مقاوم سازی ساختمان

استحکام و پایداری یک سازه به کیفیت مصالح به کار رفته و روش‌های مقاوم سازی و مهار لرزه‌ای وابسته است. در گذشته، بسیاری از ساختمان‌ها با مصالحی با دوام محدود ساخته می‌شدند و حتی در صورت استفاده از مصالح باکیفیت، گذر زمان باعث کاهش مقاومت آن‌ها می‌شد. مقاوم سازی ساختمان راهکاری موثر برای جبران این ضعف‌ها و افزایش ایمنی و طول عمر سازه‌ها به شمار می‌آید.

این فرآیند می‌تواند از روش‌های نوین مانند مقاوم سازی با FRP تا تکنیک‌های سنتی و شناخته‌شده مانند ژاکت بتنی و فولادی شامل شود، که هر یک به بهبود مقاومت ساختمان در برابر بارهای وارده کمک می‌کنند. با پیشرفت فناوری و دانش مهندسی، مقاوم سازی به یک ضرورت حیاتی تبدیل شده است تا از تخریب ساختمان‌ها در برابر حوادث و خطرات احتمالی جلوگیری شود و امنیت و دوام سازه‌ها تضمین گردد.

مقاوم سازی ساختمان چیست؟ اهمیت مقاوم سازی سازه در ایران

مقاوم سازی ساختمان فرآیندی است که در آن یک ساختمان ضعیف یا نیمه ضعیف، با روش‌های مناسب تقویت می‌شود تا بتواند در برابر بارهای وارده از جمله بارهای فشاری، خمشی و پیچشی مقاومت بسیار بالایی از خود نشان دهد. کشور ایران از چندین جنبه نیاز به مقاوم سازی ساختمان‌ها را تشدید می‌کند. اولین نکته مهم، زلزله خیز بودن آن است که تقریبا اکثر شهرهای ایران را شامل می‌شود و باید حتما به بحث مهار لرزه‌ای ساختمان‌ها در مناطق زلزله خیز توجه شود.

دومین بحث هم ضعیف بودن ساختمان‌ها به دلیل خطاهای اجرایی است. ناگفته نماند که ساختمان‌های قدیمی به دلیل عدم وجود آیین نامه واضح نسبت به ساختمان‌های جدید، ضعف بیشتری دارند. همه این موارد، اهمیت مقاوم سازی سازه در ایران را چندین برابر می‌کنند. به ویژه برای ساختمان‌های در حال بازسازی، به غیر از جنبه زیبایی باید به استحکام سازه توجه شود تا در صورت وارد شدن بارهای اضافه، آسیبی به کل سازه وارد نشود.

چه ساختمان‌هایی نیاز به مقاوم سازی دارند؟ معرفی 6 دلیل کلیدی

مقاوم سازی ساختمان، به یک ضرورت در دنیای عمران تبدیل شده است. به خصوص در کشور ایران با توجه به نبود ضوابط و مقررات در گذشته، این موضوع بیشتر احساس می‌شود. با این وجود معمولا پیمانکاران به دنبال یک دلیل برای مقاوم سازی هستند تا بتوانند روش مناسب را انتخاب کنند. در مجموع، 6 علت کلیدی که نیاز به مقاوم سازی را افزایش می‌دهند، عبارتند از:

افزایش طبقات و تغییر کاربری ساختمان (مثلا مسکونی به اداری)

تغییر کاربری ساختمان، افزایش تعداد طبقات حین بازسازی و اضافه کردن تجهیزات، همگی می‌توانند بار وارده به سازه را افزایش دهند. از آنجایی که طراحی ساختمان به شکلی بوده که قادر به تحمل بارهای کمتر است، بنابراین اگر مقاوم سازی ساختمان انجام نشود؛ به راحتی شاهد تخریب، آسیب و صدمه دیدن به ساختمان خواهیم بود. با روش‌های مقاوم سازی، می‌توان این تغییر کاربری ساختمان را به بهترین شکل توجیه کرد.

تغییر آیین نامه‌ها و سازگاری با ضوابط به روز

با افزایش دانش و تجربه مهندسان و تلاش‌های سازمان نظام مهندسی، قوانین و آیین‌نامه‌های جدیدی برای ساخت و ساز تدوین شده است. با این حال، بسیاری از ساختمان‌های قدیمی که بر اساس ضوابط گذشته طراحی و اجرا شده‌اند، با استانداردهای کنونی همخوانی ندارند. در چنین شرایطی، مقاوم سازی ساختمان راهکاری موثر برای تطبیق سازه‌ها با آیین‌نامه‌های جدید و ارتقای ایمنی و مقاومت آن‌ها محسوب می‌شود.

کاهش دوام و مقاومت مصالح ساختمانی در گذر زمان

مصالح استفاده شده در ساختمان از جمله بتن و فولاد در گذر زمان و در اثر قرارگیری در معرض رطوبت، آب و هوای نامساعد، شرایط اسیدی و بازی و فشار دچار ضعف و تخریب می‌شوند. به طوری که به مرور زمان شاهد ترک خوردگی، خزش، کرم خوردگی و آسیب‌های جزئی و جدی در آن‌ها خواهیم بود. مقاوم سازی سازه، می‌تواند این آسیب‌ها را بدون نیاز به تخریب و تعویض به حداقل برساند و استحکام ساختمان را بازیابی کند.

آسیب‌های وارد بر ساختمان در حوادثی مانند زلزله، آتش سوزی و …

زلزله، آتش سوزی، سیلاب، طوفان و نشست زمین، همگی می‌توانند باعث ایجاد ترک در بتن، خمیدگی یا شکست میلگردها و جابجایی اعضای سازه‌ای شوند. به علاوه، حوادث حرارت زا همچون آتش سوزی می‌توانند مقاومت مصالح ساختمانی از جمله فولاد و بتن را کاهش دهند و باعث از دست رفتن پایداری سازه شوند.

