب موجود در سایر روش های منجر به پیگیری مهندسین و متخصصین برای یافتن جایگزینی مناسب می باشد که علاوه بر تامین سختی سازه های اسکلت فولادی ، مزایای دیگر نظیر ، وزن سبک ، مقاومت لازم ، سهولت اجرا و طول عمر مناسب را دارا باشند. مقاوم سازی با کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف FRP یکی از روش های مناسب جهت مقاوم سازی اسکلت فولادی (فلزی) می باشد که جایگزین مناسبی برای سایر روش های محسوب می شود .
مشخصات فیزیکی و مکانیکی مناسب کامپوزیت های FRP سبب افزایش روز افزون میزان بکارگیری از سیستم مقاوم سازی با FRP در تقویت سازه های فولادی و بتنی شده است . از مزایای کامپوزیت های FRP می توان به نسبت بالای مقاومت به وزن ، سهولت در اجرا ، در دسترس بودن ، عایق بودن و ... اشاره کرد .
می توان از کامپوزیت های FRP در تقویت اجزای اسکلت فلزی نظیر تیرها استفاده کرد که با مهاربندی آنها در برابر کمانش موضعی ، مقاوم سازی ساختمان را در پی دارد. مقاوم سازی اسکلت فولادی با FRP از طریق به تعویق انداختن کمانش پیچشی و کاهش تغییر مکان های جانبی سبب افزایش ظرفیت باربری سازه و تقویت اجزای آن می شود.