انواع روش های مقاوم سازی ستون بتنی کدام است؟

به گزارش آگهی ساختمان : “مقاوم سازی ساختمان چیست و چرا یک ساختمان به مقاوم سازی نیاز دارد؟” در پاسخ به این سوال و به طور خلاصه می توان گفت مقاوم سازی ساختمان عبارت است از فرآیندی که در آن به دنبال بهبود عملکرد ساختمان در برابر بارهای وارده شامل بار مرده، بار زنده و بار زلزله هستیم.

مقاوم سازی یک ساختمان مسکونی جهت افزایش ظرفیت باربری تیرها، ستون ها، و یا دال بتنی و جهت تحمل بارهای زنده یا مرده اضافی که در طرح اصلی سازه در نظر گرفته نشده اند، مورد نیاز میباشد. همچنین برای کاهش تنش های ناشی از خطاهای طراحی یا اجرا و یا برای بازیابی ظرفیت بار اولیه عناصر سازه‌ای آسیب دیده نظیر ستون بتنی می توان از طرح مقاوم سازی استفاده نمود.

با گذشت زمان بحث ترمیم و مقاوم سازی ساختمان های موجود به طور روزافزون در حال گسترش است. ترمیم و مقاوم سازی ستون بتنی از جمله مسائل رایج در پروژه‌های مقاوم سازی ساختمان‌ها می باشد. در یک طرح ترمیم و مقاوم سازی به ‌دنبال افزودن و یا بازیابی مقاومت باربری نهایی ستون‌های بتن مسلح هستیم. استفاده از طرح تقویت ستون بتنی معمولا برای مقاوم ‌سازی لرزه‌ای، افزایش ظرفیت باربری ستون بتنی (بار مرده و زنده) و همچنین کاهش تنش‌های ساختمان در مقابل خطاهای طراحی و اجرا مورد استفاده قرار می گیرد.

امروزه روش‌های مقاوم‌ سازی متنوعی جهت مقاوم سازی ستون بتن آرمه ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد. این روش های مقاوم سازی شامل اجرای ژاکت بتن ‌آرمه، اجرای ژاکت فولادی، محصور سازی ستون با استفاده از کامپوزیت FRP و… می‌باشند. در این مقاله همراه تجارب شرکت مقاوم‌ سازی تکنوپل هستیم تا به نگاهی گذرا بر چگونگی مقاوم سازی ستون‌ بتنی ساختمان با استفاده از انواع روش‌های مقاوم ‌سازی داشته باشیم.

چه زمانی به مقاوم ‌سازی ستون‌های بتن‌ آرمه نیاز داریم؟

پیش از آنکه به معرفی روش‌های مقاوم سازی یک ستون بتنی بپردازیم، دلایل نیاز یک ستون به مقاوم سازی را بیان خواهیم کرد. به طور خلاصه یک ستون بتنی در شرایط زیر نیاز به طرح تقویت و مقاوم سازی خواهد داشت:

• اگر بار وارد‌ شده به ستون‌ها به دلیل افزایش تعداد طبقات و یا به دلایل دیگر مانند تغییر کاربری ساختمان افزایش پیدا کند از روش های مقاوم ‌سازی برای تقویت ستون استفاده می کنیم.
• در صورت وجود خطا در طراحی ساختمان مانند مقاومت فشاری طراحی پایین و عدم تطابق درصد و نوع آرماتور با الزامات آیین‌ نامه‌ای ، پایداری ستون در برابر بارهای وارد بر ساختمان در خطر قرار می‌گیرد. در این حالت پرداختن به تقویت ومقاوم سازی ستون یک الزام جدی است.
• زمانی‌که به ‌علت اعمال روش‌های نامناسب ساخت، ستون دارای خروج از مرکزیت بیشتر از حد مجاز بشود اعمال روش های مقاوم ‌سازی ستون بتنی ضرورت پیدا می‌کند.
• اگر اندازه بار در پی ساختمان بیشتر از حد مجاز و استاندارد بشود، لازم است تا الگوی طراحی ستون‌های سازه را تغییر دهیم.

روش‌های مقاوم سازی ستون‌های بتن مسلح کدام است؟

همانطور که در ابتدای این مقاله اشاره شد برای مقاوم‌ سازی ستون‌های بتن ‌آرمه سه تکنیک اصلی مقاوم سازی با ژاکت بتنی، مقاوم سازی با ژاکت فولادی و مقاوم سازی با کامپوزیت FRP وجود دارد.  در ادامه این بخش اشاره کوتاهی به هرکدام از این روش ها خواهیم کرد.

