ستونها همیشه المان های مهم و تعیین کننده در رفتار جانبی ساختمان ها می باشند. برای افزایش شکل پذیری ساختمان ها نیاز به بهبود مقاومت برشی و مموری ستونها می باشد. روش های مختلفی برای این بوبور وجود دارد که روش سنتی و معروف أن استفاده از شالت های بتنی می باشد. شالت بتی شامل لایه ای از و بتن، میلگردهای طولی و فاموت های بسته می باشد. این روش در مواردی که میزان آسیب های وارده به ستون زیاد باشد و یا ستون از ظرفیت کافی در برابر نیروهای جانبی برخوردار نباشد به کار می رود. ژاکت بتنی بسته به شرایط می تواند در دور تادور ستون و یا در یک وجه و یا چند و به آن اجرا شود.
مراحل اجرای مقاوم سازی با شالت بتنی -
1مهار میلگردهای طولی در فونداسیون و عبور آنها از مقطع سقف: اگر هدف افزایش ظرفیت خمشی مقطع ستون باشد بایستی آرماتورها در داخل فونداسیون مهار شده و به صورت پیوسته از داخل سقف نیز عبور کنند. برای مهار آرماتورها در فونداسیون از چسب اپوکسی استفاده و می شود
2-آماده کردن سطح مشترک بتن قدیمی و جدید:
برای بهبود اتصال بین بتن جدید و بتن قدیمی بایستی رویه بتن قدیمی از طریق شن زنی زبر شده، نمناک گردد، بعضا به وسیله چسب اپوکسی چسبناک شود و یا اینکه توسط اجرای میلگردهای اتصال قفل و بست بیشتری ایجاد شود
3- اجرای خاموت اضافی
4-شمع زنی تدریجی سازہ
۵-اجرای بتن جریر: معمولا از بتن ای خود تراکم استفاده می گردد.
استفاده از جاکت بتنی باعث افزایش باربری محوری سختی ، مقاومت خمشی و برشی و ظرفیت شکل پذیری مقطع می شود. مقدار افزایش مقاومت جانبی مقاطع در این روش بسیار بیشتر از روش هایی نظیر FRP می باشد. استفاده از روش جاکت بتنی به دلیل مشکلات اجرایی بالا بودن مدت زمان اجرا، افزایش بعد ستون و وزن سازه و عدم هماهنگی با معماری ساختمان دارای محدودیت می باشد. این در حالی است که روش FRP هیچکدام از این محدودیتها را نداشته و به دلیل سختی و مقاومت بالا، وزن اندک و مقاومت در برابر خوردگی، نصب سریع و آسان و کارایی اجرایی بالا و... بسیار بیشتر مورد توجه قرار می گیرد
علت خرابی تیرهای فولادی
عمده خرابی موجود در تیرهای فلزی شامل کمانش کلی و موضعی بال و جان و گسیختگی در محل درزها و وصله‌ها می‌باشد. از آنجایی که قسمتی از مقطع تحت فشار است، خطر کمانش در این ناحیه وجود دارد و یکی از علل مهم انجام مقاوم سازی تیر فولادی این نوع خرابی می باشد. این کمانش به دو صورت ممکن است رخ دهد:کمانش موضعی: بدین ترتیب که بال و یا جان نیمرخ به طور موضعی در مقابل تنش های فشاری کمانش کند.
کمانش کلی: بدین ترتیب که ناحیه فشاری مقطع، همانند ستون تحت فشار به صورت کلی دچار کمانش شود.دلایل اصلی این خرابی ها عبارتند از:
1- سطح مقطع کم تیر،
2- لاغری بیشتر از حدود مجاز،
3- عدم فشردگی مقطع،
4- ضعف درجوش ها،
5- زنگ زدگی و خوردگی تیر،
6- ایجاد ناحیه متأثر از حرارت بر اثر جوشکاری زیاد،
7- خستگی.در ادامه به راهکارهای متداول برای مقاوم سازی تیر فلزی اشاره شده است.راهکارهای متداول برای مقاوم سازی تیر فلزی
1.تقویت با روکش فولادی جهت مقاوم سازی تیر فولادی
از جمله راه های مقاوم سازی تیر فولادی، تقویت با روکش فولادی می‌باشد. با افزایش ضخامت بال از کمانش موضعی بال تیر نیز جلوگیری شده است.