ضعف در طراحی و محاسبات ساختمان

طراحی صحیح ساختمان یکی از مهم‌ترین عوامل در تضمین پایداری، ایمنی و طول عمر سازه است. نقشه‌ها و محاسبات طراحی، راهنمای مجریان و پیمانکاران در اجرای ساختمان هستند و هرگونه ضعف در این مرحله می‌تواند پیامدهای جدی به همراه داشته باشد. برای مثال، اشتباه در محاسبات بارگذاری، انتخاب نادرست ابعاد یا مقاطع اعضای سازه‌ای و یا عدم رعایت جزئیات اجرایی، می‌تواند مقاومت ساختمان را کاهش دهد و در نتیجه نیاز به مقاوم سازی و تقویت سازه را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. علاوه بر این، طراحی نادرست می‌تواند باعث افزایش آسیب‌پذیری ساختمان در برابر زلزله، نشست زمین و سایر بارهای محیطی شود.

خطا در اجرای ساختمان

خطاهای اجرایی نقش بسیار مهمی در کاهش عملکرد و ایمنی ساختمان دارند. عواملی مانند عدم عمل‌آوری صحیح بتن، استفاده از تعداد میلگرد نادرست، اجرای نادرست روش‌های مقاوم سازی مانند وال‌پست و استفاده نکردن از میلگرد بستر، همگی می‌توانند نیاز به مقاوم سازی ساختمان را افزایش دهند و موجب کاهش دوام و مقاومت سازه شوند.

نشانه‌های نیاز به مقاوم سازی ساختمان؛ چه زمانی باید با متخصص مقاوم سازی سازه مشورت کنیم؟

قبل از به کارگیری روش نوین مقاوم سازی ساختمان، باید مطمئن شوید که سازه مورد نظر نیاز به مقاوم سازی و افزایش استحکام دارد. به طور کلی، ساختمان‌های قدیمی و دارای نشانه‌های آسیب، بیشتر از سایر ساختمان‌ها نیاز به مقاوم سازی دارند و باید حتما به نشانه‌های ظاهری آن‌ها توجه شود. در صورت مشاهده نشانه‌های ظاهری، با تماس با متخصص مقاوم سازی و انجام تست‌های تخصصی، اطمینان پیدا می‌شود که ساختمان نیاز به تقویت دارد یا خیر.

• سن بنا: ساختمان‌های قدیمی که بیش از 30 سال از عمر ساخت آن‌ها گذشته است، بیشتر از سایر ساختمان‌ها در معرض ضعف و کاهش استحکام قرار می‌گیرند و نیاز به مقاوم سازی دارند.
• بررسی ظاهری: نشانه‌های ظاهری همچون زنگ زدگی فولاد و فلزات، تغییر شکل در دیوار، ستون و تیر، نشست‌های غیر عادی و شدید و وجود ترک به ویژه در بتن، نشان دهنده ضعف سازه و نیاز به مقاوم سازی هستند.
• آزمایشگاه‌های غیر مخرب: در مواردی که نشانه‌های ضعف ساختمان مشهود نباشند، می‌توان از آزمایش‌های غیر مخرب از جمله اسکن، تست‌های اولتراسونیک و نفوذ الکتریکی برای بررسی مقاومت سیمان، کمک گرفت. در این صورت امکان شناسایی ترک‌های پنهان و نقاط ضعف سازه‌ای وجود دارد.

چگونه تست‌های مقاوم سازی ساختمان، نقاط ضعف سازه را شناسایی می‌کنند؟

قبل از هر اقدامی و صرف هزینه برای تقویت ساختمان، انجام تست‌های مقاوم سازی در اولویت قرار داد. این تست‌ها به صورت تخصصی، وضعیت ساختمان را مورد ارزیابی قرار می‌دهند تا مهندسان و متخصصان بتوانند وضعیت واقعی سازه را بررسی کنند. به ویژه برای انتخاب بهترین روش مقاوم سازی سازه و کارآمد بودن هر اقدامی، انجام این تست‌ها اهمیت ویژه‌ای دارند تا بتوان بدون اینکه به سازه آسیبی وارد شود، میزان مقاومت آن را بررسی کرد. تست‌های مقاوم سازی ساختمان به دو گروه مخرب و غیر مخرب تقسیم بندی می‌شوند که در ادامه بیشتر با آن‌ها آشنا می‌شوید.

تست‌های غیرمخرب (NDT – Non-Destructive Testing)

تست‌های غیر مخرب جهت بررسی وضعیت مصالح بدون اینکه به آن‌ها آسیبی وارد کند، انجام می‌شود. این تست‌ها به مهندسان این امکان را می‌دهند تا دوام فعلی سازه را مشخص کنند و به دنبال راهی برای تعمیر و ترمیم باشند.

• اسکن آرماتور در بتن: در این روش با کمک دستگاه‌های مخصوص، محل و عمق میلگردها و پوشش بتن بررسی می‌شود.
• تست Pull-off در بتن: میزان چسبندگی پوشش‌ها یا مصالح مقاوم سازی (مثل FRP) به سطح بتن را می‌توان با کمک این تست اندازه گیری کرد.
• تست التراسونیک بتن: با ارسال امواج صوتی، ترک‌ها، خلل و فرج و یکنواختی بتن شناسایی و تشخیص داده می‌شوند تا بتوان آن‌ها را رفع کرد.
• تست چکش اشمیت: با ضربه چکش و اندازه‌گیری بازتاب، مقاومت سطحی و کیفیت بتن بررسی می‌شود.
• آزمایش هافسل خوردگی: میزان خوردگی میلگردها در بتن و احتمال آسیب به سازه با کمک این آزمون بررسی می‌شود.
• تشخیص خوردگی میلگرد با آزمایش هافسل: این آزمایش شامل نمونه‌برداری از بتن و انجام آزمایش‌های شیمیایی برای تعیین میزان خوردگی میلگردها است.

