یکی از راه‌های جایگزین برای مقاوم کردن ساختمان به جای تخریب آن، مقاوم‌سازی تیر بتنی است. هنگامی که یک ساختمان قصد تغییر کاربری یا بازسازی به دلیل عدم سازگاری با استانداردهای جدید را دارد، می‌توان با تعمیر و تقویت تیرهای بتنی، مقاومت ساختمان را افزایش داد. در این روش، از راهکارهای متنوعی استفاده می‌شود که علاوه‌بر افزایش ظرفیت باربری تیرها، محل‌های آسیب آن ترمیم شود. در ادامه این مطلب، ما انواع روش‌های مقاوم‌سازی تیر بتنی را بررسی کرده و متدهای اصلی انجام این کار را معرفی می‌کنیم. با ما همراه باشید.
دلایل نیاز به مقاوم‌سازی تیر بتنی چیست؟
مقاوم‌سازی تیر بتنی شامل هرگونه روشی است که باعث می‌شود این تیرها بار بیشتری را در سازه تحمل کرده و در نتیجه دوام بیشتری داشته باشد. تیرهای بتنی به دلایل مختلفی ممکن است به مقاوم‌سازی نیاز داشته باشند. برای مثال، ممکن است کاربری ساختمان تغییر کرده و بار وارد شده بر تیرها، نسبت به بار محاسبه شده برای آن‌ها بیشتر شود.
در این صورت باید از طریق روش‌های مختلف، مقاومت تیرها را افزایش دهیم. همچنین، خطاهای مرتبط با طراحی یا اجرای تیرها و عوامل فیزیکی یا شیمیایی مثل کرمو شدگی یا زنگ زدگی تیرها از دلایلی هستند که نیازمند مقاوم‌سازی می‌باشند. در ادامه بیشتر این عوامل را بررسی می‌کنیم.
افزایش بار وارده بر تیر به علت تغییر کاربری ساختمان
گاهی به هر علتی ممکن است بخواهیم کاربری یک ساختمان را تغییر دهیم. در چنین شرایطی، معمولاً ساخت اصلی ساختمان از جمله تیرها تغییر نمی‌کند و در نتیجه ممکن است نیروی بیشتری روی آن‌ها وارد شود. افزایش بار وارد شده بر تیر، به مرور روی مقاومت کلی سازه اثر گذاشته و می‌تواند در اثر آسیب‌های مختلف، تخریب شود. به همین دلیل، اگر قصد تغییر کاربری ساختمان را دارید باید مقاوم‌سازی تیر بتنی را در اولویت قرار دهید.
کرموشدگی بتن
یکی از دلایل اصلی برای مقاوم‌سازی تیر بتنی می‌تواند به کرمو شدن یا همان شن نما شدن بتن مربوط شود. زمانی که فضای بین ذرات بتن فاقد ملات و شیره کافی باشد، ذرات دانه درشت یا شن‌های آن به وضوح معلوم هستند که این مشکل تحت عنوان کرمو شدن شناخته می‌شود. عدم ویبره درست، کیفیت کم اختلاط بتن و عدم درزبندی درست قالب، از مهمترین دلایل کرمو شدن هستند. این مشکل به وضوح می‌تواند مقاومت فشاری، کششی، خمشی و برشی بتن را کاهش دهد.
به علاوه، وقوع شن نما شدن بتن باعث کاهش مدول الاستیسیته آن می‌شود و ممکن است باعث مشکلات در طراحی سازه گردد. همچنین امکان پیوستگی بین بتن و میلگردها هم کمتر شده و انتقال نیرو به شکل درست انجام نمی‌شود. بتن، زمانی که کرمو شده باشد، نه تنها نفوذپذیری‌اش افزایش می‌یابد، بلکه آب یا مواد مضر به راحتی وارد آن می‌شوند و بافت بتن را تخریب می‌کنند. همه این موارد باعث می‌شود تا مقاومت بتن در برابر نیروها، تغییرات آب و هوایی و … کمتر شده و همچنین ظاهری بد و نامطلوب ایجاد می‌کند. به همین دلیل است که مقاوم‌سازی تیر بتنی برای کاهش خطر کرمو شدن آن اهمیت پیدا می‌کند.
زنگ زدگی و خوردگی میلگردهای تیر
میلگردهای آهنی ممکن است در اثر مجاورت با هوا یا رطوبت و مواد شیمیایی دچار زنگ زدگی یا خوردگی شوند. این خوردگی و زنگ زدگی مقاومت میلگردها را کاهش داده و باعث می‌شود دوام آن‌ها کمتر شود. خمیر سیمان در محیطی با اکسیژن و حضور آب، باعث زنگ زدن و خوردگی میلگرد می‌شود. به همین دلیل است که در مقاوم‌سازی تیر بتنی باید به سلامت میلگردها هم توجه کنید.
