مقاوم سازی پایه پل

زلزله‌های اخیر در سراسر جهان، ضعف پایه پل ها و خسارات جانی و مالی فراوانی را که در اثر تخریب آن‌ها رخ می‌دهد را آشکار کرده‌اند. در موارد بسیاری که این پایه ها شناور و زیر آب هستند، اجرای مقاوم سازی پایه پل دشوارتر می‌شود.

یکی از مشکل‌ترین حالات مقاوم سازی پایه پل، هنگامی است که پایه پل دارای ابعاد بزرگی است و علاوه بر آن، مغروق نیز هست. روش اخیر ارائه شده توسط مهندسین مقاوم سازی پایه پل به کمک مصالح کامپوزیت پلیمری FRP شرکت افزیر، روشی بسیار ایده‌آل برای این‌گونه سازه هاست و شامل ترکیب روش اجرای FRP به صورت تر و استفاده از پانل های پیش‌ساخته FRP می‌باشد.

مهندسین شرکت مقاوم سازی افزیر پس از بررسی دقیق شرایط کنونی پایه پل، طراحی های لازم برای تقویت محوری، برشی و خمشی پایه پل را انجام داده و با ارائه طرح مقاوم سازی پایه پل به کمک مصالح کامپوزیت پلیمری شرکت افزیر به کارفرمای محترم، پایه پل موردنظر حتی از پیش از وقوع خرابی در آن نیز مقاوم تر می‌نمایند.

مقاوم سازی ستون بتنی با FRP

در جریان مقاوم سازی ستون بتنی با FRP مقاومت فشاری ستون افزایش می یابد بدین ترتیب که می توان از سیستم هایFRP ، جهت ایجاد محصورشدگی از طریق دورپیچ کامل FRP و به طبع آن افزایش مقاومت فشاری ستون بتنی استفاده نمود. در حقیقت بتن محصور شده مقاومت فشاری بسیار بالاتری نسبت به بتن محصور نشده دارد زیرا محصور کردن ستون باعث ایجاد فشار جانبی بر بتن می شود و وجود فشار محیطی بر ستون بتنی سبب افزایش مقاومت فشاری آن می شود. این امر همچنین باعث افزایش شکل پذیری اعضا تحت ترکیب نیروهای محوری و خمشی می‌شود. در این وضعیت، الیاف حلقوی FRP مشابه تنگهای بسته یا خاموتهای مارپیچ فولادی عمل می‌کنند. در محاسبه مقاومت فشاری محوری عضو باید از سهم الیاف FRP موازی با راستای طولی آن صرف نظرگردد.

مقاوم سازی اتصالات فولادی

راهکارهای مقاوم سازی اتصالات فولادی

بدلیل عدم شناخت کافی از رفتار اتصالات، بسیاری از آسیب های ایجاد شده درسازه‌ ها از ضعف در طراحی یا اجرای اتصالات ناشی می‌شود. بنابراین بررسی آسیب‌های وارد شده براتصالات در اثر زلزله‌های گذشته امری ضروری می‌نماید.
آسیب های اتصالات در اثر زلزله‌های گذشته را می‌توان به آسیب های تیر، ستون، جوش، اجزا و چشمه اتصال طبقه‌بندی نمود.
آسیب های وارده به اتصال ممکن است یکی از انواع فوق و یا چند نوع مختلف باشد. مشاهده وسیع اینگونه آسیب ها در اتصالات براثر زلزله‌های گذشته بسیار هشداردهنده می‌باشد.

انواع خرابی‌ها و صدمات وارده بر ناحیه اتصال در حین زلزله به صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند:
(الف) خرابی در تیرها (G)
(ب) خرابی در بال ستونها (C)
(پ) خرابی در جوش (W)
(ت) خرابی در ورق برشی جان (S)
(ث) خرابی در چشمه اتصال

استفاده از ماهیچه  

اضافه کردن این ماهیچه باعث انتقال مفصل پلاستیک از بر ستون به داخل تیر می‌گردد. اضافه نمودن ماهیچه در صورت امکان بهتر است تنها در بال پایینی صورت گیرد زیرا تجربیات حاصل از زلزله، مبین شروع خرابی از بال تحتانی تیر است و همچنین اضافه نمودن ماهیچه در بال بالایی مستلزم خراب نمودن دال می‌باشد.

