طراحی و محاسبات مقاوم سازی ساختمان بنایی در کشور ما از اهمیت زیادی برخوردار است. ساختمان های بنایی از قدیمی ترین نوع سازه های ساخت انسان است. این ساختمان ها با مصالح سنتی مانند خشت و گل و در بعضی موارد با آجر بنا می شوند. علت ساخت این نوع سازه ها از ابتدا تا کنون، سادگی ساخت مصالح مصرفی آن مانند خشت و آجر است. همینطور سادگی حمل این مصالح نیز عامل بعدی استفاده از آن هاست.
نیاز به طراحی و محاسبات مقاوم سازی ساختمان بنایی
در سال های اخیر ساخت ساختمان ها با اسکلت های فلزی یا بتنی رایج شده است اما همچنان سازه های بنایی قدیمی وجود دارند، به ویژه در روستاها و شهرهای کوچک. این سازه ها اکثرا تجربی ساخته شده اند و ضوابط مورد نیاز مهندسی در آن ها رعایت نشده است. این سازه ها به ویژه، در برابر زلزله بسیار آسیب پذیرند. زلزله های اخیر در کشور بیش ترین آسیب را به ساختمان های بنایی وارد کرد و خسارات جانی و مالی زیادی بر جا گذاشت. خوشبختانه با استفاده از روش های گوناگون امکان مقاوم سازی ساختمان های بنایی وجود دارد. در ادامه به نکات طراحی و محاسبات مقاوم سازی ساختمان بنایی پرداخته می شود.
نکات طراحی و محاسبات مقاوم سازی ساختمان بنایی
از مهم ترین مشکلات ساختمان های بنایی تردشکنی آن هاست. تحمل بار در این دیوارها توسط دیوارهای باربر انجام می شود. این اجزا تا زمان رسیدن به حداکثر مقاومت خود، بار را تحمل می کنند و به طور ناگهانی دچار فروپاشی می گردند. سازه های بنایی دارای مقاومت فشاری مناسبی هستند اما در مورد مقاومت کششی می توان گفت که تقریبا صفر است. مصالح سازنده این سازه ها که مخلوطی از ملات و آجر است ، ناهمگن هستند. استفاده از مصالح نامرغوب مانند آجر نامرغوب و ملات سست و همینطور ضعف دیوارهای باربر از جمله مواردی است که باید در مقاوم سازی این سازه ها جبران شود. انجام مقاوم سازی سازه بنایی می تواند باعث افزایش مقاومت نهایی سازه و بهبود انعطاف پذیری المان ها و کاهش تردشکنی شود.
جمع آوری مدارک فنی در طراحی و محاسبات ساختمان بنایی
مرحله اولیه برای شروع طراحی و محاسبات مقاوم سازی ساختمان بنایی جمع آوری اطلاعات ساختمان است. نقشه های معماری، نقشه و جزئیات دیوارها اعم از باربر و غیرباربر، نقشه پی ساختمان، جزئیات سقف و نحوه اتصال آن به دیوار و هرگونه مدارک فنی موجود برای ساختمان باید در اختیار طراح قرار گیرند. اگر مدارک فنی کافی موجود نباشد، مصالح ساختمان باید مورد آزمایش قرار گیرند. با توجه به وضعیت ساختمان می شود از روش های مختلف مقاوم سازی ساختمان های بنایی استفاده کرد.
انواع روش های مقاوم سازی ساختمان های بنایی
روش های مقاوم سازی دیوار های بنایی به صورت سنتی با کمک شبکه فولادی و شاتکریت انجام می شود. روش های نوین مانند استفاده از الیاف FRP نیز امروزه رایج است. سایر روش های بهسازی ساختمان بنایی عبارت اند از: استفاده از پشت بند های بتنی، افزودن کلاف در محل اتصال دیوار و سقف، اجرای دیوارهای سازه ای جدید و اجرای مهاربند.
استفاده از شبکه فولادی و شاتکریت ، تزریق ملات و استفاده از فولاد باعث تحمیل بار اضافی به پی سازه بنای می شود. به علاوه برای ساکنین مزاحمت ایجاد می کند و زمان اجرای آن طولانی است. الیاف FRP به سرعت اجرا می شوند و مزاحمت کمتری برای ساکنین دارند و همینطور وزن بسیار کمتری نسبت به فولاد ، بتن و شبکه بندی دارند.
در طراحی و محاسبات مقاوم سازی ساختمان بنایی با کمک الیاف FRP ، مقدار مقاومت مورد نیازی که سازه لازم است تحمل کند را محاسبه می کنیم. این بارها در حالت اولیه و بدون در نظر گرفتن بارهای اضافه حاصل از مقاوم سازی محاسبه می شود. سپس مقاومت اولیه سازه بنایی را محاسبه می کنیم. اختلاف این دو مقدار، مقدار مقاومتی است که باید توسط الیاف FRP تامین شود. بعد از محاسبه مقدار الیاف مورد نیاز مجددا بارهای وارد بر سازه با شرایط جدید محاسبه می شود و مجموع مقاومت ساختمان بنایی و الیاف FRP با مقدار آن مقایسه می شود. نکته دیگری که نیاز است حتما مورد بررسی قرار گیرد عملکرد یکپارچه الیاف و سازه است. برای این مورد باید اتصال الیاف به مصالح قدیمی که معمولا با چسب و رزین صورت می گیرد، بررسی شود.
هزینه طراحی و محاسبات مقاوم سازی ساختمان بنایی
هزینه طراحی و محاسبات مقاوم سازی ساختمان بنایی با افزایش مساحت بنا، افزایش تعداد دیوارها و سقف ها افزایش می یابد. نوع روش استفاده شده نیز در هزینه طراحی موثر است. در روش های نوین مانند استفاده از FRP طراحی دقیق تر انجام می شود و هزینه بیشتری نیز دارند.
