بهسازی و مقاوم سازی

مقاوم سازی با ژاکت بتنی

مقاوم سازی ستون با استفاده از روكش بتني (Concrete jacket)

⁣یکی از روش های تقویت اعضای سازه ای افزودن عضو بتنی جدید به عضو قدیمی است که نمونه بارز آن استفاده از ژاکت بتنی است. در این روش غلافی بتنی در پیرامون عضو ایجاد می شود و عملکردی یکپارچه با عضو داشته باشد (مقطع مرکب) و یا عملکردی مستقل از عضو داشته باشد که در این حالت، عضو مانند قالب درونی برای اجرا به شمار می آید. روش های اجرای ژاکت بتنی به دو دسته روش های متداول قالب بندی و بتن ریزی و روش بتن پاشی تقسیم می شود. مهمترین برتری روش بتن پاشی بی نیازی به قالب بندی بتن و امکان اجرای لایه پیوندزا برای عملکرد یکپارچه است. از دیگر کاربردهای بتن پاشی، ساخت دیوارهای برشی بر روی دیوارهای با مصالح بنایی است.

روكش بتني شامل لایه اي از بتن، ميلگردهاي طولي و خاموت هاي بسته مي باشد. روكش بتني مقاومت خمشي و برشي ستون را افزايش مي دهد و افزايش شكل پذيري ستون در اين حالت كاملاً مشهود است.

روكش بتن آرمه در مواردي كه ميزان شدت آسيب هاي وارده به ستون زياد باشد و يا ستون از ظرفيت كافي در برابر نيروهاي جانبي برخوردار نباشد، بكار گرفته ميشود. روكش بتني بسته به شرايط مي تواند دور تا دور ستون و يا در يك وجه آن اجرا شود.
مناسب بودن طرح روكش بتني به پيوستگي آن با عضو بستگي دارد . اگر ضخامت روكش بتني كم باشد، افز ا يش سختي در ستون مقاوم سازي شده محسوس نمي باشد. روكش بتني باعث افز ايش ابعاد ستون مي گردد كه علاوه بر مسائل معماري، وزن ساختمان را نيز افزايش ميدهد.

قبل از اقدام به مقاوم سازی حتماً دقت گردد که مطابق بند ۹-۱۰-۸-۶ مبحث_نهم میتوان با انجام آزمایش مغزه_گیری و تامین مقاومت متوسط به اندازه ۸۵ درصد مقاومت مورد نظر ( به شرطی که مقاومت_فشاری هیچیک از نمونه ها کمتر از ۷۵ درصد مقاومت مورد نظر نباشند و همچنین مقاومت فشاری به دست آمده برای بتن با این روش از ۱۶ مگاپاسکال کمتر نگردد) میتوانبتن را قابل قبول تلقی کرد و نیازی به ارائه طرح مقاومسازی نیست.

بهسازی و مقاومسازی با ژاکت بتنی و فولادی

در صورتیکه با در نظر گرفتن کلیه موارد ذکر شده در بند ۹-۱۰-۸-۶ مبحث نهم ، بتن قابل پذیرش نباشد، میتوان از یکی از روشهای مقاومسازی اقدام به ارایه طرح مقاومسازی برای ستونها نمود. دقت گردد که سازه باید شرایطی داشته باشد که حداقل ضوابط شکلپذیری فرض شده برای سازه مطابق ضوابط مبحث_نهم را تامین نماید؛ به بیان دیگر شرایط سازه بعد از ارایه طرح مقاومسازی باید محدودیتهای حد شکلپذیری فرض شده برای سازه درطرح اولیه را تامین نماید؛ در غیر این صورت لازم است کهسازه برای حد شکلپذیری پایینتری بارگذاری و طراحی شود و یا مطابق با ضوابط نشریه شماره ۳۶۰ ( دستورالعمل بهسازی_لرزه_ای ساختمان های موجود ) و راهنما و تفاسیر آن اقدام به طرح مجدد گردد.

