مقاوم سازی به روش ژاکت فولادی و ژاکت بتنی

چهارشنبه, 8 اردیبهشت 1400
  •        ژاکت فولادی و ژاکت بتنی

ژاکت فولادی و ژاکت بتنی روش های مقاوم سازی هستند که در هر دو آن ها از ساز و کار مشابهی استفاده می شود. با با این حال این دو روش در نحوه طراحی، اجرا و موارد دیگری با هم تفاوت دارند. معمولا برای مقاوم سازی، ژاکت های فلزی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند زیرا محدودیت های اجرایی آن ها (از جمله راحتی اتصال آن ها به سازه موجود) کم تر است.در ادامه به بررسی بیشتر هر یک از این روش ها می پردازیم …

  •        ژاکت فولادی

ژاکت فلزی یا ژاکت فولادی یکی از روش های مقاوم سازی است که به کمک آن می توان المان های مورد نظر را تقویت نمود. این روش خصوصا برای سازه های بتنی و ستون های آن به کار می رود. با توجه به شرایط مختلف سازه در حال مقاوم سازی و دتایل ارائه شده توسط کارشناسان، روش ژاکت فولادی می تواند مورد استفاده قرار بگیرد.

در این روش برای المانی که قرار است تقویت شود، ژاکتی فولادی ایجاد می شود. اجزای این ژاکت فولادی که المان اصلی را در بر می گیرد، با کمک عملیات جوشکاری، پیچ و مهره و یا در تکنولوژی های جدید با کمک چسب های مخصوص به هم اتصال می یابند. تقریبا در تمام پروژه های مقاوم سازی با این روش ازجوشکاری یا پیچ و مهره استفاده می شود و استفاده از چسب تنها در موارد خاص کاربرد دارد.

ژاکت ایجاد شده علاوه بر آن که سطح مقطع را افزایش داده و قسمتی از بار المان را تحمل می کند، از طریق محصور سازی المان اصلی و ایجاد ظرفیت باربری بیشتر از طریق ایجاد تنش سه محوره به افزایش ظرفیت المان کمک می کند. بسته به نوع المان، میزان مقاوم سازی مورد نظر و دیگر شرایط سازه، طراحی ژاکت فولادی باید به گونه ای باشد که از طریق ساز و کارهای ایجاد شده سازه برای تحمل بار مورد انتظار مقاوم سازی شود.

اگرچه مقاوم سازی مهم ترین کاربرد روش ژاکت فلزی است، ولی از این روش می توان برای کاربردهای دیگری نیز استفاده نمود. از جمله این موارد می توان به ایجاد اتصالات جدید اشاره کرد. در صورتی که نیاز به ایجاد المان های جدید و اتصال آن ها به المان های قبلی باشد، استفاده از ژاکت های فلزی یک گزینه مناسب است. به عنوان مثال در سازه هایی که ارتفاع ستون در آن ها زیاد است در صورتی که قرار باشد در میانه این ستون المان دیگری اضافه گردد، از ژاکت فولادی استفاده می شود.

 

مقاوم سازی با ژاکت فولادی

مقاوم سازی با ژاکت فولادی با اهداف مختلفی می تواند صورت پذیرد. جدای از سازه هایی که مقاوم سازی با هدف بر طرف کردن مشکلات در آن ها انجام می شود، ممکن است به دلایل مختلفی از جمله تغییر آیین نامه، تغییر معماری، تغییر کاربری سازه و … مقاوم سازی مورد نیاز باشد.در این صورت با توجه به انتظارات از سازه، شرایط مختلف سازه از جمله شرایط اجرایی و عوامل دیگر کارشناسان به پیشنهاد روش مناسب برای مقاوم سازی می پردازند.

همان طور که قبلا هم اشاره شده استفاده از ژاکت فلزی برای مقاوم سازی مهم ترین کاربرد این روش است. در پروژه های مختلف ساختمانی با توجه به جزئیات پیشنهاد شده توسط کارشناسان ممکن است مقاوم سازی با ژاکت فلزی مورد استفاده قرار بگیرد.

