بهترین روش مقاوم سازی تیر بتنی چیست؟

هنگام زلزله و یا سایر آسیب‌ها ممکن است علاوه بر ستون‌های بتنی، تیرهای بتنی نیز آسیب ببینند. این آسیب‌ها ممکن است خمشی یا برشی باشند که معمولا شکست خمشی بیش‌تر اتفاق می‌افتد. اما جای هیچ‌گونه نگرانی نیست. چرا که متخصصان و افراد ماهر مجری طرح مقاوم سازی به شما در این راستا کمک شایانی می‌کنند. در حال حاضر، روش‌های جدیدی نظیر مقاوم سازی موضعی و یا تقویت تیرهای بتنی با الیاف کامپوزیتی وجود دارند که از آن‌ها برای بهبود و تقویت تیرهای بتنی استفاده می‌شود.

دلایل مقاوم سازی تیر بتنی کدام است؟

دلایل زیر گویای این است که تیرهای بتنی به مقاوم سازی نیاز دارند:

• خطا در اجرای تیر شامل کرموشدگی، استفاده از تعداد آرماتور کم‌تر :

خطاهای اجرایی باعث آسیب به سازه ساختمانی می‌شود. از این رو می‌بایست آرماتورهای طولی به صورت افقی در دو قسمت فوقانی و تحتانی فونداسیون اجرا شوند و آرماتورهای عرضی برای افزایش مقاومت در برابر پیچش و برش عرضی آن‌ها را دربرگیرند و تعداد آرماتورها نیز مناسب باشند. همچنین برای جلوگیری از کرموشدگی تیر بتنی باید از مصالحی با اندازه‌های ریز استفاده کرد.

• خطا در طراحی تیر :

خطا در محاسبه، ارزیابی نادرست مناطق جوی، خطا در تهیه نقشه مناسب قرار گیری تیرها و عدم توجه به ضوابط و آئین نامه‌ها باعث از دست رفتن احتمالی استحکام تیرهای بتنی می‌شود.

• آسیب‌های وارده بر تیر بتنی مانند ترک خوردگی، زنگ زدگی و خوردگی تیرها :

عدم توجه به اثرات نامطلوب خاک، آب و اتمسفر باعث آسیب‌های وارده به تیرهای بتنی می‌شود. همچنین انتخاب نامناسب مصالحی مانند سیمان یا مصرف میلگرد در مناطق مرطوب، تیر بتنی را دچار آسیب می‌کند. این عوامل به درون تیر بتنی نفوذ کرده و باعث زنگ زدگی و خوردگی تیرها می‌شود.

• تغییر کاربری ساختمان و افزایش بار وارده بر تیر :

بارها این اتفاق افتاده که ساختمان مسکونی به انبار بایگانی تبدیل شده است. در این صورت ساختمان دچار حمل بیش از حد بار مرده یا زنده می‌شود. در این صورت می‌بایست برای تحمل بار وارده، تیرها مقاوم سازی شوند. گاهی ممکن است افزایش بار وارده بر تیرها به علت نصب تجهیزات باشد.

مهم ترین روش های مقاوم سازی تیر بتنی کدام است؟

روش‌های زیر برای مقاوم سازی توصیه می‌شوند. برای آشنایی با روش‌های مقاوم سازی ساختمان به مقاله “ روش‌های مقاوم سازی چیست؟ ” مراجعه کنید.

مقاوم سازی تیرها با ژاکت بتنی

در این روش می‌توان از طریق اضافه کردن بتن به یک، سه یا چهار ضلع از تیرها، آن‌ها را مقاوم سازی کرد. از این طریق ناحیه کششی و فشاری تیر با ژاکت بتنی تقویت می‌شود. جهت تکمیل مکانیزم انتقال تیر بین مصالح قدیم و جدید، زبر و مضرس کردن سطح بتن قدیمی و کاشت میلگرد و انکر برای اتصال بتن جدید به قدیم ضروری است.

مقاوم سازی تیر بتنی با روش کامپوزیتی

مقاوم سازی تیر و ستون های بتنی با مصالح کامپوزیتی یا FRP یک روش جدیدی محسوب می‌شود. این مصالح دارای خواص فیزیکی مناسبی هستند که مقاومت کششی بالا، ضخامت و وزن کمی دارند. از این مصالح می‌توان برای افزایش مقاومت خمشی، مقاومت برشی و همچنین پیچشی استفاده کرد. هنگام استفاده از این مصالح سطح تیرهای بتنی باید کاملا آماده باشد‌.

