بتن یکی از پرکاربردترین متریال در صنعت ساخت و ساز است. استفاده از بتن در ساختمان ها و سازه ها نیاز به مقاوم سازی دارد. مقاوم سازی بتن را میتوان به روش های مختلفی انجام داد. در واقع با تقویت استحکام سازه و طول عمر آن افزایش می یابد. گاهی ممکن است یک سازه به دلیل تغییر کاربری یا افزایش تعداد طبقات نیاز به مقاوم سازی داشته باشد. امروزه مقاوم سازی بتن به دلیل نیاز به افزایش ظرفیت باربری برای تحمل بار، مشکلات اجرا، اصلاح خطاهای طراحی سازه و تغییرات کاربری مورد توجه مهندسین قرار گرفته است. ژاکت بتنی، ژاکت فولادی، دیوار برشی، جداسازها و کامپوزیت‌های frp از راه های مقاوم سازی ساختمان های بتنی محسوب می شوند. در این مقاله از آشیان پی به بررسی بعضی از روش های مقاوم سازی بتن می پردازیم.
مقاوم سازی سازه های بتنی
وجود خطا در حین طراحی و ساخت، از بین رفتن تمام یا بخشی از سازه در اثر سایش میلگردهای فلزی و تغییر کاربری ساختمان از دلایل اصلی نیاز به مقاوم سازی سازه های بتنی است. در نقاطی به دلایل مختلف کیفیت ساخت پایین است که شرایط نامناسبی را در سازه ایجاد می کند و مقاوم سازی سازه های بتنی را ضروری می کند. علاوه بر این، برخی از ساختمان ها قبل از قانون جدید مقاوم سازی ساخته شده اند و با توجه به ضعف اطلاعات اجرایی، مشمول مقاوم سازی می شوند. آرماتور گذاری ضعیف منجر به کاهش ظرفیت های تغییر مکانی جانبی و استهلاک انرژی می شود؛ که در نهایت منجر به فرسودگی سازه، کاهش مقاومت بتن و در نهایت فروریختن ساختمان می شود. انتخاب هر روشی برای مقاوم سازی سازه های بتنی یکی از دغدغه های مهندسین ساختمان می باشد که پس از تعیین مقاومت ساختمان و با در نظر گرفتن موقعیت سازه و پارامترهای موثر در مقاوم سازی سازه های بتنی می توان آن را انتخاب کرد.
سازه های بتنی
با توجه به اینکه درصد بسیار زیادی از فرآیند ساخت سازه های بتنی مانند: فونداسیون ها ، تیرها ، دال‌ها ، ستون ها و دیوارهای برشی توسط نیروی انسانی و عوامل در کارگاه انجام می شود، کنترل کیفیت بسیار مشکل است. در ساختمان های بتنی فقط میلگردهای سازه مورد نظر در کارخانه تولید می شود و می توان از رعایت پروسه تولید و رعایت استانداردهای لازم مطمئن بود. اما سایر مراحل ساخت، اگرچه بتن مورد نیاز پروژه از کارخانه های بتن تهیه می شود، اما با توجه به اینکه تمامی کارخانه های بتنی در تهیه و تولید بتن با کیفیت، به سختی می توانند استانداردهای لازم را رعایت کنند.
همچنین کیفیت بتن مختص تولید بتن نبوده و مراحل حمل و تخلیه و عمل آوری و جا انداختن آن و حتی کیورینگ و مواظبت و نگهداری از آن در بدست آوردن بتنی مرغوب در سازه اجرا شده نقش مهمی را دارا می باشد. در نتیجه امکان ایجاد خطا در کار، کیفیت پایین اجرا و عدم اجرای صحیح بتن می تواند مشکلات زیادی را در سازه بتنی ایجاد کند. اگر مقاومت فشاری مورد نیاز در بتن تولیدی تامین نشود، باعث روی آوردن عوامل اجرایی کارفرما به مقاوم سازی بتن در سازه های بتنی می گردد. بنابراین مقاوم سازی سازه های بتنی یا مقاوم سازی بتن به دلیل حضور عوامل انسانی در فرآیند ساخت بسیار مهمتر از مقاوم سازی سازه های فولادی است؛ و مهم تر از آن، روش بهسازی و مقاوم سازی سازه بتنی پیچیده تر است.
