مقاوم‌سازی چیست؟
مقاوم‌سازی به نحوه تغییر یا ترمیم هر چیزی بعد از ساخت آن اطلاق می‌شود. کار مقاوم‌سازی شامل تغییر یا ترمیم سیستم سازه‌ای ساختمان پس از احداث و اشغال آن است. این کار سبب افزایش ایمنی و دوام سازه می‌شود.
مقاوم‌سازی ساختمان‌هایی الزامی است که در اثر نیروهای زلزله دچار خرابی و آسیب شده باشند. مقاوم‌سازی سبب می‌شود بنا نسبت به فعالیت‌های لرزه‌ای ناشی از زمین‌لرزه مقاوم شود.
مقاوم‌سازی سازه‌ها یعنی تغییر در بنای فعلی برای حفاظت در برابر سیل یا سایر مخاطرات نظیر بادهای شدید و زلزله.
 

مقاوم‌سازی اعضای سازه‌ای RCC به منظور بازیابی مقاومت المان‌های بتنی سازه‌ای تخریب شده انجام می‌شود.
کمبود مقاومت المان‌های سازه‌ای بتنی ممکن است ناشی از کیفیت ساخت پائین، خطاهای طراحی و خرابی ناشی از هجوم عوامل مضر باشد.
هدف اصلی مقاوم‌سازی، پایدارسازی سازه فعلی بنا و مقاوم‌سازی آن در برابر زلزله است.
 

چه سازه‌هایی نیاز به مقاوم‌سازی دارند؟
اعضای سازه‌ای با مسائل عدیده‌ای روبرو می‌شوند که برخی از موارد معمول در بین آنها که باید برطرف شوند عبارتند از:
• ترک‌های سازه‌ای
• آسیب به اعضای سازه‌ای
• بارگذاری مازاد
• خطاهای طراحی یا ساخت
• تغییر سیستم سازه‌ای
• آسیب لرزه‌ای
• خوردگی ناشی از نفوذ (اعضای لانه‌زنبوری)

روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان
رایج‌ترین روش‌های مقاوم‌سازی عبارتند از:
1) افزودن دیوار برشی جدید
2) افزودن بادبند فولادی
3) تکنیک افزایش ضخامت دیوار
4) تکنیک جداسازی پی
5) تکنیک کاهش جرم
6) استفاده از جکت
7) استفاده از پلیمر مسلح به الیاف (FRP)
8) تزریق اپوکسی
9) اتصال صفحه خارجی

1. افزودن دیوار برشی جدید
 

• این روش تکنیک رایجی برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های ساخته شده با قاب بتن‌مسلح غیرشکل‌پذیر است.
• اجزای ساختمان می‌توانند المان‌های بتنی درجا یا پیش‌ساخته باشند.
• المان‌های جدید ترجیحاً در بیرون ساختمان قرار می‌گیرند.
• این روش نباید ترجیحاً برای فضای داخل ساختمان استفاده شود تا نیازی به استفاده از قالبگیری داخلی نباشد.

2. افزودن بادبند فولادی
 

• در مواقعی که بازشوهای بزرگ نیاز باشد، بادبند فولادی راهکار موثری برای مقاوم‌سازی است.
• مزایای بالقوه افزایش مقاومت و سختی را دارد و امکان تعبیه بازشو برای استفاده از نور طبیعی را فراهم می‌کند.
• حجم کار نیز کمتر است بنابراین می‌توان هزینه فنداسیون را به حداقل رساند و وزن کمتری به سازه فعلی اضافه می‌کند.
3. تکنیک افزایش ضخامت دیوار
• با افزودن آجر، بتن و فولاد در امتداد مکان‌های خاص به عنوان مسلح‌کننده، ضخامت مشخصی به دیوارهای فعلی ساختمان اضافه می‌شود.
•  وزن دیوار افزایش می‌یابد و می‌تواند بارهای قائم و افقی بیشتری را تحمل کند.
• همچنین، تحت شرایط ویژه طراحی می‌شود که بارهای عرضی سبب خرابی ناگهانی دیوار نشوند.
• در صورتی که بدرستی با ملات پوشانده نشود ممکن است آرماتورها زنگ بزنند.

4. تکنیک جداسازی پی
 

• جداسازی روسازه از فنداسیون را جداسازی پی می‌نامند. این روش قدرتمندترین روش برای کنترل ارتعاشات منفعل سازه‌ای است.
• زمانی که ساختمان از زمین جدا می‌شود، بارهای لرزه‌ای کمتر شده و در نتیجه آسیب کمتری به سازه وارد می‌شود و ترمیم روسازه به حداقل می‌رسد.
• عیب اصلی این روش این است که نمی‌توان آن را همانند سایر روش‌های مقاوم‌سازی استفاده کرد و پرهزینه است.
• این روش در ساختمان‌های بلندمرتبه ناکارآمد و برای ساختمان‌های متکی بر خاک نرم مناسب نیست.