مقاوم سازی ستون بتنی با استفاده از روش ژاکت بتنی

تکنیک ژاکت بتنی یکی از روش های مرسوم مقاوم ‌سازی است که برای بهبود ظرفیت باربری ستون‌های بتن‌ آرمه استفاده می‌شود. در این روش پس از کاشت میلگرد در ستون بتنی و قالب بندی  و بتن ریزی مجدد، ستون بتنی مقاوم سازی می‌گردد. مراحل اجرای مقاوم سازی ستون بتنی به روش ژاکت بتنی عبارت است از:

• در ابتدای اجرای طرح مقاوم سازی و در صورت نیاز لازم است تا مقدار بارهای وارد شده بر روی ستون بتن ‌آرمه را کاهش بدهید و یا در صورت امکان باید این بارها را حذف کنید. برای اینکار از انواع جک‌های مکانیکی و یا پایه‌های اضافی نصب‌ شده در فضای مابین طبقات می توان استفاده نمود.
• در ادامه باید از سالم بودن ساختار بتن و سطح آن اطمینان داشته باشید. اگر متوجه خوردگی در آرماتورهای ستون شده‌اید لازم است تا پوشش بتن را برداشته و با استفاده از برس سیمی و یا کمپرس شن و ماسه تمام میلگردها را تمیز کنید. در ادامه لازم است تا میلگردها را با لایه‌ای از اپوکسی ضد زنگ بپوشانید تا از خوردگی آنها در آینده جلوگیری نمایید.
• کاهش بار و یا تمیز کردن آرماتورها از مراحل مقدماتی در مقاوم ‌سازی به روش ژاکت بتنی هستند. در ادامه اجرای تکینیک ژاکت بتنی لازم است تا محل کاشت میلگردها ایجاد گردد. برای این منظور در سطح بتن سوراخ‌هایی به ‌اندازه‌ی ۳ الی ۴ میلی‌متر بزرگ‌تر از قطر آرماتورها و به عمق مشخص شده در طرح مقاوم سازی باید حفر گردد.
• فاصله‌ی محل کاشت آرماتورها با استفاده از چسب کاشت میلگرد طبق اندازه‌هایی استاندارد و مطابق طرح مقاوم سازی ساختمان صورت می‌گیرد. این فاصله در هر دو جهت عمودی و افقی نباید از ۵۰ سانتی ‌متر تجاوز کند. لازم است تا تمام سوراخ‌های حفر شده را با چسپ کاشت میلگرد پایه اپوکسی پر کنید. سپس و قبل ‌از سخت شدن اپوکسی تمام آرماتورها را در داخل سوراخ‌ها قرار بدهید.
• پس از این مرحله لازم است تا سطح بتن موجود را با استفاده از ماده اپوکسی بپوشانید. این پوشش اپوکسی پیوند قوی میان بتن قدیمی و ژاکت بتنی اضافه ‌شده برقرار می‌کند.
• پس از قالی بندی ستون و قبل‌ از خشک شدن مواد اپوکسی لازم است تا بتن ریزی قسمت جدید که به عنوان ژاکت بتنی می‌شناسیم انجام شود. بتن استفاده ‌شده باید دارای انقباض کمی‌ باشد و در طرح اختلاط آن از سنگدانه‌های کوچک ماسه، سیمان و افزودنی‌های کاهنده انقباض استفاده ‌شده باشد.

پوشاندن بتن مسلح به وسیله ژاکت‌های بتنی مزایای قابل ‌توجهی مانند افزایش مقاومت خمشی و برشی و همچنین افزایش ظرفیت باربری ستون را به ‌دنبال دارد. علاوه ‌بر این چنین محصور سازی مانع از کمانش بخشهای اضافه شده خواهد شد و قابلیت شکل‌ پذیری و حتی ظرفیت تغییر شکل ستون بتنی را افزایش می‌دهد.

