طراحی ویلا ساختمان های فولادی در صورتی که به درستی طراحی و اجرا شوند شکل پذیری خوبی دارند. اما به دلیل عدم استفاده از مجریان متخصص و طراحی های اشتباه، اغلب شاهد ایراداتی در این ساختمان ها هستیم و نیاز به مقاوم سازی و بازسازی دارند. ساختمان های فولادی اغلب در اثر بارهای لرزه ای و کمانش موضعی آسیب می بینند و به درستی کار نمی کنند. یا به دلیل فرسایش نیاز به تقویت دارند. در این مقاله سعی شده است تا مقاوم سازی ساختمان ها در برابر نیروهای لرزه ای و بارهای محوری توضیح داده شود.

عیوب لرزه ای لاستیک های مقاوم در برابر گشتاور به شرح زیر است:

• کاهش مقاومت برشی و خمشی تیرها، ستونها و کوپلینگها
• عدم مقاومت در نواحی تماس
• جابجایی نسبی لایه ها

عیوب سازه تقویت شده (حاوی) به شرح زیر است:

• به دلیل کمانش، عدم مقاومت جانبی اعضای نگهدارنده وجود دارد
• کاهش مقاومت در برابر اتصال اعضا بین ستون های نگهدارنده
• کاهش مقاومت محوری تیرها و ستونها در سیستم قاب پسوندی
•  کمانش اندام ممکن است باعث تنش کششی بیش از حد و خمش تیرها شود.

در زلزله های اخیر، نقاط ضعف ساختمان های فولادی در برابر بارهای جانبی به شرح زیر شناسایی شده است.

با نگاهی به موارد فوق مشخص می شود که ساختمان های فولادی ضعیف در جریان زلزله آسیب دیده و یا فروریخته اند. اطلاعات بدست آمده نشان می دهد که ساختمان های فولادی برای جلوگیری از ریزش و آسیب نیاز به مقاوم سازی و بازسازی دارند.

روش های مقاوم سازی ساختمان های فولادی:

تقویت تیرهای فولادی با کمانش پیچشی جانبی با استفاده از مواد کامپوزیت FRP:

چون در مسائل خمشی قسمتی از المان تحت تنش قرار می گیرد، خطر کمانش در این ناحیه وجود دارد. دو حالت فرورفتگی برای این ناحیه وجود دارد. در حالت اول فلنج یا هیپوتنوز سطح مقطع به طور جداگانه قوس می شود و در حالت دوم ممکن است پیچش کلی ناحیه فشاری مقطع رخ دهد.

عناصر سازه ای نازکی که در صفحه جامد خود بارگذاری می شوند، در معرض ناپایداری جانبی همراه با پیچش در مقطع قرار می گیرند که باعث می شود از سطح بارهای وارده خارج شده و با پیچش مقطع حول محور خود به طرفین حرکت کنند. جایی که پرتو میخ در سر خود در معرض بار مرده قرار دارد.

بسیاری از الزامات، علاوه بر لنگر خمشی، هنگام طراحی تیرها مانند طبقه بندی مقطع باید برآورده شوند، زیرا انحنای موضعی نقش بیشتری نسبت به ستون ها ایفا می کند، جایی که عناصر مقطع مختلف در معرض انواع مختلفی از تنش هستند. در فاز انعطاف پذیر، تحت کشش یا فشار منظم قرار می گیرد، به عنوان مثال، بال تحت یک بخش I شکل قرار می گیرد، در حالی که بدن آن تحت فشار تدریجی قرار می گیرد. همچنین، باید روی اشکال مختلف ناپایداری کل یا قسمت‌های تیر، مانند آن‌هایی که در معرض غلظت بالایی از تنش‌ها قرار می‌گیرند، مانند بدنه مقطع در تکیه‌گاه‌ها، تمرکز کرد.

عوامل موثر بر پایداری جانبی را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:

• طول مجاز بین محدودیت های جانبی
• شکل مقطع
• تغییر گشتاور چرخش در طول مجاز
• شکل مهارهای جانبی در انتهای مجاز.

در جاهایی که بال مجاز تحت تأثیر نیروهای مرکز قرار می گیرد،  برای انتقال این نیروها باید سفتی بدن او بررسی شود، زیرا ممکن است در معرض دو نوع فروریختگی قرار گیرد: فروپاشی استقامتی (دویدن). و فروپاشی خمشی اگر بررسی ها نشان داد که بدنه گیره به تنهایی کافی نیست، باید از تکیه گاه های مناسب استفاده کرد. استقامت بدن را برای نیروها و واکنش های وارده به بال و رهگذران در صفحه بدن تعیین می کند.

هنگام طراحی ساختمان توسط مهندس باید تمام مواردی که ممکن است باعث انحنای پیچشی جانبی شود را در نظر بگیرد. با این حال، ممکن است مواردی وجود داشته باشد که از شاسی استفاده می شود که منجر به این مشکلات شود. این منابع شامل ضعف و نقص در عملکرد عضو، تغییر در سیستم سرویس دهی، آسیب به سازه در اثر بلایای طبیعی و اعمال بارهای خارج از بارهای مورد انتظار می باشد.

در چنین مواقعی یکی از گزینه های پیش روی طراحان سیمان کاری و تقویت عضو موجود است. از جمله روش های رایجی که در دهه های گذشته برای تقویت لنگه های فولادی بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است، می توان به اتصال ورق های فولادی اضافی با پیچ یا جوش مقطع مورد نیاز اشاره کرد. روش آرماتوربندی مذکور به دلیل وزن پانل ها و عدم انعطاف پذیری آنها دارای مشکلاتی است. اتصال ورق های اضافی با جوش نیز باعث افزایش تنش پسماند روی عضو می شود که مطلوب به نظر نمی رسد.

منبع :  فن ساختمان

ویلا سازی