پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
روشهای ترمیم و مقاوم سازی سازه‌ها
چنانچه سازه‌ای تحت شرایط خاص (زلزله یا گود برداری) آسیب دیده باشد یا اگر قصد تغییر کاربری ساختمان (مسکونی به آموزشی)، تغییر یا افزایش در میزان طبقات سازه را داشته باشید، سازه موجود، ایمنی و شرایط مطلوب برای تحمل بار‌های وارده را نخواهد داشت و نیازمند مقاوم سازی یا ترمیم و تقویت سازه است.
مراحل مختلف ترمیم و مقاوم سازی سازه
- شناسایی و قضاوت اولیه
- تهیه اطلاعات لازم از ظاهر سازه اجرا شده
- بررسی نهایی یا سونداژهای مناسب از سازه موجود
مرحله شناسایی و قضاوت اولیه
در اولین مرحله سابقه و مشخصات طرح از قبیل گزارش ژئوتکنیک خاک محل، نقشه مشخصلات فنی، نحوه انتقال بار جانبی سازه، دفترچه محاسبات و از این قبیل تهیه می‌شود.
تهیه اطلاعات لازم از ظاهر سازه اجرا شده
- بازدید مکرر از سازه
- اندازه گیری اعضای سازه( مقاومت میلگرد‌ها و بتن و…)
- بررسی کیفیت اجرای تیرها و ستون‌ها، دیوار برشی، سیستم سقف، پوشش بتن روی میلگرد‌ها، قطع و پیوستگی میلگرد‌ها
روشهای بررسی وضعیت داخلی بتن تیرها و ستون‌ها
روش غیر مخرب (چکش اشمیتس و…)
برحسب میزان برگشت چکش (میله) مقاومت اعضا تعیین می‌شود.
مشکلات استفاده از چکش اشمیتس
- نشان دادن مقاومت کم به هنگام برخورد با ریزدانه
- نشان دادن مقاومت زیاد به هنگام برخورد با درشت دانه
- نشان دادن مقاومت میلگرد هنگام برخورد به میلگرد در اثر کم بودن پوشش بتن
روش ارسال امواج (آلتراسونیک)
مقاومت بتن بر حسب سرعت عبور امواج تعیین می‌شود.
مشکلات روش آلتراسونیک
- هرچه در بتن مسلح تراکم میلگرد در منطقه مورد آزمایش زیاد باشد باعث می‌شود مقاومت کاذب نشان دهد.
- اشباع بودن یا غیر اشباع بودن بتن در محاسبه تاثیر می‌گذارد.
- وجود حباب هوا (تخلخل بتن) تاثیر دارد.
- آلتراسونیک باید در قسمتی که پوشش میلگرد کمتر است نصب شود (در تیرها قسمت میانی).
روش مغزه گیری بتن
- برای داشتن نمونه‌های استاندارد باید ارتفاع نمونه‌ها از دو برابر قطر آن بزرگتر باشد.
- در این روش هرچه نمونه از عمق بتن با مته دریافت شود مقاومت بیشتری نشان خواهد داد.
- نمونه ها از جایی باید برداشت شود تا نقاط ضعف در سازه ایجاد نشود.
- در تیرها بهترین مقطع برای نمونه برداری در یک چهارم طول دهانه نزدیک تکیه گاه است.
- در مقطع عرضی بهترین جا برای نمونه گیری نزدیک تار خنثی بوده زیرا در تار خنثی تنش به بتن وارد نمی‌آید.
- همچنین مغزه گیری از بتن را می‌توان از بتن روی تیرچه‌ها انجام داد تا به باربری تیر یا ستون سازه هم لطمه وارد نیاید.
بررسی نهایی در ترمیم
عوامل اصلی در تقویت سازه‌ها اقتصادی و اجرایی بودن و سرعت اجرای طرح است. هنگامی که به این نتیجه رسیده شد که تمام المان‌های سازه ضعیف هستند راهکارهای مختلفی به شرح زیر وجود دارد.
- تغییر در سیستم بار جانبی (کمک از بادبند یا دیوار برشی)
- افزایش مقطع و شاتکریت بتن
- کاشت میلگرد در نواحی ضعیف کربنی، شیشه‌ای
- استفاده از الیاف های مسلح FRP
با بکار بردن دیوار برشی یا بادبند تمرکز تنش در این نقاط ایجاد می‌شود و نقاط دیگر از تنش رهایی می‌‌یابند. قطعاً المان‌های قبلی در این محل‌ها جوابگو نخواهند بود. اگر امکان بکار بردن دیوار برشی یا بادبندی در داخل سازه (پلان) نباشد می‌توان از باکس‌های مخصوص در خارج پلان سازه استفاده نمود ولی باید اتصالات سازه‌ای مناسب در این نقاط را تامین نمود.
