در این مقاله از وبسایت شرکت مقاوم سازی افزیر، به بررسی سه روش پرکاربرد مقاوم سازی شاملFRP (عموما با الیاف کربن)، ژاکت بتنی و ژاکت فولادی پرداخته و مزایا، معایب و کاربرد هر کدام را با جزئیات مورد بررسی قرار می‌دهیم تا انتخاب بهترین راهکار برای مقاوم سازی ساختمان‌ها آسان‌تر شود.
مقاوم‌سازی ساختمان غالباً یک ضرورت جدی برای حفظ ایمنی و سرمایه است. دلایل اصلی نیاز به تقویت سازه عبارتند از:
روش FRP (Fiber Reinforced Polymer) یکی از نوین‌ترین و پرکاربردترین شیوه‌های مقاوم‌سازی سازه‌ها با کمک الیاف کربن است که از سال‌های اخیر تا به امروز به دلیل سرعت اجرا، وزن کم و کارایی بالا مورد توجه مهندسان قرار دارد. همان‌طور که گفته شد، در این روش از الیاف پلیمری تقویت‌شده با مواد مختلف استفاده می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها الیاف کربن هستند. الیاف کربن به همراه رزین‌های اپوکسی به سطح اعضای بتنی، فولادی یا بنایی متصل می‌شوند و با ایجاد یک لایه مقاوم و سبک، ظرفیت باربری سازه را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهند.
الیاف کربن موجود در سیستم مذکور می‌توانند در بهبود مقاومت خمشی، برشی و فشاری اعضای سازه‌ای نقش مؤثری ایفا کنند و از آن‌جایی که وزن سازه را افزایش نمی‌دهند، گزینه‌ای ایده‌آل برای پروژه‌هایی هستند که محدودیت بار اضافی دارند.
در ایران طراحی و اجرای مقاوم‌سازی با FRP (الیاف کربن) بر اساس دو آیین‌نامه اصلی انجام می‌شود:
رعایت این ضوابط موجب می‌شود تا پروژه مقاوم‌سازی با بالاترین سطح ایمنی و دوام اجرایی گردد. به همین دلیل استفاده از الیاف کربن در سیستم FRPنه‌تنها در پروژه‌های صنعتی و تجاری، بلکه در ساختمان‌های مسکونی نیز به‌عنوان یک راهکار مطمئن و مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در مقاوم‌سازی به روشFRP استفاده از مصالح مناسب نقشی کلیدی در افزایش دوام و ظرفیت باربری سازه دارد. در میان تمامی اجزای این روش، الیاف کربن و رزین اپوکسی دو رکن اصلی محسوب می‌شوند که کیفیت آن‌ها می‌تواند سرنوشت پروژه را تعیین کند. الیاف کربن به دلیل مقاومت کششی بسیار بالا و وزن کم، بیشترین کاربرد را در پروژه‌های مقاوم‌سازی دارند. از سوی دیگر، رزین اپوکسی به‌عنوان چسب و بستر اتصال، وظیفه تثبیت الیاف کربن و انتقال نیرو بین سطح سازه و تقویت‌کننده را بر عهده دارد.
با این حال، خانواده محصولات FRP تنها به الیاف کربن و رزین اپوکسی خلاصه نمی‌شود و می‌توان آن را به چهار گروه اصلی تقسیم کرد:
ترکیب درست این محصولات می‌تواند بسته به نوع سازه، شرایط محیطی و هدف پروژه، بهترین نتیجه را در مقاوم‌سازی با روش FRP به همراه داشته باشد.
ژاکت فلزی یکی دیگر از روش‌های پرکاربرد مقاوم‌سازی ساختمان است که در آن از مقاطع فولادی (مانند نبشی، ناودانی یا ورق فولادی) برای محصور کردن و تقویت عضو سازه‌ای استفاده می‌شود. این پوشش فولادی با ایجاد یک قاب محکم پیرامون ستون یا تیر، ظرفیت باربری، سختی جانبی و مقاومت در برابر کمانش را به شکل محسوسی افزایش می‌دهد.
فرایند اجرای ژاکت فلزی معمولاً شامل اتصال مقاطع فولادی به یکدیگر و پر کردن فاصله میان ژاکت و عضو سازه‌ای با ملات یا گروت پرمقاومت است. این ترکیب باعث می‌شود عضو قدیمی و ژاکت فولادی به صورت یکپارچه عمل کرده و در برابر نیروهای وارده مقاومت بیشتری از خود نشان دهند.
ژاکت بتنی یکی از روش‌های سنتی و در عین حال پرکاربرد مقاوم‌سازی ساختمان است که در بسیاری از پروژه‌های عمرانی به کار گرفته می‌شود. در این روش، با افزودن یک لایه جدید بتن مسلح با کمک چسب کاشت میلگرد به دور عضو سازه‌ای (مانند ستون، تیر یا دیوار برشی) ظرفیت باربری و مقاومت آن افزایش می‌یابد. به زبان ساده، ژاکت بتنی یک پوشش تقویتی است که سازه را در برابر بارهای اضافی و نیروهای جانبی مانند زلزله مقاوم‌تر می‌کند.
همان‌طور که ذکر شد، اجرای ژاکت بتنی نیازمند استفاده از چسب کاشت میلگرد برای ایجاد اتصال مطمئن میان عضو قدیمی و لایه بتنی جدید است. در واقع، میلگردهای جدید با کمک چسب کاشت میلگرد در سطح عضو موجود کاشته شده و سپس بتن‌ریزی انجام می‌شود تا یک سیستم یکپارچه و مقاوم ایجاد گردد.