5. تکنیک کاهش جرم
 

• در روش کاهش جرم، بطور مثال، یک یا چند طبق مطابق شکل تخریب می‌شود.
• در این روش، همانطور که مشاهده می‌شود، کاهش جرم سبب کاهش بار می‌شود که به افزایش مقاومت موردنیاز منتج می‌شود.

6.  استفاده از جکت
 

• این روش پرکاربردترین روش مقاوم‌سازی است.
• جک‌زنی پرطرفدارترین روش تقویت ستون و تیر است.
• در این روش، بتن همراه با آرماتورهای طولی و عرضی در اطراف ستون‌های قبلی اضافه می‌شود.
• مقاومت محوری و برشی ستون را بهبود می‌دهد، اما می‌توان از تقویت اساسی فنداسیون خودداری کرد.
• حجم کار کمتر است زیر ا نیازی به تقویت فنداسیون ندارد و مقاومت برشی ستون‌ها را می‌افزاید. همچنین، سبب محصورسازی بیشتر بتن در ستون‌های دایروی می‌شود.
• جک فولادی وزن مؤثر ستون را زیاد نمی‌کند و در زمان ساخت نیز صرفه‌جویی می‌کند.

7. استفاده از پلیمر مسلح به الیاف (FRP)
 

• پلیمر مسلح به الیاف نوعی سیستم تقویت محوری است که برای بهبود یا افزایش ظرفیت تیرهای بتن‌مسلح بکار می‌رود.
• این روش را می‌توان هم برای ستون دایروی و هم مستطیلی بکار گرفت، اما در ستون‌های دایروی موثرتر است.
• FRP ظرفیت باربری نهایی اعضای بتن‌مسلح را می‌افزاید و ظرفیت برشی المان‌های بتن‌مسلح را بهبود می‌بخشد.
• همچنین، دوام ستون‌های بتن‌مسلح تا حد زیادی افزایش می‌یابد.
• اعضای مرکب باید از ترمیم خشک شوند زیرا کلیه رزین‌ها و برخی از الیاف جاذب رطوبت‌اند.

8. تزریق اپوکسی
 

• تزریق اپوکسی روشی اقتصادی برای ترک‌های غیرمتحرک در دیوارها، دال‌ها، ستون‌ها و پایه‌های بتنی است. در مقاوم‌سازی، از تزریق اپوکسی برای پرکردن و ترمیم نقایص سازه‌ای استفاده می‌شود.
• این روش می‌تواند مقاومت بتن را به مقاومت پیش‌ترک‌خوردگی بازگرداند.
• پیوند کششی اپوکسی با بتن از مقاومت کششی بتن قویتر است.
• تقویت با نصب آرماتورهای اضافی در صفحه تسلیم توأم با تزریق رزین اپوکسی انجام می‌شود.

9. اتصال صفحه خارجی
 

• تقویت تیرهای بتن‌مسلح با صفحات یا تسمه‌های خارجی روشی مرسوم است و سالهای زیادی از آن استفاده می‌شد.
• روش اتصال صفحه خارجی را می‌توان برای افزایش مقاومت برشی تیرهای بتن‌مسلح با دورپیچ کامل یا جزئی صفحات فولادی در محل اتصال تیر و ستون استفاده کرد.
• صفحه خارجی در جهت عمود بر ترک‌های برشی بالقوه برای افزایش مقاومت برشی اعضای بتن‌مسلح نصب می‌شود.
• سبب افزایش مقاومت برشی می‌شود، اما به هندسه تیر، مقاومت بتن فعلی و روش دورپیچ بستگی دارد.

10. روش مقاوم‌سازی با بزرگ‌کردن مقطع
 

• روش بزرگ کردن مقطع برای افزایش مؤلفه‌های سطح آرماتوربندی بکار می‌رود که سبب افزایش ظرفیت باربری و همچنین افزایش سختی مقطع و تغییر فرکانس طبیعی ارتعاشات می‌شود.
• این روش در سازه بتن‌مسلح تیر، دال، ستون و غیره کاربرد گسترده‌ای دارد.
• روش بزرگ کردن مقطع برای تسلیم اعضای خمشی و فشاری بتن‌مسلح مناسب است.

