جلوگیری از لرزش ساختمان
یکی از مشکلاتی که میتواند برای انواع سقف ها رخ دهد ، لرزش و ایجاد صدا در زمان راه رفتن و دویدن افراد است . این امر به دلیل مشکلاتی که ایجاد میکند می تواند تا حد زیادی باعث نارضایتی افراد شود . این مشکل بیشتر در سقفهای رایج طاق ضربی که در ساختمان های قدیمی اجرا می شده است اتفاق میافتد.
علاوه بر لرزش سقف ، لرزش ساختمان ممکن است به دلایل مختلفی نیز اتفاق بیفتد، در سیستم های سازه ای موجود ، لرزش کف ها بیشتر در ساختمان های با اسکلت های فلزی و سقف طاق ضربی ( تیرآهن و آجر ) مشاهده می شود. سقف این نوع سازه ها نسبت به سازه های با اسکلت های بتنی و با سقفهای تیرچه بلوک سبک تر بوده که این امر می تواند منجر به ضعف بیشتر در ارتعاش کف های ساختمان شود. از عواملی که در مقدار لرزش کف تأثیرگذار است می توان به مواردی همچون مقدار بار کفسازی ( ضخامت کف سازی) ، مقاومت فولاد به کار رفته، مقاومت بتن سقف و تیرهای بتنی اصلی سقف ، فاصله تیرچه ها از یکدیگر، طول دهانه تیرچه ها ، میزان و فاصله دیوارهای تقسیم در زیر سقف مورد بررسی ، فرکانس قدم زدن افراد و وزن آن ها و صلبیت سقف اشاره نمود.
اصولا سقف هایی از جنس دال بتنی نسبت به دیگر سیستم های سقف ، از لرزش کمتری برخوردار هستند این نوع سقف دارای صلبیت بیشتری نسبت به سقف های دیگر نیز است. ضخامت این نوع سقف ها حدود 20 سانتی متر و بیشتر بوده در حالی که سقف های تیرچه بلوک و به ویژه تیرچه های فلزی دارای یک لایه دال بتنی به ضخامت حدود 5 سانت می باشند. عمومأ در سیستم سقف های تیرچه و بلوک، ساکنین از میزان لرزش سقف ها شکایت کمتری می کنند. مزیت دیگر سقفهای تیرچه بلوک ضخامت زیاد آنها در مقایسه با سقفهای طاق ضربی و دال بتنی می باشد که سقفهای تیرچه بلوک با بلوکهای از جنس پلی استایرن ضریب انتقال حرارت کمتری داشته که بیانگر عایق حرارتی بودن آنهاست همچنین بدلیل ضخامت زیاد و وجود فوم های پلی استایرن عایق صوتی مناسبتری هم خواهد بود.
سقف های از جنس عرشه فولادی نیز دارای ارتعاش زیادی بوده و عایق صوتی و حرارتی مناسبی نیستند . در خصوص لرزش این نوع سقفها متاسفانه ایرادات طراحی در تیرهای فرعی بسیار بوده و مهندسین طراح سازه دقت لازم در خصوص طراحی تیرهای فولادی سقفهای عرشه فولادی بعمل نمی آورند و همین امر باعث گردیده که بخشی از پروژه های مقاوم سازی این شرکت در خصوص تقویت این نوع سقفها باشد .
برای جلوگیری از لرزش سقف های ساختمان به ویژه آن هایی که دارای سقف عرشه فولادی هستند، راهکارهایی ارائه شده است. در واقع از این مسئله به عنوان یکی از معایب این سقف ها یاد می شود، در صورتی که جزییات اجرایی لازم برای اجرای مقاوم سازی سقف رعایت شود، لرزش آن به اندازه ی انواع دیگر سقف ها خواهد بود.
جلوگیری از لرزش ساختمان دارای سقف عرشه فولادی
یکی از مهمترین ویژگی هایی که یک سقف باید داشته باشد، مقاومت آن در مقابل نیروی وزن خود و بارهای ثقلی و حتی نیروهای جانبی وارده به آن می باشد. سقف عرشه فولادی با استفاده از دو المان ورق های فولادی گالوانیزه ذوزنقه شکل تحتانی و برش گیرهایی که سپس بر روی ورقها جوش می شوند ساخته می شود. بعد از بتن ریزی روی ورقهای فولادی اجرا آن به اتمام می رسد. از بخش های اصلی این سقف می توان تیرهای فرعی مورد نیاز در میان تیرهای اصلی سازه را نام برد.
نحوه طراحی این سقف ها بر اساس دو روش کلی صورت می گیرد:
- در اولین روش طراحی از ورق های فولادی به عنوان قالب ماندگار استفاده می شود.
