امروزه مقاوم‌ سازی ساختمان با توجه به خسارت‌های وارده در زمان وقوع زلزله بسیار مورد توجه قرار گرفته است. تقویت سازه‌های بتنی به مجموعه عملیاتی گفته می‌شود که به منظور تقویت سازه جهت جلوگیری از آسیب دیدگی در اثر بارهای اضافه یا حوادث مخرب طبیعی صورت می‌گیرد. در این مقاله قصد داریم به معرفی انواع روش‌های مقاوم سازی و نقش الیاف کربن در تقویت سازه‌های بتنی بپردازیم.

روش های مقاوم سازی ستون بتنی

مقاوم سازی ستون های بتنی از طریق روش‌های مختلفی صورت می‌گیرد. هدف از مقاوم سازی، تقویت و افزایش مقاومت ستون‌ها در برابر حوادث مخرب طبیعی، سایش خوردگی، بار و نیروی مختلف است. روش‌های تقویت ستون بتنی شامل موارد زیر است:

• تقویت سازه با ژاکت بتنی
• تقویت سازه با ژاکت فولادی
• مقاوم سازی ستون بتنی با frp

با ما همراه باشید تا در ادامه درباره هر کدام از روش‌های مقاوم سازی بیشتر توضیح بدهیم.

مقاوم سازی با ژاکت بتنی

ژاکت بتنی از لایه‌ای از بتن، میلگردهای طولی و خاموت‌های بسته تشکیل می‌شود. ژاکت بتنی موجب افزایش مقاومت خمشی و برشی ستون و شکل پذیری ستون‌ها می‌گردد که در نهایت باعث مقاوم سازی میشود. هم‌چنین در صورتی که میزان آسیب به ستون زیاد باشد یا ستون تحمل نیروی جانبی را نداشته باشد از روکش بتن آرمه استفاده می‌شود. ژاکت بتنی می‌تواند دور تا دور ستون یا در یک طرف آن اجرا شود. از آنجا که این روش باعث افزایش ابعاد ستون می‌گردد، وزن ساختمان را نیز افزایش می‌دهند. توجه داشته باشید که این روش نسبت به سایر روش‌ها به دلیل نیاز به عوامل اجرایی مختلف سخت‌تر است.

مقاوم سازی با ژاکت فولادی

در این روش ستون‌های بتنی با پوشش فولادی احاطه می‌شوند. در این روش ابعاد و وزن ستون کمی افزایش می‌یابد. هم‌چنین از این روش جهت تعمیر ستون‌های آسیب دیده پس از زلزله نیز استفاده می‌شود. روکش فولادی، منجر به افزایش مقاومت برشی شده و تا حدی فاصله بین ستون‌ها را افزایش می‌دهد. توجه داشته باشید که اگر اتصالی بین روکش فولادی ستون‌های درجات مختلف وجود نداشته باشد، ظرفیت باربری محوری ستون‌ها افزایش پیدا نمی‌کند.

به علاوه افزایش مقاومت خمشی ستون بستگی به اتصال ورق روکش فولادی به فونداسیون دارد. تا زمانی که روکش فولادی به فونداسیون متصل نشود، مقاومت خمشی افزایش نمی‌یابد. در روش تقویت سازه با ژاکت فولادی به دلیل عدم مقاومت در برابر آتش سوزی، نیاز به صرف هزینه زیاد جهت اجرای پوشش ضد حریق دارد. هم‌چنین ژاکت فولادی در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی مقاوم‌ نیست. حتما در زمان اجرا مقاوم سازی این موضوع را در نظر گرفته تا بتوانید بهترین روش را انتخاب نمایید.

مقاوم سازی با FRP

یکی از جدیدترین و سریع‌ترین روش‌های مقاوم سازی سازه بتنی، مقاوم سازی با frp است. frp از جنس پلیمری تقویت شده است که به دلیل مزیت‌های زیاد نسبت به سایر روش‌ها، امروزه محبوبیت زیادی در صنعت ساختمان سازی در سراسر دنیا دارد. با توجه به اینکه پلیمرهای تقویت شده با فیبرهای کربن از مقاومت بالایی نسبت به وزن آن برخودار است، برای تقویت سازه‌های جدید، مقاوم سازی و بازسازی ساختمان‌های بتنی، پل و سایر سازه‌ها کاربرد دارد. از مزیت های مقاوم سازی با frp می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• افزایش مقاومت خمشی ستون
• افزایش مقاومت برشی ستون
• افزایش مقاومت فشاری ستون
• افزایش مقاومت در برابر خوردگی
• افزایش دوام
• کنترل گسترش ترک و عرض ترک
• ضخامت کم ورقه‌های frp و عدم تغییر قابل توجه در ابعاد تیر
• سهولت در اجرا و قابل نصب روی کلیه سطوح از جمله فولاد و بتن
• افزایش شکل پذیری
• هزینه پایین نسبت به سایر روش‌ها