تست‌های مخرب (Destructive Testing)

تست‌های مخرب برخلاف روش‌های ذکر شده، برای ارزیابی و مقاومت کیفیت مصالح استفاده می‌شوند؛ اما با نیروهای خاصی که به سازه وارد می‌کنند، ممکن است آسیبی را نیز در آن ایجاد نمایند. از جمله مهم‌ترین تست‌های مخرب که برای انتخاب بهترین روش مقاوم سازی سازی ساختمان کمک می‌کنند، عبارتند از:

• تست نمونه برداری از بتن: در این تست، بخشی از نمونه سازه برداشته شده تا خواص فیزیکی و مکانیکی آن بررسی شود.
• تست مقاومت فشاری بتن: در این تست با اعمال فشار، میزان تحمل بتن در برابر بارهای فشاری اندازه‌گیری می‌شود.
• تست مقاومت کششی مصالح: با این تست مقاومت مصالح در برابر کشش و نیروهای کششی ارزیابی می‌شود.
• تست شکست مصالح: در این تست میزان مقاومت و رفتار مصالح تا نقطه شکست بررسی می‌شود.
• تست بارگذاری محوری: سازه یا عضو تحت بار محوری قرار می‌گیرد تا رفتار آن در برابر نیروهای وارده مشخص شود.
• آزمایش Pull-out در بتن: چسبندگی و مقاومت میلگرد یا پوشش‌ها در بتن با کشیدن آن‌ها به بیرون و با دو روش LOK و CAPO با این آزمایش انجام می‌شوند.

11روش‌ نوین مقاوم سازی ساختمان بتنی، فولادی، بنایی و …

انتخاب روش مناسب مقاوم سازی ساختمان، کلید دستیابی به استحکام و پایداری بالا در سازه‌هاست. در صورتی که ساختمان‌ها به درستی مقاوم سازی نشوند یا از روش نادرست استفاده شود، نه تنها مقاومت سازه افزایش نمی‌یابد، بلکه می‌تواند برداشت نادرستی از پایداری آن ایجاد کند.

با پیشرفت تکنولوژی و افزایش دانش مهندسان، روش‌های نوین متعددی برای تقویت و مقاوم سازی سازه‌ها به کار گرفته می‌شوند. در این میان، ۱۱ روش نوین مقاوم سازی ساختمان برای ساختمان‌های بتنی، فولادی و بنایی وجود دارد که می‌توان از هر یک بسته به شرایط پروژه بهره برد:

1. مقاوم سازی ساختمان با FRP
2. مقاوم سازی با FRCM
3. مقاوم سازی ساختمان با ژاکت فلزی
4. مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی
5. ترمیم ترک بتن به روش تزریق رزین
6. مقاوم سازی سازه روش پیش تنیدگی
7. ترمیم بتن با استفاده از ملات ترمیم بتن
8. مقاوم سازی ساختمان‌ها با استفاده از میراگر یا دمپر
9. مقاوم سازی سازه به روش اضافه کردن دیوار برشی
10. مقاوم سازی با اضافه نمودن بادبند
11. مقاوم سازی ساختمان با استفاده از جداسازهای لرزه ای

1: مقاوم سازی ساختمان با FRP

یکی از روش‌های نوین و پرکاربرد در مقاوم سازی ساختمان‌ها، استفاده از کامپوزیت‌های FRP (Fiber Reinforced Polymer) است. این کامپوزیت‌ها از ترکیب رزین و الیاف پلیمری با مقاومت بالا ساخته می‌شوند و در مقایسه با روش‌های سنتی مانند ژاکت فلزی و بتنی، وزن بسیار کمتری دارند. به همین دلیل، بدون ایجاد بار اضافی بر سازه و تنها با افزایش ضخامت حداقلی، می‌توانند استحکام و ظرفیت باربری سازه را به‌طور چشمگیری افزایش دهند.

استفاده از سیستم مقاوم سازی با FRP برای تمامی اعضای سازه‌ای مانند تیرها، ستون‌ها، دیوارهای برشی، فونداسیون و اتصالات کاربرد دارد. این روش با بهبود مقاومت برشی و خمشی اجزا، عملکرد کلی سازه را در برابر نیروهای جانبی نظیر زلزله و باد ارتقا می‌دهد. از دیگر مزایای این روش می‌توان به سرعت بالای اجرا، عدم نیاز به تخریب اجزای سازه، قابلیت اجرا در فضاهای محدود و افزایش طول عمر مفید ساختمان اشاره کرد.

فرآیند اجرای مقاوم سازی با FRP نیز ساده و سریع است. ابتدا سطح مورد نظر باید آماده‌سازی و از هرگونه گرد و غبار یا چربی پاک شود. سپس چسب اپوکسی مخصوص روی سطح اعمال شده و لایه‌های الیاف FRP نصب می‌گردند. در نهایت با استفاده از غلطک، رزین روی سطح کامپوزیت اعمال می‌شود تا الیاف به طور کامل اشباع شوند. نتیجه‌ این فرآیند، ایجاد یک پوشش مقاوم، سبک و بادوام است که در برابر خوردگی، رطوبت و تغییرات دما نیز مقاومت بالایی دارد.

2: مقاوم سازی با FRCM

کامپوزیت FRCM (Fabric-Reinforced Cementitious Matrix) یکی از روش‌های نوین و موثر در مقاوم سازی ساختمان‌ها است. این سیستم از ترکیب الیاف فایبرگلاس با ماتریس معدنی (شامل ملات‌های سیمانی یا گچی) تشکیل می‌شود و معمولا با ضخامت حدود ۸ تا ۱۰ میلی‌متر در اجزای سازه‌ای و غیرسازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش وال مش (Wall Mesh) که امروزه برای مهار لرزه‌ای دیوارها در ساختمان‌ها به کار می‌رود، در واقع برگرفته از همین فناوری مقاوم سازی FRCM است. این روش بدون نیاز به تخریب دیوار، باعث افزایش چشمگیر مقاومت جانبی و جلوگیری از فروپاشی در برابر نیروهای زلزله می‌شود.