- در روش دوم طراحی از ورق های فولادی به عنوان المان کششی استفاده می شود.
- روش طراحی اول
از قابلیت مقاومت کششی ورق های فولادی در مقطع صرف نظر می شود، که سقف باید بارهای زنده را تا مرحله بتن ریزی و همچنین وزن بتن خیس و سپس خشک را تحمل کند. بعد از گیرش بتن و آزمایش بتن به دکفراژ ورقها نیاز نیست و آنها تا پایان عمر ساختمان باقی می مانند. به این ترتیب از عملکرد سازه ای ورق های فولادی صرف نظر می شود و سقف به عنوان یک دال بتنی مسلح عمل می کند. این نوع طراحی منجر می شود تا تعداد میلگرد محاسباتی سقف بیشتر شود، زیرا به جای ورق های فولادی نیز باید در تحمل کشش مقطع شرکت داشته باشند. در این حالت به طور معمول طراحان، میلگردهای کششی را در کف کنگره ها می گذارند که به آنها میلگرد طولی می گویند.
- روش طراحی دوم
در این روش از ورق های فولادی به عنوان المان کششی استفاده می شود و مقطع حاصل به شکل مرکب عمل خواهد کرد. درگیری بتن و ورق های فولادی به اندازه ای کافی خواهد بود تا در حین مقاومت در مقابل لنگرها و برش های موجود با هم عمل کنند و نسبت به یکدیگر دچار لغزش نشوند. با این فرض این نوع سقف از نظر اقتصادی بسیار به صرفه است، زیرا موجب کاهش میلگردهای محاسباتی مقطع می شود. برای این که بتوان به این فرض دست یافت نیاز به داشتن اطلاعات دقیق از مشخصات هندسی ورق و رفتار مشترک بتن و ورق فولادی است.
در روش اول، ورق عرشه فولادی مانند یک قالب ماندگار عمل می کند؛ یعنی سقف مثل یک دال مسلح بتنی در نظر گرفته می شود و از نظر لرزش با یک سقف دال مسلح بتنی تفاوت چندانی ندارد. در این روش طراحی، به دلیل اجرای آرماتورهای بیشتر (12 تا 15 درصد)، هزینه اجرا نسبت به روش دوم بالاتر می باشد. در روش دوم که ورق عرشه فولادی به عنوان المان کششی به کار می رود، با در نظر گرفتن تدابیری جلوگیری از لرزش ساختمان بهتر خواهد بود.
* عوامل مؤثر در لرزش ساختمان دارای سقف عرشه فولادی
برای جلوگیری از لرزش سقف های عرشه فولادی باید عوامل مؤثر بر آن را شناخت که عبارتند از:
- فاصله تیرهای فرعی : در صورتی که بیشترین دهانه فرعی در ساختمان حدود 2 متر و نیم باشد، با اجرای هر نوع ورقی در لرزش مشکلی ایجاد نمی شود؛ ولی برای ساختمان با فاصله تیرهای فرعی بیش از ۲/۵ متری ، بطور مثال ۳ متر و بیشتر و در صورت به کار بردن ورق های نازک به طور حتم لرزش به وجود خواهد آمد. بنابراین برای جلوگیری از لرزش در سقف های با دهانه زیاد، باید از ورق های ضخیم استفاده می شود.
- انتخاب ورق های فولادی با ضخامت اشتباه با توجه به فواصل تیرریزی در لرزش سقف مؤثر است.
- با توجه به اینکه مقاطع ورقهای فولادی که بعنوان قالب در سقفهای عرشه فولادی بکار برده می شود متفاوت می باشد ، لذا متناسب با کاربری ساختمان و وزن وارده بر سقف و نیز فواصل تیرهای فرعی از یکدیگر و ضخامت ورق ها شکل و ارتفاع مقاطع ورقها فرق می کند .لذا اشتباه در انتخاب نوع و تیپ ورقهای ذوزنقه ای منجر به لرزش سقف می شود.
- ورق های فولادی که عرض مؤثر کمی دارند، موجب لرزش بیشتری می شوند و مهم ترین دلیل آن بتن خوری کم آن است.
میزان ضخامت بتن رویه سقف :
ضخامت بتن رویه سقف در حدود ۵ سانتی متر است ولی بهترین حالت ۶ سانتی متر می باشد، اما اگر این ضخامت کمتر از ۵ سانتیمتر باشد باعث لرزش ساختمان خواهد شد . بهترین عیار بتن برای اجرای سقفهای عرشه فولادی، استفاده از بتن با عیار ۳۵۰ کیلوگرم در متر مکعب بتن و با اسلامپ ۵ می باشد که اسلامپ آن توسط فوق روان کننده باید به ۱۱ تغییر یابد. در این صورت است که با رعایت نکات فوق سقف لرزش کمی خواهد داشت.
