سازه‌های بتنی به عنوان یکی از پرکاربردترین نوع سازه‌ها در مهندسی عمران شناخته می‌شوند. اما با گذشت زمان، تحت تأثیر عواملی مانند تغییرات محیطی، بارهای اضافی، خطاهای طراحی یا اجرا، و زلزله ممکن است نیاز به مقاوم‌سازی پیدا کنند. مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی با هدف افزایش ظرفیت باربری، بهبود پایداری و افزایش عمر مفید آن‌ها انجام می‌شود.
استفاده از تکنیک‌های جدید مقاوم سازی سازه‌های بتنی، بهترین راه برای تقویت ساختمان در برابر زلزله، باد، سیل و … است. شرکت مهندسی آتلیه کارشیو دیار با ارائه انواع خدمات ساختمانی و البته مقاوم سازی سازه‌های بتنی می‌تواند شما را در این مسیر راهنمایی و همراهی کند. در صورت تمایل به ارتباط با کارشناسان ما فرم زیر را کامل کنید.
عوامل نیاز به مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی
- تغییر در شرایط بهره‌برداری: تغییر کاربری یا افزایش بارهای وارده.
- خرابی‌های ناشی از عوامل محیطی: اثرات خوردگی، نفوذ یون‌های کلرید، یا تغییرات دما.
- خطاهای طراحی و اجرا: ضعف در طراحی اولیه یا عدم رعایت استانداردها در زمان ساخت.
- زلزله و عوامل طبیعی: ضعف در عملکرد لرزه‌ای سازه در برابر زلزله.
روش‌های مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی
تقویت سازه بتنی با آرماتور
استفاده از آرماتور به عنوان یکی از اصلی‌ترین روش‌های تقویت سازه‌های بتنی به شمار می‌آید. این روش با بهبود خواص مکانیکی و مقاومت سازه به ویژه در برابر نیروهای فشاری، خمشی و کششی انجام می‌شود. در ادامه به توضیح دقیق روش‌ها و کاربردهای تقویت سازه بتنی با آرماتور می‌پردازیم:
1. افزودن آرماتورهای طولی (تقویت خمشی)
افزودن میلگردهای طولی جدید در نواحی بحرانی (مانند تیرها و ستون‌ها) به منظور افزایش ظرفیت خمشی، یک روش مقاوم سازی سازه بتنی است.
روش اجرا:
1. شیارزنی یا برش در سطح بتن برای تعبیه آرماتور جدید.
2. قرار دادن میلگردهای تقویتی.
3. پوشش میلگرد با ملات یا بتن جدید.
کاربرد:
تیرها و دال‌های خمشی.
اعضایی که تحت بارگذاری خمشی شدید هستند.
2. استفاده از آرماتورهای عرضی (خاموت‌ها)
افزایش مقاومت برشی اعضای بتنی از طریق اضافه کردن خاموت‌های بیشتر یا نزدیک‌تر.
روش اجرا:
1. نصب خاموت‌ها به صورت خارجی و بستن آن‌ها با میلگردهای موجود.
2. پوشاندن خاموت‌ها با بتن جدید برای محافظت و یکپارچگی.
کاربرد:
تیرها و ستون‌ها در برابر بارهای برشی.
بهبود رفتار لرزه‌ای ستون‌ها.
3. مقاوم‌سازی با آرماتورهای خارجی (External Reinforcement)
استفاده از میلگردهای خارجی که با بست‌ها یا چسب‌های اپوکسی به سازه متصل می‌شوند.
روش اجرا:
1. اتصال میلگردهای خارجی به نواحی بحرانی.
2. پوشاندن میلگردها با ملات یا پوشش محافظ.
مزایا:
نصب سریع و آسان.
عدم نیاز به تخریب گسترده.
کاربرد:
تیرها، دال‌ها و دیوارهای برشی.
4. استفاده از آرماتور پیش‌تنیده
اضافه کردن کابل‌های پیش‌تنیده برای ایجاد تنش‌های فشاری در بتن و کاهش اثر تنش‌های کششی.
روش اجرا:
1. نصب کابل‌های فولادی در خارج یا داخل سازه.
2. کشش کابل‌ها و قفل کردن آن‌ها در انتها.
3. بتن‌ریزی یا تزریق ملات برای پوشاندن کابل‌ها.
کاربرد:
تیرها و دال‌های بلند.
اعضایی که تحت بارهای سنگین هستند.
5. تقویت اتصالات تیر-ستون با آرماتور
اضافه کردن میلگردهای جدید در ناحیه اتصالات به منظور بهبود عملکرد سازه در برابر نیروهای زلزله.
روش اجرا:
1. حفاری و نصب آرماتورهای اضافی در نواحی اتصال.
