روش های تقویت ستونهای بتنی

مقاوم سازی ستون با FRP

محصور نمودن ستون که همچنین با نام های دورپیچ کردن ستون یا  مقاوم سازی به روش FRP Wrap نیز شناخته می شود یکی از  پرکاربردترین روش های مقاوم سازی ساختمان محسوب می شود. اگر ابعاد ستون بتنی و یا مقدار آرماتور طولی آن کمتر از حد نیاز باشد، ستون فاقد مقاومت کافی بوده و نیاز به مقاوم سازی دارد.  همچنین اگر فاصله بین خاموت ها یا همان آرماتورهای عرضی  زیاد باشد،  سایز آرماتور عرضی کوچکتر از  آنچه در محاسبات تعیین شده است استفاده شده باشد علاوه بر اینکه مقاومت برشی در ستون تامین نمی‌شود  شکل پذیری ستون به شدت کاهش پیدا کرده  و یا در حین بارگذاری فشاری آرماتورهای طولی کمانش می‌کنند. اگر اینگونه معایب در یک ستون وجود داشته باشد. مقاومت خمشی و فشاری ستون تامین نخواهد شد و  در حین بارگذاری گسیختگی حاصل می شود.

یکی از بهترین روش ها برای مشاور مقاوم سازی اینگونه از اعضا استفاده از روش محصور سازی ستون با پارچه FRP  می باشد. برای تقویت ستون ها در این شرایط، می‌توان الیاف FRP توسط چسب اپوکسی به پیرامون ستون متصل کرد. محصور سازی ستون با این روش مقاومت فشاری و خمشی ستون را افزایش می دهد. لازم به ذکر است مقاومت فشاری بتن محصور شده از بتن معمولی بیشتر است زیرا محصور شدگی باعث ایجاد تنش های دو جهته در  بتن می شود.  قابل ذکر است در این روش مقاوم سازی جهت الیاف باید عمود بر راستای ستون، یعنی هم جهت با خاموت های ستون باشد. شما می توانید برای اطلاعات بیشتر مقاله وال پست را مطالعه کنید.

برای مطالعه بیشتر در ارتباط با مقاوم سازی با FRP به صفحه مقاوم سازی ستون با FRP مراجعه کنید.

مقاوم سازی ستون با ژاکت بتنی

استفاده از ژاکت بتنی از گذشته روشی بسیار قابل اعتماد در خصوص مقاوم سازی ستون های بتنی، تیرهای بتنی و حتی دیوارهای بتنی بوده است. این روش به شکل قابل توجهی مقاومت و شکل پذیری عضو را ارتقا می دهد.

اجرای ژاکت بتنی

استفاده از روکش بتنی بهتر است با قالب و بتن خود متراکم انجام شود ، اما اگر ضخامت لایه پوشش بتن کمی باشد ، روش استفاده از سمپاشی بتن بهتر از ریختن بتن است. در این روش پس از بستن میلگردهای فولادی دور ستون ، قالب بندی و ریختن بتن به صورت مرحله ای تکمیل می شود. ارتفاع قالب در هر مرحله باید از ریختن و فشردن بتن اطمینان حاصل کند. ریختن بتن در قسمت فوقانی زیر سقف سخت ترین قسمت است. از کرم برای اجرای شاتکریت با توجه به شکل استفاده می شود.

به منظور اطمینان از اثر ترکیبی بتن جدید و قدیمی ، سطح بتن قدیمی باید با تبر یا قلم خراشیده شود یا با چسب شیمیایی پوشانده شود. آزمایش ها و آزمایش های قبلی نشان داده است که زبری سطح بتن برای اتصال بتن قدیمی و جدید کافی است ، اما با کاشت میخچه(میلگرد) در فاصله ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلی متر ، اثر مشترک بتن قدیمی و جدید به میزان قابل توجهی افزایش می یابد
اگر پوشش بتنی ستون را احاطه کرده باشد ، جمع شدن بتن جدید باعث اصطکاک بین بتن قدیمی و جدید می شود ، بنابراین نیازی به کاشت پیچ و مهره نیست.

حداقل مشخصات فنی پوشش بتن در زیر ارائه شده است. لازم به ذکر است کلیه مقررات طراحی و اجرای پوشش های بتنی در مقررات بتنی ایران باید اجرا شود.

۱- استحکام مصالح جدید باید برابر یا بیشتر از مقاومت مصالح موجود باشد توصیه می شود مقاومت فشاری بتن روکش شده حداقل ۵ مگاپاسکال مگاپاسکال بیشتر از بتن موجود باشد.
۲- برای ستونی که نیازی به تستر اضافی ندارد ، چهار میله فولادی طولی با قطر ۱۶ میلی متر ، احاطه شده با پایه های با قطر ۸ میلی متر مورد نیاز است.
۳- حداقل ضخامت لایه محافظ بتن ۱۰۰ میلی متر است.
۴- حداقل قطر روکش ۸ میلی متر و حداکثر ۱۴ میلی متر است. زاویه خم شدن انتهای استنت ۱۳۵ درجه است.
۵- فاصله بین محور و محور اتصال نباید بیش از ۲۰۰ میلی متر باشد ، اما فاصله بین اتصالات نباید از ضخامت صفحه پوشش بیشتر باشد. در ۱/۴ ارتفاع ستون نگهدارنده ، فاصله بین میله های نگهدارنده نباید از ۱۰۰ میلی متر تجاوز کند.
۶. فاصله بازیکنان آماتور متوالی در این ستون نباید از هیچ یک از مقادیر زیر تجاوز کند:
الف: ۱۲ برابر قطر کوچکترین میلگرد طولی اعم از اینکه منفرد باشد یا عضوی از گروه میلگردهای در تماس بشمار آید.
ب: ۴۸ برابر قطر میلگرد خاموت ها
پ: ۲۵۰ میلیمتر

اگر مقاومت بتن روکش از مقاومت بتن موجود بیشتر باشد ، هنگام تجزیه و تحلیل مقاومت خمشی ستون مسلح ، سطح مقطع ستون را می توان افزایش داد و مواد را می توان ستون مصالح اصلی در نظر گرفت. تحت فرض محافظتی ، بازدهی و ظرفیت خمش نهایی ستون را می توان ۹۰٪ مقدار محاسبه شده در نظر گرفت. افزایش ظرفیت برشی را می توان بر اساس افزایش سختی محاسبه کرد. به منظور محاسبه میزان عقب نشینی ، فقط افزایش پسوند در نظر گرفته می شود.