اجرای مقاوم سازی تیر، ستون ، دال و دیوار برشی سازه های بتنی و بتن با روش الیاف CFRP

اجرای مقاوم سازی تیر، ستون ، دال ودیوار برشی سازه های بتنی و بتن با روش الیاف CFRP

مقاوم سازی ، تقویت یا بهسازی به معنی افزایش مشخصات سازه از منظرباربری سازه ای می باشد. سازه ها و ساختمان های موجود و احداث شده بنایی و یا فلزیو بتنی  بنا به دلایل مختلف می توانندنیازمند مقاومسازی و تقویت باشند. از جمله این دلایل می توان به مواردیدر ذیل اشاره کرد.

·       افزایش عمر بهره برداری

·       مشکلات اجرایی مانند کیفیت پایین مصالح و اشتباهساخت

·       افزایش طبقات

·       افزایش باربری به علت تغییر کاربری

·       تخریب و آسیب به علت سیل ،زلزله یا حریق

·       تغییر آیین نامه ها

·       عدم تطابق مشخصات ساخت با دتایل و مشخصات طراحی

·       ...

از این رو سازه های مختلف تازه ساخت یا قدیمی میتوانند نیازمند مقاوم سازی و تقویت باشند. در حال حاضر روش های مختلفی برایتقویت و مقاوم سازی سازه های بتنی و یا بنایی وجود دارد که هریک بسته به شرایطمختلف می توانند موثر و کارآمد باشند. از جمله شرایط موثر در گزینش روش مقاوم سازی می تواند به موارد ذیل اشاره کرد.

·       مشکل ایجاد شده و انتظارات از فرآیند مقاوم سازی

·       شرایط محیطی

·       محدودیت هایا جرایی و دسترسی

·       ابعاد و شرایط کار

·       نیروی تخصصی و متریال در دسترس

·       محدودیت های معماری در فرآیند مقاوم سازی

·       اکسپوز یا اکسپوز نبودن عضو موضوع مقاوم سازی وتقویت

·       مباحث اقتصادی

·       نوع و کاربری عضو موضوع مقاوم سازی

·       نوع بار وارد بر عضو موضوع مقاوم سازی

·       ...

در این چارچوب هر کی از روش ها می توانند در زمانو مکان مناسب موثر و کارآمد باشند. برخی از روش های مقاوم سازی به شرح ذیل می باشند.

·       مقاوم سازی با الیاف FRP

·       مقاوم سازی با ژاکت فلزی

·       مقاوم سازی با افزایش ابعاد عضو

·       مقاوم سازی با ژاکت بتنی

·       مقاوم سازی با اضافه نمودن المان های سازه ای

·       مقاوم سازی با کاشت میلگرد و اجرای لایه باربر

·       مقاوم سازی با تزریق رزین اپوکسی

·       ...

بدیهی است که یک فرآیند بهینه مقاوم سازی نیازمندطراحی می باشد. بنابراین کارفرما پس از بروز مشکل با مراجعه به طراح نسبت به گزینشبهترین و اقتصادی ترین روش مقاوم سازی اقدام می نماید.

سپس می بایست اجرای آن با استفاده از پیمانکارتخصصی صورت پذیرد.

پیوست یک : مقاوم سازی ستون با استفاده از روكش بتني (Concrete jacket)

روكش بتني شامل لایهاي از بتن، ميلگردهاي طولي و خاموت هاي بسته مي باشد. روكش بتني مقاومت خمشي وبرشي ستون را افزايش مي دهد و افزايش شكل پذيري ستون در اين حالت كاملاً مشهوداست.

روكش بتن آرمه در مواردي كه ميزانشدت آسيب هاي وارده به ستون زياد باشد و يا ستون از ظرفيت كافي در برابر نيروهايجانبي برخوردار نباشد، بكار گرفته ميشود.

روكش بتني بسته به شرايط مي توانددور تا دور ستون و يا در يك وجه آن اجرا شود.مناسب بودن طرح روكش بتني به پيوستگيآن با عضو بستگي دارد

اگر ضخامت روكش بتني كم باشد، افزايشسختي در ستون مقاوم سازي شده محسوس نمي باشد.

روكش بتني باعث افز ايش ابعاد ستونمي گردد كه علاوه بر مسائل معماري، وزن ساختمان را نيز افزايش ميدهد.

روكش بتن آرمه در مواردي كه ميزانشدت آسيب هاي وارده به ستون زياد باشد و يا ستون از ظرفيت كافي در برابر نيروهايجانبي برخوردار نباشد، بكار گرفته ميشود.

روكش بتني بسته به شرايط مي توانددور تا دور ستون و يا در يك وجه آن اجرا شود.مناسب بودن طرح روكش بتني به پيوستگيآن با عضو بستگي دارد

اگر ضخامت روكش بتني كم باشد، افزايشسختي در ستون مقاوم سازي شده محسوس نمي باشد.