روشهای تقویت پی
الف) پی‌های که نیاز به تقویت ندارند ولی ستون مربوطه نیاز به تقویت دارد.
- به وسیله چاله زنی و شستشوی آن با مته میلگرد‌های طولی ستون جدید در داخل پی جاگذاری می‌شود.
- هرچه طول چال بیشتر باشد مقاومت درگیری فولاد و بتن بیشتر می‌شود.
- در چال زنی سعی شود از سیستم پدستال استفاده شود و باید توجه داشت که اگر ارتفاع ستون کم باشد امکان اجرای پدستال نخواهد بود.
- درسیستم پدستال به دلیل وارد کردن میلگرد بصورت خم در پی در نتیجه فاصله میلگرد‌های انتهایی تا مرکز ستون زیاد خواهد بود.
- درنتیجه در سیستم پدستال نیروی وارده به میلگرد کمتر و ضریب اطمینان بیشتر خواهد شد و مشکل برش پانچ نیز حل خواهد شد.
- با شناژ بندی نیز سختی صفحه پی بیشتر خواهد شد.
ب) پی نیاز به تقویت دارد.
- برای حل مشکل پی با خاکبرداری اطراف پی بجای خاک برداشت شده از مصالح پر کننده استفاده میکنند.
- مصالح پر کننده می‌تواند بتن مگر، مصالح سنگی، مصالح رودخانه‌ای با تراکم بالای ۹۵٪ باشد.
- برای کنترل پانچ هر دو پی قدیم و جدید معیا کنترل قرار می‌گیرد و برای ظرفیت باربری و فولادگذاری خمشی سطح جدید معیار کنترل است.
تقویت ستون‌ها
مشکلات ستون‌های سازه می‌تواند ناشی از خروج مرکزیت بوجود آمده از خطای اجرای ستون‌ها یا نا تنگ در داخل ستون جدید U شاقولی بودن ستون در طبقه باشد که برای تقویت ستون‌ها از دو استفاده می‌شود. در طبقات یکی در میان جهات قرارگیری آن تغییر می‌نماید. قبل از افزایش مقطع ستون‌ها باید حتماً گوشه‌های ستون را بشکنند و با ماسه پاشی و شستشو با فشار آب، سطح کاملاً زبر و آماده اتصال با سطح بتن جدید شود. با افزایش مقطع ستون‌ها از مقطع قدیم می‌توان برای مقاومت برشی و فشاری و از مقطع جدید مقاومت کششی، برشی و فشاری کمک گرفت.
نحوه بتن ریزی در ستون جدید
- اسلامپ بتن جدید باید بین ۱ تا ۳ باشد و از مواد مضاف منبسط کننده و مواد روان کننده باید در بتن استفاده شود.
- قیف مناسب بتن ریزی در صورت امکان در راس ستون و در ستون‌های بین طبقات در حدود یک چهارم ارتفاع ستون باشد. و در حین بتن ریزی از شمعک گذاری برای تامین پایداری سقف استفاده شود.
- بتن ریزی ستون یکبار از وسط ستون انجام می‌شود و سپس باقیمانده ستون، به وسیله قیف در راس ستون بتن ریزی می‌شود. برای عبور میلگرد‌های طولی ستون از کف مطابق شکل از پانچ‌های با قطر ۴ اینچی استفاده می‌شود.
- وصله ستون جدید بهتر است بجای قرار گرفتن در گره در یک دوم گره قرار گیرد.
- بهتر است از تعداد میلگرد کمتر با قطر بیشتر استفاده شود.
تقویت تیرها
در تقویت تیرها نیز برای تحمل برش در ستون جدید از دو خاموت برای عبور میلگرد طولی جدید تیر از محلی که ستون قرار دارد از خم استاندارد به شکل U استفاده می شود.
مراحل کاشتن میلگرد
- چال زنی و تمییز کردن محل چاله و سطح بتن اطراف
- قرار دادن میلگرد + محصور کردن فضای تزریق و افزایش فشار تزریق + ضربه و ارتعاش
- استفاده از سیمان زودگیر
موارد بررسی در ترمیم و مقاوم سازی سازه‌ها
- پیچش زیاد سازه به علت عدم تطابق مرکز سختی و مرکز جرم
- عدم عملکرد مناسب درز انقطاع
- نبودن ستون‌ها در یک امتداد و غیر شاغولی بودن آنها
- وجود پانل‌های بزرگ و لزوم تقویت تیرها
- عدم وجود ستون در محل تلاقی تیرها با توجه به طول زیاد تیرهای اصلی و عدم امکان قرار گرفتن تیر فرعی روی آن
- نیاز به تقویت ستون‌های اطراف تیرها