2.تقویت با ژاکت فولادی
برای تقویت برشی جان تیر می‌توان از دو روش استفاده نمود:
1- اضافه نمودن ورق های موازی با جان تیر
2- اضافه نمودن سخت کننده های جاناضافه نمودن ورقهای موازی با جان تیر
اضافه نمودن ورقهای موازی با جان تیر که منجر به افزایش مقاومت برشی می‌شود. این روش در شکل 2 نشان‌داده شده است.
اضافه نمودن سخت کننده های جان
استفاده از ورقهای سخت کننده جان که این روش در شکل 3 نشان داده شده است.
استفاده از سخت کننده‌های جان یکی از مؤثرین روشهای افزایش مقاومت برشی تیر می‌باشد. سخت کننده‌های عرضی ورق‌هایی هستند که به صورت تیغه‌های قائم و در فواصل معینی از یکدیگر قرار داده می‌شوند و به جان و بال فشاری جوش می‌شوند.
شکل 3- اضافه نمودن ورقهای سخت کننده عرضی
3. استفاده از ژاکت بتنی تیر فولادی برای تقویت تیر فلزی
با اجرای ژاکت بتنی تیر فولادی ، سختی آن افزایش یافته که این امر موجب بالا رفتن سختی برشی و خمشی می‌گردد. در صورتیکه تیر فلزی دچار خوردگی شدید شده باشد، روکش بتنی تیر فولادی به عنوان راه حلی مؤثر توصیه می‌گردد. مقاوم سازی تیر فلزی با روکش بتنی در برابر آتش‌سوزی نیز مقاومت خوبی دارند.
4. استفاده از پیش تنیدگی خارجی برای مقاوم سازی تیر فولادی
پیش‌تنیدگی خارجی جزء روشهای نوین مقاوم سازی تیر فولادی می‌باشد.کابل های پیش‌تنیدگی بکار گرفته شده برای این کار از همان نوع کابل‌ها و مفتول های متداول در کارهای پیش‌تنیدگی هستند.
مقاوم سازی تیر فلزی بدین روش می‌تواند موضعی و یا کلی باشد. در حالت کلی نیروهای پیش‌تنیدگی که بـه سازه مقاوم شده القا می‌گردند، منجر به باز توزیع نیروهای داخلی گشته و باعث کاهش تنشها در اعضا نسبت به حالت اولیه آنها می‌شوند. با این حال ممکن است در برخی دیگر از اعضای سازه، پیش‌تنیدگی موجب افزایش تنش گردد. به همین دلیل در استفاده از پیش تنیدگی خارجی باید آنالیز تنش در سازه مقاوم سازی شده به دقت مورد بررسی قرار گیرد.
جدا از مسئله مهارها، به هنگام استفاده از کابلهای پیش‌تنیدگی یک سری المانهای اضافی که اکثراً شامل انواع مختلفی ازسخت کننده هاست، مورد نیاز است. این امر بویژه در پیش‌تنیدگی موضعی دیده می‌شود زیرا پیش‌تنیدگی، نیروهای متمرکز جدیدی شامل نیروهای محوری اضافی در اعضا بوجود می‌آورد، بنابراین اعضا باید بصورت موضعی برای حفظ پایداریشان تقویت شوند.
