یتطور أساليب التقویه للمبنی من أجل منع الأضرار الهيكلية أثناء الحوادث مثل العواصف والزلازل والفيضانات وما إلى ذلك ، و یلعبون دورًا مهمًا في زيادة السلامة وخلق شعور بالسلام لدی سکان المبانی.
من الضروري استخدام أفضل طرق التقویه للمبنی ، خاصة في المناطق المعرضة للزلازل والمباني ذات الاستخدامات الحساسة التي يجب صيانتها باستمرار. في هذه المقالة ، سوف نتعرف على بعض الحلول الشائعة لتقویه المباني.
كيف تختار أكثر الطرق فعالية لتقویه المبنى؟
تتم بعض طرق التقویه للمبنی من خلال تركيب المعدات في مرحلة تشييد الهيكل ، والبعض الآخر مصمم لتقوية العناصر الهيكلية في المباني القائمة. لاختيار الطريقة الأكثر فعالية للتقویه ، يجب عليك أولاً التحقق من الهيكل وتحديد نقاط الضعف فيه ، بما في ذلك التوصيلات ، والأعمدة ، و العوارض ، والبلاطه ، إلخ.
لأن حلول تقوية العمود قد تكون مختلفة عن طرق تقوية البلاطة. تعد عوامل مثل عمر المبنى ، وعدد الطوابق ، والميزانية ، وأهمية المبنى ، ووجود فريق عمل متخصص ، والمعدات والمرافق المتاحة ، والحد الزمني ، وسهولة التنفيذ ، وما إلى ذلك من العوامل المهمة التي يجب الانتباه عند اختيار الطريقة الأكثر فعالية للتقویه.
ما هي أنواع طرق التقویه للمبنی؟
تقوية المبنى بألياف FRP
يعد استخدام مواد FRP أحد أحدث طرق التقویه للمبنی. يرمز FRP إلى بوليمر تقوية الألياف ويشير إلى مجموعة من المواد ذات الطبقات التي يتم الحصول عليها عن طريق وضع ألياف الزجاج والكربون والأراميد والبازلت في مادة تغطية.
يمكن استخدام التقویه باستخدام FRP لتقوية الأعضاء الهيكلية الضعيفة مثل الأعمدة والبلاطه والعوارض ومناطق التوصيل وما إلى ذلك. على سبيل المثال ، من خلال لف الأعمدة الضعيفة في الهياكل القديمة والتالفة بشرائط FRP ، يمكن منع الالتواء وانتشار الضرر.
المزايا:
• وزن خفيف مقارنة بالمقاومة العالية
• مقاومة شد عالية مقارنة بالفولاذ
• سمك منخفض (لا يخلق قيودًا في الهندسة المعمارية.)
• سرعة التنفيذ
• عزل ومقاومة عالية للتآكل • لا توجد قيود على الاستخدام أثناء التنفيذ
العيوب:
• ضعف ضد الحريق والحاجة إلى غطاء مقاوم للحريق
• لیونه منخفضه وهشاشة
• مقاومة منخفضة للإجهاد
• حساسية للتآكل
تقویه المبنى بجدار القص
يعد جدار القص من أكثر الطرق فعالية لتقوية المبنى لزيادة المقاومة الزلزالية للمبنى ، والتي تتعامل مع القوى الجانبية المدمرة من خلال استهلاك الطاقة. عادة ما توضع هذه الأنواع من الجدران خارج الهيكل وترتبط مباشرة بأساس المبنى.
تتوفر جدران القص في أنواع مختلفة من الخرسانة والفولاذ والمركبات ومواد البناء ، وبامتصاص الجزء الأكبر من القص الناتج عن القوى الجانبية ، فهي تعتبر خيارًا مناسبًا لتقوية الهياكل الخرسانية والفولاذية.
المزايا:
• زيادة صلابة ومقاومة المبنى ضد الزلازل
• لیونه العالية
• زيادة السلامة ومنع الضرر للأعضاء غير الهيكلية بسبب تقليل التقلبات
• تقليل الانحراف الطوابق
• زيادة الجاذبية والحمل الجانبي
العيوب:
• الحد من هندسة المبنى
• زيادة وزن المبنى
• تفاصيل معقدة من المقواه
تقوية المبنى بالمشابک
تعتبر المشابک أو دعامات الرياح من أكثر عناصر التقوية الهيكلية شيوعًا والتي تتحكم في الأحمال الجانبية على المبنى. يتم إنشاء المشابک من عدة أعضاء قطرية يتم وضعها بزوايا ثابتة مع بعضها البعض ويتم وضعها بشكل متماثل داخل إطارات المبنى من أجل زيادة استقرار الهيكل.
عادة ما تستخدم أقسام الزاوية والمسامير والقضبان الفولاذية في بناء دعامات الرياح. يقاوم هؤلاء الأعضاء القوى الخارجية مثل الزلازل والرياح القوية والفيضانات وما إلى ذلك ويمنعون انتقال القوى المدمرة إلى أساس الهيكل. هناك أنواع مختلفة من المشابک تسمى الصليب ، أو المتقاربة ، أو المائلة ، أو على شكل حرف K ، أو على شكل V ، إلخ.