مقاوم سازی با ژاکت فولادی معمولا نسبت به مقاوم سازی با الیاف frp هزینه بیشتری دارد. با این حال در برخی موارد ناگزیر به استفاده از این روش هستیم. خصوصا برای تقویت اتصالات از جمله تقویت اتصال تیر به ستون یا اتصال ستون به فونداسیون به دلیل عدم کاربرد روش frp معمولا ژاکت فلزی مناسب ترین روش مقاوم سازی است.

در مجموع همان طور که اشاره شد روش مقاوم سازی بر اساس جزئیات طرح ارائه شده و تا حد زیادی تجربی است.

 طراحی ژاکت فولادی

طراحی ژاکت فولادی با توجه به نوع پروژه مشخص می گردد. معمولا در پروژه های مقاوم سازی به دلیل محدودیت های اجرایی موجود، بیشتر از استفاده از طرح های اولیه، تجربه و قضاوت های مهندسی به کمک مهندسان سازه می آید. با این حال چه در مورد پروژه های مقاوم سازی و چه در مورد پروژه های دیگری که از این روش در آن ها استفاده می شود مانند ایجاد اتصالات جدید، امکان طراحی های نرم افزاری نیز وجود دارد.

برای این کار باید سازه موجود به صورت کامل مورد ارزیابی قرار گیرد، ظرفیت اعضا، مشکلات موجود، مقاومت متریال به کار رفته و همچنین ابعاد و تعداد آن ها و … باید به صورت کامل بررسی شده و بر اساس آن ها مدل نرم افزاری تهیه شود. در گام بعدی بارهای اعمالی که قرار است سازه بتواند تحمل کند در نرم افزار مدل می شوند و با توجه به تجربیات طراح و محدودیت های اجرایی طرح، پیشنهاد یا پیشنهاداتی برای استفاده از این روش ارائه می گردد.

 

نحوه اجرای ژاکت فلزی یا فولادی

اجرای ژاکت فلزی می تواند به روش های مختلفی صورت گیرد. اساسا مدل واحدی برای اجرای آن و ارائه جزئیات آن وجود ندارد و با توجه به طراحی انجام شده بر اساس نیازهای سازه اجرای آن می تواند متفاوت باشد. با این وجود تمام این روش ها براساس محصور کردن المان میانی با کمک اجزای فلزی عمل می کنند.

این روش ها با توجه به المانی که ژاکت فلزی بر روی آن نصب می شوند نیز می تواند متفاوت باشد. همچنین در یک المان واحد نیز با توجه به مشکل موجود راه حل های متفاوتی می توان ارائه داد. برای مثال اگر در ستون مشکل تحمل نیروی محوری باشد، ساز و کار مورد استفاده با زمانی که مشکل نیروی خمشی است تفاوت زیادی دارد.

برای اجرای ژاکت فولادی بر روی سازه بتنی معمولا در چهار وجه المان، پلیت هایی و یا در چهارگوشه آن چهار نبشی قرار می دهند. ضخامت ورق پلیت ها و یا ضخامت نبشی ها با توجه به میزان بار انتخاب می شود. طول پلیت ها و نبشی ها نیز بر اساس بار وارده مشخص می شود.ممکن است به صورت سرتاسری بوده و یا فواصلی در میان آن ها در نظر گرفته شود. سپس این نبش ها و یا پلیت ها با روش مناسب از جمله جوش و یا پیچ و با بهره گیری از المان واسط مناسب به هم اتصال می یابند.

در اکثر روش های ژاکت فلزی معمولا ژاکت فلزی و المان بتنی اتصالی با هم ندارند. اگرچه امکان ایجاد این اتصال به روش های مختلفی از جمله کاشت انکر وجود دارد. با این حال در روش های نوین امکان ایجاد اتصال میان ژاکت و المان بتنی با کمک رزین ایجاد شده است. البته این روش در سازه های متداول کاربرد چندانی ندارد و برای جبران عدم اتصال معمولا ژاکت با مقاومت بالاتری در نظر گرفته می شود.

