امروزه سازه ها نسبت به گذشته تغییرات بسیاری داشته است. می توان گفت که استفاده از مصالح جدید و نوین، سیستم ساخت و ساز را به صورت کلی عوض کرده است. بسیاری از مهندسان به دنبال راهی برای افزایش باربری و هم چنین ایمنی سازه هستند و در پی آن از راه های بسیار خاصی نیز استفاده می نمایند. لازم به ذکر می باشد که بسیاری از سازه های قدیمی و یا حتی سازه های جدید، به دلیل ضعف در طراحی و ضعف در اجرا از ایمنی مطلوبی برخوردار نیستند و به مقاوم سازی سازه نیاز دارند. در این مقاله از وب سایت آرین تیس به بررسی مقاوم سازی سازه ها و راه های مقاوم سازی آن ها می پردازیم، بنابراین برای کسب اطلاعات بیشتر تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

مقاوم سازی ساختمان امروزه بسیار پر کاربرد است. مقاوم سازی ساختمان به معنای بهبود ساز و کار و عمل کرد سازه به کار می رود که در این صورت المان های اساسی سازه ایی را مقاوم سازی می کنند. برای انجام مقاوم سازی ساختمان روش های مختلفی وجود دارد که از آن می توان به صورت زیر نام برد:

1. مقاوم سازی با الیاف frp
2. کاشت میلگرد
3. مقاوم سازی با ژاکت فولادی
4. مقاوم سازی با ژاکت بتنی

یکی از روش های مرسوم در مقاوم سازی سازه های بتنی استفاده از ژاکت بتنی می باشد در این روش المان های ضعیف مانند تیر، ستون، دیوار برشی و حتی فونداسیون با اضافه کردن میلگردهای اصلی و اجراء برش گیر های فولادی و قالب بندی و اجرای بتن ریزی مجدد مقاوم سازی می گردند.

مزیت این روش نسبت به دیگر روش های مقاوم سازی ساختمان گستردگی استفاده از آن در همه بخش های سازه می باشد. که در ادامه در مورد مقاوم سازی با ژاکت بتنی بیشتر توضیح داده شده است . به طور مثال مقاوم سازی فونداسیون را نمی توان با ژاکت فولادی انجام داد. یا به ندرت می توان در مقاوم سازی دیوار برشی از روش ژاکت فولادی استفاده کرد. اما به طور معمول ژاکت بتنی را در مقاوم سازی دیوارهای برشی استفاده می نمایند.

دیوار های برشی نقش بسیار مهمی در تعیین سختی و بالا بردن مقاومت سازه و پایداری آن در برابر بارهای جانبی دارد به دلیل آن که وزن مرده آن کم می باشد استفاده از آن در سازه های بتنی و طراحی آن ها بسیار مهم است.

برای مقاوم سازی سازه های بتنی می توان از روش های متعددی مانند :کاشت میلگرد،مقاوم سازی با frp و ... استفاده کرد. در این مقاله به صورت مفصل به مقاوم سازی سازه های بتنی با استفاده از روش ژاکت بتنی می پردازیم بنابراین تا انتهای مقاله با وب سایت آرین تیس همراه باشید.

ژاکت بتنی چیست؟

در واقع ژاکت بتنی یک روکش برای عضو بتنی می باشد که از میلگرد های فولادی و بتن تشکیل شده است. برای اجرای ژاکت بتنی ابتدا شبکه ای از میلگرد ها را بر روی عضو قدیمی آرماتور بندی می کنند و سپس بعد از قالب بندی آن را بتن ریزی می کنند. ژاکت بتنی مقاومت خمشی و برشی ستون را افزایش می دهد و افزایش شکل پذیری ستون در این حالت کاملاً مشهود می باشد.

سازه های بتنی به دلیل آن که بتن ساختار ترد شکن دارد، شکل پذیری آن ها تقریبا کم می باشد که برای آن که شکل پذیری آن را بهبود ببخشند از آرماتور استفاده می کنند. حال ممکن است در زمان اجرا مشکلات متعددی پدید بیاید که سازه به مقاوم سازی نیاز داشته باشد ،این مشکلات ممکن است در طراحی یا تغییر آیین نامه نیز ایجاد شود.