اگرچه شباهت‌های زیادی میان دو روش مقاوم سازی با FRP و FRCM وجود دارد، اما تفاوت‌های فنی مهمی نیز میان آن‌ها دیده می‌شود. در سیستم FRCM، به دلیل استفاده از ماتریس معدنی به جای رزین اپوکسی، مقاومت در برابر خوردگی، رطوبت و دماهای بالا افزایش یافته و دوام کلی سازه بهبود پیدا می‌کند. با این حال، کاربردهای FRCM محدودتر از FRP بوده و بیشتر در مقاوم سازی دیوارهای بنایی و اجزای غیرسازه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نحوه اجرای این روش نیز ساده و کم‌هزینه است. در ابتدا سطح مورد نظر با یک لایه پلاستر سیمانی یا گچی پوشانده می‌شود. سپس توری فایبرگلاس معمولی (E-Glass) یا مش مقاوم به قلیا (AR-Glass) روی آن نصب شده و در نهایت، یک لایه پلاستر دیگر برای پوشش کامل سطح اعمال می‌گردد. حاصل این فرآیند، یک سیستم سه‌لایه‌ی مقاوم، سبک و بادوام است که علاوه بر افزایش چسبندگی و یکپارچگی سطح، در برابر ضربه و تغییر شکل نیز عملکرد مطلوبی دارد.

3: مقاوم سازی ساختمان با ژاکت فلزی

مقاوم سازی ساختمان با ژاکت فلزی یکی از روش‌های سنتی اما همچنان کارآمد برای افزایش مقاومت اعضای بتنی است. در این روش با استفاده از ورق‌های فولادی که به‌صورت دورپیچ یا پوشش خارجی بر روی عضو نصب می‌شوند، ظرفیت فشاری، برشی و خمشی سازه به شکل محسوسی بهبود می‌یابد. هدف اصلی این روش، ایجاد محصورشدگی در بتن و در نتیجه افزایش مقاومت و شکل‌پذیری عضو است.

ژاکت فلزی معمولا برای دورپیچ کردن ستون‌ها و تیرها به کار می‌رود و با ترکیب مقاطعی نظیر نبشی، ناودانی و ورق فولادی، یک قاب فلزی مقاوم در اطراف عضو ایجاد می‌کند. این سیستم ضمن تقویت عضو بتنی، از گسترش ترک‌ها جلوگیری کرده و رفتار سازه را در برابر بارهای لرزه‌ای بهبود می‌بخشد. از مزایای مقاوم سازی با ژاکت فلزی می‌توان به ظرفیت باربری بالا، مقاومت مکانیکی عالی، امکان اجرای دقیق در محل‌های آسیب‌دیده و افزایش سختی و شکل‌پذیری ستون‌ها و تیرها اشاره کرد.

اجرای مقاوم سازی با ژاکت فلزی نسبت به روش‌هایی مانند FRP یا FRCM نیازمند دقت و تجهیزات بیشتری است. ابتدا باید سطح عضو از نازک‌کاری و پوشش‌های اضافی پاک شود تا اتصال مستقیم فلز به بتن برقرار گردد. سپس ورق‌های فلزی مطابق با نقشه طراحی، جانمایی و نصب می‌شوند. در مرحله بعد، برای افزایش چسبندگی و یکپارچگی بین سطح بتن و فولاد، رزین اپوکسی مخصوص در زیر ژاکت تزریق می‌گردد. در پایان نیز برای جلوگیری از زنگ‌زدگی و خوردگی فولاد، سطح ژاکت رنگ‌آمیزی و با پوشش ضدخوردگی محافظت می‌شود.

4: مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی

مقاوم سازی سازه با روش ژاکت بتنی یکی از روش‌های سنتی اما بسیار موثر و قابل اعتماد در افزایش مقاومت و شکل‌پذیری اعضای سازه‌ای، به‌ویژه تیرها و ستون‌ها است. در این روش، به جای استفاده از ورق‌های فلزی، از بتن جدید به همراه میلگردهای تقویتی برای افزایش ضخامت عضو استفاده می‌شود. ژاکت بتنی علاوه بر کاربرد در اعضای بتنی، می‌تواند برای افزایش ضخامت و تقویت تیرها و ستون‌های فولادی نیز مورد استفاده قرار گیرد. به دلیل انعطاف پذیری بالا در اجرا، این سیستم مقاوم سازی گزینه‌ای مناسب برای بهسازی دیوارهای برشی، اصلاح ضعف‌های خمشی و برشی تیر و ستون‌ها و حتی بهبود عملکرد فونداسیون و پی سازه به شمار می‌آید.

فرآیند اجرای مقاوم سازی با ژاکت بتنی در مقایسه با روش‌های نوین مانند FRP و FRCM پیچیده‌تر و زمان‌برتر است. ابتدا میلگردهای طولی و عرضی در بتن به روش کاشت میلگرد اجرا می‌گردد. سپس باید قالب‌بندی دقیق و مستحکمی در اطراف مقطع مورد نظر انجام شود. در ادامه، بتن با مقاومت مناسب در قالب ریخته می‌شود. پس از پایان بتن‌ریزی، عمل‌آوری بتن اهمیت بالایی دارد و معمولا با آب‌پاشی یا پوشاندن سطح با پارچه مرطوب انجام می‌شود تا از ترک‌خوردگی و کاهش مقاومت بتن جلوگیری شود.

اگرچه روش ژاکت بتنی موجب افزایش مقاومت فشاری، برشی و خمشی سازه می‌شود، اما این سیستم دارای وزن زیاد، حجم بالای مصالح و زمان اجرای بیشتر است. علاوه بر این، ممکن است در ساختمان‌های موجود با محدودیت فضا یا بار اضافی مرده مواجه شویم که اجرای آن را دشوارتر می‌سازد. با این حال، در پروژه‌هایی که نیاز به افزایش قابل‌توجه مقاومت و سختی سازه وجود دارد، روش ژاکت بتنی همچنان یکی از مطمئن‌ترین و اقتصادی‌ترین گزینه‌ها محسوب می‌شود و در بسیاری از طرح‌های مقاوم سازی لرزه‌ای به کار گرفته می‌شود.