 

معایب ژاکت فولادی

معایب ژاکت فولادی نیز همچون محاسن این روش باید مورد ارزیابی قرار گیرد، اگرچه روش ژاکت فولادی کاربردهای بسیاری علی الخصوص در موضوع مقاوم سازی ساختمان دارد، با معایب و مشکلاتی نیز مواجه است. از جمله این موارد می توان به موارد زیر اشاره نمود.

 هزینه اجرای ژاکت فولادی

یکی از مهم ترین مشکلات این روش هزینه اجرای نسبتا بالای آن است. اگرچه در پروژه های مقاوم سازی معمولا هزینه بالا بوده و این مطابق انتظار است، هزینه اجرای ژاکت فولادی معمولا بالاتر از روش های دیگر است. بالاتر بودن این هزینه به دلیل بالا بودن قیمت آهن آلات و همچنین تجهیزات مورد نیاز برای این روش و همین طور بالا بودن دستمزد اجرای آن است.

با این حال با توجه به این که معمولا روش ژاکت فلزی کاربردهای خاص خود را دارد و این که غالب هزینه مربوط به این روش به تامین متریال آن باز می گردد، در اکثر پروژه ها عامل هزینه از قبل پیش بینی شده است.

 محدودیت ابعادی

محدودیت ابعادی یکی دیگر از مشکلات این روش می باشد. در این روش سطح مقطع و ابعاد المان بزرگتر شده و اگرچه در پروژه های کوچک این تغییر ابعاد چندان محسوس نیست، در پروژه های بزرگ و باربری های سنگین می تواند مشکل زا باشد.

محدودیت های اجرایی

محدودیت های اجرایی  نیز از جمله مشکلات دیگر آن است. مشکلاتی مانند کار در طبقات و ارتفاعات بالا که با توجه به این که جوشکاری یکی از اجزای این فرآیند محسوب می شود، می تواند با مشکلاتی همراه باشد.
همچنین ژاکت فلزی باید به اجزای سازه ای متصل شود بنابراین چه در مباحث مقاوم سازی و چه کاربردهای دیگر آن نیاز به عملیات تخریب و … می باشد. البته این مشکل تنها مختص این روش نیست و قسمت جدایی ناپذیر کارهای مقاوم سازی است.

دتایل ژاکت فولادی

دتایل ژاکت فولادی با توجه به مباحث فنی و ارائه جزئیات باید در طرح پیشنهادی دیده شود. با توجه به کاربرد زیاد جوشکاری در این روش و با توجه به شرایط جوشکاری در کارگاه، طرح مناسب باید به گونه ای باشد، که کمترین نیاز به جوشکاری را داشته و تا حد امکان اتصالات آن با کمک پیچ و مهره صورت پذیرد.

 ژاکت فلزی یا فولادی ستون

از ژاکت فلزی برای تقویت المان های مختلف سازه استفاده می شود. معمولا این روش برای تقویت ستون های سازه به کار می روند. اگر ستون فلزی باشد، برای تقویت، معمولا المان های دیگری به آن اضافه می شود. اساس کار این تقویت افزایش سطح مقطع است و نمی توان آن را چندان به ژاکت فلزی مربوط دانست. با این حال خصوصا در ستون های سازه های بتنی، ژاکت فلزی کاربرد گسترده ای دارد.

 تقویت ستون بتنی با ژاکت فلزی

همان طور که اشاره شد، استفاده از روش ژاکت فلزی به خصوص برای تقویت ستون های بتنی کاربرد دارد. با توجه به نوع و میزان مشکل ستون، جزئیات مختلفی می توان ارائه داد که همان طور که قبلا هم بیان شد این جزئیات برای هر پروژه می تواند منحصر به فرد باشد. با این حال چند روش متداول مورد استفاده در ادامه بیان شده است.