روكش بتني باعث افز ايش ابعاد ستونمي گردد كه علاوه بر مسائل معماري، وزن ساختمان را نيز افزايش ميدهد.

مزایای  استفاده از ژاکت بتنی

1. امکان اصلاح همزمان کليه مشکلاتسختي و مقاومتي در قابهاي بتني

2. اصلاح اتصالات در قابها

3. امکان اصلاح باربري ثقلي ستونها

4. سهولت ايجاد پيوستگي بين اعضا

5. عدم نياز به پوشش ضد حريق

6. دخالت ناچيز در معمار

 معایب استفاده از ژاکت بتنی

1. افزايش وزن قابل توجه در سازه

2. افزايش ابعاد تير و ستونها و کاهشفضاي مفيد

3. زمان زياد براي اجراي طرح

4. هزينه نسبتا زياد

5. نياز به قالب بندي و عملياتاجرايي متعدد

پیوست : نحوه ی اجرای ژاکت فولادی

استفاده از ژاکت فولادی روشی برای مقاوم سازی سازهها بتنی است که نحوه ی اجرای آن بر حسب نیاز به سه روش دورپیچ ،نواری یا موضعی انجاممیگیرد .

ژاکت فولادی ضمن عدم افزایش وزن قابل توجه بر رویسازه سبب افزایش شکل پذیری و مقاومت سازه می گردد . این ورقه ها می توانند خرد شدگیبتن را در تیرها و ستونها با ایجاد محصور شدگی به تاخیر اندازند و باعث افزایش مقاومتفشاری آنها گردند .

یکی دیگر از موارد استفاده مرسوم از ژاکت فولادی درستون های ضعیف سازه می باشد که فاقد آرماتورهای کافی هستند , در این موارد استفادهاز ژاکت فولادی ضمن افزایش مقاومت برشی و خمشی ستون ها با ایجاد محصور شدگی مقاومتفشاری بتن را نیز افزایش می دهد و از کمانش آرماتورهای طولی نیز جلوگیری می کند .

کابرد روش مقاوم سازی با ژاکت فولادی :

1-مقاوم سازی المان های سازه های بتنی اعم از : ستونها , تیرها و ...

2-استقاده از ژاکت فولادی به عوان یک روش کلی برایمقاوم سازی ساختمان

3- افزایش مقاومت برشی المان های سازه

4-محصور سازی بتن ها

4-افزایش سختی جانبی سازه تا حدی

5-افزایش مقاومت خمشی المان های سازه

مزایای مقاوم سازی با ژاکت فولادی :

1-افزایش شدید مقاومت مورد نیاز در عضو مورد نظر

2- مقاوم سازی با ژاکت فولادی در یک بخش یا طبقه امکانپذیر است و نیاز به مقاوم سازی یه المان از کف ( فونداسیون) تا طبقه ی مورد نظر نیست.

3-عدم ایجاد مشکلات معماری نسبت به ژاکت بتنی کمتراست بدلیل عدم تغییر در ابعاد و در نتیجه عدم تغییر در فواصل و فضای مورد نیاز معماری

4-سهولت در اجرا نسبت به مقاوم سازی با ژاکت بتنی

5-گزینه ی مناسب برای محصور کردن بتن در ستون ها

6-در مقاوم سازی با ژاکت فولادی بر خلاف ژاکت بتنی نیاز به قالب بندینیست .

7-در مقاوم سازی با ژاکت فولادی امکان اصلاح اغلبمشکلات سازه ای در قاب های بتنی وجود دارد

معایب مقاوم سازی با ژاکت فولادی :

1-استفاده از ژاکت فولادی در مقاوم سازی بدلیل عدممقاومت در برابر آتش سوزی نیاز به اعمال پوشش ضد حریق دارد که سبب افزایش هزینه هامی شود .

2-در صورت نیاز به افزایش مقاومت خمشی و برشی اجرایعملیات متعدد کاشت آرماتور و جوشکاری زمان زیادی می برد .

3-در مقاوم سازی با ژاکت فولادی امکان اصلاح بعضیاز اتصالات در قاب ها وجود ندارد .

4-مقاوم سازی با ژاکت فولادی نیاز به تزریف حجم زیادیگروت دارد .

5-با اینکه مصالح و متریال مقاوم سازی با ژاکت فولادینسبت به سایر روش ارزان تر می باشد , اما هزینه ی اجرایی بالایی دارد .

6-ژاکت فولادی مستد زنگ زدگی و خوردگی می باشد .