5: ترمیم ترک بتن به روش تزریق رزین

ترک خوردگی بتن یکی از مشکلات شایع در سازه‌های بتنی است که می‌تواند عملکرد و دوام سازه را به‌طور جدی تحت تاثیر قرار دهد. این پدیده معمولا بر اثر خطاهای اجرایی، کیفیت پایین بتن، انبساط و انقباض حرارتی، یا عمل‌آوری نامناسب رخ می‌دهد. حتی ترک‌های سطحی کوچک نیز می‌توانند مسیر نفوذ رطوبت و یون‌های کلرید را فراهم کرده و در نهایت موجب کاهش مقاومت و تخریب عضو بتنی شوند.

یکی از موثرترین روش‌ها برای ترمیم ترک بتن، استفاده از رزین اپوکسی تحت فشار است. در این روش، رزین اپوکسی با ایجاد پیوند پلیمری بسیار قوی میان دو سطح ترک، اتصال ساختاری مجدد را برقرار کرده و از گسترش بیشتر ترک جلوگیری می‌کند. علاوه بر ترمیم ترک، این فرآیند موجب افزایش مقاومت فشاری، کششی و چسبندگی بتن نیز می‌شود.

برای اجرای ترمیم ترک بتن با تزریق اپوکسی، ابتدا لازم است سطح ترک‌ها کاملا تمیز و خشک شوند. این کار معمولا با استفاده از مواد شیمیایی پاک‌کننده ویژه یا هوای فشرده انجام می‌شود تا هیچ‌گونه گرد و غبار، روغن یا رطوبت در محل باقی نماند. سپس پکرها یا نیپل‌های تزریق در فواصل مشخص روی ترک نصب می‌شوند و سطح ترک با چسب اپوکسی مخصوص درزبندی می‌گردد تا بتواند فشار ناشی از تزریق را تحمل کند.

در مرحله بعد، رزین اپوکسی توسط پمپ‌های دستی یا برقی مخصوص تزریق، از پایین‌ترین پکر به داخل عمق ترک وارد می‌شود. این تزریق باید تدریجی و کنترل‌شده انجام گیرد تا رزین تمام فضای خالی ترک را پر کرده و از پایین به بالا حرکت کند. پس از سخت شدن رزین، ترک به‌طور کامل بسته و یکپارچه شده و بتن به مقاومت اولیه یا حتی بالاتری بازمی‌گردد.

6: مقاوم سازی سازه روش پیش تنیدگی

در صورت وجود ضعف کششی در بتن، یکی از موثرترین راهکارها برای مقاوم سازی سازه استفاده از سیستم پیش‌تنیدگی (Prestressing) است. در این روش، از تاندون‌های فولادی یا کابل‌های پیش‌تنیده استفاده می‌شود که قبل یا بعد از بتن‌ریزی تحت کشش قرار می‌گیرند. این کابل‌ها با ایجاد نیروی فشاری در بتن، باعث کاهش تنش‌های کششی و جلوگیری از ترک‌خوردگی می‌شوند. در واقع، تنش فشاری ایجادشده در اثر پیش‌تنیدگی، تعادل تنش‌های کششی ناشی از بارگذاری خمشی را برقرار می‌کند و عملکرد سازه را بهبود می‌بخشد.

فرآیند اجرای مقاوم سازی با پیش‌تنیدگی شامل مراحل دقیقی است. ابتدا کابل‌ها یا مفتول‌های فولادی در قالب یا بستر مخصوص نصب و در دو انتهای عضو تحت کشش کنترل‌شده قرار می‌گیرند. سپس بتن‌ریزی انجام شده و پس از رسیدن بتن به مقاومت مورد نظر، کابل‌ها آزاد می‌شوند. در این لحظه، نیروی فشاری ذخیره‌شده در کابل‌ها به عضو بتنی منتقل می‌شود و موجب افزایش ظرفیت باربری، سختی و مقاومت خمشی سازه می‌گردد.

7: ترمیم بتن با استفاده از ملات ترمیم بتن

سطوح آسیب دیده بتنی، با بتن جدید به راحتی قابل تعمیر نیستند. چرا که بتن حاوی سنگدانه‌های درشت یا همان شن است که از پیوند بتن جدید به بتن قدیم جلوگیری می‌کنند. ملات ترمیم کننده بتن، چسبندگی و مقاومت بسیار خوبی دارند و می‌توانند برای بازیابی عملکرد بتن آسیب دیده به عملکرد اصلی، استفاده شوند. این نوع ملات‌ها شامل ملات ترمیمی سیمانی، ملات ترمیمی پلیمری و ملات ترمیمی بتن بر پایه اپوکسی هستند که هر کدام پیوند قوی و خوبی را با بتن قدیمی به وجود می‌آورند.

برای استفاده از ملات ترمیم بتن، ابتدا باید سطح آسیب دیده بتن از هر گونه آلودگی از جمله سنگدانه‌های سست، رنگ، روغن و گرد و غبار پاکسازی شود. سپس می‌توان برای برقراری اتصال بهتر، سطح بتن را مضرس نمود. ملات و مواد ترمیم کننده بتن با پاشش یا ماله کشی روی بتن قرار می‌گیرند تا مقاومت آن را چندین برابر کنند. دقت شود که در صورت وجود ضعف در سازه بتنی، بهتر است که همزمان از روش‌های مقاوم سازی سازه نیز در کنار این روش استفاده شود.

