سازه های فلزی که از فلز(فولاد) ساخته شده اند با اتصالات پرچ ها و پیچ های جوش داده می شوند. .این سازه ها بسیار قوی هستند و در برابر نیروهای زیادی مقاومت دارند. اما یکی از عمده ترین معایب فولاد در ساختمان سازی این است که اغلب تحت بارهای لرزه ای در حین نیروهای فشرده تضعیف شده و دچار خمودگی می شود و عملکرد مناسبی از خود نشان نمی دهند. یا به دلیل خوردگی و زنگ زدگی نیاز به استفاده از روش های مقاوم سازی ساختمان دارد. در این مقاله از هلدینگ جانفدا به معرفی روش های مختلف مقاوم سازی اسکلت فلزی پرداخته ایم.
اهمیت مقاوم سازی اسکلت فلزی
دو نوع از سیستم های سازه ای در اسکلت های فلزی، قاب های خمشی و مهاربندی است که برای مقابله با نیروهای جانبی مانند باد و زلزله در ساختمان ها استفاده می شود. از عمده ترین معایب قاب های خمشی فولادی کمبود مقاومت برشی و خمشی تیرها، ستون ها و اتصالات است . همچنین کمبود مقاومت در چشمه اتصال و تغییر مکان نسبی زیاد در طبقات است.
از عمده ترین معایب قاب های مهاربندی شده میتوان به کمبود مهار مقاومت جانبی در اثر کمانش عضو فشاری، کمبود مقامت محوری در تیرها و ستون های سیستم مهاربندی اشاره کرد.
از طرفی در زلزله هایی اخیر ساختمان ها با اسکلت فلزی در برابر بار های جانبی دچار آسیب دیدگی و فرو ریزش شده اند. همچنین اهمیت بهسازی ساختمان های فولادی به دلیل عوامل مختلف مانند طراحی نامناسب، اجرای غیر اصولی، تغییر کاربری و … بسیار زیاد است.
روش های مقاوم سازی ساختمان های فولادی
روش های مختلفی برای مقاوم سازی سازه های فولادی وجود دارد که در ادامه به تفصیل به آن پرداخته ایم:
- مقاوم سازی با روش اضافه نمودن ستون
- مقاوم سازی با اضافه کردن دیوار برشی
- مقاوم سازی با افزودن میانقاب
- مقاوم سازی به روش اجرای دیوار باربر
- اجرای دستک فشار و کششی برای مهار کنسول ها
- اجرای تیر فرعی مابین ستون
- مقاوم سازی تیر فولادی تحت کمانش پیچشی-جانبی با کامپوزیت های FRP
- مقاوم سازی ساختمان فولادی با ژاکت بتنی
- تقویت اتصالات و المان ها با استفاده از ورق های مناسب
- ایجاد سختی در طبقات دارای پتانسیل طبقه نرم
مقاوم سازی با روش اضافه نمودن ستون
با اضافه کردن یک ستون بر روی کف نرم ساختمان در هر دو جهت باعث بهبود ساختمان می شود. دیوار اضافه با افزایش سختی و کاهش سطح باربر تیر منجر به افزایش ظرفیت باربری تیر می گردد .
اضافه کردم دیوار برشی
دیوار برشی دارای سختی مناسب برای کنترل تغییر شکل سازه می باشد که با توجه به استانداردهای طراحی، قابلیت مکانیزم شکست شکل پذیر با تلاف انرژی بالای را دارند. استفاده از دیوار برشی در سازه های بلند می تواند مقرون به صرفه باشد اما برای سازه هایی با ارتفاع کم و متوسط به دلیل مسائل جانبی از قبیل تقویت اجزای ساختمان مجاور آن می تواند هزینه بر باشد لذا برای ان ساختمان ها مقرون به صرفه نیست.
مقاوم سازی سازه های فولادی با افزودن میانقاب
اضافه کردن دیوار میانقاب به ساختمان یکی از روش های افزایش مقاومت و سختی جانبی سازی می باشد. میانقاب باعث بهبود عملکرد ساختمان در برابر ینروهای جانبی می شود. در هنگام استفاده از میانقاب باید به این نکته توجه داشت که برای تامین سختی، اندرکنش المان های سازه ای با میانقاب را بررسی کنید.
میانقاب ها می توانند از مسالح مختلفی مانند آجر یا بتن ساخته شوند. نوع دیگری از میانقاب وجود دارد با نام میانقاب بنایی که به دلیل مقاومت پایین در برابر بارهای لرزه ای و افزایش وزن سازه، پیشنها نمی شود. در این موارد دیوارهای بتنی(کسلح یا غیر مسلح) گزینه ی مناسب تری هستند. به طور کلی میانقاب ها می توانند نقش موثری در بهبود عملکرد ساختمان ها در برابر نیروهای جانبی داشته باشند اما باید به جزئیات در طراحی و اجرا توجه داشت.
اجرای دیوار باربر جهت مقاوم سازی سازه فلزی
گاهی وقت ها تقویت مستقیم ساز فولادی امکان پذیر نیست بنابراین اجرای دیوار باربر می تواند گزینه ی مناسبی باشد. این روش، به‌ویژه در باربری ثقلی، مؤثر است و به کنترل خیز تیرها و کاهش بار وارده بر ستون‌های ضعیف کمک می‌کند. با این حال، باید توجه داشت که این روش برای مقابله با بارهای جانبی، مانند زلزله یا بادهای شدید، کارایی چندانی ندارد. توجه داشته باشید که اجرای دیوار باربر باید با دقت و رعایت اصول مهندسی انجام شود و نوع مصالح و نحوه اتصالات باید دقیق طراحی گردد. برای اجرای دیوار بابر می توان از بتن مسلح استفاده کرد.
اجرای دستک فشار و کششی برای مهار کنسول ها
به منظور مهار کنسول ها، میتوان از دستک فشاری و کشش استفاده کرد. دستک ها در واقع اعضای مورب یا افقی کوتاهی هستند که برای انتقال نیروهای اضافی یا جلوگیری از تغییر شکل های بیش از حد در سازه، استفاده می شوند. این روش برای کنسول های طولانی کارآمد است زیرا زیاد بودن طول کنسول باعث بار اضافی می شود. لذا برای کنترل کنسول، دستگیره ها را در بالا یا پایین کنسول براساس نیروهای اعمال شده اجرا می کنند. این دستک ها معمولا در مجاورت اتصالات بحرانی نصب می شود و به جلوگیری از فشار های دو برابری خمشی و تورم بیش از حد کمک می‌کند. بنابراین نقش مهمی در بهبود و مقاوم سازی سازه دارد. استفاده از دستک ها نیازمند دانش تخصصی برای تحلیل دقیق نیروهای وارده و طراحی مناسب برای توزیع یکنواخت نیروها، می باشد.
نتیجه گیری
روش های مختلفی برای مقاوم سازی سازه های فولادی وجود دارد. مانند ژاکت بتنی، تقویت اتصالات، اجرای دیوار باربر، استفاده از دیوار برشی و …. انتخاب روش مناسب با توجه به نوع ساختمان بسیار اهمیت دارد. هلیدنگ جانفدا باس ال ها تجربه در ساختمان سازی و پیمانکاری ساختمان، مشاور و همراه شماست. جهت مشاوره می توانید هم اکنون با ما تماس بگیرید.
