يكشنبه، 28 شهریور 1400
Menu

بهسازی ﻗﺎبﻫﺎي ﺧﻤﺸﻲ ﻓﻮﻻدي

اﻓﺰودن ﻣﻬﺎرﺑﻨﺪ ﻳﺎ ﻗﺎب ﻣﻬﺎرﺑﻨﺪي ﺷﺪه ﺑﻪ ﺳﺎزه ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن

ساختمان هایی با قاب خمشی که برای تحمل نیروهای جانبی ضعیف می باشد یا برای کنترل تغییر مکان های نسبی ساختمان انعطاف پذیری زیادی دارند را می توان به ساختمان های با قاب مهاربندی شده تبدیل کرد.

افزودن قاب های مهاربندی شده به یک ساختمان با قاب خمشی سختی آن را به شدت افزایش می دهد. بنابراین سازه ­ی بهسازی شده باید برای نیروهای واژگونی و جانبی بالاتری ارزیابی شود. در این حالت رفتار کلی سیستم متاثر از رفتار قاب مهاربندی اضافه شده خواهد بود. درک کاملی از رفتار و مقاومت مصالح موجود، برای اطمینان از اندرکنش مناسب اعضای جدید با اعضای موجود الزامی است بطور مثال در صورت افزودن مهاربند به قاب خمشی موجود اثرات ناشی از اضافه نیروی محوری ایجاد شده در ستونهای مجاور باید مورد توجه قرار گیرد و در صورت لزوم ستون ها برای اضافه نیروها تقویت شوند.

برای انتخاب مهاربند باید از مقاطع فشرده غيرلاغر تا جایی که ممکن است برای جلوگیری از شکست یا کمانش زودهنگام مهاربندها طی رفتار پس از تسلیم استفاده گردد.


 بهسازی فولادی سازه آرمانی

 

بهسازی لرزه ای قابهای موجود بوسیله افزودن مهاربندهای همگرا





استفاده از مهاربند کمانش تاب (BRB)



اﻓﺰودن دﻳﻮارﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ ﺑﺘﻨﻲ

ساختمان های قاب خمشی که در تحمل بار جانبی ناتوان اند و یا برای کنترل تغییر مکانهای ساختمان بسیار انعطاف پذیرند را می توان با افزودن دیوارهای برشی مقاوم سازی و سخت کرد. دیوارهای برشی ممکن است به تنهایی به عنوان یک سیستم باربر جانبی و یا در ترکیب با قابهای خمشی به کار روند.

دیوارهای برشی موجب افزایش مقاومت و سختی قابل توجهی در یک سازه می شود. افزودن این دیوارها به جای افزودن قابهای مهاربندی شده، به سازه چنانچه تیرها و ستونهای موجود همچنان توان تحمل نیروها در سیستم قاب مهاربندی شده پس از افزودن این قابها به سیستم را نداشته باشند، مورد توجه قرار می گیرد. دیوارهای برشی بتنی را می توان با کاربرد قالب بندی های مرسوم اجرا کرد و یا به جای آن از شاتکریت چنانچه عوامل ماهر برای اجرای دیوارهای شاتکریت در دسترس باشند، استفاده کرد.


 بهسازی فولادی دیوار برشی

 

اﻓﺰودن دﻳﻮارﻫﺎي ﺑﺮﺷﻲ ﻓﻮﻻدي

استفاده از دیوار برشی فولادی در سال‌های اخیر در ساختمان‌های نوساز و در مقاوم سازی ساختمان‌های موجود مورد توجه واقع شده است. این سیستم دارای سختی مناسب برای کنترل تغییر شکل سازه و همچنین دارای مکانیزم شکست شکل پذیر و اتلاف انرژی بالا است. سختی و اتلاف انرژی دیوار برشی فولادی بهتر از دیوارهای برشی بتنی و اجرای آنها در یک ساختمان در حال بهره برداری بسیار ساده‌تر است.

سیستم دیوار برشی فولادی شامل پانل‌های صفحه‌ای فولادی، دو ستون مرزی و تیرهای افقی کف است. رفتار این سیستم شباهت زایدی به یک تیر ورق طره دارد. ستون‌ها مانند بال تیر ورق، پانل‌های دیوار مانند جان تیر ورق و تیرهای کف مانند سخت کننده‌های عرضی جان تیر ورق عمل می‌کنند. با طراحی مناسب این سیستم شکل پذیری و اتلاف انرژی بالایی را دارا است. همچنین سختی قابل ملاحظه آن به کنترل تغییر شکل طبقات و در نتیجه پایداری سازه از یک سو و رفتار مناسب اجزای غیر سازه‌ای از سوی دیگر منجر می‌شود.

استفاده از دیوار برشی فولادی در سال‌های اخیر در ساختمان‌های نوساز و در مقاوم سازی ساختمان‌های موجود مورد توجه واقع شده است. این سیستم دارای سختی مناسب برای کنترل تغییر شکل سازه و همچنین دارای مکانیزم شکست شکل پذیر و اتلاف انرژی بالا است. سختی و اتلاف انرژی دیوار برشی فولادی بهتر از دیوارهای برشی بتنی و اجرای آنها در یک ساختمان در حال بهره برداری بسیار ساده‌تر است.


اﻓﺰودن ورقﻫﺎي اﺗﺼﺎل ﭘﻮﺷﺸﻲ ﻳﺎ ﻗﻮﻃﻲ ﻛﺮدن اﻋﻀﺎي ﻓﻮﻻدي ﻣﻮﺟﻮد

اعضای قاب که برای تحمل نیازهای لرزه ای ناکافی هستند با ورقهای پوششی و یا با افزودن ورقهای جانبی به مقاطع I شکل برای ایجاد مقطع قوطی مقاوم سازی می شوند. این کار تنش های خمشی و محوری را در تیرها و ستون ها کاهش می دهد و منجر به افزایش مقاومت برشی این اعضا می گردد.

