روش‌های ترمیم و مقاوم سازی سازه‌ها
چنانچه سازه‌ای تحت شرایط خاص (زلزله یا گود برداری) آسیب دیده باشد یا اگر قصد تغییر كاربری ساختمان (مسكونی 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 ژئوتكنیك خاك 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 مكرر از سازه
- اندازه گیری اعضای سازه( مقاومت میلگرد‌ها و بتن و…)
- بررسی كیفیت 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 (چكش اشمیتس و…)
برحسب میزان برگشت چكش (میله) مقاومت اعضا تعیین می‌شود.
مشكلات استفاده از چكش اشمیتس
- نشان دادن مقاومت كم 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 كم بودن پوشش بتن
روش ارسال امواج (آلتراسونیك)
مقاومت بتن بر حسب سرعت عبور امواج تعیین می‌شود.
مشكلات روش آلتراسونیك
- هرچه در بتن مسلح تراكم میلگرد در منطقه مورد آزمایش زیاد باشد باعث می‌شود مقاومت كاذب نشان دهد.
- اشباع بودن یا غیر اشباع بودن بتن در محاسبه تاثیر می‌گذارد.
- وجود حباب هوا (تخلخل بتن) تاثیر دارد.
- آلتراسونیك باید در قسمتی كه پوشش میلگرد كمتر 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 نزدیك 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 كه به این نتیجه رسیده شد كه تمام المان‌های سازه ضعیف هستند راهكارهای مختلفی به شرح زیر وجود دارد.
- تغییر در سیستم بار جانبی (كمك از بادبند یا دیوار برشی)
- افزایش مقطع و شاتكریت بتن
- كاشت میلگرد در نواحی ضعیف كربنی، شیشه‌ای
- استفاده از الیاف های مسلح FRP
با بكار بردن دیوار برشی یا بادبند تمركز تنش در این نقاط ایجاد می‌شود و نقاط دیگر از تنش رهایی می‌‌یابند. قطعاً المان‌های قبلی در این محل‌ها جوابگو نخواهند بود. اگر امكان بكار بردن دیوار برشی یا بادبندی در داخل سازه (پلان) نباشد می‌توان از باكس‌های مخصوص در خارج پلان سازه استفاده نمود ولی باید اتصالات سازه‌ای مناسب در این نقاط را تامین نمود.
روش‌های تقویت پی
الف) پی‌های كه 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 كه اگر ارتفاع ستون كم باشد امكان اجرای پدستال نخواهد بود.
- درسیستم پدستال به دلیل وارد كردن میلگرد بصورت خم در پی در نتیجه فاصله میلگرد‌های انتهایی تا مركز ستون زیاد خواهد بود.
- درنتیجه در سیستم پدستال نیروی وارده به میلگرد كمتر و ضریب اطمینان بیشتر خواهد شد و مشكل برش پانچ نیز حل خواهد شد.
- با شناژ بندی نیز سختی صفحه پی بیشتر خواهد شد.
ب) پی نیاز به تقویت دارد.
- برای حل مشكل پی با خاكبرداری اطراف پی بجای خاك برداشت شده از مصالح پر كننده استفاده میکنند.
- مصالح پر كننده می‌تواند بتن مگر، مصالح سنگی، مصالح رودخانه‌ای با تراكم بالای ۹۵٪ باشد.
- برای كنترل پانچ هر دو پی قدیم و جدید معیا كنترل قرار می‌گیرد و برای ظرفیت باربری و فولادگذاری خمشی سطح جدید معیار كنترل است.
تقویت ستون‌ها
مشكلات ستون‌های سازه می‌تواند ناشی از خروج مركزیت بوجود آمده از خطای اجرای ستون‌ها یا نا تنگ در داخل ستون جدید U شاقولی بودن ستون در طبقه باشد كه برای تقویت ستون‌ها از دو استفاده می‌شود. در طبقات یكی در میان جهات قرارگیری آن تغییر می‌نماید. قبل از افزایش مقطع ستون‌ها باید حتماً گوشه‌های ستون را بشكنند و با ماسه پاشی و شستشو با فشار آب، سطح كاملاً 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 كششی، برشی و فشاری كمك گرفت.
نحوه بتن ریزی در ستون جدید
- اسلامپ بتن جدید باید بین ۱ تا ۳ باشد و از مواد مضاف منبسط كننده و مواد روان كننده باید در بتن استفاده شود.
- قیف مناسب بتن ریزی در صورت امكان در راس ستون و در ستون‌های بین طبقات در حدود یک چهارم ارتفاع ستون باشد. و در حین بتن ریزی از شمعك گذاری برای تامین پایداری سقف استفاده شود.
- بتن ریزی ستون یكبار از وسط ستون انجام می‌شود و سپس باقیمانده ستون، به وسیله قیف در راس ستون بتن ریزی می‌شود. برای عبور میلگرد‌های طولی ستون از كف مطابق شكل 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 كمتر 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 كه ستون قرار دارد از خم استاندارد به شكل U استفاده می شود.
مراحل كاشتن میلگرد
- چال زنی و تمییز كردن محل چاله و سطح بتن اطراف
- قرار دادن میلگرد + محصور كردن 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 مركز سختی و مركز جرم
- عدم عملكرد مناسب درز انقطاع
- نبودن ستون‌ها در یك 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 امكان قرار گرفتن تیر فرعی روی آن
- نیاز به تقویت ستون‌های اطراف تیرها
منبع: عمران سافت
دانستنیها