به همین دلیل است که المان های سازه ایی سازه که وظیفه باربری سازه را بر عهده داشته به مقاوم سازی نیاز دارند.حال با این وجود می توان از روش مقاوم سازی با استفاده از ژاکت بتنی استفاده کرد تا عمل کرد سازه در هنگام باربری ثقلی و هم چنین باربری جانبی بهبود بخشد.

مقاوم سازی سازه می تواند در بخش های مختلف سازه انجام شود اما مهم ترین بخش هایی که به مقاوم سازی ( با ژاکت بتنی یا ژاکت فولادی و ... ) نیاز دارند، المان های سازه ایی سازه می باشند که وظیفه باربری را بر عهده دارند. در کل لازم به ذکر است که اسکلت سازه عمل انتقال بار را انجام می دهد و اگر از باربری مطلوبی برخوردار نباشد، خطرات متفاوتی ایجاد می شود که ممکن است در برخی از مواقع غیر قابل جبران باشد. به همین دلیل مقاوم سازی آن ها از اهمیت بسیاری برخوردار است.

کاربرد مقاوم سازی با ژاکت بتنی:

روش های مقاوم سازی از محدودیت ها و مزایایی برخوردارند که می توانند در شرایط مناسب راهگشا باشند . طراح مقاوم سازی با در نظر گرفتن شرایط ، خواسته ها و نیز محدودیت ها نسبت به انتخاب روش مناسب مقاوم سازی سازه بتنی اقدام می نماید. این فرآیند می تواند از تامین ایمنی بیشتر در شرایط خاص تا جبران ضعف های سازه ای بخشی از سازه یا کل سازه باشد.

به منظور افزایش مقاومت خمشی و برشی اجزای سازه می توان از روش مقام سازی با ژاکت بتنی استفاده کرد.

به کمک ژاکت بتنی می توان مقاومت اتصالات سازه را در قاب ها بهبود بخشید.

با استفاده از ژاکت بتنی می توان ستون ها را به صورت کامل از یک یا چند وجه محصور کرد.

به کمک ژاکت بتنی می توان تیرهای ساختمان را از سه یا چهار وجه پوشش داده و مقاومت آنها را افزایش داد

چه زمانی از ژاکت بتنی استفاده می شود؟

جهت آگاهی از این که چه زمانی باید از این روش مقاوم سازی برای ستون را انتخاب کنیم بایستی شناخت درستی از خسارت های احتمالی ساختمان در وقوع زلزله داشته باشیم. از جمله مواردی که استفاده از ژاکت بتنی برای مقاوم سازی ستون مناسب به نظر می رسد می توان در مواردی که میزان آسیب های وارده به ستون زیاد باشد و یا در مواردی که ستون قادر به تحمل نیروهای فشاری و همچنین نیروهای جانبی وارده نباشد اشاره کرد.

مقاوم سازی سازه های بتنی با استفاده از روش ژاکت بتنی ( Concrete jacket ):

همان طور که اشاره شد هر یک از روش های مقاوم سازی دارای معایب و مزایایی بوده که صرفاً طراح و کارفرمای یک پروژه نیازبه مقاوم سازی می توانند با ارزیابی کلیه جوانب نسبت به انتخاب روش مناسب مقاوم سازی اقدام نمایند. به طور فهرست وار مزایای مقاوم سازی با ژاکت بتنی را شرح می دهیم.همان طور که در سازه های بتنی رعایت نکات فنی و اجرایی مختلفی را باید رعایت نمود، در مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی نیز تسلط بر مباحث اجرایی بسیار مهم است.

بررسی شرایط فعلی سازه، میزان تخریب مورد نیاز، نیاز یا عدم نیاز به استفاده از ساپورت های موقت، آماده سازی المان موجود برای اتصال بتن جدید از طریق فرآیندهایی مانند مضرس کاری، آرماتوربندی صحیح و اتصال آن به سازه قبلی، قالب بندی صحیح جهت امکان پذیر شدن و آسان تر شدن اجرای بتن در ضمن حفظ کیفیت آن، عمل آوری مناسب و … از جمله مواردی هستند که در مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی باید آن ها را مد نظر قرار داد.

