همان گونه که می دانید تیرها یکی از اعضای اصلی و المان های سازه ایی می باشد که طراحی و محاسبات خاص خود را دارد. تیر ها در ساختمان های فولادی و هم چنین سازه های بتنی به کار می روند. تیر هایی که در سازه های فولادی به کار می روند با استفاده از آیین نامه فولاد ( مبحث دهم مقررات ملی ساختمان ) طراحی می شوند. بسیاری از سازه های کشور ما از فولاد طراحی و اجرا شده است که ممکن است این سازه ها به مقاوم سازی نیاز داشته باشند.

مقاوم سازی ساختمان ،معمولا برای المان های سازه ایی سازه و هم چنین اعضای غیر باربر سازه های فولادی و بتنی ( مانند دیوار ها ) انجام می شوند تا در برابر بارهای وارده عمل کرد بسیار مناسبی داشته باشند و مقاومت خود را حفظ کنند.

المان های سازه ایی سازه فولادی به صورت زیر تقسیم بندی می شوند :

1. تیر فولادی
2. ستون های فولادی
3. فونداسیون سازه

البته لازم به ذکر است که در سازه های بتنی نیز تقسیم بندی المان های سازه ایی به همین صورت می باشد. در بسیاری از موارد بر اثر وقوع بارهای جانبی مانند زلزله باید به مقاوم سازی تیرهای فولادی بپردازیم و آن ها  را به گونه ایی تقویت کنیم که امکان بهره برداری از ساختمان را به ما بدهد و هم چنین در برابر بار هایی که ممکن است به ساختمان وارد شود،سازه استحکام و ایستایی خود را به خوبی حفظ کند و با مشکلات و معضلات متعددی روبه رو نشود.

دلایل تقویت تیر فولادی:

مقاوم سازی تیر فولادی در ساختمان به توجه به موارد  زیر می باشد که دارای اهمیت زیادی در مقاوم سازی ساختمان می باشد :

علت خرابی تیرهای فولادی و مقاوم سازی تیر فولادی:

عمده خرابی موجود در تیرهای فلزی شامل کمانش کلی و موضعی بال و جان و گسیختگی در محل درزها و وصله‌ها می‌باشد. از آن جایی که قسمتی از مقطع تحت فشار است، خطر کمانش در این ناحیه وجود دارد و یکی از علل مهم انجام مقاوم سازی تیر فولادی این نوع خرابی می باشد. کمانش در سازه های فولادی همان گونه که ذکر شد ،بر اثر نیرو های فشاری به وجود می آید. بنابراین برای جلوگیری از انواع کمانش در تیر فولادی و هم چنین در ستون ها فولادی، این المان ها باید تقویت شوند.

این کمانش که در اعضای فشاری به وجود می آید ،به دو صورت ممکن است رخ دهد که در زیر شرح داده می شود:

• کمانش موضعی:

بدین ترتیب که بال و یا جان نیمرخ به طور موضعی در مقابل تنش های فشاری کمانش کند.

• کمانش کلی:

بدین ترتیب که ناحیه فشاری مقطع، همانند ستون تحت فشار به صورت کلی دچار کمانش شود. مقاله علت خرابی تیرهای فولادی را نیز مطالعه نمایید.

دلایل اصلی این خرابی ها عبارت اند از:

1- سطح مقطع کم تیر

2- لاغری بیشتر از حدود مجاز

3- عدم فشردگی مقطع

4- ضعف در جوش ها

5- زنگ زدگی و خوردگی تیر

6- ایجاد ناحیه متأثر از حرارت بر اثر جوشکاری زیاد

7- خستگی

8- طراحی نا مناسب تیر های فولادی

راه کار های متداول برای مقاوم سازی تیر فلزی :

• تقویت با روکش فولادی جهت مقاوم سازی تیر فولادی

از جمله راه های مقاوم سازی تیر فولادی، تقویت با روکش فولادی می‌باشد.  با افزایش ضخامت بال از کمانش موضعی بال تیر نیز جلوگیری شده است. روکش های فولادی متریالی هستند که در قسمت های مختلف سازه نصب می شوند و می توانند در افزایش ظرفیت باربری سازه بسیار تأثیر گذار باشند.