مقاوم سازی ستون بتنی با استفاده از روش ژاکت فولادی

پوشاندن بتن با استفاده از ژاکت فولادی یکی دیگر از روش‌های مقاوم‌ سازی است که در مواقع خاص مانند افزایش بارهای وارد شده بر ستون بدون افزایش سطح مقطع استفاده می‌شود. مراحل اجرای روش مقاوم سازی ژاکت فولادی به ‌قرار زیر است:

• برداشتن پوشش بتنی در بخش‌های آسیب دیده.
• تمیز کردن آرماتوهایی که دچار زنگ‌ زدگی و یا فرسودگی هستند. این کار به وسیله برس سیمی و یا کمپرس شن و ماسه صورت می‌گیرد.
• پوشاندن میلگردها به وسیله ترکیبات ضد زنگ مانند زینک ریچ‌ها تا از خوردگی و زنگ زدگی آنها جلوگیری به عمل آید.
• ترمیم بخش های آسیب دیده بتن با استفاده از ملات ترمیم کننده بتن.
• نصب ژاکت فولادی با اندازه و ضخامت مورد نیاز طبق طرح محاسبه ‌شده. در این مرحله نیاز به حفاری منافذی برای ریختن چسب اپوکسی داریم. چسب اپوکسی اضافه‌ شده باعث تقویت پیوند مورد نیاز میان ستون بتنی با ژاکت فولادی می‌شود.
• فضای ما بین ستون بتنی و ژاکت فولاددی با چسب اپوکسی مناسب پر خواهد شد. سخت شدن رزین اپوکسی پیوند این عضو را تقویت می‌کند.

مراحل قید شده کلیاتی عمومی از روش نصب ژاکت‌ فولادی هستند. اما در موارد خاص مانند وجود  نیروی لنگر خمشی و انتقال موفقیت‌ آمیز آن در حد فاصل طبقات سازه لازم است تا صفحات فولادی را با استفاده از پیچ و مهره و یا دیگر اتصال‌ دهنده‌های مناسب در اطراف ستون بتنی نصب نماییم.

مزایای استفاده از ژاکت‌های فولادی کدام است؟

تکنیک ژاکت فولادی از روش های مقاوم ‌سازی متداول است. اجرای طرح مقاوم سازی به روش ژاکت فولادی به‌ سادگی انجام می‌شود. در عین ‌حال نقش این پوشش فولادی به گونه‌ای است تا توان باربری و مقاومت اعضای سازه را تا حد بسیار زیادی بهبود بخشید. یکی از مزایای ویژه ژاکت فولادی این است که فضای معماری را هرگز تحت تاثیر قرار نمی‌دهد و با کمترین افزایش حجم بیشترین بازده را دارد. در مسیر اجرای این روش حجم فولاد کمی به مصرف می‌رسد و فرآیند زمانی اجرای آن کوتاه است. روش مقاوم سازیژاکت فولادی علاوه ‌بر قابلیت محصور سازی بتن از خرابی‌های بتن مانند پوسته شدن و خوردگی نیز جلوگیری می‌کند.

مقاوم ‌سازی ستون بتنی با سیستم‌ کامپوزیت تقویت‌ شده با الیاف (FRP)

مقاوم‌ سازی با FRP یکی از روش‌های مدرن در تقویت اعضای بتنی ساختمان نظیر تیر و ستون می باشد. از روش مقاوم‌ سازی با FRP می‌توانید جهت افزایش ظرفیت باربری انواع ستون‌های بتن مسلح با مقطع دایره‌ای و یا مستطیل‌ شکل استفاده کنید. هرچند این روش در ستون‌ها با مقطع دایره‌ای مؤثرتر است.

مقاوم سازی با FRP به وسیله پلیمرهای تقویت ‌شده با استفاده از انواع الیاف کربنی و یا شیشه‌ای در اطراف ستون‌های بتن مسلح انجام می‌شود. این تکنیک تقویتی به ‌طور خاص برای ستون‌های مقطع دایره‌ای بهترین است. اما برای نصب شدن بر روی ستون‌های مقطع مستطیلی شکل با محدودیت‌هایی مواجه هستند. اگر نسبت عمق به عرض ستون بزرگ‌تر از ۲ باشد و یا طول کوچک‌ترین ضلع ستون بیشتر از ۹۰۰ میلی ‌متر بشود، نمی‌توانیم از روش مقاوم ‌سازی با FRP برای تقویت ستون‌های بتن ‌آرمه استفاده کنیم.