کاربرد شبکه آرماتور حرارتی متعارف
کمترین آرماتور حرارتی میلگرد با نمره ۸ آجدار و بیشترین فاصله باید ۳۰ سانتی متر باشد. یکی از مهمترین موارد در جلوگیری از لرزش ساختمان با سقف عرشه فولادی این است که تا دست کم ۷۲ ساعت نباید روی سقف تازه بتن ریزی شده حرکت و یا بارگذاری صورت گیرد، این مسئله حتماً باید توسط پرسنل کارگاهی رعایت شود.
علت لرزش سقفها
وقتی که بدلیل حرکت اشخاص بر روی سقف لنگر خمشی در دهانه سقف استفاده میشود، بطور متناوب در بتن سقف تنشهای فشاری و کششی ایجاد میشود، ولی بدلیل اینکه بتن در مقابل کشش مقاومتی ندارد باعث ترکهای ریز و مویی گشته در در دراز مدت به هنگام کشش مقاومتی از خود نشان نمیدهد و تنش بیشتری به بخشی از سقف که باید فشار را تحمل کند وارد می شود. چنانچه مقاومت فشاری بتن در حد استاندارد نباشد ، تلاشهای کششی و فشاری فوق به تدریج باعث عدم توانایی لازم سقف جهت تحمل بارهای وارده و جلوگیری از لرزش آن خواهد شد.
توخالی بودن سقف تیرچه بلوک یونولیت
وقتی که لنگر خمشی در سقف استفاده میشود، بتون ریز سه رخشی ایجاد میشود، ولی بتن در مقابل کشش مقاومتی ندارد به باعث افزایش وزن و عملکرد نامناسب در برابر زلزله میشود، عمکلرد نامناسب در برابر زلزله یعنی همان لرزش و ایجاد صدا در سقف هنگام راه رفتن.
عملکرد نادرست سقف تیرچه بلوک
به طور کلی دالهای بتنی از لحاظ عملکرد و شکل به دو دستهی تیر و دال یک طرفه و دوطرفه تقسیمبندی میشود، علت این تقسیمبندی به دلیل نحوه انتقال نیروهای وارده در این نوع سقفهاست به طور کلی در دالهای یک طرفه بارها، از سوی دال به دهانههای کوتاهتر انتقال داده می شوند ولی در دالهای دو طرفه بارها در دو جهت دال به سمت تیرهای اطراف وارد می گردند، اگر نحوه محاسبه دالها و اجرای آنها به شکل صحیح و درست نباشد میتواند، مشکلاتی از جمله لرزش برای سقف اتفاق بیفتد.
اجرا نشدن کلاف میانی سقف به شکل صحیح
چه سقف دارای دهانه کوتاه باشد و چه دهانه بلند می تواند به عنوان یک دیافراگم عمل نماید. به این شکل که می بایست تحت هر عنوان هرگونه نیرویی که به آن وارد میشود به صورت یکپارچه عمل کند. بخشی از عمل یکپارچهسازی تیرچهها را کلاف میانی و یا به اصطلاح ژوئن می نامند؛ اگر این اتفاق رخ ندهد، یعنی کلافهای میانی اجرا نشده باشند، یا اجرا شده باشد اما بطور صحیح و اصولی نباشد، در ابتدا تیرچهها دچار پیچش میشوند، و بعد از آن برای سقف لرزش اتفاق میافتد، اما همانطور که می دانید با اجرا کردن کلاف میانی میتوان لرزش سقف را تا حد زیادی کاهش داد، اما همانطور که در بالا به آن اشاره شد عوامل دیگری نیز بر روی لرزش سقف تأثیر میگذارد.
راهکارهای جلوگیری از لرزش سقف ساختمانهای دارای سیستم عرشه فولادی
اولین راهکار جهت جلوگیری از لرزش ساختمانهای دارای سقف عرشه فولادی به کار بردن ورق عرشه فولادی با آج و رول فرمینگ مناسب است. وجود آج در همه سطوح ورق های فولادی به شکل هفتی و هشتی موجب گیردار شدن بتن روی سطح لغزان آن می شود و در این حالت بتن می تواند برش ناشی از تغییر شکل سقف را به ورقهای فوق انتقال دهد و بدین صورت میزان لرزش سقف کاهش می یابد.
ثابت کردن ورق های فولادی با گل میخ و چاشنی انفجاری در فاصله های مناسب و به کار بردن پیچ های خودکار در مکان های مورد نیاز در کاهش لرزش ها مؤثر است.