مقاوم سازی تیرهای فلزی با استفاده از ژاکت فولادی

جهت تقویت کششی تیرها یک سری ورق فولادی به وجه تحتانی تیر مورد نظر به وسیله انکرهای مکانیکی یا شیمیایی نصب می‌شود. این در حالی است که نصب تیرها در نزدیکی تکیه‌گاه‌ها باعث افزایش ظرفیت برشی تیرها می‌شود. اگر تیر ترک داشته باشد، ترمیم آن با رزین اپوکسی قبل از انجام عملیات ضروری است. ورق‌هایی که به این روش نصب می‌شوند، باید به کمک یک شبکه مفتولی جوش شده پلاسته یا بتن پاشی شوند. در برخی موارد لازم است که برای افزایش ظرفیت برشی تیرهای بتنی یا کنترل ترک خوردگی و تغییر شکل آن‌ها برای افزایش استحکام آن‌ها اقداماتی انجام داد. یکی از بهترین روش‌ها برای بهبود این ظرفیت، استفاده از ورق‌های فلزی یا فولادی است‌.

ترمیم موضعی بتن با ملات ترمیم بتن

وقتی تیرها ترک‌های ریز داشته و خرد شدگی بتن در آنها ظاهر نمی‌شود، این روش عمدتاً در شرایطی که تیرها به شدت آسیب دیده باشند، به کار می‌رود. مانند حالت‌های خوردگی بتن، گسیختگی آرماتورها، یا از بین رفتن چسبندگی بین بتن و فولاد به دلیل عملکرد ناپایدار میلگردها  استفاده از برداشتن یا جایگزینی مجدد بتن مناسب است.

مقاوم سازی تیرهای بتنی با ژاکت فولادی چیست؟

در مواردی که اتصال تیرها و ستون‌های بتنی ضوابط شکل‌پذیری را نقض می‌کند، ورق‌های فلزی به صورت میانی بین تیر و ستون قرار می‌گیرند. سپس این ورق‌ها از طریق جوشکاری به هم متصل می‌شوند. این ورق‌ها نیاز به اتصال با بولت به تیرها و ستون‌ها دارند تا بتوانند بارهای خمشی و نیروهای برشی ایجاد شده در اتصال را تحمل کنند. ورق‌های فلزی پیرامونی علاوه بر ایجاد محصور شدگی در محل اتصال تیرها و ستون‌ها، خردشدگی تیرها را به تعویق می‌اندازند و مقاومت فشاری را افزایش می‌دهند.

مزیت استفاده از ژاکت فلزی:

• امکان اصلاح مشکلات سازه‌ای در قاب‌های بتنی
• عدم نیاز به قالب بندی بر خلاف ژاکت بتنی
• سرعت اجرای بالا
• گزینه مناسب برای محصور کردن بتن‌ها

مقاوم سازی تیر بتنی به روش ژاکت بتنی چیست؟

ژاکت بتنی لایه‌ای از بتن، میلگردهای طولی و خاموت‌های بسته است. در صورتی که عنصر مورد نظر در سازه ساختمانی ضخامت کمی داشته باشد، می‌توان آن را به روش بتن پاشی مقاوم سازی کرد. جهت اجرای ژاکت بتنی بهتر است دور تا دور یا تنها در چند طرف عناصر مقاوم سازی کرد. برای اجرای این روش، ابتدا باید ارتفاع قالب به گونه‌ای تنظیم گردد که بتن ریزی به آسانی انجام شود. برای افزایش چسبندگی بتن جدید و قدیم می‌توان از عملیات کاشت میلگرد استفاده کرد. در این شرایط باید با فاصله ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌متری از هم کاشته شوند.

مقاوم سازی تیر بتنی با روش الیاف کامپوزیتی چیست؟

مقاوم سازی تیر بتنی با الیاف FRP یکی از نوین‌ترین روش‌ها جهت جلوگیری از خوردگی تیرهای بتنی محسوب می‌شود. از مزایای این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• وزن مصالح FRP‌ بسیار کم است.
• مقاومت کششی بالایی دارد.
• ضخامت کم لایه‌ها FRP باعث می‌شود تا هنگام استفاده از آن‌ها فضای اضافی نداشته باشد.
• استفاده از این روش به زمان زیادی نیاز ندارد‌.
• علاوه بر مقاوم سازی خاصیت نفوذ ناپذیری بسیار بالایی دارد.
• در محاسبات فنی و طراحی مانند سختی، مقاوم سازی و شکل پذیری توانمندی بسیار بالایی دارند. همین امر این مصالح را به سیستم بی‌نظیری در مقاوم سازی تبدیل کرده است.
• بی‌سویی الکترومغناطیس این مصالح می‌تواند در تیرهای بتنی، جهت تصویربرداری مغناطیسی مناسب باشد.