لچکی‌های قائم در بال فوقانی و تحتانی

تقویت اتصالات فلزی صلب با لچکیهای قائم است. تعداد لچکیها می‌تواند یک و یا دو عدد باشد.

استفاده از ورق کناری (ورق گونه)

در این روش نیروهای کششی و فشاری بال های فوقانی و تحتانی تیر به کمک ورق‌های گونه به ستون انتقال داده می‌شود.

استفاده از مقطع T شکل

با استفاده از مقاطعT شکل می‌توان اتصال فولادی را مقاوم سازی نمود. در بعضی از موارد مقطع را تنها در بال پایینی اتصال اجرا می‌نمایند که با استفاده از این روش می‌توان بدون تخریب دال اتصال را  مقاوم سازی نمود. ورق‌های پیوستگی را در امتداد مقاطعT  شکل نیز باید اجرا نمود

راهکار تقویت اتصالات فلزی جوشی

پس از بررسی آسیب های متداول در اتصالات جوشی و ارائه ضوابط مهم برای طراحی ورق های تقویت چشمه اتصال و ورقهای پیوستگی و نحوه          محاسبه نیروها در مقاطع بحرانی اتصال، در این بخش به معرفی روشهایمقاوم سازی اتصالات جوشی متداول می‌پردازیم.                                 

استفاده از ورق روسری و زیر سری مضاعف

در صورتی که از جوش ورق‌های زیرسری و روسری به ستون اطمینان نداشته و یا در حین زلزله بـه آنها صدمه وارد آمده باشد، استفاده از ورقهای زیرسری و روسری مضاعف (شکل 8) می‌تواند در برنامه کارقرار گیرد.

در صورتی که هیچ اطمینانی از جوش ورق روسری موجود به ستون نباشد و یا این جوش از بین رفته باشد، ضخامت ورق روسری و زیرسری باید برای لنگر پلاستیک تیر طراحی شود. اما اگر اضافه کردن ورق زیرسری و روسری به منظور تقویت اتصالات فلزی وضعیت موجود باشد، ضخامت آن بر حسب قضاوت تعیین می‌گردد.

مقاوم سازی اتصالات فولادی با پیش‌تنیدگی خارجی بوسیله کابل کششی

این روش یکی از نوین‌ترین روش های مقاوم سازی و  بهسازی اتصالات فولادی که در سالهای اخیر توسعه یافته است. کابل با مقاومت بالا معمولاً در قسمت میانی تیر تعبیه می‌گردد. این روش را با چهارکابل نیز می‌توان اجرا نمود. حسن استفاده از چهار کابل این است که با از بین رفتن یک کابل عملکرد اتصال مختل نمی‌گردد. مقاومت برشی اتصال توسط دو نبشی که در قسمت فوقانی و تحتانی قرار دارد و نیروی اصطکاکیبین تیر و ستون که به علت پیش‌تنیدگی کابل نیز افزایش یافته، تامین می‌گردد.
جدایی تیر از ستون منجر به جذب انرژی می‌گردد، زیرا با جداشدگی تیر از ستون کابلها به کشش افتاده و عملکرد غیرخطی کابل ها باعثجذب انرژی می‌گردد. استفاده از این روش منجر به افزایش مقاومت، سختی و  شکل‌پذیری اتصال می‌گردد.
در استفاده از این روش بعضی از مشکلات مانند تسلیم شدن کابل ها، کمانش موضعی تیر و … وجود دارد.
از محاسن این روش می توان به:
– یکسان سازی عملکردی غیرخطی اجزای سازه ای و در نتیجه محدود نمودن نیروهای لرزه ای به وجود آمده و فراهم نمودن میرایی اضافی برای سازه
– برگشت سیستم به حالت اولیه بعد از ایجاد تغییرشکلهای به وجود آمده در اثر بارهای لرزهای
– کاهش و یا خذف خسارت های شدید به المانهای سازه‌ای اصلی اشاره نمود.