• تقویت با ژاکت فولادی :

۱- اضافه نمودن ورق های موازی با جان تیر ۲- اضافه نمودن سخت کننده های جان

• اضافه نمودن ورق های موازی با جان تیر:

اضافه نمودن ورق های موازی با جان تیر که منجر به افزایش مقاومت برشی می‌شود. در اینجا مقاله دیگری در مورد مقاوم سازی ساختمان با روش ژاکت فولادی قرار داده ایم.

• اضافه نمودن سخت کننده های جان :

استفاده از  سخت کننده‌های جان یکی از مؤثرین روش های افزایش مقاومت برشی تیر می‌باشد. سخت کننده‌های عرضی ورق ‌هایی هستند که به صورت تیغه ‌های قائم و در فواصل معینی از یکدیگر قرار داده می‌شوند و به جان و بال فشاری جوش می‌شوند.

• استفاده از ژاکت بتنی تیر فولادی برای تقویت تیر فلزی :

با اجرای ژاکت بتنی تیر فولادی، سختی آن افزایش یافته که این امر موجب بالا رفتن سختی برشی و خمشی می‌گردد. در صورتی که تیر فلزی دچار خوردگی شدید شده باشد، روکش بتنی تیر فولادی به عنوان راه حلی مؤثر توصیه می‌گردد. مقاوم سازی تیر فلزی با روکش بتنی در برابر آتش‌سوزی نیز مقاومت خوبی دارند.

همان گونه که می دانید مقاومت فولاد در برابر آتش سوزی مناسب نمی باشد و بر عکس آن بتن در برابر آتش سوزی از خود مقاومت و رفتار مناسب تری را نشان می دهد. به همین دلیل است که با استفاده از ژاکت بتنی می توان عمل کرد تیر فولادی و دیگر المان های سازه ایی سازه فولادی را در برابر آتش سوزی و گرمای حاصل از آن بهبود بخشید.

• استفاده از پیش تنیدگی خارجی برای مقاوم سازی تیر فولادی :

پیش‌ تنیدگی خارجی جزء روش های نوین مقاوم سازی تیر فولادی می‌باشد. کابل های پیش‌ تنیدگی بکار گرفته شده برای این کار از همان نوع کابل‌ها و مفتول های متداول در کارهای پیش‌ تنیدگی هستند. مقاوم سازی تیر فلزی  بدین روش می‌تواند موضعی و یا کلی باشد. در حالت کلی نیروهای پیش‌ تنیدگی که بـه سازه مقاوم شده القا می‌گردند، منجر به باز توزیع نیروهای داخلی گشته و باعث کاهش تنشها در اعضا نسبت به حالت اولیه آنها می‌شوند.

با این حال ممکن است در برخی دیگر از اعضای سازه، پیش‌ تنیدگی موجب افزایش تنش گردد. به همین دلیل در استفاده از پیش تنیدگی خارجی باید آنالیز تنش در سازه مقاوم سازی شده به دقت مورد بررسی قرار گیرد. جدا از مسئله مهارها، به هنگام استفاده از کابل‌های پیش تنیدگی یک سری المانهای اضافی که اکثراً شامل انواع مختلفی ازسخت کننده هاست، مورد نیاز است. این امر به ویژه در پیش‌ تنیدگی موضعی دیده می‌شود زیرا پیش‌ تنیدگی، نیروهای متمرکز جدیدی شامل نیروهای محوری اضافی در اعضا بوجود می‌آورد، بنابراین اعضا باید بصورت موضعی برای حفظ پایداریشان تقویت شوند.

سخن آخر:

در کل امروزه بحث مقاوم سازی ساختمان ها با هر متریالی که سخته شده اند، برای مهندسان از اهمیت بسیاری بر خوردار است، به دلیل آن که با استفاده ازمقاوم سازی سازه ها می توان بر طول عمر سازه ها افزود و امکان بهره برداری از آن را برای عموم مردم فراهم کرد. حال مقاوم سازی با تقویت اعضای خاص صورت می گیرد که برای آن طراحی ها و تمهیدات ویژه ایی در نظر گرفته اند.