سیستم‌های کنترلی سازه، بسیار زیاد هستند. سیستم‌های کنترل سازه‌ای به سه دسته کلی Passive یا غیرفعال، Active یا فعال و Semi-Passive یا نیمه فعال تقسیم بندی می‌شوند. سیستم‌های فعال در حال حاضر چندان قابل اطمینان نیستند و نیاز به پیشرفت بیشتری در علم مهندسی و تکنولوژی ساخت هست. در این سیستم‌ها نیاز به یک منبع خارجی یا چند محرک است و این محرک‌ها (Actuators) نیروهایی را مطابق با حالات از پیش تعریف شده به سازه وارد می‌سازند. این نیروها ممکن است جهت اضافه یا مستهلک نمودن انرژی سازه بکار روند. در یک سیستم کنترل فعال همواره جهت راه اندازی محرک‌های الکترومکانیکی یا الکتروهیدرولیکی سیستم، که باعث اعمال نیروهای کنترل به سازه می‌شوند، به یک منبع بزرگ انرژی نیاز است. نیروهای کنترل بر اساس بازخوردهای حاصل از سنسورهایی که با اندازه گیری پاسخ سازه و یا تحریک اعمال شده به آن بدست می‌آیند، ایجاد می‌شوند. از آنجایی که سیستم‌های کنترل فعال جهت عملکرد به یک منبع انرژی خارجی نیاز دارند، لذا لازم است که این منبع انرژی در زمان وقوع رویدادهای شدید بدون تغییر و آسیب باقی بماند تا یکپارچگی سازه و عملکرد آن تحت الشعاع قرار نگیرد. همچنین سیستم سازه بایستی به صورت مدام توسط کامپیوتری مانیتورنیگ شود.
در سیستم کنترل غیرفعال، سختی یا میرایی سازه به طور مقتضی و بدون نیاز به منبع انرژی خارجی جهت عملکرد و بارگذاری در سیستم تغییر می‌کند. در یک سیستم کنترل غیر فعال به منبع خارجی نیرو جهت عملکرد سیستم کنترل نیازی نیست. سیستم با استفاده از حرکت سازه، نیروهای کنترل را بوجود می‌آورد. نیروهای کنترل به صورت تابعی از پاسخ سازه در محل سیستم کنترل غیر فعال ایجاد می‌شوند. برای موثر بودن این سیستم کنترل، همواره نیاز به یک پیش بینی قابل اعتماد از بارهای طراحی و یک مدل عددی دقیق از سیستم فیزیکی است. سیستم‌هایی که در این طبقه‌بندی قرار می‌گیرند، سیستم‌های قابل اطمینانی هستند. ازاینرو سیستم‌های نسبتاً ساده‌ای هستند و در طول زمانِ زلزله رفتار متعارف و قابل پیش‌بینی را از خود بروز می‌دهند. آنها انرژی را با حرکات خودشان مستهلک می‌کنند و یا انرژی جنبشی را به گرما تبدیل می‌کنند. نظر به اینکه این وسایل نمی‌گذارند که انرژی به داخل سازه وارد شود، بنابراین سازه‌ها نیز دچار ناپایداری نخواهند شد. از جمله مزایای این وسایل این است که نیازی به تعمیر و نگهداری در طول عمرشان بسیار کم است. از جمله وسایل مقاوم که می‌توانند مورد اشاره قرار گیرند عبارتند از:
بیس ایزولاتورها (Base Isolator)
میراگرهای جرمی Tuned Mass Dampers (TMD)
میراگرهای مایع Tuned Liquid Dampers (TLD)
میراگرهای فلزی جاری‌شونده Metallic Yield Dampers
میراگرهای مایع ویسکوز Viscous Fluid Dampers
میراگرهای اصطکاکی Friction Dampers
مثلا سیستم قاب مهاربندی شده همگرا، یک سیستم غیرفعال است که در آن اتلاف انرژی ورودی توسط جاری شدن مهاربندها در کشش و فشار تامین می‌شود و به نوعی سیستم میراگر جاری شونده است.
منبع: کانال دکترعلیرضایی
دانلود اسلایدهای آموزشی بهسازی و مقاوم سازی سازه ها
دکتر سرو مقدم
پژوهشگاه زلزله
تعداد اسلایدها: 246
حجم فایل: 16.2 مگابایت
منبع: /perform.blogfa.com