مزایای مقاوم سازی با ژاکت بتنی در سازه ها :

استفاده از ژاکت بتنی در مقاوم سازی سازه های بتنی، بسیار مفید است که می توان از مزایای آن به صورت زیر اشاره داشت:

• همگن و همجنس بودن روش مقاوم سازی با المان نیازمند مقاوم سازی، بصورتی که بعد از انجام عملیات مقاوم سازی یک المان، مجدداً المان فوق یک المان کاملاً بتنی خواهد بود.
• مقاوم بودن المان مقاوم سازی شده و عدم نیاز به اعمال پوشش ضد آتش بر روی آن.
• عدم تغییر در میزان خوردگی و زنک زدگی المان مقاوم سازی شده.
• تقریباً بهترین گزینه برای مقاوم سازی دیوارهای برشی و مقاوم سازی فونداسیون می باشد.
• امکان اصلاح باربری ثقلی ستون ها
• سهولت ایجاد پیوستگی بین اعضا

 با وجود مزایایی در مقاوم سازی با روش ژاکت بتنی این روش نیز مانند دیگر روش های مقاوم سازی دارای معایبی بوده که اختصاراً به آن اشاره می کنیم :

معایب روش مقاوم سازی با ژاکت بتنی در سازه ها :

هر روشی که برای مقاوم سازی سازه های بتنی و هم چنین سازه های فولادی استفاده می شود،مزایا و معایب خاص خود را نیز دارد و باید بیان شود که بر اساس موقعیت سازه و میزان بودجه در نظر گرفته شده برای مقاوم سازی، به این امر می پردازند.

از معایب مقاوم سازی سازه بتنی با روش ژاکت بتنی می توان به صورت زیر اشاره داشت :

• تغییر در ابعاد المان مقاوم سازی شده و بزرگتر شدن طول و عرض آن که این امر باعث تغییر در جانمایی المان مقاوم سازی شده در پلان معماری و کوچکتر شدن فضاها و فواصل مورد نیاز می شود.
• به دلیل بزرگ شدن ابعاد المان سختی و مقاومت المان افزایش یافته و می بایست کنترل هایی در خصوص کنترل تیر قوی – ستون ضعیف به عمل آید.

در ارتباط با مقاوم سازی ستون های بتنی با روش ژاکت بتنی نمی توان به راحتی ستون واقع در طبقات را بدون در نظر گرفتن ستون های طبقات پایین تر مقاوم سازی نمود. ( بدلیل ایجاد ستون بزرگ تر بر روی ستون کوچک تر )

• اجراء تقریباً مشکل نسبت به سایر روش های مقاوم سازی ساختمان به دلیل نیاز به عوامل اجرایی مختلف مانند اکیپ اجرایی کاشت میلگرد و اکیپ قالب بند، آرماتوربند و بتن ریز می باشد.

همان گونه که در بخش های قبل ذکر شد، از ژاکت بتنی می توان در قسمت های مختلف سازه استفاده کرد که یکی از مهم ترین قسمت های آن مقاوم سازی ستون ها می باشد که در زیر به صورت مختصر آن را بیان می کنیم :

مقاوم سازی با استفاده از ژاکت بتنی در ستون :

روکش بتنی شامل لایه‌ای از بتن، میلگردهای طولی و خاموت های بسته می‌باشد. روکش بتنی مقاومت خمشی و برشی ستون را افزایش می‌دهد و افزایش شکل‌پذیری ستون در این حالت کاملاً مشهود است.روکش بتن آرمه در مواردی که میزان شدت آسیب‌های وارده به ستون زیاد باشد و یا ستون از ظرفیت کافی در برابر نیروهای جانبی برخوردار نباشد، به کار گرفته می‌شود. روکش بتنی بسته به شرایط می‌تواند دور تا دور ستون و یا در یک وجه آن اجرا شود.مناسب بودن طرح روکش بتنی به پیوستگی آن با عضو بستگی دارد.

اگر ضخامت روکش بتنی کم باشد، افزایش سختی در ستون مقاوم سازی شده محسوس نیست. روکش بتنی باعث افزایش ابعاد ستون می‌گردد که علاوه بر مسائل معماری، وزن ساختمان را نیز افزایش می‌دهد. روکش بتن آرمه در مواردی که میزان شدت آسیب‌های وارده به ستون زیاد باشد و یا ستون از ظرفیت کافی در برابر نیروهای جانبی برخوردار نباشد، بکار گرفته می‌شود.