سیستم مهاربندی در انتهای لایه FRP

سیستم مهاربندی به طور کلی به این جهت در مقاوم سازی تیر بتنی استفاده می‌شود که بتوان از ظرفیت باربری سیستم FRP به حد کافی استفاده کرد. از هم گسیختگی‌های ناشی از جداشگی FRP به طور معمول در اثر نبود سیستم مهاربندی است. در این روش از دور آرماتور کردن کامل انتهای اف آر پی توسط نوارهایی از این الیاف استفاده می‌شود. با توجه به این‌که معمولا ناحیه فوقانی تیرهای موجود به دلیل وجود دال، قابل دسترسی نیستند، از نوارهایی باید استفاده شود که فقط سطوح پایینی و جانبی تیر را می‌پوشانند. از سایر روش‌های مقاوم سازی تیر می‌توان به آرماتوربندی در انتهای لایه اف آر پی اشاره کرد. استفاده از این روش، یکی از اولین راهکارها برای نصب و مهاربندی صفحات فولادی بوده است. این روش در لایه‌های کامپوزیتی نیز به عنوان یک روش مناسب مورد تأیید قرار گرفته و اثر مثبتی را به همراه داشته است.

سیستم پیش تنیدگی در لایه FRP

این روش شباهت زیادی به روش مهاربندی در انتهای لایه اف آر پی دارد. چرا که این روش برای ایجاد پیش‌تنیدگی، نیاز به تعبیه سیستم مهاری دارد. تنها فرق این دو روش، اعمال نیروی پیش تنیدگی قبل از نصب کامل و عمل آوری لایه FRP است. می‌توان نوارها یا صفحات پیش تنیده شده را قبل از چسباندن روی تیر بتنی، پیش تنیده کرد. مزیت این روش این است که چنین نوارهایی پس از چسبانیده شدن روی المان در باربری، المان سهیم می‌شوند. جهت استفاده از آن‌ها در ظرفیت باربری المان، دیگر نیازی به اضافه شدن بر مقدار بارهای وارده بر المان نیست‌.

همچنین پیش تنیدگی این نوارها باعث کاهش عرض ترک‌های موجود در طول المان می‌شود که در برخی موارد موضوع بسیار حیاتی و مهمی به شمار می‌رود. علاوه بر این موضوع، به دلیل این‌که مصالح FRP مقاومت کششی بسیار بالایی دارند. پیش تنیده کردن آن‌ها باعث استفاده بهتر و افزایش بهره‌وری آن‌ها می‌شود.

اجرای روش پیش تنیدگی

برای اجرای این روش، کمک گرفتن از یک نیروی ماهر و متخصص امر بسیار مهمی است. با مراحل زیر می‌توان این روش را اجرا کرد:

• جهت اجرای این روش ابتدا می‌بایست پس از آماده کردن سطوح بتنی، نوار FRP تا سطح معینی تحت کشش قرار بگیرد.
• در مرحله بعد، چسب روی هر دو سطح بتن و نوار اعمال شود. سپس تیر بتنی را به سمت بالا حرکت دهید تا به نوار کششی FRP چسبیده و با اعمال فشار کم بر روی آن، چسب‌زنی انجام شود.
• بعد از تمام شدن این‌کار می‌بایست گیره‌های فولادی در نزدیکی دو انتهای نوار FRP را برای مهاربندی کافی نصب کنید.
• بعد از تمام شدن این مراحل و عملیات مهاربندی، نوار کامپوزیتی باید بریده شود. سپس صفحات ضخیم آن، درست در مجاور دو گیره فولادی، روی صفحه پیش تنیده شده قرار گرفته روی سطح بتن، چسبانیده می‌شوند.
• در مرحله بعد، سوراخ‌هایی از میان ضخامت این صفحات ضخیم و نوارهای تنیده به درون تیر بتنی ایجاد می‌شود. سپس مجری طرح باید بولت‌ها را به همراه تزریق اپوکسی به درون این سوراخ‌ها فرو کند.
• پس از خشک شدن چسب اطراف این بولت‌ها، گیره‌های فولادی با دو انتهای نوار پیش تنیده را جدا می‌کنند و طول اضافه این نوار بریده می‌شود.