مقاوم سازی فونداسیون (شالوده) و پی

هر تغییری در ساختار و ابعاد پی، شامل مقاوم سازی فونداسون می شود. مقاوم سازی عموما در شرایط محدود شده و نامساعد انجام می شود، در نتیجه مشکلات و پیچیدگی های خاص خود را دارد.

گسیختگی های موجود در پی ساختمان ها  به دو صورت نهان و یا قابل مشاهده ایجاد می شوند. قسمت های قابل مشاهده به شکل خرد شدگی و … 
آشکار است و قسمت های نهان به دلیل نشست، تورم خاک، ناپایداری ساختمان و … ایجاد می شوند و با گذشت زمان به شکل گسیختگی های قابل ملاحظه در می آیند.

معمول‌ترین موارد آسیب‌پذیری فونداسیون و پی به قرار زیر است:

آسیب‌پذیری فونداسیون  

– وجود نیروی کششی بلند کننده
– عدم کفایت ظرفیت خمشی یا برشی (برش خمشی یا برش سوراخ کننده) مقطع پی
– تهاجم مواد شیمیایی مضر موجود در خاک و آب زیرزمینی به بتن پی
– عدم کفایت مقاومت جانبی برای تحمل نیروهای جانبی وارد بر پی
– وجود نیروی فشاری یا کششی بیش از ظرفیت سازه‌ای در شمع ها
– وقوع تنش فشاری بیش از ظرفیت باربری پی در زیر فونداسیون
– وجود نیروی فشاری یا کششی بیش از ظرفیت ژئوتکنیکی سازه‌ای در شمع‌ها
– وجود نشست‌های زیاد و غیرقابل قبول در پی
– وجود پتانسیل روانگرایی، ماسه سریع و تورم در خاک زیر فونداسیون
– عدم پایداری ساختگاه سازه، مخصوصاً برای ساختمانهایی که بر روی زمینهای شیبدار احداث شده‌اند.

روند مطالعات ارزیابی شرایط پی و شالوده شامل موارد زیر می‌باشد:
– تحقیق اسناد و بایگانی مدارک طراحی ساختمان برای گزارش مکانیک خاک
– بررسی خاک‌ها در قالب نمونه‌گیری و انجام آزمایش های مرتبط، اندازه‌گیری سطح آب زیرزمینی و میزان فشار آب 
– برآورد ابعاد پی ساختمان و شالوده دیوارها. در صورت لزوم بعضی از پی ها تحت گمانه‌زنی قرار گرفته و در این گمانه‌ها میزان زوال مصالح را بررسی می‌کنند.
– بررسی آثار نشست پی شامل شکل‌گیری ترک‌ها و کج شدن دیوارها، برآمدگی مناطق مجاور و مسیرهای قائم و افقی پی
– کسب اطلاعات لازم از هندسه، پیکربندی و نقشه‌های اجرایی ساختمان و شالوده و بارگذاری
– مدل‌سازی و تحلیل
– ارزیابی
– ارائه طرح مقاوم سازی شالوده

مقاوم سازی و افزایش مقاومت موضعی تیرهای دارای سوراخ

یکی دیگر از کاربردهای FRP افزایش مقاومت موضعی تیرهای دارای سوراخ  (معمولا تأسیساتی) می‌باشد. در این روش می‌توان اطراف سوراخ‌ها را بطور موضعی با FRP تقویت کرد.

مقاوم سازی از طریق سیستم مهاربندی اصولاً به این جهت مورد استفاده قرار می‌گیرد که بتوان از ظرفیت باربری سیستم FRP  نهایت استفاده را برد. گسیختگی های ناشی از جداشدگی لایه‌هایFRP عموماً در اثر نبود چنین سیستمی می‌باشد. در این روش از دور آرماتور کردن کامل انتهای FRP توسط نوارهایی از FRP استفاده می‌گردد.

