اهميت تِرِک در ساختمان هاي کوتاه (1

چکيده
 

زماني که مردم به خدمات يک مهندس عمران نياز داشته باشند، انجام يک بررسي سازه اي در خصوص يک مشخصه يا ويژگي داخلي سازه – به خصوص ارائه ي توصيه در خصوص اهميت ترک در ساختمان – يک موقعيت بسيار فوق العاده و ممتاز به شمار مي رود. اگر چه اين کار به نظر مي رسد يک کار کم اهميت يا کم ارزش باشد، بازخورد مالي آن براي کارفرما بسيار مهم است. علاوه بر اين، برعکس تصورات عامه مردم در خصوص مسائل تخصصي و حرفه اي، اين کار بايد تا حد امکان به شکل بسيار حرفه اي انجام شود. اين مقاله، خلاصه اي است از آنچه که هر مهندس عمران بايد در مواجهه با بررسي ترک خوردگي در ساختمان بداند.

مقدمه
 

به شکل 1 نگاه کنيد. «آيا اين ترک جدّي است؟». اين سؤال را يک روز پيش از اين که نسبت به لغو قرارداد خريد ساختمان اقدام نماييد از دست اندرکاران محلي تعميرات ساختمان ها بپرسيد. اين سؤال يکي از اساسي ترين سؤالات پرسيدني است، اما براي مهندس عمران، لااقل وقتي که از طرف صاحبان املاک و مستغلات پرسيده شود، يکي از سخت ترين پرسش ها براي جواب دادن است.
بسياري از ساختمان ها در طول عمر مفيدشان ترک مي خورند. ظهور ترک ها بيانگر وجود ضعف در اسکلت بناست. غالباً، پديده ي ترک خوردگي پيامد کم اهميتي است و تازماني که ترک غيرفعال باشد، همه آن کاري که نياز است انجام شود شامل: ترميم ساده ي ترک با پرکردن يا بندکشي مجدد است. اما يک ترک مي تواند نخستين نشانه ي وجود يک ضعف جدي در ساختمان باشد به طوري که قابليت بهره برداري يا پايداري سازه را تحت تأثير قرار دهد.
ظاهر شدن ترک ها همچنين مي تواند در قابليت اعتماد و فروش ساختمان مؤثر باشد. ايجاد ترک در ساختمان همچنين مي تواند موجب اقامت دعوي حقوقي شود. بنابراين، ارزيابي صحيح اهميت ترک بسيار لازم و ضروري است؛ ليکن اين کار دور – از – سادگي است و غالباً مشغوليتي دروني و ذهني است. بديهي است که ارزيابي نادرست مي تواند به انجام کارهاي ترميمي پرهزينه و غيرلازم منجر شود. در برخي موارد، کارهاي ترميمي مي تواند موجب وخيم تر کردن مشکلات حاصله تا آن زمان و گسترش بيشتر ترک خوردگي شود.
پس اگر ترک ها مهم هستند مهندس عمران چه مي کند؟ پرفسور مالکولم هوليس مي گويد: «نقشه برداري ساختمان ها يک هنر، اما اثبات علت تخريب آن ها يک علم است». بنابراين توسعه ي يک متدولوژي يا يک روش سيستماتيک که هر راهکاري که قرار است دنبال شود مناسب با دلايل انتخاب آن راهکار باشد بسيار حائز اهميت است. متدولوژي پيشنهادي زير را نبايد مو به مو دنبال نمود زيرا هر مورد مزيت متفاوتي خواهد داشت، اما در عين حال يک روش سيستماتيک براي گردآوري اطلاعات و سپس ارزيابي اهميت ترک ها را فراهم مي کند.

بازرسي اوليه
 

اولين گام در اين متدولوژي، بازرسي اوليه است. طي فرآيند بازرسي اوليه، توصيه مي شود که تحت تأثير فشار کارفرما قرار نگيريد. بهتر است نظرات خود را به پرسيدن سؤالات به عنوان بخشي از فرآيند جمع آوري داده ها محدود کنيد. در اين مرحله، پرداختن به خود ترک ها اهميت زيادي ندارد؛ چرا که به شما هيچ سرنخي از دليل تشکيل شان نمي دهد. بهتر است عقب بايستيم و از فاصله بيشتر به کل ساختمان نگاهي بياندازيم. اطراف ساختمان قدم بزنيم و شرايط ساختمان هاي مجاور و ساير ويژگي هايشان را همانند اجزاي يک درخت بنگريم. هدف اين است که نگاهي دقيق از يک منظر عمومي به مسأله داشته باشيم. تغييرات سازه اي روي ساختمان ها يا هر تعبيري که بر تماميت و استحکام بنا اثر مي گذارد بايد شناسايي و تعيين شوند. به عمر بنا دقت داشته باشيد. همچنين اگر ساختمان قبلاً توسعه داده شده يا برخي از قسمت هاي آن حذف شده است. همه عوامل را در نظر بگيريد. مثلاً نسبت به آن دسته از تغييرات داخلي بنا که به تازگي انجام شده اند مشکوک باشيد چرا که مي توانند ترک هاي موجود را مخفي کنند.