این روش برای تقویت ساختمان‌هایی که دچار ضعف طراحی، مشکلات اجرایی یا آسیب‌دیدگی مصالح شده‌اند بسیار مناسب است. هرچند اجرای ژاکت بتنی با چسب کاشت میلگرد نسبت به روش‌های نوینی مانند FRP زمان‌برتر است و باعث افزایش وزن سازه می‌شود، اما به دلیل در دسترس بودن مصالح، قیمت مناسب و تجربه بالای مهندسان در اجرای آن، همچنان به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین شیوه‌های مقاوم‌سازی شناخته می‌شود.
چسب کاشت میلگرد یکی از مصالح کلیدی در اجرای ژاکت بتنی است که وظیفه دارد اتصال قوی و پایدار بین میلگردهای جدید و بتن یا عضو سازه‌ای موجود ایجاد کند. کیفیت چسب کاشت میلگرد تأثیر مستقیمی بر عملکرد نهایی مقاوم‌سازی دارد، بنابراین انتخاب محصول استاندارد و باکیفیت اهمیت زیادی دارد.
انتخاب بهترین روش مقاوم‌سازی به شرایط پروژه، بودجه، زمان و هدف نهایی بستگی دارد. هیچ روشی به‌تنهایی کامل نیست؛ بلکه هر کدام نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند. به همین دلیل مهندسین پیش از تصمیم‌گیری، عواملی مانند نوع آسیب سازه، محدودیت بار، شرایط اجرایی و هزینه‌ها را بررسی می‌کنند.
در جدول زیر، مقایسه‌ای خلاصه میان سه روش پرکاربرد مقاوم‌سازی یعنی FRP (الیاف کربن) ژاکت بتنی (با بهره‌گیری از چسب کاشت میلگرد) و ژاکت فولادی (با بهره‌گیری از ملات یا گروت پرمقاومت) ارائه شده است:
روش مقاوم سازی
مزایا
معایب
FRP (با استفاده از الیاف کربن و دیگر مصالح)
وزن بسیار کم، عدم افزایش بار مرده، سرعت اجرای بالا، مقاومت عالی در برابر خوردگی، ظاهر ظریف و قابل استفاده در فضاهای محدود
هزینه نسبتاً بالا، نیازمند نیروی متخصص، حساسیت به شرایط اجرا و رزین
ژاکت بتنی (با استفاده از چسب کاشت میلگرد)
مصالح در دسترس، هزینه مناسب، افزایش مقاومت فشاری و برشی، تجربه بالای پیمانکاران در اجرا
افزایش ابعاد و وزن سازه، زمان اجرای طولانی، اختلال در بهره‌برداری ساختمان
ژاکت فولادی (با استفاده از ملات یا گروت پرمقاومت)
سرعت اجرای بالا، افزایش مقاومت خمشی و برشی، مناسب برای پروژه‌های اضطراری، شکل‌پذیری بالا
هزینه بیشتر نسبت به بتن، نیازمند دقت بالا در جوشکاری و نصب، احتمال خوردگی فولاد در شرایط محیطی نامناسب
برآورد هزینه مقاوم‌سازی ساختمان معمولاً به‌صورت پارامتری انجام می‌شود، یعنی نمی‌توان یک عدد ثابت برای همه پروژه‌ها ارائه کرد. شرایط سازه، میزان آسیب‌دیدگی، نوع روش انتخابی و حتی موقعیت جغرافیایی پروژه، همگی در هزینه نهایی مؤثر هستند. با این حال، می‌توان عوامل اصلی تأثیرگذار بر هزینه هر مترمربع مقاوم‌سازی را به چهار بخش تقسیم کرد:
به طور کلی، هزینه مقاوم‌سازی به‌صورت موردی و بر اساس شرایط هر ساختمان تعیین می‌شود و توصیه می‌شود پیش از هر تصمیم، با یک شرکت متخصص مشاوره و برآورد دقیق صورت گیرد.
تشخیص نیاز به مقاوم‌سازی، اولین گام برای حفظ ایمنی و افزایش عمر مفید سازه است. بسیاری از مالکان تنها زمانی به فکر مقاوم‌سازی می‌افتند که آسیب جدی ایجاد شده باشد، در حالی که با شناسایی به‌موقع نشانه‌ها می‌توان از هزینه‌های سنگین و خطرات احتمالی پیشگیری کرد.
برای ارزیابی وضعیت ساختمان، توجه به چند نکته کلیدی ضروری است:
در نهایت، بهترین راه برای اطمینان از وضعیت ساختمان، مراجعه به کارشناسان متخصص و انجام یک ارزیابی فنی دقیق است. این کار می‌تواند مشخص کند که آیا ساختمان شما به مقاوم‌سازی نیاز دارد یا خیر و در صورت نیاز، کدام روش برایتان مناسب‌تر خواهد بود.
برای رسیدن به یک پروژه مقاوم‌سازی موفق و مطمئن، داشتن مشاوره تخصصی پیش از شروع کار ضروری است. شرکت مقاوم سازی افزیر با تجربه گسترده در حوزه مقاوم‌سازی سازه‌ها، خدمات کاملی را برای ارزیابی، طراحی و اجرای پروژه‌های مقاوم‌سازی ارائه می‌دهد.
خدمات شرکت مقاوم سازی افزیر شامل مراحل زیر است:
با بهره‌گیری از خدمات تخصصی مقاوم سازی افزیر، می‌توان اطمینان داشت که سازه شما نه تنها ایمن‌تر می‌شود، بلکه عمر مفید و مقاومت آن در برابر بارهای جانبی و شرایط محیطی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
وبسایت مقاوم سازی افزیر: www.afzir.com
شماره تماس مقاوم سازی افزیر: ۵۲۹۳۶-۰۲۱