8: مقاوم سازی ساختمان‌ها با استفاده از میراگر یا دمپر

یکی دیگر از روش‌های موثر در مقاوم سازی ساختمان‌ها در برابر نیروهای شدید، به ویژه زلزله، استفاده از میراگرها یا دمپرها است. میراگرها اجزایی هستند که می‌توانند از جنس بتن، فولاد یا حتی مواد مرکب باشند و درون دیوارها، ستون‌ها یا سازه‌های قاب نصب می‌شوند. هدف اصلی آن‌ها کنترل تغییر شکل و کاهش آسیب سازه در هنگام وقوع زلزله است. با اجرای صحیح، میراگرها انرژی ناشی از لرزش را جذب و دفع کرده و انتقال نیروهای لرزه‌ای به اجزای اصلی سازه را کاهش می‌دهند، در نتیجه مقاومت ساختمان در شرایط بحرانی به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد.

میراگرها به طور خاص برای مقاومت دینامیکی در برابر بارهای لرزه‌ای طراحی شده‌اند و در برابر بارهای استاتیکی نقش قابل توجهی ندارند. نصب و اجرای میراگرها معمولا با استفاده از سیستم‌های انرژی بادگیر و هدایت نیروهای وارده انجام می‌شود. به این صورت که میراگرها در محل‌های از پیش تعیین‌شده نصب شده و انرژی لرزه‌ای را جذب می‌کنند تا نیروی کمتری به اجزای اصلی سازه وارد شود.

میراگرهای لرزه‌ای دارای توانایی بسیار بالایی در سرکوب انرژی و کاهش ارتعاشات هستند و می‌توانند عملکرد سازه را در برابر زلزله‌های شدید بهبود بخشند. استفاده از این سیستم به ویژه در ساختمان‌های بلند، پل‌ها و سازه‌هایی که در مناطق زلزله‌خیز قرار دارند، موجب افزایش دوام و ایمنی سازه می‌شود.

9: مقاوم سازی سازه به روش اضافه کردن دیوار برشی

یکی دیگر از روش‌های موثر در مقاوم سازی ساختمان‌های بتنی، اضافه کردن دیوار برشی است. این روش به ویژه زمانی کاربرد دارد که تیرها و ستون‌های سازه توان تحمل بارهای ثقلی را داشته باشند، اما در برابر نیروهای جانبی زلزله آسیب‌پذیر باشند. با اضافه کردن دیوار برشی، می‌توان نیروهای لرزه‌ای جانبی را جذب کرده و تغییر شکل‌های لرزه‌ای تیر و ستون‌ها را به حداقل رساند. بسته به ابعاد و پلان ساختمان، معمولاً با افزودن دو یا چهار دیوار برشی می‌توان آسیب‌پذیری کلی سازه را به شکل موثری کاهش داد.

اضافه کردن دیوار برشی سختی، مقاومت و شکل‌پذیری سازه را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و موجب بهبود رفتار لرزه‌ای ساختمان و کاهش خسارات وارده می‌شود. با این حال، به دلیل سختی بالای دیوارهای برشی، نیروی زیادی به فونداسیون وارد می‌شود و بهتر است از شمع‌های پای دیوار برشی برای توزیع مناسب بار استفاده شود.

در اجرای دیوار برشی، توجه به اتصال صحیح با دیافراگم سقف ضروری است، زیرا دیافراگم وظیفه انتقال نیروهای طبقه به دیوار را دارد و در صورت اتصال ناکافی، دیوار نمی‌تواند نیروهای زلزله را به‌درستی جذب کند. علاوه بر این، استفاده از بولت‌های کاشته شده در تیر و ستون و پوشاندن آن‌ها با بتن باعث افزایش انسجام و یکپارچگی دیوار برشی با سازه می‌شود و عملکرد لرزه‌ای کل ساختمان را بهبود می‌بخشد.

10: مقاوم سازی با اضافه نمودن بادبند

مقاوم سازی ساختمان با بادبند یکی از روش‌های شناخته‌شده و پرکاربرد در ایران و جهان است. در این روش، از قطعات فلزی یا فولادی استفاده می‌شود که معمولا به صورت ضربدری روی هم (X-شکل) قرار گرفته و در بخش داخلی یا بیرونی ساختمان نصب می‌شوند تا نیروهای جانبی مانند باد و زلزله به حداقل برسند و سازه در برابر بارهای افقی مقاوم شود.

اجرای صحیح سیستم بادبند باعث افزایش مقاومت برشی، سختی و پایداری ساختمان شده و تغییر شکل جانبی اعضا را کاهش می‌دهد. سیستم بادبند می‌تواند به دو شکل همگرا (Concentric Bracing) و واگرا (Eccentric Bracing) اجرا شود. استفاده از مهاربندی همگرا به دلیل سادگی و کاهش مصالح، معمولا هزینه اجرای کمتری دارد، اما در شرایط خاص برای کنترل بهتر شکل‌پذیری و جذب انرژی، مهاربندی واگرا نیز به کار می‌رود که نیازمند هزینه و دقت اجرایی بیشتر است.

11: مقاوم سازی ساختمان با استفاده از جداسازهای لرزه ای

این روش مقاوم سازی ساختمان، برای تقویت ساختمان در برابر زمین لرزه است. جداسازهای لرزه‌ای بدون اضافه وزن سازه، باعث کنترل ارتعاشات لرزه‌ای و جداسازی سازه از زمین در ساختمان‌ها می‌شوند. برای ساختمان‌های ساخته شده روی خاک ضعیف و ساختمان‌های بلند، استفاده از این روش می‌تواند بسیار سودمند باشد و تغییر مکان و شتاب سازه را کاهش دهد.

اساس کار این روش مقاوم سازی، ایجاد انعطاف پذیری در پایه ساختمان و در صفحه افقی و در عین حال محدود کردن دامنه حرکت ناشی از زلزله می‌باشد. بر پایی ساختمان‌ها روی یک سیستم جداساز لرزه‌ای، باعث جلوگیری از انتقال قسمت زیادی از حرکت افقی زمین به ساختمان می‌شود و می‌تواند اثر زلزله را تا 80 درصد کاهش دهد. جداگرهای لرزه‌ای، کل ابعاد ساختمان را شامل می‌شوند؛ اما نمی‌توان در بخشی از سازه از آن‌ها استفاده نمود.