ترک نمونه ي نشان داده شده در شکل 2 بزگتر از حد معمول است. به خوبي پيداست که اين ترک از قبل احتمالاً با ملات سيمان پر شده است. ديوار در اصل از چيدن درهم سنگ هاي آهکي و ملات آهک ساخته شده است. انجام تعمير برروي قسمتي از ديوار با استفاده از ملات سيماني قويتر و شکننده تر مي تواند وضعيت رفتاري ديوار را تغيير دهد.
الگوي ترک ها بايد مطالعه شود. اکثر ساختمان هاي کم ارتفاع در انگلستان از مصالح بنايي که در مقابل کشش ضعيف هستند ساخته شده اند. بنابراين، ترک خوردگي ها در مصالح بنايي به صورت عمود بر راستاي نيرو ظاهر مي شوند، هر چند اين امتداد مي تواند در اثر سختي نسبي المان هاي موجود در ساختمان منحرف شود. ترک ها تمايل دارند از خطوط و مسيرهاي ضعيف پيروي کنند؛ به عنوان مثال، ترک ها معمولاً در پانل هاي ديواري در فصل مشترک بين بازشوهاي در و پنجره ظاهر مي شوند.

در مثال نشان داده شده در شکل 3، پي ساختمان تحت اثر ريشه هاي درخت در حال نشست است. خط مسير نيرو به صورت قطري است و ترک ها به صورت عمود بر امتداد آن در حال شکل گرفتن هستند. ترک ها همچنين خطوط ضعيف در مجاورت قاب پنجره ها را دنبال مي کنند.

در صورت امکان، مصالح ساختماني و عمر ترک ها بايستي مورد دقت و بررسي قرار گيرند. مالک يا ساکن ساختمان مي توانند اطلاعاتي در اين باره ارائه کنند. لبه ي ترک هاي قديمي اغلب هوازده اند و داخل آن ها به وسيله ي گرد و خاک و شن و ماسه و تار عنکبوت پرشده است. بعضي از آن ها عرض هاي يکسان دارند، برخي ديگر باريک شونده اند که بايد به جهت باريک شدن شان دقت شود. ترک هاي ايجاد شده به وسيله ي نيروهاي برشي تمايل دارند تکه هايي از يک لبه خود را جدا کنند (شکل 4). گاه گاهي آن ها به صورت پيش آمده تحت فشار اتفاق مي افتند (شکل 5)
اينک، فرضيه ي تعيين ارتباط بين نشانه و علت ترک خوردگي توسعه مي يابد. در اين مرحله از بررسي، معمولاً اطلاعات در دسترس جهت تشخيص کامل علت ترک خوردگي، کافي نيستند. بنابراين بهتر است يک مدل مفهومي را توسعه دهيد. اين کار به شما کمک مي کند تا بدانيد ساختمان مورد بحث چگونه رفتار مي کند و همچنين ياري تان مي کند تا راهبردي منظم جهت به جلو بردن تحقيقاتتان را گسترش دهيد. اين راهبرد همان فرايند تکرار شونده اي است که در طي بازرسي ها، بررسي و اصلاح شده است.
تصوير 6 يک مدل مفهومي را نشان مي دهد. ترک هاي بالاي نماي ساختمان عريض تر از پايين آن هستند. به عنوان پيشنهاد مي توان آزمايش نشست را براي تمام محدوده ي پي تا سقف شيرواني در نظر گرفت. همچنين شايد مرکز ساختمان تحت تأثير نيروي بالابرنده قرار داشته باشد. اين گونه مشاهدات قطعي و يقين آور نيستند. اما مي توانند براي مرحله ي بعدي مطالعه و تحقيق مؤثر باشند.