در صورت عدم رعایت نکات ذکر شده احتمال ناکارآمدی محصور شدن ستون مستطیلی و یا مربعی ‌شکل وجود دارد. در چنین حالتی توزیع تنش غیر یکنواخت و یا تمرکز شدید تنش در گوشه‌های مقطع مستطیلی شکل منجر به شکست زود هنگام ورق تقویت‌ کننده پلیمری یا FRP خواهد شد.

در اجرای روش مقاوم ‌سازی با کامپوزیت FRP لازم است تا تمام سطح ستون بتنی را بپوشانیم. این روش بر خلاف سیستم‌های تقویت خمشی و یا برشی در تیرهای بتن مسلح است. مکانیزم عملکرد مقاوم ‌سازی با FRP در ستون‌ها به صورت غیر فعال بوده و تنها زمانی فعال می‌شود که عضو بتنی یعنی ستون تحت افزایش بار محوری قرار گیرد و دچار افزایش ابعاد در راستای افقی بشود. در این ‌صورت پوشش یکپارچه کامپوزیت های FRP مانع از گسیختگی ساختار ستون بتن ‌آرمه خواهد شد.

مزایای استفاده از تکنیک مقاوم ‌سازی با FRP کدام است؟

مقاوم‌سازی با FRP یک تکنیک مدرن است که مزایای قابل‌ توجهی نسبت به روش‌های سنتی دارد. پرداختن به این روش مقاوم‌‌سازی برای هر دو طرف قرارداد چه شرکت مقاوم‌ سازی و یا مالکان ساختمان سودمند است. به طور خلاصه مزایای روش مقاوم سازی با FRP که امروزه توسط شرکت‌های مقاوم سازی مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از:

• الیاف کربن و فیبر شیشه مورد استفاده در کامپوزیت‌های FRP دارای ضخامت بسیار پایین و منعطف هستند. بنابراین روش مقاوم سازی با FRP مناسب سطوح دارای انحنا مانند ستون های بتنی می باشد.
• در کنار قیمت مناسب جهت خرید الیاف کربن، نسبت مقاومت به وزن الیاف کربن حدود ۱۰ برابر فولاد است.
• حمل‌ و نقل الیاف FRP به نسبت ورق‌های فولادی ساده‌تر است و مراحل اجرایی آنها با سرعت بیشتری صورت می‌گیرد.
• به علت ضخامت پایین الیاف کربن و شیشه استفاده از روش مقاوم سازی با FRP کمترین تغییر را در معماری ساختمان خواهد داشت.

چگونه بهترین روش مقاوم سازی ستون بتنی را انتخاب کنیم؟

در این بخش و پس از پاسخ به دو سوال “چرا باید یک ستون را مقاوم سازی کنیم؟” و “روش های مقاوم سازی ستون بتنی کدام است؟” به چگونگی انتخاب بهترین روش مقاوم سازی ستون بتنی اشاره کوتاهی می کنیم. هر سه روش مقاوم سازی اشاره شده در بالا دارای محاسن و معایب مختص به خود می باشد.

بنابراین انتخاب این راهکارها نیاز به ارزیابی کامل سازه و همچنین داشتن مهارت کافی برای اجرای درست آنها دارد. شرکت مقاوم‌سازی تکنوپل از جمله گروه‌های فعال در زمینه مقاوم‌ سازی سازه است که می‌تواند به شما در انتخاب صحیح روش مقاوم سازی و اجرای آن مشاوره‌های لازم را ارائه نماید.  شرکت مقاوم‌‌سازی تکنوپل با داشتن کارشناسان فنی با تجربه روش های مقاوم سازی متنوعی همچون مقاوم سازی با FRP را جهت مقاوم‌سازی انواع ساختمانهی مسکونی و غیر مسکونی ارائه می‌کند. همچنین شرکت تکنوپل در راستای تامین نیازهای کشور، اقدام به تولید و ارائه انواع الیاف کربن و شیشه تک جهته و دو جهته و همچنین چسب و رزین FRP نموده است. کارفرمایان و پیمانکاران محترم می‌توانند جهت اطلاع از هزینه ترمیم و مقاوم سازی ساختمان ، به وب‌سایت شرکت مقاوم‌سازی تکنوپل به آدرس www.technopol.ir مراجعه نمایند.

توجه : این مطلب آگهی تبلیغات، یک تبلیغ رپورتاژ بوده و اویم شاهانه در محتوا و محصولات آن هیچگونه نظری و مسئولیتی ندارد.