یکی از این روش ها استفاده از چهار نبشی در چهار گوشه ستون است. ضخامت، طول و اندازه این نبشی ها و همچنین تعداد و فاصله آن ها در طول المان با توجه به طراحی می تواند تغییر کند. سپس این نبشی ها با کمک المان واسط با یکدیگر اتصال یافته و المان اصلی را محصور می کنند. معمولا این اتصال با کمک تسمه و جوش ایجاد می شود.

یکی دیگر از راهکارهای استفاده از روش ژاکت فلزی برای ستون های بتنی استفاده از چهار پلیت در چهار طرف ستون است. ابعاد این پلیت ها با توجه به میزان باربری و طراحی انتخاب می شود؛ با این حال این روش معمولا برای باربری های سنگین مورد استفاده قرار می گیرد و در چنین شرایطی معمولا طول و عرض پلیت های مورد استفاده با طول و عرض ستون بتنی برابر است و یا تفاوت اندکی دارد.

اتصال این پلیت ها می تواند با کمک المان های واسط مانند نبشی و استفاده از جوش یا پیچ (کاشت بولت) برقرار گردد. در برخی موارد ممکن است این پلیت ها با کمک روش کاشت شیمیایی به ستون نیز متصل شوند.

ژاکت فولادی

**********************************************************************

ژاکت بتنی

ژاکت بتنی نیز یکی از روش های مقاوم سازی است که نحوه عملکرد آن مشابه ژاکت فولادی است ولی کاربرد آن بسیار کم تر است. عمده مورد استفاده از آن نیز به تقویت ستون های سازه باز می گردد. از جمله مهم ترین مشکلات ژاکت بتنی که باعث کاربرد کم تر آن می شود می توان به بزرگ بودن اندازه مقطع مورد استفاده، دشواری های اجرایی از جمله مشکل اتصال به مقطع موجود و … اشاره کرد.

ژاکت بتنی چیست؟

در این روش برای المان مورد مقاوم سازی یک ژاکت بتنی ایجاد می شود. این ژاکت بتنی اطراف المان اصلی را پوشش داده و مشابه به ژاکت فولادی از طریق افزایش سطح مقطع و همچنین ایجاد تنش سه محوره در المان اصلی به تحمل تنش بیشتر کمک می کنند. با توجه به این که ژاکت بتنی معمولا ابعاد بزرگی دارد، استفاده از آن دارای محدودیت هایی است. به طور کلی بیشترین کاربرد این روش برای پروژه های مقاوم سازی است.

 مقاوم سازی با ژاکت بتنی

اصلی ترین و مهم ترین کاربرد ژاکت بتنی کاربرد آن در مقاوم سازی است. ژاکت بتنی خصوصا برای مقاوم سازی ستون های سازه به کار می رود. پس از مقاوم سازی ستون ها، مقاوم سازی اتصال تیر و ستون یکی دیگر از کاربردهای روش ژاکت بتنی در مبحث مقاوم سازی است.

مقاوم سازی یک موضوع پیچیده و نیازمند دانش و تجربه فنی بسیار بالا است. پیچیدگی های این مبحث خصوصا در خصوص روش ژاکت بتنی بسیار بیشتر است. 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 اهمیت دارد. 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، آرماتور بندی 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.

 نحوه اجرای ژاکت بتنی

یکی از مهم ترین مسائل مطرح در ارتباط با ژاکت های بتنی نحوه اتصال آن به المان موجود است. برای ایجاد این اتصال سطح بتن المان موجود باید مضرس کاری شود. در برخی از پروژه ها پس از مضرس کاری بر روی این سطح رزین اعمال می گردد تا اتصال بهتری ایجاد شود. با توجه به نوع و میزان مشکل سازه اطراف ستون و یا هر عضو دیگری که قرار است مقاوم سازی شود، آرماتوربندی شده و بتن ریزی انجام می شود. در برخی موارد خصوصا در محل هایی که مشکل عضو تحت مقاوم سازی تحمل لنگر است، برای ایجاد اتصال بهتر و عملکرد یکپارچه از روش کاشت میلگرد نیز می توان بهره برد.

