عموما در ساختمان های قدیمی فولادی از سقف های طاق ضربی استفاده شده است که از تیرآهن و آجرهای فشاری تشکیل شده اند .سقف های طاق ضربی از سقف های سنتی و قدیمی در ایران می باشند که بیشترین تعداد آنها در شهر یزد مشاهده می شود.

یکی ازدلایلی که از این نوع سقف ها استفاده میشود سهولت کاربرد آنها، کم هزینه بودن و امکان تغییر قسمت هایی از ساختمان پس از استفاده از این نوع سقف، از دلایل رواج این سقف ها به شمار می روند. این سقف ها  به دلیل یکپارچه نبودن سقف های طاق ضربی عملکرد مناسبی را در زلزله ندارند و به دلیل وزن زیاد نیروی بسیار زیادی به  آن‌ها وارد می‌شود.

از این بابت بسیار آسیب پذیر می باشند .مقاوم سازی سقف های طاق ضربی به علت زلزله خیز بودن کشور متعاقب کاربرد زیاد آنها ضروری است. این سقف ها به علت سرعت اجرای بالا، در دسترس بودن مصالح و نیاز نداشتن به تخصص در اجرا طرف داران زیادی دارد.

علت های مقاوم سازی سقف های طاق ضربی

سقف طاق ضربی از ترکیب تیرهای آهن و آجرهای فشاری ساخته شده است ، استفاده از سقف های طاق ضربی به طور معمول در سازه های قدیمی با اسکلت فولادی مرسوم بوده است که بدلیل عدم یکپارچگی در ساختار آن در برابر زمین لرزه از رفتار مناسبی برخودار نمی باشد و منجر به آسیب پذیر تر شدن سازه ها می شود مقاوم سازی سقف های طاق ضربی به علت های مختلفی انجام می شود.

به علت این که وزن این سقف ها زیاد است و عدم صلبیت و دیافراگم سقف،امکان دارد در زمان وقوع زمین لرزه به صورت آوار پایین بیاید.سقف های طاق ضربی از سقف های آجری اجرا شده میان پروفیل های فولادی تشکیل می شوند که تحت نیروها و تکان های زلزله بسیار آسیب پذیر هستند. خراب شدن این سقف ها در ساختمان های بنایی منجر به خراب شدن کل ساختمان خواهد شد.

خوردگی آهن ها در اثر تماس با سیلیکات گچ و ایجاد لرزش در اثر محرکات محیطی و به وجود آمدن ظاهری نامناسب در سقف از دیگر معایب آن محسوب می شوند. همچنین، امکان رد شدن تأسیسات مانند لوله از روی سقف ممکن نیست، مگر این که ضخامت سقف را بیشتر کنیم تا سنگین تر شود.

به عبارت دیگر یکپارچه نبودن مصالح سبب می شود سقف یک تکه نباشد و هنگام وارد شدن شدید به آن خسارت های جانبی بیشتری داشته باشند که در نهایت وجود آنها در چنین ساختمان هایی یکی از علت های اصلی مقاوم سازی ساختمان های قدیمی است . از دیگر معایب استفاده از سقف های طاق ضربی یکپارچه نبودن سقف و نداشتن انسجام کافی می توان نام برد.

راه های مقاوم سازی سقف های طاق ضربی

یکی از انواع سقف های سنتی ایران طاق ضربی می باشد که نمونه های بارز (با خیز نسبتاً بلند) آن را می‌توان در بافت قدیمی شهر یزد دید. سهولت استفاده ، پایین بودن هزینه ساخت و امکان تغییر بخش هایی از ساختمان بعد از استفاده از سقف طاق ضربی، از دلایل رواج این سقف بوده است.

سقف‌های طاق ضربی متشکل از سقف‌های آجری اجرا شده بین پروفیل‌های فولادی، تحت زلزله بسیار آسیب پذیر هستند. از بهترین روش های مقاوم سازی سقف های طاق ضربی تبدیل آن به کامپوزیت یا سقف مرکب می باشد. این روش به طور معمول برای سقف های پشت بام انجام می شود.