نقش الیاف کربن در مقاوم سازی

الیاف کربن مشکی رنگ بوده، دارای 90 درصد کربن است و در آب حل نمی‌شود. هم‌چنین این الیاف بدون بو بوده و مقاومت بسیار بالایی در برابر مواد خورنده مانند اسیدها، بازها و مواد عالی دارد. فیبر کربن بسیار قوی بوده و در مهندسی معمول است که مزایای یک ماده را از نظر نسبت استحکام به وزن و نسبت سختی به وزن اندازه گیری کنند؛ به ویژه در طراحی سازه که در آن وزن اضافه ممکن است به افزایش هزینه‌های چرخه عمر یا عملکرد نامطلوب تبدیل شود.

به همین دلیل از الیاف کربن و رزین اپوکسی برای تقویت سازه های بتنی به هردلیلی ازجمله افزایش بارگذاری، تغییر آئین نامه، ضعف در ساخت و غیره استفاده می‌شود. این مواد پس از سخت شدن، لایه سختی را تشکیل می‌دهند که موجب افزایش قدرت بار گذاری سازه‌های بتنی مانند تیرها، دال‌ها، ستون و دیوار برشی می‌گردد. از ویژگی‌های الیاف کربن که باعث شده در مقام سازی سازه‌های بتونی به وفور استفاده شود می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مقاومت بالای فیبر کربن در برابر حرارت
• وزن سبک
• مقاومت کششی بالا
• دارای ضریب ارتجاعی بالا نسبت به الیاف شیشه و کولار
• استحکام مناسب در برابر خستگی
• دوام و عمر طولانی در برابر مواد شیمیایی
• نفوذ ناپذیری در برابر اشعه x
• رسانایی الکتریکی بسیار خوب فیبر کربن

مقاوم سازی ستون بتنی با الیاف کربن

به دلیل افزایش بار بر ستون‌های بتنی، بتن ممکن است در جهت عمود بر جهت بار وارده، از هم باز شود. افزایش شکل‌ پذیری ستون در زمان مقاوم سازی منجر می‌شود تا ظرفیت جذب انرژی و شکل پذیری ستون که اهمیت ویژه‌ای در حین بارهای لرزه‌ای دارد نیز افزایش یابد. احاطه کردن عرضی بتنی با الیاف کربن به وسیله رزین اپوکسی نانو می‌تواند مقاومت ستون را حداقل تا دو برابر و ظرفیت شکل پذیری را تا پنج برابر افزایش دهد.

هم‌چنین مقاومت کششی الیاف کربن هفت برابر ورق های فولادی است و به همین دلیل یک گزینه عالی برای تقویت خمشی تیرهای بتنی محسوب می‌شود. چسباندن صفحات کربن به بخشی از تیر بتنی که نیروی خمشی به آن وارد می‌شود، مقاومت خمشی تیر را افزایش می‌دهد. در زمان وقوع زلزله سختی تیرها مسئله بسیار مهمی است. آزمایشات نشان می‌دهد که سختی تیرهای تقویت شده با الیاف کربن بعد از ترک‌خوردگی افزایش یافته است. 

شرکت بیکران سازان شمال

امروزه به دلیل اهمیت ایمن سازی و ترمیم سازی ساختمان‌ها و سازه‌ها، شرکت‌های مقاوم سازی زیادی در کشور مشغول به فعالیت هستند.‌ شرکت بیکران سازان شمال یکی از پیشگامان صنعت مقاوم سازی در ایران است که در زمینه کاربرد کامپوزیت frp در تقویت ساختمان‌ها و سازه‌های بتنی فعالیت می‌کند. این مجموعه با داشتن تجهیزات پیشرفته و کادری مجرب و متخصص علاوه بر بالا بردن استحکام ساختمان‌ها به مقاومت سازه‌ها در برابر زلزله نیز کمک می‌کند. جهت مشاوره و کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید با شماره‌های موجود در سایت تماس حاصل فرمایید.