روش های مقاوم سازی اتصالات بتنی

امروزه با افزایش جمعیت، نیازهای روزافزون و گسترده جامعه به ساخت وساز مسکن، ضرورت استفاده از روش‌ها و مصالح جدید به منظور افزایش سرعت ساخت، سبک سازی، افزایش عمر مفید و نیز مقاوم سازی ساختمان ها بتنی و فولادی در برابر زلزله را بیش از پیش افزایش داده است، به همین دلیل تعداد زیادی شرکت مقاوم سازی در امر بهسازی لرزه ای سازه ها و مقاوم سازی بناهای فرسوده در برابر زلزله اقدام کرده اند.

هدف نوسازی یا مقاوم سازی ساختمان ها چیست؟

هدف از نوسازی و مقاوم سازی لرزه ای ساختمان‌ها باعث بهبود عملکرد اجزاء سازه می شود. مقاوم سازی به مجموعه اقداماتی است که قابلیت انجام وظیفه یا وظایفی در سازه ایجاد می‌کنند، در صورتی که سازه قبل از انجام مقاوم سازی قادر به انجام آن‌ها به طور کامل نبوده است.

روش های مقاوم سازی اتصالات بتنی زمانی مورد طراحی و اجرا قرار گرفت که ساختمان ها بر اثر زلزله آسیب های شدیدی را متحمل شدند. این خرابی ها به دلیل استفاده از اتصالات ضعیف و لنگر انداختن میله های طولی تیر رخ داده است.روش های متفاوتی برای تقویت اتصالات بتنی در طول سال ها طراحی و به کار گرفته شده است، این روش های برای مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله است.

هدف اصلی این روش ها تعیین تکنیک های تقویت کننده موثر برای اتصال تیر و ستون بوده که شامل سهولت اتخاذ، عملکرد موثر و مقرون به صرفه بودن است.در این مقاله برآنیم تا برخی روش های مقاوم سازی اتصالات بتنی را معرفی نماییم. هدف این مقاله بررسی روش های مختلف مقاوم سازی با توجه به تأثیر هر تکنیک و مشخص کردن ویژگی های بارز آن هاست.

اهمیت مقاوم سازی اتصالات بتنی

در زمان رخ دادن زمین لرزه، اتصال تیر به ستون با تنش های بسیاری مواجه می شود. نتیجه این تنش ها صدمه زدن به گره های اتصال در سازه های ساختمان درباره ی زلزله است که گاهی باعث خرابی و فرو ریختن کل ساختمان می گردد.

همان طور که می دانید آخرین قسمتی که در اثر وقوع زلزله در ساختمان دچار آسیب می شود اتصال تیر به ستون است. بنابراین مقاوم سازی اتصالات باعث بهبود عملکرد کل سازه می شود. در طول زمان و با استفاده از تکنیک های جدید اقداماتی بر روی مقاومت و شکل پذیری این اتصالات انجام شده است. یکی از روش های بسیار موثر در این زمینه مقاوم سازی اتصالات با الیاف FRP است که در ادامه با آن آشنا خواهیم شد.

مقاوم سازی اتصالات بتنی با الیاف FRP

وظیفه انتقال نیرو و لنگرها بر عهده اتصالات سازه هاست. بنابراین این اتصالات نباید بر اثر نیرو تغییر شکل دهند. با استفاده از الیاف FRP که نام دیگر آن ورق کامپوزیت پلیمری FRP است؛ می توان ظرفیت خمشی و برشی اتصالات و میزان مقاومت آن ها را افزایش داد.
این روش نسبت به روش "روکش فولادی" که در ادامه با آن آشنا خواهیم شد از جهاتی بهتر است؛ زیرا اتصال با FRP دچار خوردگی نمی شود. بنابراین مراحل آماده سازی و نگهداری پس از نصب آن آسان تر خواهد بود. در این روش پس از آماده سازی سطح بتن و زیرسازی که با استفاده از چسب صورت می گیرد؛ بتن برای نصب ورق های FRP که در ابعاد دلخواه بریده می شوند؛ آماده می گردد.