کاوش و بررسي ترک
 

مرحله ي بعد اين است که وضع موجود ترک ها را بررسي کنيد. عرض ترک ها بايد اندازه گيري شوند. مطلوب آن است که از گِيج ترک سنج مخصوص (شکل 7) در اين کار استفاده کنيد و سپس مشخصات هر ترک بر روي نقشه يا شماي ساختمان ترسيم شود (شکل 8). ويژگي هايي که بايد ثبت شوند عبارت اند از: عرض، امتداد (جهت)، نحوه ي باريک شدن، تعداد و موقعيت ترک.
در صورت امکان، قائل شدن تفاوت بين ترک هاي کششي، فشاري و برشي مفيد خواهد بود. ترکي که در سمت مقابل (پشت) ديوار قرار دارد را مي توان به صورت خط چين شکسته (خط نديد) نمايش داد. ترسيم ترک ها بر روي يک نماي کلي از ساختمان مي تواند به تعيين الگوي کلي حرکت ها کمک کند.

پايش ترک
 

پايش ترک حتي الامکان بايستي بسيار زود آغاز شود. هر چه طول دوره پايش بيشتر باشد، داده هاي بيشتري جهت تشخيص علت ايجاد ترک به دست خواهد آمد. پايش بايد در تمام مدت جمع آوري داده ها، تحقيقات و انجام عمليات تعميري و نيز فراتر از تکميل عمليات مذکور ادامه يابد تا عملکرد آن مورد تأييد باشد.

انجام پايش بسيار مهم است؛ به عنوان مثال، از مراجع محلي براي تقويت زير يک فونداسيون، ادعاي خسارت شده بود، ليکن اين ادعا معتبر نبود؛ زيرا مهندس سازه اي که اين تقويت را پيشنهاد داده بود، ترک ها را پايش نکرده بود که تشخيص دهد آيا اين ترک ها رو به گسترش هستند يا نه.
مرحله ي بعد، تصميم گيري نوع وسايل مورد استفاده در پايش ترک ها است. گِيج ترک سنج مخصوص يا «خبرچين» (Tell-Tales) يک ابزار ارزان و سهل النصب براي پايش ترک مي باشد (شکل 9). همواره مطمئن باشيد از نوع تأييد و ساخته شده طبق استاندارد ISO 9002 استفاده کنيد. شما در موقعيتي قرار داريد که اعتماد زيادي به قرائت هايتان وجود دارد. همچنين بايد مطمئن باشيد که کارهاي تعميري غيرلازم و در نتيجه، دستور کار نهايي غيرقابل اطميناني را توصيه نمي کنيد.
خبرچين ها بايد تا دقت 1 ميلي متر و قابليت درون يابي تا 0/5 ميلي متر را دارا باشند. آن ها همچنين بايد قادر به ثبت ميزان باز و بسته شدن ترک و نيز حرکات برشي قائم باشند. برخي از اين وسايل براي ترسيم امتداد و جهت حرکت و تعيين کفايت عمليات تعمير، ايده آل هستند. همچنين امکان قرائت اعداد با دوربين نقشه برداري يا دوربين دوچشمي، وقتي خبرچين در فاصله ي دوري نسبت به محل قرائت نصب شده باشد؛ بايد وجود داشته باشند.
عموماً، گيج ها بايد به گونه اي انتخاب شوند که افزايش ميزان دقت قرائت در آن ها از تا 0/1 ميلي متر توسط کوليس فراهم باشد (شکل 10). با اين روش، سرعت دوره هاي پايش؛ هنگامي که حرکت در عرض ترک را بخواهيم، افزايش مي يابد.

ترک ها معمولاً در گوشه ها در محل اتصال ديوارها به وجود مي آيند. در اين جا بايد از گيج هاي ترک سنج لولايي مطابق شکل 11 استفاده شود. اکثر گوشه هاي ديوارها دقيقاً 90 درجه نيستند ولي ترک سنج لولايي به آساني در هر کنج با هر زاويه حتي در مجاورت پنجره اي با زاويه 45 درجه جا مي گيرد. اگر اين وسايل اندازه گيري به صورت جفتي و دستي به کار روند امکان اندازه گيري حرکات ترک در سه بعد نيز فراهم مي گردد.
همان طور که در بالا اشاره شد، کوليس هاي دقيق را مي توان براي پايش دقيق تر به کار برد. يک کوليس مدرج چه دستي و چه ديجيتالي مي تواند به دقتي در حدود 0/1 ميلي متر دست يابد. فاصله بين دو نقطه ثابت شده مبنا، روي لبه هاي طرفين ترک به وسيله ي فک هاي کوليس اندازه گيري مي شود (شکل 12). از سه نقطه ي مبنا مي توان براي اندازه گيري حرکات قائم در عرض ترک استفاده نمود. نقاط مبناي نشان داده شده در شکل 12 از قرص فولادي ضد زنگ با قطر 6 ميلي متر هستند که سوراخي در وسط، آن ها را به فک هاي کوليس وصل مي کند.
منبع:ماهنامه فني – تخصصي دانش نما 175 - 174
/ن