چند نکته قابل توجه جهت کاهش لرزش سقفهای عرشه فولادی
- فاصله دهانههای تیرهای فرعی در سقف عرشه فولادی
همانطور که گفته شد یکی از مهمترین عوامل در کاهش لرزش سقف عرشه فولادی، کم بودن فواصل تیرهای فرعی است. اگر فاصله تیرهای فرعی کمتر از ۲/۴۰ متر باشد با اجرای ورق عرشه به ضخامت ۰/۸ میلیمتر هیچ لرزشی در سقف نخواهیم داشت. برای فواصل بیشتر باید ضخامت ورق را افزایش داد. یعنی دهانه ۲/۴۰ تا ۲/۶۰ از ورق ۰/۹ میلیمتر و از ۲/۶۰ تا ۳/۰۰ متر از ورق ۱ میلیمتر و از ۳ تا ۳/۳۰ از ورق ۱/۲۵ میلیمتر استفاده شود. فاصله تیر فرعی بیشتر از ۳/۳۰ به هیچ عنوان توصیه نمیشود، کما اینکه دستگاههای تولید ورق رول فرمینگ توان فرم دادن ورق با ضخامت بیشتر از ۱/۲۵ میلیمتر را ندارند.
- ضخامت ورق گالوانیزه سقف عرشه فولادی
انتخاب ورق با ضخامت نادرست با توجه به فواصل تیرریزی نیز از عوامل موثر در لرزش سقف ساختمان خواهد بود.
- ارتفاع عرشه
ارتفاع عرشه یا بلندای گام ورق نیز تاثیر به سزایی در کاهش لرزش سقف دارد. در هر فاصله، دهانه استفاده شده از ورق عرشه با بلندای گام ۷۵ میلیمتر است.
- بتن ریزی
بر طبق ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان، حداقل ضخامت بتن بر روی گام فوقانی ورق عرشه فولادی در حدود ۵ سانتیمتر است. هر چند که در عمل با ضخامت ۶ سانتیمتر نتیجه مطلوب تری حاصل شده است، اما بتن ریزی کمتر از ۵ سانتیمتر در افزایش لرزش سقف موثر است.
- اجرای صحیح عرشه
فیکس کردن ورق با میخ و چاشنی انفجاری، در فواصل مناسب (برای هر متر مربع حداقل از ۲ عدد میخ و چاشنی انفجاری استفاده شود) و استفاده از پیچهای خودکار در محلهای مورد نیاز، نیز در کاهش لرزش سقف کمک میکند.
شرکتهای مقاوم سازی جهت تقویت و مقاوم سازی سازه از ورقهای پلیمری تقویت شده استفاده میکنند
در حال حاضر کشورهایی که توسعه یافته هستند، از ورقهای پلیمری تقویت شده برای مقاوم سازی سازه های خود استفاده میکنند و این باعث شده که به صورت ویژه مورد توجه فعالان بخش ساختمان قرار گیرند. این روش یکی از کارآمدترین و بهترین راهحل است، به خاطر اینکه این مواد از مدول الاستیسیته بالایی برخوردار است، در مقابل عوامل خورنده مقاومت بالایی دارد و با استفاده از آنها با سرعت زیادی کار مقاوم سازی انجام میشود.
شرکت مقاوم سازی آرین تیس در زمینه طراحی، محاسبه و اجرای تقویت و مقاوم سازی سازه دارای کادری مجرب است و با استفاده از ورقهای پلیمری تقویت شده مقاوم سازی اجزای سازه ای را انجام می دهد .
این شرکت ، با بکارگیری مواد پلیمری با کیفیت موجود در کشور طراحی و اجرای مقاوم سازی سازه های ضعیف و نیازمند تقویت را به انجام می رساند ؛ همچنین این شرکت با بهره گیری از استاندارهایی که جزء آخرین ضوابط و دستورالعمل های روز دنیا محسوب میشوند و با تکیه بر تجربه چندین ساله خود مناسبترین خدمات مشاوره، طرح و اجرا پروژه های مقاوم سازی را با بهره بردن از الیاف پلیمری FRP مخصوصاً جهت تقویت سازههای بتنی ارائه می نماید.
شرکت طرح و اجرای مقاوم سازی آرین تیس چه خدماتی را ارائه میدهد؟
شرکت طرح و اجرای مقاوم سازی آرین تیس انواع خدمات مشاورهای و اجرایی زیر را ارائه میدهد که شامل موارد زیر است:
- خدمات مشاورهای به منظور بررسی آسیب پذیری سازهها
- ارائه مشاوره در خصوص محصولات مناسب مقاوم سازی و بهترین روش مقاوم سازی جهت ساختمان مورد بحث.
- خدمات مشاورهای به منظور ترمیم تقویت و رفع عیوب سازه های بتنی و فلزی، سازههای صنعتی، سازههای دریایی و...