دلیل مقاوم سازی سازه‌های بتنی چیست؟
- خطاهایی در طراحی و اجرا وجود دارد.
- آسیب به بخشی از سازه در اثر استفاده از میلگردهای فولادی
- تغییرات در کاربری سازه
- در برخی موارد کیفیت ساخت بنا به دلایلی افت می کند و مشکل ایجاد می کند و لازم است بتن تقویت شود.
همانطور که می دانید مقاوم سازی بتن بسیار حساس و دقیق است، بنابراین این کار را نمی توان به آماتورها واگذار کرد و باید توسط مهندسان حرفه ای انجام شود. شرکت مقاوم سازی آشیان پی یکی از معتبرترین شرکت های ارائه دهنده خدمات مقاوم سازی سازه است. آشیان پی دارای سابقه ای بیش از چند دهه در زمینه مقاوم سازی با FRP و… است. برای دریافت مشاوره در زمینه خدمات مهندسی و روش های مختلف مقاوم سازی ساختمان با واحد مهندسی آشیان پی تماس بگیرید.
انواع روش های مقاوم سازی سازه های بتنی
- مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از افزودن دیوار برشی پرکننده (ADDING INFILL SHEAR WALL)
- مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از افزودن دیوار برشی (ADDING SHEAR WALL)
- مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از سیستم جدا ساز پایه (BASE ISOLATION)
- مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از کاهش جرم سازه (MASS REDUCTION)
- مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از کامپوزیت های پلیمری FRP
- مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از روش ژاکت بتنی
- مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از روش ژاکت فولادی
- مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از روش ژاکت فولادی
- مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از دیوار برشی
مقاوم سازی بتن بسیار آسیب دیده
در مواردی که وضعیت بتن موجود بسیار نامناسب بوده و نمی‌توان برای بارگذاری موجود از روش‌های تزریقی آن را ترمیم کرد استفاده از ژاکت بتنی برای مقطع پیشنهاد می شود.
- سیستم تکیه گاهی مناسب برای سازه فراهم میشود.
- بتن ضعیف برداشته شده
- سطوح موجود و زنگ زدگی فولاد پاک میشود.
- در نواحی آسیب دیده، مواد زینک ریچ اپوکسی اعمال می گردد.
- آرماتورهای جدید جایگزین آرماتورهای با خوردگی بالا میشود.
- قالب بندی مورد نیاز فراهم شده
- لایه چسبنده پلیمری بین بتن جدید و قدیمی اجرا میشود
- بتن ریزی به ضخامت، رده و کارایی مورد نیاز (فراهم شده با افزودنی‌های روان‌کننده) انجام میشود.
مقاوم سازی با ژاکت بتنی
ژاکت بتنی یکی از تکنیک های تاثیرگذار در مقاوم سازی و بهسازی سازه ها و ساختمان ها می باشد. با گذشت زمان ساختمانها دچار فرسودگی در بخش های مختلف همچون ستون ها و تیرها و.. میشود که این امر باعث افزایش آسیب پذیری ساختمان در برابر نیروهای جنابی همچون باد و زلزله میگردد.علاوه بر افزایش طول عمر ساختمان ، دلایلی دیگری همچون اشتباهات در طراحی و اجرا ، تخریب شدن ستون بتنی در اثر ضربه و واکنش های شیمیایی را می توان نام برد.ممکن است سازه یا ساختمان ش.ما نیاز به مقاوم سازی داشته باشد. درادامه به بررسی تخصصی و جامع ژاکت های بتنی و تاثیر آن در مقاوم سازی ساختمان خواهیم پرداخت.
ژاکت بتنی چیست وچه کاربردی دارد؟
ژاکت بتنی یک سیستم تقویت سازه است که به منظور افزایش استحکام و مقاومت بتن در برابر فشار، کشش، یا زلزله ها استفاده میشود. این سیستم شامل قرار دادن ژاکت‌های پیش‌تنیده (prestressed) از جنس فولاد یا مواد کامپوزیت حاوی فیبر به دور قسمت‌های حساس سازه می‌باشد. هدف از استفاده از ژاکت بتنی، تقویت و بهبود کارایی سازه در مقابل نیروهای خارجی می‌باشد. این سیستم به ویژه در مواجهه با زلزله‌ها و تغییرات حرارتی مؤثر است، زیرا قابلیت انعطاف و مقاومت بالایی در برابر تغییرات دما و نیروهای دینامیکی دارد. از طریق تنظیم تنش‌ها و استحکام‌های بتن با ژاکت بتنی، میتوان بهبودهای چشمگیری در عملکرد سازه‌ها حاصل کرد و مقاومت آنها را به طور قابل توجهی افزایش داد.
