روشهای مقاومسازی ساختمان و نقش دال بتنی در بهبود عملکرد سازه
مقاومسازی ساختمانها یکی از مهمترین مباحث مهندسی عمران در دهههای اخیر بهشمار میرود، بهویژه در کشورهایی که بخش قابل توجهی از بافت ساختمانی آنها قدمت بالایی دارد یا بر اساس آییننامههای قدیمی طراحی و اجرا شدهاند. افزایش آگاهی نسبت به خطرات زلزله، تغییر کاربری ساختمانها، فرسودگی مصالح و همچنین نیاز به افزایش طول عمر مفید سازهها باعث شده است که مقاومسازی بهعنوان یک راهکار اقتصادی و فنی، بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله، به بررسی روشهای مختلف مقاومسازی ساختمان پرداخته میشود و در ادامه، نقش دال بتنی بهعنوان یکی از اجزای کلیدی سازه در فرآیند مقاومسازی مورد تحلیل قرار میگیرد.
مفهوم مقاومسازی و اهداف آن
مقاومسازی ساختمان به مجموعه اقداماتی اطلاق میشود که با هدف افزایش ظرفیت باربری، بهبود رفتار لرزهای، افزایش شکلپذیری و کاهش آسیبپذیری سازه در برابر بارهای وارده انجام میگیرد. برخلاف نوسازی کامل یا تخریب و بازسازی، مقاومسازی معمولاً با حفظ کلیت سازه موجود انجام میشود و به همین دلیل، از نظر اقتصادی و زمانی مقرونبهصرفهتر است. اهداف اصلی مقاومسازی شامل افزایش ایمنی ساکنان، کاهش خسارات جانی و مالی در زمان وقوع زلزله یا سایر حوادث، تطبیق سازه با آییننامههای جدید و افزایش عمر بهرهبرداری ساختمان است.
دلایل نیاز به مقاومسازی ساختمانها
بسیاری از ساختمانهای موجود، بهویژه آنهایی که قبل از تدوین آییننامههای نوین لرزهای ساخته شدهاند، فاقد جزئیات اجرایی مناسب برای تحمل نیروهای جانبی هستند. علاوه بر این، تغییر کاربری ساختمان، اضافه شدن طبقات، تغییر در بارهای مرده و زنده، یا حتی ضعفهای اجرایی در زمان ساخت میتواند عملکرد سازه را با چالش مواجه کند. فرسایش مصالح، خوردگی آرماتورها در سازههای بتنی و کاهش مقاومت اتصالات در سازههای فولادی نیز از دیگر عواملی هستند که نیاز به مقاومسازی را اجتنابناپذیر میکنند.
روشهای متداول مقاومسازی ساختمان
روشهای مقاومسازی بسته به نوع سازه (بتنی، فولادی یا بنایی)، میزان ضعف موجود، شرایط بهرهبرداری و محدودیتهای اجرایی متفاوت هستند. یکی از روشهای رایج، افزایش سطح مقطع اعضای باربر مانند ستونها و تیرها است. در این روش، با اضافه کردن بتن و آرماتور جدید، ظرفیت باربری عضو افزایش مییابد. این تکنیک که معمولاً با عنوان ژاکت بتنی شناخته میشود، بیشتر در سازههای بتنآرمه کاربرد دارد و در صورت اجرای صحیح، میتواند شکلپذیری و مقاومت عضو را بهطور قابل توجهی افزایش دهد.
روش دیگر، استفاده از ژاکت فولادی است که در آن، پروفیلهای فولادی در اطراف عضو ضعیف نصب شده و با ایجاد یک مقطع مرکب، عملکرد سازه بهبود مییابد. این روش بهدلیل سرعت اجرای بالا و افزایش قابل توجه مقاومت، در بسیاری از پروژههای مقاومسازی مورد استفاده قرار میگیرد، هرچند هزینه بالاتر و مسائل مربوط به خوردگی فولاد از چالشهای آن محسوب میشود.
در سالهای اخیر، استفاده از مصالح نوین مانند الیاف پلیمری تقویتشده (FRP) گسترش یافته است. این الیاف که وزن کم و مقاومت کششی بالایی دارند، بهصورت ورق یا نوار بر روی سطح اعضای بتنی چسبانده میشوند و بدون افزایش قابل توجه وزن سازه، ظرفیت باربری و شکلپذیری را افزایش میدهند. محدودیت اصلی این روش، حساسیت به دما و آتشسوزی و همچنین هزینه بالای مصالح است.