المزايا:
• زيادة صلابة الهيكل
• زيادة الحمل الجانبي
• التحكم في الانحراف
• زيادة درجة عدم اليقين واستقرار الهيكل
العيوب:
• وضع قيود في الهندسة المعمارية وخلق الفتحات
• قابلية منخفضة للتطويع ( لیونه منخفضه)
• تفاصيل معقدة تتعلق بالاتصالات
تقویه المبنی مع عازل زلزالي
العوازل الزلزالية عبارة عن معدات تحل محل الوصلات الصلبة للهيكل بالأساس ، وعن طريق عزل المبنى عن الأرض ، فإنها تمنع حركات الأرض من الوصول إلى الهيكل. تتميز العوازل الزلزالية بالمرونة وتركز الحركة على مستوى المبنى. في هذه الحالة ، يهتز المبنى كجسم صلب بدون تشوه كبير.
بهذه الطريقة ، تصل القوة الأقل إلى الأجزاء العلوية ويتم تقليل الإصابات والأضرار التي تلحق بالمعدات. العوازل المنزلقة ، والمطاط المرنة ، والمقاعد المطاطية ذات قلب الرصاص ، وأنظمة البندول ، وما إلى ذلك ، هي أنواع مختلفة من العوازل الزلزالية.
المزايا:
• منع الطاقة الزلزالية من الوصول إلى المبنى
• تقليل الحركة الجانبية
• ضمان الأداء المستمر في الهياكل عالية الأهمية
• تقليل كمية المواد المطلوبة
العيوب:
• غالی الثمن ( المکلف)
• النمذجة المعقدة
تقوية المبنى بمخمد
يعتبر تركيب المخمد من أحدث الحلول للتعامل مع القوى الجانبية المدمرة في الهيكل. المخمد أو المثبط هو ألماني يمتص طاقة الزلزال والرياح ، ويقلل من اتساع اهتزاز الهيكل بحيث يتم تقليل الأضرار التي تلحق بالأعضاء الهيكلية وغير الهيكلية بسبب الاهتزازات.
يقوم المخمد بذلك عن طريق إنشاء قوة تقييد ضد اتجاه الأحمال الجانبية. يمكن أن تعتمد آلية عمل المخمدات على السرعة أو الإزاحة. المخمدات المرن ، اللزج ، الاحتكاك ، الكتلة ، العائد ، إلخ. من بين الأنواع المتاحة من المخمدات.
المزايا:
• تقليل الاهتزازات أثناء الزلزال والأضرار الناتجة عنه
• تقليل انحراف الطوابق
• تقليل وزن الهيكل
• تقليل حجم المواد الاستهلاكية
• سهولة وسرعة التركيب
العيوب:
• غالي الثمن ( المکلف)
• الحاجة للإصلاح
التقویه للمبنى بسترة معدنية وخرسانية
يعد استخدام السترات الخرسانية والمعدنية إحدى طرق تقوية الأعضاء الهيكلية ، وخاصة الأعمدة. الستره الخرساني عبارة عن طبقة من الخرسانة مع قواه طولية وكواتم صوت مغلقة. عندما تتعرض الأعمدة للتلف ولا تتمتع بسعة كافية ضد القوى الجانبية ، يتم استخدام أغطية خرسانية.
يمكن وضع الستره الخرسانیه على جانب واحد فقط أو حول العمود. يتم تنفيذ الستره الفولاذي أيضًا كجرف متصل أو رف ويمكن أن يكون فعالًا في تقليل التشوهات المدمرة للأعضاء الهيكلية.
المزايا:
• تحسين مقاومة الانحناء والقص وحمل الجاذبية
• تحسين التوصيلات في الإطارات
• زيادة الليونة
• منع انحناء العمود
• عدم الحاجة إلى غطاء مقاوم للحريق (سترة خرسانية)
• سهولة إنشاء وصلات بين الأعضاء
• لا حاجة للقولبة (سترة فولاذية)
• سمك منخفض (سترة فولاذية
العيوب:
• زيادة وزن الهيكل (الستره الخرساني)
• زيادة أبعاد العمود والحد من المساحة المعمارية (سترة خرسانية)
• الحاجة إلى غطاء مقاوم للحريق وزيادة التكلفة (سترة فولاذية)
• الحجم الكبير لزراعة المقواه وعمليات اللحام والحقن
استنتاج
من الواضح أن كل طريقة من طرق التقویه للمبنی المدرجة تفرض تكلفة إضافية على المبنى. ولكن نظرًا للظروف الاقتصادية الحالية ، فإن تدمير الهياكل وتشييدها يؤدي إلى تكاليف أعلى بكثير ، فإن استخدام طرق التقویه يعتبر الطريقة المثلى لزيادة السلامة ومنع وقوع الخسائر في الأرواح والمالية الناجمة عن الحوادث.