برای این کار ابتدا کف سازی باید خراب شود و تمام نخاله ها برداشته شوند. با این کار ضمن کم کردن وزن سقف و نیروهای وارد بر آن، دسترسی به سطح آجری سقف و پروفیل های آن نیز ساده تر می شود. سپس به وسیله جوشکاری ناودانی هایی به عنوان برش گیر روی پروفیل های سقف کار گذاشته می شوند و یک مش فولادی روی آن قرار داده می شود.

در نهایت کل سقف بتن ریزی می شود تا سقف آسیب پذیر به یک دال صلب و یکپارچه بتنی تبدیل شود. این سقف مرکب هم موجب حفظ یکپارچگی سقف طاق ضربی می شود و هم از ناپایداری آن جلوگیری می کند. همچنین، با ایجاد صلبیت در دیافراگم سبب توزیع نیروی مناسب تر میان اعضای باربر جانبی خواهد شد.

مطابق آیین نامه ۲۸۰۰ ایران تیر آهن ها به وسیله میلگرد یا تسمه فولادی به صورت ضربدری به یکدیگر بسته می‌شوند. به صورتی که اولاً طول مستطیل ضربدری شده بیش از ۱/۵ برابر عرض آن نباشد و ثانیاً مساحت تحت پوشش هر ضربدری از ۲۵ متر مربع تجاوز ننماید.

همچنین باید این نکته را در نظر داشته باشید که میزان و مقدار قوس مناسب بایستی در تمام طول دهانه ها رعایت شود زیرا قوس زیاد باعث هدر رفتن اندود خواهد شد. به علاوه ملات مصرفی در اجرایطاق ضربی، ملات یک به دو است.

مراحل اجرای سقف های طاق ضربی

برای کمک به درک شیوه های مقاوم سازی سقف های طاق ضربی بهتر است مراحل اجرای سقف های طاق ضربی را بدانید.این مراحل عبارتند از:

درمرحله اول شما باید تیر آهن ها را آماده کنید به گونه ای که کامل سالم و بدون ترک خوردگی و پوسیدگی باشند. گذاشتن سر تیرآهن ها روی دیوارهای آجری به صورت مستقیم درست نیست. برای این کار باید از یک زیر سری بتنی در تمام دیوار در ترازی که تیرآهن گذاشته می شود به صورت یک کلاف بتنی سرتاسری استفاده نمود.

اگر سر تیرآهن ها مستقیم روی دیوار گذاشته شوند، به علت این که عرض آنها کم است و فشارها بر نقطه وارد می شوند، امکان شکستن و خرد شدن آجر زیر تیرآهن وجود دارد. به کار بردن کلاف افقی زیر سقف باعث می شود بار زیر سقف به شکل یکنواخت به دیوار منتقل شود.

فاصله تیرآهن های طاق ضربی میان 90 تا 119 سانتی متر است و آنها را به صفحه های فولادی که در یک کلاف افقی تعبیه شده اند جوش می دهند. این صفحه ها به وسیله میلگردهای فلزی در بتن محکم می شوند. برای دهانه طاق ضربی باید یک تکیه گاه در نظر گرفته شود.

ساده ترین راه برای جلوگیری از نزدیک و دور شدن تیرها در طول دهانه نصب میل مهار است. تیرآهن های سقف باید به وسیله تسمه و میلگرد فلزی به شکل ضربدر به هم وصل گردند.همان گونه که در مقاوم سازی سقف های طاق ضربی باید نکاتی در نظر گرفته شوند، استفاده از آجرهای جوش یا خام که سبب ریزش طاق می شود، زنجاب کردن آجرها پیش از اجرا، اجرای دهانه ها به صورت یک جا و مساوی و رعایت کردن میزان قوس مناسب در همه طول دهانه ها از نکاتی هستند که در اجرای سقف طاق ضربی باید مورد توجه قرار گیرند.

در اجرای این سقف ها زنجاب نمودن آجر قبل از استفاده ضروری می باشد. همچنین در این سقف ها حدالامکان تمام دهانه ها یک جا و به طور مساوی بایستی اجرا شوند.