با توجه به اینکه معمولاً، ناحیه فوقانی تیرهای موجود به دلیل وجود دال، قابل دستیابی نیستند، از نوارهایی که فقط سطوح پایینی و جانبی تیر را می‌پوشانند استفاده می‌گردد. از سایر روش ها نیز می‌توان به استفاده از آرماتورهای مخصوص در انتهای لایهFRP  نام برد. این روش یکی از اولین روشها بوده که جهت نصب و مهاربندی صفحات فولادی مورد استفاده قرارمی‌گرفت. بر اساس مطالعات انجام شده، این روش بر روی لایه‌های کامپوزیتی نیز مناسب بوده و اثر مثبتی از خود نشان می‌دهد ولی مشکلی که ایجاد می‌کند سوراخ شدن لایه FRP بوده که اثر نامطلوبی بر عملکرد آن خواهد داشت و باعث ایجاد تمرکز تنش در FRP  می‌گردد. 

مقاوم سازی برج خنک کننده

برج‌های خنک‌کننده یکی از اصلی‌ترین اجزا یک نیروگاه حرارتی هستند که به دو نوع فولادی و بتنی تقسیم می شوند. نوع بتنی آن تاکنون بیشتر مورد توجه طراحان قرار گرفته است.چرخه های خشک و تر شدن متوالی، شرایط مناسب را برای خوردگی در سازه ها ایجاد می‌کند. بسیاری از انواع برج خنک کننده بتنی بوده و آرماتورهای فولادی آن ها، پس از مدت کمی دچار زنگ زدگی می‌شوند. علاوه بر این،برج های خنک کننده بلندتر در نیروگاه های هسته ای، دارای تیر و ستون بتنی در ابتدای برج خنک کننده بوده که به سرعت دچار خوردگی می‌شوند. در این شرایط هر راهکار مقاوم سازی باید دارای دو جنبه باشد. اول قادر به جبران افت مقاومت سازه ناشی از خوردگی آرماتور بوده و دوم از ساز و کار حفاظتی مناسب برای کاهش سرعت خوردگی های بعدی برخوردار باشد. همچنین با توجه به لرزه خیز بودن کشور ایران توجه به مقاوم سازی لرزه ای موضوعی مهم در صنعت ساخت و ساز است که شامل این نوع سازه نیز می شود.

مقاوم سازی ساختمان پیش ساخته بتنی

 افزایش سرعت ساخت و ساز و انبوه سازی، سال هاست که مورد توجه کشورهای مختلف قرار دارند؛ بنابر این احداث ساختمان های پیش ساخته بتنی متداول شده است. رشد سریع جمعیت و افزایش تقاضا، نیاز به کاهش زمان تحویل پروژه­ های عمرانی و کاهش زمان برگشت سرمایه سرمایه­ گذاران و عواملی از این قبیل باعث شده ­اند تا ضرورت ایجاد تحول در شیوه­ های سنتی صنعت ساختمان روز به ­روز بیشتر شود.

پدافند غیرعامل و مقاوم سازی سازه در برابر انفجار

با توجه به اهمیت پدافند غیرعامل و ضرورت افزایش انعطاف‌پذیری و مقاوم سازی سازه‌ها در برابر انفجار، برخورد و ضربه نیاز به مقاوم سازی ساختمان ها در برابر اینگونه بارها در سراسر جهان به چشم می خورد. از جمله سازه‌های حیاتی که باید پدافند غیرعامل را در مورد آن‌ها رعایت کرد می‌توان به ساختمان‌های دولتی، بانک‌ها، پل‌ها، ساختمان‌های نظامی، تاسیسات شهری، سفارت‌خانه‌ها و … اشاره کرد. علاوه بر انفجارهایی که عامل انسانی دارند، انفجارهایی که ناشی از وقوع حادثه در نیروگاه، پتروشیمی و … نیز هستند، جای نگرانی فراوانی دارند.