بهبود سیستم باربر جانبی
یکی از مهمترین اهداف مقاومسازی، افزایش مقاومت ساختمان در برابر نیروهای جانبی ناشی از زلزله و باد است. برای دستیابی به این هدف، میتوان از افزودن دیوارهای برشی بتنی یا مهاربندهای فولادی استفاده کرد. دیوارهای برشی با افزایش سختی جانبی سازه، تغییرمکانهای نسبی طبقات را کاهش میدهند و نقش مهمی در کنترل خسارات لرزهای دارند. در سازههای فولادی، اضافه کردن مهاربندهای هممحور یا واگرا میتواند مسیر انتقال نیرو را اصلاح کرده و رفتار سازه را بهبود بخشد.
نقش دال بتنی در مقاومسازی ساختمان
دال بتنی یکی از اجزای اساسی سازههای بتنآرمه و حتی سازههای فولادی مرکب است که نقش آن صرفاً به تحمل بارهای ثقلی محدود نمیشود. در فرآیند مقاومسازی، توجه به عملکرد دال بتنی اهمیت ویژهای دارد، زیرا این عضو میتواند بهعنوان دیافراگم افقی، نیروهای جانبی را بهطور یکنواخت به سیستم باربر جانبی منتقل کند.
در بسیاری از ساختمانهای قدیمی، دالها فاقد آرماتورگذاری مناسب یا اتصال صحیح به تیرها و دیوارهای برشی هستند. این ضعف میتواند باعث عملکرد نامناسب دیافراگم و تمرکز تنش در برخی از اعضا شود. یکی از راهکارهای مقاومسازی، تقویت دال بتنی از طریق افزایش ضخامت، اضافه کردن لایه بتن مسلح جدید یا استفاده از الیاف FRP در سطح زیرین دال است. این اقدامات باعث افزایش سختی درونصفحهای دال و بهبود توزیع نیروهای جانبی میشود.
علاوه بر این، در پروژههایی که دیوار برشی جدید به سازه اضافه میشود، دال بتنی نقش واسط انتقال نیرو بین دیوار و سایر اجزای سازه را ایفا میکند. اتصال مناسب دال به دیوار برشی، تضمینکننده عملکرد یکپارچه سیستم سازهای است. در غیر این صورت، حتی دیوار برشی با مقاومت بالا نیز نمیتواند بهطور مؤثر در کاهش پاسخ لرزهای ساختمان عمل کند.
دال بتنی و افزایش یکپارچگی سازه
یکی دیگر از مزایای توجه به دال بتنی در مقاومسازی، افزایش یکپارچگی کلی سازه است. دالهای بتنی تقویتشده میتوانند بهعنوان یک عنصر پیوسته، تغییرشکلهای نامتقارن را کاهش داده و از بروز پیچشهای ناخواسته در پلان ساختمان جلوگیری کنند. این موضوع بهویژه در ساختمانهایی با پلان نامنظم اهمیت زیادی دارد.
در برخی موارد، مقاومسازی از طریق تبدیل سقفهای قدیمی مانند طاق ضربی یا تیرچهبلوکهای فرسوده به دال بتنی یکپارچه انجام میشود. این تغییر، علاوه بر افزایش ایمنی لرزهای، باعث بهبود عملکرد بهرهبرداری و کاهش مشکلات نگهداری در بلندمدت میشود.
جمعبندی
مقاومسازی ساختمان یک فرآیند چندبعدی است که نیازمند شناخت دقیق ضعفهای سازه، انتخاب روش مناسب و اجرای اصولی جزئیات فنی است. روشهایی مانند ژاکت بتنی و فولادی، استفاده از مصالح نوین، افزودن سیستمهای باربر جانبی و تقویت اتصالات، هرکدام بسته به شرایط پروژه میتوانند مؤثر باشند. در این میان، دال بتنی بهعنوان یکی از اجزای کلیدی سازه، نقش مهمی در بهبود رفتار لرزهای، انتقال مناسب نیروها و افزایش یکپارچگی ساختمان ایفا میکند. توجه به تقویت و اصلاح عملکرد دال بتنی میتواند تأثیر قابل توجهی در موفقیت کلی پروژه مقاومسازی داشته باشد و ایمنی سازه را در برابر مخاطرات آینده تضمین کند.
خدمات چاپ