مزایای سقف طاق ضربی

دلایل کاربرد سقف طاق ضربی در سال‌های نه چندان دور :

• در دسترس بودن مصالح
• عدم نیاز به تخصص اجرای بالا
• سرعت اجرای بالا

انواع آجر و مشخصات فنی آن برای استفاده در سقف طاق ضربی

به طور معمول آجر هایی با جنس رس معمولی در برابر عوامل خورنده مقاومت خوبی ندارد. خوردگی تدریجی آجر به کار رفته در پای دیوار، ضخامت موثر آن را کم میکند و سبب می شود که آن  آسیب پذیر تر شود . امروزه متاسفانه در ساخت ملات های سیمانی به نسبت اختلاط توجه چندانی نمی‌شود. از ماسه‌هایی استفاده می‌شود که مقدار زیادی گرد و غبار روی آن نشسته و از آب گل آلود استفاده شده است. و برای دستیابی به کار پذیری لازم در طول مصرف مرتب به آن آب اضافه میکنند.

راهکار های مقاوم سازی و بهسازی ساختمان های بنایی :

• مقاوم سازی با میراگرها و جداسازهای لرزه ای
• مقاوم سازی با اضافه کردن باد بند
• مقاوم سازی با FRP
• مقاوم سازی با ژاکت فولادی
• مقاوم سازی با استفاده از روش های ترکیبی
• مقاوم سازی با ژاکت بتنی

دلایل مقاوم سازی سقف ها

نوع مقاوم سازی به نوع سقف بستگی دارد . سقف ها به انواع سقف های طاق ضربی، سقف های تیرچه بلوک، دال های بتنی ، سقف های کامپوزیت، سقف های تیرچه کرومیت تقسیم می شوند. انواع سقف ها به علل مختلفی به مقاوم سازی نیاز دارند.

مشکلات طراحی و اجرایی، تغییر ویژگی ها، تغییر کاربری، تغییر آئین نامه و وقوع آتش سوزی از این دلایل محسوب می شوند.یکی از روش های مناسب برای مقاوم سازی سقف های طاق ضربی اجرای شاتکریت می باشد و برای مقاوم سازی سقف های دال بتنی از الیاف FRP استفاده می شود.

تكنيك پايه مقاوم سازی با FRP كه در طيف گسترده اي به كار مي رود، شامل روش چسباندن نوارهاي توليد شده پيش ساخته است. نكته اي كه در اينجا وجود دارد اين است كه در راستاي نوارهاي FRP و يا اليافي كه به كمك رزين اپوکسی در محل به كامپوزيت FRP تبدیل می شوند، بايد تا اندازه ای كه امكان اجرايي وجود دارد، در جهت محور اصلي تنشهاي كششي عضو باشد.

از FRP برای تقویت و بهسازی انواع سازه های بتنی از جمله سقف ها، تیرها، ستون ها، دیوارهای حمال، شناژها و فونداسیون استفاده می شود. مقاوم سازی سقف های بتنی به این روش برای رسیدن به ظرفیت و کارکرد مورد نظر موجب بالا رفتن مقاومت خمشی و برشی می شود. همچنین، این الیاف ها موجب بالا رفتن مقاومت در مقابل خوردگی، ارتعاش و سایش خواهد شد و به این ترتیب عمر سقف ها افزایش می یابد.

مقاوم سازی و بهسازی ساختمان های بنایی به دلیل گستردگی استفاده از مصالح آجری در قسمت های مختلف کشور لازم می باشد.در بررسی زلزله های گذشته انواع شکست و تخریب مثل تخریب جزئی دیوارها، خوردگی های شدید، آسیب دیدن اتصالات و گوشه ها و جدا شدن دیوارها دیده شده است. به دلیل ضعف هایی که ساختمان آجری در برابر تکان های زلزله دارند، برای جلوگیری از تخریب آنها مقاوم سازی و بهسازی ساختمان های بنایی باید صورت گیرد.