پیوست : مقاوم‌سازی با FRP

FRP چیست ؟

اینکلمه اختصاریFiber Reinforced Polymer or Plastic   می­باشد. «FRP نوعی ماده کامپوزیت متشکل از دو بخشفیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله یک ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطه شده­اند». «فیبرهای تشکیل‌دهنده  می­توانند در یک راستا یا دو راستای عمود برهمقرار داشته باشند. به طور کلی FRPها به دو شکل وجود دارند: ورقه­­های FRP به صورت ارتوتروپیک یا شبه ایزوتروپیک بودهیعنی مدول الاستیسیته آن در جهت قرارگیری فیبر با جهات عمود بر آن متفاوت است. پوشش­هایFRPعمدتاً برای بهسازی رفتار سازه­های موجود یا تعمیر خرابی­های ایجاد شده در اثرخستگی، خوردگی، فرسودگی و ... در سازه­های موجود به کار می­روند. این پوشش به وجهخارجی عضو بتن می­چسبد. نسبت وزن به مقاومت این مواد ۵۰ برابر بتن و ۱۸ برابرفولاد می­باشد. انواع کامپوزیت­های پلیمری FRP  متداول در مهندسی عمران عبارتند از الیاف کربن CFRP،الیاف شیشه GFRP و الیاف آرامید. از محاسن کامپوزیت­هایپلیمری FRP می­توان به وزن کم، انعطاف­پذیری بالا، راحتی در جابجایی، سرعتعمل بالا، برشکاری در قطعات دلخواه، سادگی اجرا و امکان تقویت به صورت خارجی و ازمعایب آن می­توان به آسیب پذیری در مقابل آتش­سوزی و کم­تجربگی مشاوران وپیمانکاران اشاره نمود».

دوام بالا، سبک وزن بودن، مقاومت مشخصه ومدول بالای برخی از نمونه­های آن، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر شرایطمحیطی و ترکیبات شیمیایی، نفوذ ناپذیری مغناطیسی، مقاومت در برابر ضربه، ضخامت کم،حمل‌ونقل آسان به دلیل وزن کم، اجرای ساده ورقه­ها، توجیه اقتصادی برای تقویت وترمیم پروژه­های سنگین به عنوان مثال پلها، از جمله مزایای استفاده از FRP در سازه­های بتن آرمه می­باشد.

به طورکلی عملکرد یک کامپوزیت بستگی بهعوامل مختلفی از جمله مواد سازنده آن، نسبت مواد سازنده آن، ظرفیت باربری فیبر یاالیاف تقویتی و نحوه­ی قرارگیری آنها و همینطور رفتار توأم سازنده با یکدیگر دارد.عملکرد فیبر تقویتی نیز  تحت تأثیر عواملیچون جهت قرارگیری الیاف، طول فیبر، شکل آن،ترکیب آن با ماتریس و رزین و چسبندگی بینآن دو و جنس الیاف قرار دارد.

دسترسی به مطالب مرتبط :

اسکن میلگرد و یا آرماتور در بتن ، روان کننده بتن ، افزودنی های بتن ، گروت چیست ، گروت اپوکسی ، ترمیم کننده بتن ، ترمیم بتن ، فوق روان کننده بتن ، افزودنی بتن ، مقاوم سازی بتن ، تعمیر بتن ، بتن ریزی در هوای گرم ، بتن ریزی در هوای سرد ، عمل آوردن بتن ، ماستیک پلی یورتان ، کف پوش اپوکسی ، واتراستاپ بتن ،ژل میکروسیلیس ، آب بندی استخر ، محصولات کلینیک بتن ایران ، پودر میکروسیلیس ، انواع ترک های بتن ( انواع ترک خوردگیبتن ) ، خمیر یا چسب کاشت میلگرد و آرماتور ، فوق روان کننده پلی کربوکسیلات بتن ،  چسب بتن ، الیاف بتن ، آب بندی بتن ، مدت زمان مجاز حمل بتن ، آزمایش های غیرمخرب بتن ، عمل آوری بتن با بخار ، آزمایش چکش اشمیت ، مزایای کف پوش اپوکسی ، انواع مصالح ترمیم بتن ، چسب بتن اپوکسی ، مقاوم سازی با الیاف FRP ، انواع روش کیورینگ بتن ، طرح اختلاط بتن ، نکات اجرایی بتن حجیم ، وزن مخصوص ماستیک پلی یورتان ، وزن مخصوص گروت اپوکسی و استاندارد اجرا ، اثرات هوای گرم بر بتن ریزی ، آزمایش هافسل بتن ، آزمایش التراسونیک بتن ، آزمایش ذوب و یخ بتن ، آزمایش کربناتاسیون بتن ، آزمایش نفوذ یون کلر ، اسکن بتن ، ترمیم تیر بتنی ، اسکن میلگرد در بتن ، کیورینگ بتن ، تراکم بتن ، کارایی بتن ، مقالات به روز مهندسی عمران ،