برای ارایه طرح مقاومسازی به روش ژاکت بتنی ( Concrete Jacket ) میتوان در ETABS ، مقطع مورد نظر برای ستون را مطابق با شرایط جدید تعریف نمود. برای تعریف مقطع میتوان از Section designer کمک گرفت. مقطع شامل بخش موجود و بخش تقویت شده آن به صورت ژاکت بتنی میباشد. ژاکت بتنی در پیرامون ( یا برخی وجوه خارجی ) مقطع موجود به صورت ترکیبی از بتن و آرماتور خواهد بود. برای پیوستگی بین بتن جدید و قدیم باید از روشهای اتصال تعریف شده مطابق فصل ۱۷ آیین نامه ACI 318-14 استفاده نمود. باید دقت نمود که اگر آرماتورهای موجود در قسمت ژاکت جهت تامین مقاومت لرزه ای مورد نظر باشند، باید ضوابط لرزه ای نظیر فواصل بین خاموتها برای آنها تامین گردد. ضمن اینکه باید ابعاد مقطع با شرایط جدید محدودیتهای هندسی مربوط به ضوابط لرزه ای مبحث نهم در فصل ۲۳ ، ضوابط حداقل و حداکثر درصد آرماتور و دیگر ضوابط لرزه ای فصل ۲۳ این آیین نامه را تامین نماید.

به عناصر ضعیف ، مقطع ساخته شده با شرایط جدید را اختصاص میدهیم و سازه را با شرایط جدید تحلیل و سپس طراحیمیکنیم. با یک فرآیند سعی و خطا مقطع بهینه برای عناصر ضعیف را به دست می آوریم. طبعاً تغییر در مقاطع باعث تغییر در زمان_تناوب سازه ، دریفت و …. میشود که لازم است این موارد نیز بازبینی گردد.

نهایتاً بعد از رسیدن به مقطع بهینه برای تقویت ستونها ، لازم است طرح مناسبی جهت اتصال بتن قدیم و جدید ارایه دهیم. برای این موضوع میتوانیم از ضوابط فصل ۱۷ آیین نامه ACI318-14 کمک بگیریم. جهت استخراج نیروی موجود در مرز بتن قدیم و جدید ، میتوانیم با استخراج نیروی برشی ، لنگر خمشی و نیروی محوری موجود در مقطع جدید ، مقدار تنش در مرز دو لایه بتن را محاسبه کرده و طرح مناسبی جهت اتصال این دو ارایه نماییم.

مزایای استفاده از ژاکت بتنی
۱. امکان اصلاح همزمان کليه مشکلات سختي و مقاومتي در قابهاي بتني
۲. اصلاح اتصالات در قابها
۳. امکان اصلاح باربري ثقلي ستونها
۴. سهولت ايجاد پيوستگي بين اعضا
۵. عدم نياز به پوشش ضد حريق
۶. دخالت ناچيز در معماري

 

معایب استفاده از ژاکت بتنی
۱. افزايش وزن قابل توجه در سازه
۲. افزايش ابعاد تير و ستونها و کاهش فضاي مفيد
۳. زمان زياد براي اجراي طرح
۴. هزينه نسبتا زياد
۵. نياز به قالب بندي و عمليات اجرايي متعدد

 

 

الف- بهسازي مقاومت خمشي ستون
ب-بهسازي مقاومت برشي ستون

اگر بنا به دلايلي افزايش ظرفيت برشي بدون افزايش ظرفيت خمشي مد نظر باشد، پوشش بكار گرفته شده مي تواند به سقف و تيرها متصل نباشد و اگر افزايش ظرفيت خمشي ستون نيز مد نظر است پوشش بكار گرفته شده بايد از سقف عبور نمايد.

 

 

 

روش استفاده از پيش تنيدگي موضعي و ژاکت بتنی به صورت ترکیبی در مقاومسازي تيرهاي بتني

برچسب ها
نمایش بیشتر

علیرضا خویه

کارشناس ارشد مهندسی عمران- مهندسی زلزله از دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی | طراح سازه های مقاوم در برابر زلزله | بهسازی و مقاوم سازی سازه های موجود | ارائه طرح اختلاط بتن های باکیفیت و با مقاومت بالا |

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن