روش های مقاوم سازی فولاد چیست؟
برای مقاوم سازی ساختمان اسکلت فلزی در برابر زلزله و عوامل دیگر، تقویت مسئله مهمی است که معمولا به دو صورت پیشگیرانه و تعمیری انجام می شود. این عملیات به منظور افزایش استحکام و پایداری سازه در مواجه با نیروهای زلزله اجرا شده و روش های متنوعی دارد. در ادامه به برخی از روش های مقاوم سازی ساختمان های فلزی پرداخته ایم و در این مطلب از دانشنامه آهن رسان قیمت آهن ، مدیریت ریسک و خطرات آن بررسی می شود.
ساختمان اسکلت فلزی چیست و چه تفاوتی با سازه بتنی دارد؟
به طور کلی ساختمان ها بسته به موقعیت زمین و کاربری، از دو نوع اسکلت بتنی و فلزی ساخته می شوند. مهم ترین ، مقاومت بیشتر و عمر مفید بالاتر در اسکلت های فولادی است؛ بنابراین می توان گفت که هزینه اجرای آن نیز، بیشتر از اسکلت بتنی می شود. اسکلت فولادی مقاومت بسیار خوبی در برابر نیروهای خارجی دارد؛ اما اگر تمهیدات لازم برای مقاوم سازی آن در برابر زلزله انجام نشود، قطعا حوادث مالی و جانی زیادی خواهد داشت. اسکلت فولادی، پیکره و جان یک سازه فلزی را تشکیل می دهد؛ بنابراین محکم سازی اسکلت نه تنها اقدامی پیشگیرانه در برابر زمین لرزه ها است، بلکه در کاهش تخریب ها نیز تاثیر زیادی دارد.
روش های مقاوم سازی ساختمان اسکلت فلزی
پیش از اینکه به روش های محکم کردن سازه فولادی بپردازیم، بهتر است اجزای این ساختمان ها را بررسی کنیم. یک اسکلت فلزی از اجزایی مانند تیرآهن، تیر ورق، ورق کله گاوی، عرشه و… تشکیل شده که به صورت مجموعه در اتصال و ارتباط با یکدیگر قرار می گیرند. بنابراین بهتر است این مقاطع به خصوص تیرآهن را از نوع مرغوب و باکیفیت آن تهیه کنید تا در آینده طول عمر بیشتری داشته باشند. برای ، توصیه می شود که مراکز و منابع معتبر را انتخاب نمایید. متداول ترین روش های افزایش مقاومت اسکلت فلزی عبارتند از:
- استفاده از مهاربند و بادبند مهاربند یا Stiffener به عنوان عضو سختی دهنده به سازه، شناخته می شود؛ در حقیقت افزایش مقاومت و استحکام سازه در برابر نیروهای خارجی مانند باد شدید یا زمین لرزه، به کمک اجزای مهاربند یعنی میله ها، لوله، تیر و… امکان پذیر است. مهاربندها معمولاً به شکل مثلث هایی (مانند مثلث های خودنگه دار) نصب می شوند که باعث تثبیت و تقویت سازه در برابر تغییر شکل های ناشی از نیروهای جانبی شود. این مقاطع باید در نقاط استراتژیکی سازه، به ویژه در نقاط ضعف استفاده شوند.
بادبندها به صورت افقی یا عمودی و بر روی سطوح ساختمان به صورت شبکه ای یا تقویتی نصب می شوند. این محصولات به تثبیت ساختمان در برابر نیروهای طوفانی کمک کرده و از تغییر شکل غیرمطلوب و خرابی های سازه به علت باد جلوگیری می کنند.
- استفاده از دیوارهای برشی روش کاربردی دیگری که در افزایش استحکام سازه فولادی تاثیر مفیدی دارد، دیوارهای عمودی تشکیل شده از بتن مسلح یا بلوک های سبک هستند. تقویت مقاومت برشی، کاهش جا به جایی های جانبی، افزایش استحکام کلی، سهولت در اجرا و محافظت از جان و مال ساکنین مهم ترین مزایا و فواید این نوع دیوار است. توجه داشته باشید که برای استفاده موثر از دیوارهای برشی، طراحی و اجرای صحیح آنها توسط مهندسان متخصص در زمینه مقاوم سازی اسکلت فلزی ضروری است. همچنین رعایت استانداردهای سازمان نظام مهندسی و توصیه های آن در این زمینه الزامی است.
- استفاده از تیر بتنی با فولاد یا مقاوم سازی ترکیبی ترکیب بتن و فولاد، باعث افزایش توانایی باربری سازه می شود؛ در نتیجه مقاومت ساختمان در برابر بارهای استاتیکی و دینامیکی نیز افزایش پیدا می کند. افزایش استحکام و سختی، امکان استفاده از فضای خالی، افزایش پایداری در برابر فشارهای خارجی و رطوبت مزایایی است که با مقاوم سازی ترکیبی به سازه افزوده می شود. برای مقاوم سازی اسکلت فلزی با ترکیب تیرهای بتنی و فولاد، نیاز به مهندسی معماری و مهندسی سازه داریم تا طراحی، محاسبه و اجرای صحیح این روش انجام شود. در حقیقت استانداردها و مقررات محلی باید رعایت شوند تا سازه اصولی و ایمن داشته باشد.
- استفاده از میلگردهای طولی و خاموت میلگرد و خاموت مهم ترین مقاطع یک سازه هستند که اغلب برای افزایش مقاومت کششی و برشی ساختمان استفاده می شوند. هزینه خرید خاموت تا حد زیادی به بستگی دارد؛ بنابراین باید روزانه از نرخ دقیق آن مطلع شوید. این روش از اتحاد قوای فولاد و بتن برای بهبود عملکرد سازه در مقابل زلزله تشکیل شده و عملکرد سازه را در شرایط حساس مانند زمین لرزه بهبود می بخشد.
- استفاده از پلیمرهای مسلح شده با الیاف یا FRP مصالح اف آر پی در واقع الیاف های پلیمری کربنی، شیشه ای یا رزینی هستند که در مقابل نیروهای رانش و ارتعاش، از سازه محافظت می کنند. کاهش وزن سازه به دلیل داشتن مواد سبک تر نسبت به فولاد، از جمله فواید استفاده از FRP است که باربری و حمل و نقل آن را تا حد زیادی آسان تر می کند. این مصالح معمولا انعطاف پذیری بسیار بالایی دارند به همین دلیل معمولاً به اشکال و ظواهر مختلفی تولید می شوند. کارایی این محصول نیز با دماهای مختلف صنعتی و سایر آب و هواها سازگار است.
- شبکه های سیمی جوش خورده شبکه های سیمی جوش خورده یا Mesh معمولاً برای تقویت و افزایش مقاومت سازه ها، در مقابل بارهای استاتیکی مورد استفاده قرار می گیرند. این شبکه ها از ترکیب میلگردهای فولادی با قطرهای مشخص و با استفاده از فرآیند جوشکاری به یکدیگر متصل می شوند. کاهش تغییر شکل های نامطلوب، افزایش توانایی باربری، مقاومت به خوردگی، سادگی نصب و اجرا از جمله قابلیت های این روش است؛ به همین دلیل طرفداران بیشتری نسبت به سایر روش ها دارد. در کل، شبکه های سیمی جوش خورده یکی از روش های مهم و موثر در مقاوم سازی سازه ها هستند، اما برای استفاده مؤثر از آن ها نیاز به طراحی دقیق توسط مهندسان متخصص و رعایت استانداردها و مقررات محلی دارید. همچنین، انتخاب مناسب اندازه و تعداد شبکه های سیمی جوش خورده باید بر اساس نیازهای سازه و تجزیه و تحلیل های مهندسی صورت گیرد.
- استفاده از میراگر یا کنترل کننده ارتعاش استفاده از میراگر یک روش موثر برای افزایش مقاومت سازه در برابر نیروهای زلزله و افزایش ایمنی ساختمان است. میراگرها عمدتاً از بتن مسلح ساخته می شوند و وظیفه اصلی آن ها تحمل نیروهای برشی و تغییر شکل های نامطلوب در سازه در زمان زلزله است. میراگرهای ویسکوز، اصطکاکی، جاری شونده، ویسکو الاستیک مهم ترین کنترل کننده های ارتعاش زمین هستند. میراگرها عمدتاً در سازه های بلند و غیرمسکونی مانند بیمارستان ها، انبارها، و سازه های صنعتی کاربرد دارند.
- استفاده از مقاطع کنترل لرزش استفاده از ورق فلزی، نبشی و تسمه در کنترل ساختمان نقش موثری دارد. اغلب از ورق های فلزی برای پوشش ستون ها استفاده می شود و قسمت های باربری دارای مقاومت برشی و کششی می شوند. نبشی کشی ساختمان نیز، با استفاده از اتصال و پوشش تسمه یا نبشی انجام می شود. در این روش از 4 عدد نبشی برای چهار سمت ستون استفاده می شود که توسط تسمه ها فلزی به هم متصل شده اند. این روش نیز مانند سایر روش ها از مزایای بسیار زیادی برخوردار است که در نهایت موجب افزایش مقاومت ساختمان در برابر نیروهای ناشی از زلزله می شود.
- استفاده از روش ژاکت بتنی یا تقویت ستون فلزی ژاکت بتنی یک روش مهندسی برای تقویت و افزایش مقاومت سازه های بتنی یا فولادی در برابر نیروهای زلزله، تغییر شکل های نامطلوب، یا خرابی های سازه ای است. این روش به “مقاوم سازی به روش “ژاکت بتنی” نیز شناخته می شود. مجموعه ای از لایه های بتن، میلگرد طولی و خاموت بسته را ژاکت بتنی می گویند. مهم ترین هدف استفاده از این روش، مقاوم سازی فونداسیون زمین ساختمان است.
- اضافه کردن دیوار جانبی اضافه کردن دیوار جانبی، از شکست برشی در ستون ها جلوگیری می کند. این دیوار ها انعطاف پذیری بیشتری دارند و به همین در برابر لرزه های زمین، شکل پذیرتر هستند. مقاوم سازی اسکلت فلزی ساختمان ها در برابر عوامل و حوادث طبیعی مانند زلزله، نکته بسیار مهمی است که باید در مورد آن برنامه ریزی های لازم لحاظ شود. در این مقاله به ده روش اصولی برای افزایش مقاومت ساختمان ها پرداختیم.