کدام روش مقاوم سازی برای کدام ساختمان شما مناسب است؟

انتخاب روش مقاوم سازی مناسب برای هر ساختمان، نیازمند شناسایی ضعف‌ها و علت اصلی برای مقاوم سازی است. بعضی از روش‌ها تنها برای افزایش مقاومت در برابر زمین لرزه و بعضی دیگر می‌توانند مقاومت کلی سازه را در برابر هر گونه بار وارده افزایش دهند.

بنابراین، اولین قدم برای انتخاب روش مناسب مقاوم سازی، شناسایی ضعف‌ها، مشکلات و آسیب‌های وارده به سازه است. پس از آن می‌توان با توجه به جزئیات هر روش و تناسب با هدف مورد نظر، بهترین روش مقاوم سازی سازه را انتخاب نمود. جدول زیر در یک نگاه، دیدگاه کلی برای مقایسه روش‌های مقاوم سازی را در اختیارتان قرار می‌دهد.

روش مقاوم سازی	توضیح مختصر	مزایا	محدودیت‌ها	کاربردها	نوع سازه مناسب	نوع بارگذاری	هزینه تقریبی
FRP	استفاده از کامپوزیت رزین و الیاف برای تقویت اعضای سازه‌ای	سبک، اجرای سریع، افزایش مقاومت خمشی و برشی، مناسب برای تیر و ستون	هزینه نسبتا بالا، نیاز به آماده‌سازی سطح دقیق	تیر، ستون، دیوار برشی، فونداسیون	بتنی و فولادی	ثقلی و لرزه‌ای	متوسط تا بالا
FRCM	ترکیب الیاف فایبرگلاس و ماتریس معدنی با ضخامت ۸ الی۱۰ میلی‌متر	مقاومت در برابر خوردگی، دوام بالا، نصب بدون رزین شیمیایی	کاربرد محدودتر نسبت به FRP، بیشتر برای تقویت دیوارها	مقاوم سازی دیوارها، وال‌مش، اعضای غیرسازه‌ای	بتنی و غیرسازه‌ای	لرزه‌ای	متوسط
ژاکت فلزی	پوشش فلزی اطراف ستون و تیر با استفاده از نبشی، ناودانی و ورق	افزایش مقاومت فشاری، خمشی و برشی، مناسب دورپیچ کردن ستون‌ها	پیچیده‌تر از FRP، وزن بالا، نیاز به تجهیزات مخصوص نصب	تیرها و ستون‌های بتنی آسیب‌دیده، اعضای با ظرفیت باربری پایین	بتنی	ثقلی و لرزه‌ای	بالا
ژاکت بتنی	افزایش ضخامت عضو با بتن و میلگردهای تقویتی	افزایش سختی و مقاومت، مناسب برای تیر و ستون، انعطاف پذیر	وزن بالا، نیاز به قالب‌بندی و زمان طولانی بتن‌ریزی	تیر و ستون بتنی و فولادی، دیوار برشی، فونداسیون	بتنی و فولادی	ثقلی و لرزه‌ای	متوسط تا بالا
تزریق رزین اپوکسی	پر کردن ترک‌های سطحی و عمقی بتن با رزین اپوکسی تحت فشار	ترمیم سریع ترک، افزایش مقاومت و چسبندگی بتن	فقط برای ترک‌های کوچک و متوسط، نیاز به آماده‌سازی دقیق	ترمیم ترک‌های سازه‌ای، تیر، ستون و دال‌ها	بتنی	ثقلی و لرزه‌ای	کم تا متوسط
پیش‌تنیدگی	استفاده از کابل‌ها یا تاندون‌های فولادی پیش‌تنیده	افزایش مقاومت خمشی، کاهش ترک‌ها، کاهش تغییر شکل	نیاز به طراحی دقیق و تجهیزات خاص، هزینه بالا	تیرها، دال‌ها، سازه‌های صنعتی و بلند	بتنی	ثقلی	بالا
ملات ترمیم بتن	استفاده از ملات مخصوص برای پر کردن ترک و نواحی آسیب‌دیده	ترمیم ارزان و سریع، قابلیت اجرای آسان	کاربرد محدود، نیازمند آماده سازی سطح بتن	ترمیم سطحی، نواحی آسیب‌دیده و بتنی در نما و سازه	بتنی	ثقلی	کم
میراگر یا دمپر	نصب اجزای فلزی، فولادی یا مرکب برای جذب انرژی زلزله	کاهش تغییر شکل و ارتعاشات، افزایش ایمنی لرزه‌ای	فقط برای بارهای دینامیکی و زلزله	ساختمان‌های بلند، پل‌ها، سازه‌های حیاتی	بتنی و فولادی	لرزه‌ای	متوسط تا بالا
دیوار برشی	افزودن دیوارهای بتنی یا فلزی برای جذب نیروهای جانبی زلزله	افزایش سختی، مقاومت و شکل‌پذیری، بهبود رفتار لرزه‌ای	نیروی زیاد به فونداسیون، نیاز به شمع پای دیوار	ساختمان‌های بتنی، تیر و ستون با آسیب لرزه‌ای	بتنی	لرزه‌ای	متوسط
بادبند	استفاده از قطعات فولادی ضربدری برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی	نصب سریع، افزایش سختی و مقاومت برشی، کاهش هزینه‌ها	محدودیت در شکل‌پذیری، مهاربندی واگرا هزینه بالاتر دارد	ساختمان‌های فلزی و بتنی، مقاوم سازی لرزه‌ای	فلزی و بتنی	لرزه‌ای	کم تا متوسط
جداساز لرزه‌ای	نصب سیستم انعطاف پذیر در پایه ساختمان برای جداسازی از زمین	کاهش حدود 80 درصدی اثرات زلزله، کاهش شتاب و تغییر مکان سازه	نیاز به پوشش تمام ابعاد ساختمان، هزینه بالا	ساختمان‌های بلند، بیمارستان‌ها، پل‌ها، سازه‌های حساس	بتنی و فولادی	لرزه‌ای	بالا