مزیت های روش پیش تنیدگی FRP

به طور کلی می‌توان گفت این روش دارای مزایای بسیاری است که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره شده:

• افزایش سختی تیر
• کاهش عرض و توزیع ترک
• بهبود خدمت پذیری و بالا بردن دوام
• تقویت برشی و خمشی تیر بتنی به دلیل ترک نخوردن مقطع
• جلوگیری از مودهای شکست ناشی از پوسته پوسته شدن در ناحیه ترک‌ها و انتهای لایه اف آر پی
• افزایش ظرفیت مقطع
• افزایش بار تسلیم مقطع

روش پیش تنیدگی خارجی در مقاوم کردن تیر بتنی

پیش تنیدگی خارجی یکی از روش‌های جدید و نوین مقاوم سازی تیر بتنی به شمار می‌رود. کابل‌های استفاده شده در این روش از جنس کابل‌ها و مفتول‌های معمولی مورد استفاده در پیش‌تنیدگی هستند. مقاوم سازی در این روش می‌تواند موضعی یا کلی باشد. نیروهای پیش تنیدگی که به سازه اعمال می‌شوند، به طور کلی منجر به کاهش تنش‌ها در اعضا نسبت به حالت اولیه آن‌ها می‌شوند.

با این حال امکان دارد در برخی دیگر از اعضای سازه پیش تنیدیگی باعث افزایش تنش در سازه شود. از این جهت در استفاده از پیش تنیدگی خارجی می‌بایست آنالیز تنش در سازه مقاوم سازی شده را به دقت بررسی کنید. علاوه بر مسئله مهارها، هنگام استفاده از کابل‌های پیش تنیدگی برخی از المان‌های اضافی که اکثرا شامل انواع مختلفی از سخت کننده‌هاست، مورد نیاز است. این امر به ویژه در پیش تنیدگی موضعی اهمیت دارد. چرا که این روش نیروهای متمرکز جدیدی مانند نیروهای محوری اضافی در اعضا بوجود می‌آورد. به همین دلیل نیز، اعضا باید برای حفظ پایداری و مقاومتشان، تقویت شوند.

روش مقاوم سازی تیر با ترمیم موضعی تیر بتنی با ملات ترمیم بتن چیست؟

ترمیم موضعی بتن با استفاده از گرانولای بالای دو جزئی، جمع شدگی محدود شامل دو جز پودر و مایع پلیمری است و پس از مخلوط، نیازی به عمل آوری زیادی ندارد‌. این ملات می‌تواند تیرهای آسیب دیده ناشی از اجرا، بهره برداری و آسیب‌های وارد شده ناشی از شرایط مخرب محیطی را ترمیم کند.

انتخاب بهترین روش مقاوم سازی تیر بتنی

با توجه به شرایط پروژه، سرعت اجرای کار، هزینه طرح مقاوم‌سازی و عوامل دیگر، انتخاب روش مناسب برای مقاوم‌سازی ضروری است. می‌بایست انتخاب این روش ها را به نظر کارشناسان مقاوم‌سازی، واگذار گردد. از این رو پیشنهاد می‌شود قبل از اقدام برای انتخاب روش‌ها با کارشناسان مقاوم سازی شرکت وال پست مش تماس بگیرید.

هزینه مقاوم سازی تیر بتنی چقدر است؟

تیر بتنی طبق مراحلی مقاوم سازی می‌شود که برای هر کدام می‌بایست هزینه جداگانه‌ای در نظر بگیرید.

• هزینه کارشناسی و طراحی روش مقاوم سازی : این هزینه شامل ارزیابی سازه‌ای، آزمایش و نمونه‌برداری از ساختمان، بررسی ساختمان و پایه ریزی طرح مقاوم سازی است.
• هزینه اجرای مقاوم سازی : شامل نحوه دسترسی، کیفیت و سختی اجرا، استفاده از متخصصان و هزینه تخلیه موقتی ساختمان در صورت نیاز است.
• هزینه تست‌های تخصصی مقاوم سازی : شامل استفاده از تجهیزات مختلف برای تعیین میزان تاثیرگذاری مقاوم سازی می‌شود.

کلام پایانی

مواردی مانند اجرای و طراحی نامناسب، کرمو شدگی و زنگ زدگی تیرهای بتنی باعث آسیب به آن‌ها می‌شود. اگرچه آسیب تیرها به اندازه آسیب ستون بتنی مخرب نیست، اما هنگام مقاوم سازی ساختمان باید به مقاوم کردن این تیرها نیز توجه داشته باشید. مقاوم سازی تیر بتنی تقریبا مانند ستون بتنی است‌. با استفاده از روش‌هایی مانند کامپوزیت، ژاکت فلزی، ژاکت بتنی و مقاوم سازی موضعی با ملات بتنی می‌توانید این فرایند را انجام دهید. توجه داشته باشید که برای این‌کار باید از متخصصان مقاوم سازی کمک بگیرید تا عمل مقاوم کردن تیرها به خوبی انجام شود.