عوامل مؤثر بر انتخاب روش مقاوم‌سازی ساختمان
• مقاومت بتن فعلی
• دسترسی به فضاهای کار
• مقدار مقاومتی که باید افزایش یابد
• هزینه ساخت و نگهداری
• محدودیت‌های زمانی
• مسائل رواداری
• ملاحظات لرزه‌ای
• جوانب زیست‌محیطی

شناسایی آسیب‌های سازه‌ای و فرایند مقاوم‌سازی آنها
1) مقاوم‌سازی اعضای سازه‌ای خورده شده
در صورت آغاز خوردگی، فرایند زیر باید اجرا شود:
I. بتن ضعیف را بردارید و آرماتورهای دورتادور عضو بتنی را لخت کنید.
II. با استفاده از برس سیمی یا روش ماسه‌پاشی، زنگار روی میلگردها را تمیز کنید.
III. از زنگ‌برها یا مواد پیشگیری از زنگ‌زدگی استفاده کنید.
IV. در صورت نیاز به مهاربندی، مانند بست های برشی، مقطع را مسلح کنید تا مکمل فولاد زنگ‌زده باشد.
V. از روکش سطحی (تاک‌کت) یا روکش اتصال (برای اتصال بین بتن قدیمی و جدید) پلیمر و مواد اتصال برپایه رزین اپوکسی استفاده کنید.
VI. از یکی از روش‌های وصله‌کاری برای بازگردانی بتن به تراز سطح اولیه استفاده کنید. برای این منظور، ملات های برپایه پلیمر مناسبند. از این ملات ها می‌توان با یا بدون پاشش استفاده کرد.
VII. تزریق دوغاب سیمان یا دوغاب اصلاح شده با پلیمر یا اپوکسی برای پرکردن منافذ یا ترک‌های داخلی یا منافذ لانه‌زنبوری مناسب است.
VIII. از روکش حفاظتی مناسب استفاده کنید.

2) مقاوم‌سازی بتن با خرابی شدید
در مواقعی که بتن اولیه وضعیت بسیار بدی دارد و تزریق گروت نمی‌تواند مقطع را با مرمت به حد مقاومت لازم برساند، استفاده از جکت RCC برای مقطع بتنی مناسب است.
I. سیستم پشتیبان ضروری را برای سازه تأمین کنید.
II. بتن قدیمی را بردارید.
III. سطح را تمیز کنید و قسمت خورده شده فولاد را پاک کنید.
IV. از زنگ‌برها و مواد پیشگیری از زنگ‌زدگی استفاده کنید.
V. سرتاسر سازه را با فولاد اضافی تقویت کنید.
VI. قالب موردنیاز را تعبیه کنید.
VII. روکش اتصال برپایه پلیمر را بین سطوح بتن قدیمی و جدید قرار دهید.
VIII. از بتن با ضخامت، مقاومت و کارایی لازم که با افزودنی‌های مختلف ترکیب شده است استفاده کنید.

3) مزیت مقاوم‌سازی ساختمان:
مزایای مقاوم‌سازی عبارتند از:
• از جابجایی فنداسیون بتنی سازه جلوگیری می‌کند.
• پایداری و ایمنی سازه را بهبود می‌دهد.
• برای فعالیت‌های ساختمانی فعلی یا آتی مناسب‌تر است و ساختمان را برای مقاومت در برابر بارگذاری آسودتر می‌کند.
• پیشگیری از آسیب به سازه و ساکنین را تسهیل می‌کند.
• بازدهی مصرف انرژی ساختمان را می‌افزاید و میزان انتشار کربن در اثر عملیات ساختمانی را می‌کاهد.
• در مواقع بروز زلزله، امکان حفظ ایمنی ساکنین را بیشتر می کمند.
• ساختمان را برای زلزله‌های بزرگ آماده‌تر می‌کند.
• زمانی که ساختمان را مقاوم‌سازی می‌کنید، از فواید بیمه‌ای بیشتری بهره‌مند می‌شوید.
• ظرفیت موضعی اجزای سازه‌ای و غیرسازه‌ای را می‌افزاید.

4) معایب مقاوم‌سازی ساختمان
به جز مزایا، مقاوم‌سازی ساختمان معایب متعددی نیز دارد از جمله:
• مهارت کارگر باید با روش‌های مقاوم‌سازی انتخابی مطابقت داشته باشد.
• دسترسی به کارگاه ساختمان محدود است، زیرا ممکن است هنوز از ساختمان استفاده شود.
• اتصال بین سطح مصالح بنایی و بتن جدید دشوار است.
• مقاومت بتن از سازه بنایی قدیمی‌تر بیشتر است، در نتیجه برای تعیین مقاوم بتن روکش به مراقبت‌های ویژه نیاز است.