2. پر کردن ناحیه با بتن با مقاومت بالا یا گروت اپوکسی.
کاربرد:
بهبود رفتار اتصالات در سازه‌های لرزه‌ای.
مزایا و محدودیت‌های تقویت با آرماتور
مزایا:
افزایش مقاومت خمشی، برشی و فشاری.
امکان ترکیب با سایر روش‌های مقاوم‌سازی.
هزینه اقتصادی‌تر نسبت به برخی روش‌های پیشرفته.
دوام و پایداری بلندمدت.
محدودیت‌ها:
زمان‌بر بودن اجرای برخی روش‌ها.
نیاز به تجهیزات خاص برای برخی تکنیک‌ها (مانند پیش‌تنیدگی).
دشواری در اجرا در فضاهای محدود یا بسته.
2. مقاوم‌سازی با استفاده از الیاف پلیمری (FRP)
الیاف پلیمری تقویت‌شده (FRP) شامل الیاف کربن، شیشه یا آرامید است که در ماتریس پلیمری تعبیه شده‌اند. در پروژه‌های ساختمانی‌ای که از بتن آرمه برای ساخت آن استفاده شده، frp گزینه مناسبی برای تقویت سازه آن ساختمان است.
انواع FRP براساس فیبر تشکیل دهنده آن‌ها:
- CFRP با الیافی از جنس کربن
- GFRP با الیافی از جنس شیشه
- AFRP با الیافی از جنس آرامید
- BFRP با الیافی از جنس بازالت
مزایا FRP برای مقاوم سازی سازه‌های بتنی
- وزن سبک.
- مقاومت کششی بالا.
- مقاومت در برابر خوردگی.
کاربردها FRP
- تقویت خمشی تیرها.
- افزایش مقاومت برشی.
- مقاوم‌سازی ستون‌ها در برابر بارهای محوری و جانبی.
3. ژاکت فلزی و بتنی
ژاکت فلزی:
یکی از راه‌های مقاوم سازی سازه‌های بتنی، استفاده از پوشش ستون‌ها با صفحات یا پروفیل‌های فلزی است. از جمله مزایای این روش می‌توان به افزایش مقاومت خمشی و برشی و بهبود رفتار لرزه‌ای اشاره کرد.
ژاکت بتنی:
ژاکت بتنی در واقع به افزودن لایه‌ای از بتن همراه با میلگردهای تقویتی برای مقاوم سازی سازه گفته می‌شود از جمله مزیت‌های استفاده از ژاکت بتنی می‌توان به افزایش سختی و ظرفیت باربری اشاره کرد.
4. استفاده از مواد افزودنی یا ترمیم بتن
ترمیم سطحی: استفاده از ملات‌های مخصوص برای پوشاندن ترک‌ها و حفرات.
تزریق رزین: تزریق مواد اپوکسی یا پلی‌یورتان برای پر کردن ترک‌های عمیق.
استفاده از این روش باعث جلوگیری از نفوذ عوامل مخرب و افزایش دوام سازه بتنی می‌شود.
5. پیش‌تنیدگی خارجی
در روش پیش تنیدگی خارجی که یک روش مقاوم سازی سازه بتنی است، از کابل‌های فولادی پیش‌تنیده برای افزایش ظرفیت خمشی و برشی برای مقاوم سازی سازه بتنی استفاده می‌شود. از جمله مزایای این روش می‌توان به افزایش ظرفیت باربری، کاهش تغییر شکل‌ها و امکان استفاده در سازه‌های موجود اشاره کرد.
6. تقویت اتصالات
تقویت نقاط ضعف در اتصالات تیر-ستون با استفاده از صفحات فولادی یا الیاف FRP با هدف بهبود رفتار سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله از جمله دیگر روش‌های مقاوم سازی سازه بتنی است.
7. استفاده از دیوارهای برشی یا مهاربندها
استفاده از دیوارهای برشی به صورت اضافه کردن دیوارهای بتنی مسلح برای مقابله با نیروهای جانبی یا استفاده از مهاربندها (استفاده از اعضای فلزی برای انتقال بارهای جانبی به پایه‌ها) یک روش مقاوم سازی سازه بتنی دیگر است که می‌توان برای تقویت سازه بتنی استفاده کرد.
انتخاب روش مناسب مقاوم‌سازی
برای انتخاب روش مقاوم سازی سازه باید عوامل مختلفی را در نظر بگیرد که در ادامه به آن خواهیم پرداخت:
- نوع خرابی یا ضعف موجود.
- شرایط محیطی.
- محدودیت‌های معماری و اقتصادی.
- مدت زمان مورد نیاز برای اجرا.
در صورت تمایل به دریافت مشاوره رایگان در زمینه اجرا و طراحی سازه با تیم متخصصان ما در ارتباط باشید.