تقویت ستون بتنی با ژاکت بتنی
تقویت ستون‌های بتنی با بهره‌گیری از ژاکت بتنی یکی از راهکارهای متداول در بهبود سازه‌های بتنی است. در این روش، ستون‌هایی که تحت نیروی محوری و گاهاً نیروهای برشی و لنگر خمشی قرار دارند، با استفاده از ژاکت بتنی تقویت می‌شوند. این ژاکت شامل لایه‌هایی از بتن، میلگردهای طولی، و خاموت‌های بسته است. با افزایش ضخامت ژاکت، مقاومت خمشی و برشی ستون افزایش می‌یابد، اما در صورت ضخامت کم، تأثیر قابل ملاحظه‌ای نخواهد داشت. همچنین، این روش منجر به افزایش ابعاد ستون و افزایش وزن ساختمان میشود.
با اعمال جزئیات مناسب، میتوان مقاومت خمشی ستون‌ها را بهبود بخشید. در این راستا، ژاکت‌های فولادی مستطیلی و مربعی به تنهایی کاربرد زیادی در تقویت ستون‌ها ندارند و تأثیر اصلی آنها بر افزایش مقاومت برشی است. برای بهبود رفتار خمشی ژاکت‌های فولادی، معمولاً از سخت‌کننده در ارتفاع ستون استفاده میشود. این سخت‌کننده باعث محدود کردن تورم ژاکت فولادی و پیشگیری از تغییر ابعاد آن میشود.
لازم به ذکر است که هر روش تقویت دارای مزایا، معایب، و محدودیت‌های خود است و انتخاب بهترین راهکار بستگی به ویژگی‌های خاص هر پروژه دارد.
اجرای ژاکت بتنی برای مقاوم سازی:
مباحث فنی مقاوم‌سازی ستون‌ها با ژاکت بتنی از زوایای متعددی قابل بررسی هستند. در این روند، ابتدا ستون‌های مورد نظر تحلیل شده و بارهای استاتیک و دینامیکی آنها ارزیابی می‌شوند. این ارزیابی شامل بررسی عملکرد ستون‌ها در مواقع زلزله و شرایط خاص میشود.
- پس از ارزیابی، طراحی دقیق ژاکت بتنی به منظور تقویت ستون‌ها انجام میشود. در این مرحله، ابعاد، ضخامت و شکل ژاکت بر اساس نیازهای ستون‌ها مشخص می‌شوند. همچنین، مواد بتنی با خواص مکانیکی مناسب و توانایی چسبندگی با سطح ستون انتخاب می‌شوند.
- پس از طراحی، سطح ستون آماده میشود. این شامل تراشکاری، شناسایی و تعمیر مناطق آسیب‌دیده و ایجاد سطحی مناسب برای نصب ژاکت بتنی است.
- نصب ژاکت بتنی به دقت انجام میشود. این ژاکت با استفاده از اتصالات محکم به ستون اتصال داده میشود تا از تقویت بیشتری برخوردار شود.
- در مرحله بعد، بتن تقویتی در فضای میان ژاکت و ستون تزریق میشود. این بتن با خواص مکانیکی مناسب، علاوه بر تثبیت ژاکت، مقاومت ستون را افزایش می‌دهد.
- نهایتاً، پس از تزریق بتن، فشار اعمالی به دقت کنترل میشود تا تراکم مطلوب ایجاد شود و بتن به طور کامل خشک شود تا مقاومت و عمر مفید ستون‌ها بهبود یابد. توجه داشته باشید که جزئیات فنی در هر مرحله با توجه به نیازهای سازه و شرایط محیطی تغییر می‌کند.
نکات و ضوابط اجرایی مقاوم سازی با ژاکت بتنی:
اجرای مقاوم‌سازی با ژاکت بتنی یک فرآیند تخصصی است که نیازمند برنامه‌ریزی دقیق و توجه به جزئیات فنی است. در این روند، از بررسی دقیق ستون‌ها برای تشخیص ضعف‌ها و نیازهای تعمیراتی آغاز میشود. مواد باکیفیت، همکاری با تیم‌های اجرایی و نگهداری از محیط کار نیز از اهمیت ویژه برخوردار هستند.