راهنمای آیین‌نامه‌های ملی و بین‌المللی مقاوم سازی ساختمان

هر مرحله از مقاوم سازی ساختمان، از طراحی تا اجرا، باید با رعایت نکات آیین‌نامه‌ای و قوانین مربوطه انجام شود. در حال حاضر، آیین‌نامه‌های ملی و بین‌المللی برای تقویت و بهسازی ساختمان‌ها موجود هستند که بررسی دقیق آن‌ها، امکان اجرای بدون خطا و عملکرد بهینه سازه در برابر زلزله، بارهای فشاری و کششی را فراهم می‌کند.

در جدول زیر، می‌توانید کلیه مراجع قابل استناد برای اجرای مقاوم سازی ساختمان به روش‌های سنتی و نوین را مشاهده کنید؛ این مراجع شامل آیین‌نامه‌های داخلی و بین‌المللی هستند و می‌توانند به عنوان راهنمای جامع برای طراحی و اجرای مقاوم سازی مورد استفاده قرار گیرند.

نوع مرجع	نام مرجع	توضیحات
داخلی	نشریه ۳۴۵	راهنمای طراحی و ضوابط اجرایی بهسازی مصالح تقویتی FRP
	ضابطه ۷۴۱	دستورالعمل ارزیابی و بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی متداول موجود
	نشریه ۵۲۴	راهنمای روش‌ها و شیوه‌های بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود و جزئیات اجرایی
	نشریه ۱-۳۶۳	راهنمای کاربردی دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های فولادی موجود
	نشریه ۲-۳۶۳	راهنمای کاربردی دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی موجود
	نشریه ۳۷۶	دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی غیر مسلح موجود
	نشریه ۳-۳۶۳	راهنمای کاربردی دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های بنایی موجود
	نشریه ۳۶۱	تفسیر دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود
	نشریه ۷۴۴	دستورالعمل ارزیابی و بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های نیمه اسکلت موجود
	ضابطه ۷۶۶	دستورالعمل استفاده از میراگرها در طراحی و مقاوم سازی ساختمان‌ها
	ضابطه ۶۲۸	دستورالعمل مقاوم سازی اجزای غیر سازه‌ای ساختمان‌ها
بین‌المللی	ACI 440.2R-17	Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures
	ACI 224.1R-93	Causes, Evaluation and Repair of Cracks in Concrete Structures
	ACI 549.4R-13	Guide to Design and Construction of Externally Bonded Fabric-Reinforced Cementitious Matrix (FRCM) Systems for Repair and Strengthening Concrete and Masonry Structures
	FEMA 547/2006 Edition	Techniques for the Seismic Rehabilitation of Existing Buildings
	ASCE 31 and 41	Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings
	ACI PRC-440.1-15	Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer Bars
	Fib Bulletin No. 14F	Externally bonded FRP reinforcement for RC structures

چرا مقاوم اجزای غیرسازه‌ای به اندازه مقاوم سازی ساختمان مهم است؟

بسیاری از صاحبان ساختمان‌ها به دلیل عدم آگاهی، تصور می‌کنند که مقاوم سازی ساختمان فقط مربوط به تیر، ستون و فونداسیون است و حتی برای این تقویت این عضوهای سازه‌ای، هزینه‌های بالایی نیز صرف می‌کنند؛ اما موضوعی که نباید از آن چشم پوشی شود، نیاز به مقاوم سازی اجزای غیر سازه‌ای همچون دیوارهای غیر باربر است. دیوارهای غیر باربر، جان پناه‌ها و سایر اجزای غیر سازه‌ای که نیروی خود را به تیر و ستون منتقل نمی‌کنند، به شدت به نیروهای وارده از جمله زلزله و باد حساس هستند.

حتی اگر کل سازه و اسکلت ساختمان تقویت شده باشد، اما این اعضا به درستی تقویت نشوند؛ احتمال تخریب به ویژه هنگام زلزله وجود دارد. با نگاهی گذرا به لیست آیین نامه‌های مربوط به تقویت ساختمان‌ها، متوجه می‌شویم که برای تقویت اعضای غیر سازه‌ای نیز آیین نامه مجزا تالیف شده‌اند. بنابراین، برای تمامی ساختمان‌های در حال بازسازی باید حتما به مقاوم سازی اعضای غیر سازه‌ای به خصوص دیوارها توجه شود و از روش‌های نوین همچون وال مش که نیاز به تخریب دیوار را به صفر می‌رسانند، استفاده کرد.

مشاوره طراحی و اجرای مقاوم سازی ساختمان با کارشناسان سازین

در سراسر ایران، بازسازی و مقاوم سازی ساختمان‌های قدیمی برای رسیدن به سازه‌ای پایدار و ایمن اهمیت ویژه‌ای دارد، به‌خصوص در مناطق زلزله‌خیز که حتی زلزله‌ای با شدت پایین می‌تواند خسارت‌های جدی ایجاد کند. با این حال، انتخاب روش مقاوم سازی ساختمان بدون بررسی دقیق، نه تنها مقاومت ساختمان را افزایش نمی‌دهد، بلکه هزینه‌های غیرضروری نیز به دنبال خواهد داشت.

کارشناسان سازین با تخصص فنی، تسلط بر آیین‌نامه‌ها و بررسی کامل سازه، بهترین خدمات طراحی و اجرای مقاوم سازی را ارائه می‌دهند تا سازه‌های ضعیف به ساختمان‌هایی پایدار و مقاوم در برابر بارهای جانبی تبدیل شوند.