نکات مهم برای اجرای ژاکت بتنی

رعایت چند نکته در ارتباط با اجرای ژاکت بتنی ضروری است. از جمله این موارد می توان به موارد زیر اشاره کرد.

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.

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.

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.

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.مقاومت بتن جدید نباید از مقاومت بتن موجود کمتر باشد.

ژاکت بتنی ستون

معمولا مهم ترین کاربرد روش ژاکت بتنی استفاده از آن ها در مقاوم سازی است. خصوصا از این روش برای مقاوم سازی ستون های بتنی استفاده می شود. برای استفاده از ژاکت بتنی برای ستون ابتدا باید ارزیابی کامل و صحیح از شرایط موجود صورت پذیرد. در صورتی که قسمت هایی از بتن دچار آسیب شده اند، باید این قسمت ها شناسایی شوند.

در صورتی که پس از حذف این قسمت ها، در هنگام مضرس کاری و یا به هر شکل دیگری مشخص شود که آرماتورهای موجود درون ستون دچار خوردگی شده اند، آرماتورها حتما باید زنگ زدایی شوند و در صورتی که میزان آسیب از حد مشخصی فراتر رفته باشد، ممکن است نیاز به تخریب نیز باشد.

پس از بررسی دقیق شرایط موجود ستون و با توجه به نیازهای در نظر گرفته شده برای سازه، طرح مقاوم سازی ارائه می شود. این طرح تا حدود زیادی وابسته به تجربیات گروه طراح دارد و جزئیات واحدی برای آن وجود ندارد.

بعد از طراحی نوبت به اجرا می رسد. این مرحله با توجه به جزئیات ارائه شده توسط تیم طراحی صورت می پذیرد و نمی توان راهکار مشخصی برای انجام آن ارائه نمود. با این حال معمولا روند اجرایی مشابهی دارد. در این مرحله پس از تخریب قسمت های آسیب دیده و احیانا زنگ زدایی از آرماتورهای ستون، عملیات مضرس کاری بر روی سطح بتن ستون انجام می گیرد.

در ادامه با توجه به جزئیات ارائه شده نوبت به آرماتوربندی می رسد. آرماتورهای جدید حتما باید به درستی و با دقت ایجاد شده و حتما برای آن ها پوشش بتنی در نظر گرفته شود. همچنین در صورت امکان باید این آرماتورها با آرماتورهای ستون به صورت یکپارچه عمل کنند تا اتصال مقطع جدید و قبلی بهتر برقرار گردد. این مساله خصوصا برای ستون های کناری سازه که خمش در آن ها مقدار قابل توجهی دارد، اهمیت پیدا می کند. برای این کار می توان از کاشت آرماتور و یا روش های مشابه بهره گرفت.

پس از آرماتوربندی، نوبت به قالب بندی برای اجرای بتن می رسد. در این مرحله باید محدودیت های اجرایی برای بتن ریزی دیده شده و برای آن ها راهکارهایی در نظر گرفته شود. همچنین با توجه به ارتفاع ستون باید قالب بندی به گونه ای باشد که امکان بتن ریزی در چند ارتفاع فراهم گردد. با این کار از سقوط بتن جلوگیری شده و بتن یکپارچگی خود را حفظ می کند.

بعد از قالب بندی نوبت به اجرای بتن می رسد. پیش از اجرای بتن جدید در صورتی که از رزین بر روی سطح مضرس شده بتن قبلی استفاده نمی کنیم، لازم است این سطح نمناک گردد. باید توجه شود قالب بندی و نمناک کردن سطح بتن به گونه ای صورت پذیرد که آب اضافی در محل باقی نماند و سطح بتن نیز به اندازه کافی مرطوب شود. سپس عملیات بتن ریزی انجام می گیرد.

برای بتن اجرا شده نیز باید ضوابطی در نظر گرفته شود. از جمله رعایت شرایط عمل آوری و همان طور که اشاره شد، مقاومت بتن جدید نیز نباید کم تر از مقاومت بتن ستون باشد.

 

نظر خود را بیان کنید

Tahlil Paydar