مراحل نصب ورق های FRP به ترتیب عبارت است از:

آماده سازی چسب، نصب ورق بر روی سطح، هواگیری، قرار دادن چسب بر روی ورق

استفاده از روکش بتنی

در این روش آن قسمت از اتصالات که نیاز به تقویت دارد توسط یک پوشش بتنی مقاوم سازی می شود. این روش هنگامی اجرا می گردد که محل اتصال در خطر ترک خوردگی باشد. در این زمان برای اتصال بتن قدیمی و جدید می بایست پوشش بتنی میلگردها خراب شود. سپس با توجه به سطح کار ضخامت مناسبی را برای روکش بتنی تخمین زد. این پوشش می بایست کلیه میلگردهای محل اتصال را بپوشاند. استفاده از خاموت ها (میلگردهای خم شده ای که از المان های طولانی و قائم اطراف محافظت می کنند) نیز در این روش بسیار مهم است.

تمام میلگردها و خاموت ها می بایست محدوده مسلح شده ای در اتصال مورد نظر سازه به وجود آورند. در این روش، روکش بتنی سطح رویی دال را می پوشاند و میلگردهای قائم عرضی توسط تنگ های عرضی به هم متصل شده و مقاومت اتصالات را افزایش می دهند.
زمانی که جزئیات اتصالات در سازه ها بسیار ضعیف باشد و ترک های عمیقی در آن وجود داشته باشد روکش بتنی را در اطراف تیر و ستون نیز اجرا می کنند به طوری که میلگردهای بیشتری را از اتصالات عبور داده و از خاموت های افقی و قائم استفاده می کنند. با توجه به موقعیت کار، از شبکه های جوشی یا میخچه نیز استفاده می کنند.

استفاده از روکش فولادی در روش مقاوم سازی اتصالات بتنی

روکش یا ژاکت فولادی، مقاومت اتصال را بدون افزایش ابعاد اتصال بیشتر می کند. در این روش موقعیت اتصال در میزان افزایش مقاومت بسیار مهم است. اصولا روکش فولادی را با چسب های اپوکسی به اتصالات می چسبانند.سپس با استفاده از آرماتورهای پیش تنیده به اتصال می بندند و آن را محکم می کنند. پس از مرمت موضعی اتصال، چسب های اپوکسی می توانند سطوح ناهموار را نیز هموار و صاف کنند. این روش نسبت به روش مقاوم سازی بتنی نیاز به میلگردهای محصور کننده را کاهش می دهد.

اگر در اتصالی ستون قوی و تیر ضعیف باشد؛ می توان از روش مقاوم سازی اتصالات بتنی با استفاده از روکش فولادی استفاده نمود. بدین صورت که تیرهای منتهی به اتصال را سوراخ کرده و میلگردهای برشی را از داخل تیرها عبور می دهند.روکش های فولادی موج داری نیز وجود دارند که برای اتصالات ضعیف به کار برده می شوند. این ورق ها در برابر بارهای سیکلی بهتر از ورق های مسطح عمل می کنند.

جمع بندی
در این مقاله روش های ساده و منطقی برای طراحی آرماتور در گوشه ها و اتصالات سازه ها معرفی شده است. جزئیات آرماتور باید الزامات اساسی مقاومت، ترک خوردگی محدود، شکل پذیری و سادگی ساختمان را برآورده کند. در این مقاله به سه نوع روش مقاوم سازی اتصالات بتنی اشاره شده است.

گرچه روش های ساده تر دیگری نیز برای مقاوم سازی اتصالات در سازه ها وجود دارد. "تعمیرات جزئی" که پس از تزریق چسب اپوکسی برای تعمیر ترک های محدود در اتصالات به کار می رود و همچنین "استفاده از تنگ خارجی" جهت افزایش مقاومت اتصالات نیز از روش های دیگر مقاوم سازی هستند.