روکش بتنی بسته به شرایط استفاده، می‌تواند دور تا دور ستون و یا در یک وجه آن اجرا شود. مناسب بودن طرح روکش بتنی به پیوستگی آن با عضو بستگی دارد. اگر ضخامت روکش بتنی کم باشد، افزایش سختی در ستون مقاوم سازی شده محسوس نمی‌باشد. روکش بتنی باعث افزایش ابعاد ستون می‌گردد که علاوه بر مسائل معماری، وزن ساختمان را نیز افزایش می‌دهد.

نکته جهت اجرای ژاکت بتنی :

• در مواردی که نیاز به مقاوم سازی در برابر بار خمشی وجود دارد، در برقراری اتصال باید دقت بیشتری صورت گیرد تا حتما المان به صورت یکپارچه عمل کند. در برخی موارد با توجه به جزئیات اجرایی طرح ممکن است از کاشت میلگرد و یا روش های دیگر استفاده شود.
• در هنگام بتن ریزی باید دقت شود که حتما پوشش لازم برای میلگردهای جدید در نظر گرفته شود تا در برابر خوردگی محافظت شوند.
• قالب بندی جهت بتن ریزی خصوصا برای المان های مانند ستون بهتر است به گونه ای انجام شود که ارتفاع سقوط بتن تا حد امکان کم باشد و ترجیحا از دو یا چند ارتفاع متفاوت بتن ریزی انجام شود.
• جهت ایجاد اتصال بتن جدید به بتن قبلی، بعد از مضرس کاری نیز در صورتی که از رزین استفاده نمی شود، لازم است سطح بتن موجود نمناک شود تا آب بتن جدید را جذب نکند.
• قبل از اجرای ژاکت بتنی باید قسمت های دارای مشکل المان موجود حذف شوند. در صورتی که بتن دارای مشکلات موضعی است باید در این محل هاتخریب شود. همچنین در صورتی که میلگردها دچار خوردگی شده باشند، باید با استفاده از روش هایی مانند سندبلاست یا روش های مناسب دیگر خوردگی آن ها برطرف گردد.
• مقاومت بتن جدید نباید از مقاومت بتن موجود کمتر باشد.

روش ژاکت کردن ستون RCC مرحله به مرحله

آماده‌سازی سطح ستونی که قرار است با ژاکت‌های بتنی، تقویت شود، بسیار مهم است. برای دستیابی به شرایط اتصال خوب با ژاکت ضروری است که ستون بتنی، تمیز و سالم باشد. اتصال بتن جدید با زبری سطح کافی و وجود رولپلاک‌های فولادی بهتر انجام می شود.

برای آماده سازی، میلگردها و رکاب‌های فولادی عمودی جدید با توجه به ابعاد و قطرهای طراحی شده نصب می‌شوند. از آنجایی که بسیاری از اوقات نمی‌توان حلقه‌ها را در زوایای ۱۳۵ درجه خم کرد، به دلیل ضخامت کم ژاکت، معمولا نیاز به جوشکاری است.

پیش از تقویت با ژاکت بتنی باید توجه ویژه ای به نواحی اتصال، جایی که ژاکت بتنی قرار است کشیده شود، معطوف شود.به منظور اتصال میلگردهای طولی بین طبقات مجاور، معمولاً ایجاد سوراخ‌های کوچک با یک چکش کوچک یا یک مته الکتریکی قابل حمل در دال بتنی مورد نیاز است.همچنین باید سوراخ‌های عمودی در تیرهای مجاور ایجاد شود که فقط با مته برقی قابل انجام است تا آسیب جدی به تیر در مقاوم سازی با ژاکت بتنی وارد نشود.

سخن پایانی

بسیاری از سازه ها به دلایل مختلف از جمله افزایش طول عمر سازه ، ضعف های طراحی و اجرایی ، حوادث طبیعی ، تاثیر عوامل شیمیایی و ... دچار آسیب دیدگی ، ضعف و در پی آن کاهش مقاومت می شوند . کمبود مقاومت سازه و اجزای آن بهره برداری و عملکرد ساختمان را با مشکل مواجه می کند . در چنین شرایطی با توجه به هزینه بر بودن جایگزین کردن سازه لازم است با اجرای راهکار هایی با هدف مقاوم سازی ساختمان ، ضعف های از دست رفته را جبران کرد.برای کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت ارینتیس مراجعه نمایید.