“برای انجام فرآیند مقاوم‌سازی ستون با استفاده از ژاکت بتنی، لازم است که از تخصص و توانمندی افراد متخصص در این زمینه بهره گرفته شود. اگر روکش بتنی دارای ضخامت کم باشد، بهترین روش اجرایی برای این فرآیند از روش بتن‌پاشی استفاده است. اهمیت ویژه دارد که ارتفاع قالب‌ها به گونه‌ای باشد که در هر مرحله از بتن‌ریزی، تراکم بهینه و بدون مشکلات امکان‌پذیر باشد. به خصوص در بخش فوقانی زیر سقف که یکی از حساس‌ترین نقاط بتن‌ریزی است، این فرآیند باید با دقت و حساسیت کامل انجام شود. در این مرحله، رعایت تمام مقررات نامه بتن ایران الزامی است.
ضمناً، مقاومت مصالح جدید باید بیشتر از مقاومت مصالح قدیم باشد. فاصله محور به محور خاموت‌ها نباید از ۲۰۰ میلیمتر بیشتر باشد. حداکثر قطر خاموت ۱ میلیمتر و حداقل ۸ میلیمتر باشد، و زاویه خم انتهای آنها باید ۱۳۵ درجه باشد. حداقل ضخامت روکش بتنی نیز باید ۱۰۰ میلیمتر باشد. همچنین، برای ستون‌هایی که به آرماتور اضافی احتیاج ندارند، استفاده از چهار آرماتور طولی با قطر ۱۶ سانتیمتر بسیار ضروری است.”
مزایا و معایب مقاوم سازی با ژاکت بتنی چیست؟
استفاده از ژاکت بتنی یکی از راه‌های مؤثر در افزایش استحکام و دوام ساختمان‌های بتنی است. این روش شامل میلگردهای طولی و لایه‌های بتنی مقاوم میشود که نقش حیاتی در افزایش قدرت سازه دارند. اجرای این روش می‌تواند به بهبود مقاومت خمشی و برشی ستون‌ها و تیرهای ساختمان کمک کند.
هرچند این روش دارای مزایا و معایبی است. از جمله مزایا میتوان به مقاوم‌سازی یکنواخت و عدم نیاز به پوشش ضد آتش اشاره کرد. اما اجرای ژاکت بتنی ممکن است منجر به افزایش ابعاد ستون شود که به علاوه از مسائل معماری، وزن کل ساختمان را نیز افزایش می‌دهد.
از نظر معایب، افزایش وزن ساختمان نیز می‌تواند تأثیرات منفی بر برخی از سازه‌ها داشته باشد. همچنین، این روش ممکن است با محدودیت‌هایی مواجه شود که به موقعیت خاص سازه و بودجه مقاوم‌سازی بستگی دارد.
در کل، انتخاب این روش نیازمند ارزیابی دقیق نیازها و محدودیت‌های هر پروژه است و باید با توجه به این عوامل تصمیم‌گیری شود.
سخن پایانی
مقاوم سازی ساختمان های بتنی با استفاده از کامپوزیت های FRP یکی از روش های جدید مقاوم سازی است که جایگزین روش های قدیمی مانند ژاکت های فولادی یا بتنی شده است. تعداد پروژه های کاربردی مقاوم سازی شده با FRP در دهه گذشته به طور قابل توجهی افزایش یافته است. از پوشش های FRP برای تقویت سازه های بنایی، چوبی، فولادی و چدنی نیز استفاده می شود. در اروپا سیستم های FRP به عنوان جایگزین صفحات فولادی مورد استفاده قرار می گیرد.
برای اطلاع از هزینه ترمیم و مقاوم سازی سازه های بتنی، کارفرمایان، پیمانکاران و مجریان محترم می‌توانند با شماره های سایت آشیان پی تماس بگیرند. شرکت مقاوم سازی آشیان پی به عنوان یکی از بزرگترین تامین کنندگان مصالح مورد نیاز تعمیر و مقاوم سازی انواع سازه ها در کشور در حال فعالیت است.