ورق های تقویتی به سمت بیرونی بال های موجود جوش می شود که در نتیجه سطح بال را افزایش می دهد. هنگامی که یک تیر مقاوم سازی می شود، یک ورق تقویتی به طور معمول تنها به جان تیر جوش می شود، زیرا دیافراگم موجود، جوشکاری به بال فوقانی تیر یا اتصال صفحات جانبی برای قوطی کردن تیر را مشکل و هزینه بر می کند. با این حال، برای مقاوم سازی تیرهای غیر کامپوزیت، استفاده از ورق پوششی فوقانی همواره اجتناب ناپذیر است. برعکس برای ستون ها، صفحات معمولا به جوانب مقاطع I- شکل جوش داده می شود، زیرا تبدیل ستون به مقطع قوطی برای افزایش ظرفیت خمشی و محوری و نیز اضافه کردن دو جان به مقطع برای افزایش ظرفیت برشی مؤثرتر است.

 



استفاده از ورق پوششی تقویتی در تیر موچود



 بهسازی فولادی قوطی

تبدیل مقطع ستون موجود به قوطی



ارﺗﻘﺎي اﺗﺼﺎل ﺳﺘﻮن ﻓﻮﻻدي ﺑﻪ ﭘﻲ

با توجه به اینکه ستون­های یک سازه نیروهای محوری، برشی و خمشی را تحمل می­کنند، مهار ناکافی آنها به پی می­توانند ظرفیت کل قاب را محدود کند. دو شیوه برای ارتقای اتصال ستون به پی معمول است. اول اصلاح صفحه پای ستون است که می­تواند شامل افزودن میل مهارها، جوش برشگیرها به صفحه پای ستون و یا بزرگ­تر کردن اندازه صفحه ستون باشد. دوم احاطه کردن ستون در یک پداستال بتنی است. استفاده هم­زمان از دو روش نیز امکان­پذیر است. میل مهارها برای تحمل بیشتر نیروی کششی ناشی از خمش و برشگیرها برای انتقال آسان­تر نیروهای برشی به پی کاربرد دارند.

 به دلیل آنکه در بعضی مواقع اصلاح صفحه پای ستون امکان­پذیر نیست، مدفون کردن ستون در یک پداستال راه حل مناسبی به شمار می­رود. پداستال باید مانند یک ستون بتنی مسلح، کلیه شرایط و مقررات لرزه­ای مبحث نهم مقررات ملی را ارضا کند.



اﺻﻼح اﺗﺼﺎل ﺧﻤﺸﻲ ﺗﻴﺮ به ستون

اتصالات به منظور تحمل بیشتر دوران غیر الاستیک و گسترش ظرفیت پلاستیک تیرها اصلاح می­شوند. کاهش مقطع تیر، جوش کردن ماهیچه، پیچ نمودن نشیمن و استفاده از صفحات تقویتی بر روی بال­های تیر از جمله انواع این روش هستند. انتخاب یک روش ویژه بستگی به فاکتورهای خاص پروژه دارد. کاهش مقطع تیر با تضعیف تیر در خمش، مفصل پلاستیک را از ناحیه ستون دور می­کند. اما روش­های دیگر ذکر شده با وجود دور کردن مفصل پلاستیک از ستون، مقاوت اتصال را افزایش می­دهد. این اصلاحات به تنهایی نیروی قاب را در مقابل بارهای لرزه­ای کاهش نمی­دهد. اگر قابی در مقابل زلزله مقاوت کافی نداشته­باشد، علاوه بر اصلاحات اتصالات، روش­های دیگر بهسازی نیز لازم هستند.

در کاهش مقطع تیر معمولا بال بالایی تیر دست­نخورده باقی می­ماند و بال پایینی بریده می­شود. کاهش سطح مقطع بال­ها حداکثر تا 50 درصد قابل قبول است. در روش ماهیچه جوش شده، با جوش دادن یک ماهیچه با مقطع متغیر به بال تحتانی مکانیزم انتقال نیرو در اتصال تغییر پیدا می­کند. به عنوانی جایگزین این روش می-توان از نشیمن پیچ شده استفاده کرد که نیازی با جوشکاری در محل نیز ندارد.

 


مقطع تیر کاهش یافته در بال تحتانی

 

ارﺗﻘﺎي وﺻﻠﻪ ﺳﺘﻮن

اصلاح وصله­های ستون­ها که پیش از این حداقل­های طراحی در مبحث دهم مقررات ملی را ارضا نمی­کنند، یکی از روش­های معمول بهسازی است. روش و سطح مقاوم­سازی بستگی به نوع سیستم باربر جانبی از یک سو و پیچی یا جوشی بودن وصله از سوی دیگر دارد. بیشتر وصله­های جوشی موجود با جوش نفوذی کامل یا جوش نفوذی جزیی هستند. در جوش نفوذی کامل به منظور جلوگیری از تمرکز تنش روش پیشنهادی استفاده از جوش انتقالی با شیب مناسب پیشنهاد می­شود. در جوش نفوذی جزیی، جوش دادن صفحات یا سخت­کننده­ها در سرتاسر وصله مفید خواهد بود.

ترمیم وصله­ها به نوع شکست بستگی دارد. پیچ­های شکسته را می­توان ترمیم کرد. یا از پیچ­های بیشتری استفاده نمود. همچنین صفحات وصله بدون مقاومت کافی را می­توان تعویض نمود یا صفحات جدیدی بر روی وجه مقابل صفحه موجود افزود که به پیچ­های بلندتری نیاز خواهد داشت.