ترک خوردگی تیر
در زمان ساخت تیرها، باید بار وارده روی آن‌ها محاسبه شده و متناسب با مقاومت تیر، بار روی آن قرار گیرد. چنانچه نیروی روی تیر بیشتر از مقاومت آن باشد، دچار ترک خوردگی می‌شود. مقدار ترک‌ها به میزان متفاوتی از مقاومت بستگی دارد، اما حتی ترک‌های کوچک ممکن است به مرور بزرگ‌تر شوند و مقاومت کلی ساختمان را تحت تأثیر قرار دهند. به همین دلیل است که هم برای جلوگیری از ترک خوردگی تیر و هم برای افزایش مقاومت سازه پس از ایجاد ترک‌ها، باید مقاوم‌سازی تیر بتنی را جدی بگیرید.
خطا در اجرای تیر
یکی از مهمترین دلایل خرابی سازه، خطا در اجرای تیرهای بتنی است. تیر و تأسیسات دیگر سازه باید به بهترین شکل اجرا شوند تا مقاوم آن افزایش کرده و خطر تخریب سازه در اثر عواملی مانند زلزله، کمتر شود. یکی از عواملی که باعث می‌شود تا حتی در صورت خطاهای جزئی حین اجرا، سازه همچنان خطر تخریب کمتری داشته باشد، مقاوم‌سازی تیر بتنی است.
خطا در طراحی تیر
طراحی تیرها نیز یکی از مهمترین عواملی است که مقاومت آن را تعیین می‌کند. هرگونه خطا در طراحی تیرها می‌تواند مقاومت آن‌ها را کاهش دهد و به همین دلیل، برای جلوگیری از آسیب به سازه در اثر خطای طراحی، بهتر است نسبت به مقاوم‌سازی تیر بتنی اقدام کنید.
مهمترین روش های مقاوم‌سازی تیر بتنی چیست؟
برای مقاوم‌سازی تیر بتنی روش‌های متعددی وجود دارد. هریک از این روش‌ها، از نظر هزینه‌ها، مدت زمانی که برای اجرا در اختیار داریم، روش اجرا، شرایط پروژه و … متفاوت هستند. برخی از مهمترین روش‌های مقاوم‌سازی، عبارتند از:
- مقاوم‌سازی تیر بتنی به روش ژاکت فولادی
- مقاوم‌سازی تیر بتنی به روش ژاکت بتنی
- مقاوم‌سازی تیر بتنی به روش کامپوزیت FRP
- ترمیم موضعی بتن با ملات ترمیم بتن
اجرای این روش‌های مقاوم‌سازی به شیوه‌های مختلفی انجام می‌شود. برای آشنایی بیشتر با شیوه‌های مقاوم‌سازی ساختمان می‌توانید مقاله “11 روش مقاوم‌سازی ساختمان های بتنی و فولادی” را در بلاگ وال مش بررسی کنید. در ادامه، به طور مختصر به معرفی هریک از این روش‌ها می‌پردازیم.
مقاوم‌سازی تیر بتنی به روش ژاکت فولادی چگونه انجام می شود؟
برای آن که مقاومت تیرهای بتنی افزایش پیدا کند، از قطعات فولادی کمکی استفاده می‌کنند.یک روش معمول برای مقاوم‌سازی تیرهای بتنی از جنس ژاکت فلزی یا فولادی، نیازمند اضافه کردن ورق‌های فلزی به بخش‌های آسیب‌پذیر ساختمان بر روی بتن است. برحسب میزان مقاوم‌سازی، می‌توان ژاکت فلزی را به صورت دورپیچ، نواری یا موضعی به تیرهای بتنی اضافه کرد.
با اتصال ورق‌هایی به ضخامت حداکثر 3 سانتی‌متر به بخش کششی آن، بیشتر از این روش برای تقویت مقاومت خمشی تیرها استفاده می‌شود. زمانی که ورق‌ها به قسمت عمود تیرها در نزدیک تکیه‌گاه اضافه شود، ظرفیت برشی تیر افزایش پیدا کرده و با اتصال آن در بخش تحتانی، ظرفیت بار خمشی افزایش پیدا می‌کند.
مقاوم‌سازی تیر بتنی به روش ژاکت بتنی چگونه انجام می شود؟
می‌توان برای مقاوم‌سازی تیر بتنی از ژاکت‌های بتنی در سه یا چهار وجه آن استفاده کرد. ظرفیت کششی و فشاری تیر با استفاده از ژاکت بتنی تقوی می‌شود. برای تقسیم نیرو بین تیرهای جدید و قدیمی، سطح بتن‌های قدیمی را زبر کرده و سپس با اتصال میلگردها، سطح بتن قدیمی و جدید به هم وصل می‌شوند. معمولاً زمانی که از ژاکت بتنی در چهار وجه تیرها استفاده می‌شود، بیشترین میزان افزایش مقاومت را داریم.
زمانی که از ژاکت بتنی در سه وجه استفاده می‌شود، ظرفیت برشی تیرها افزایش پیدا می‌کند. البته از آنجایی که در این روش نمی‌توان ظرفیت باربری بخش‌های نزدیک به تکیه‌گاه را افزایش داد، معمولاً مقاومت تیر در برابر بارهای جانبی زلزله تقویت نمی‌شود. میزان موفقیت این روش، به مهار مناسب خاموت‌ها از اضلاع بالایی روکش بستگی دارد.
مقاوم‌سازی تیر بتنی به روش کامپوزیت FRP چگونه انجام می شود؟
روش مقاوم‌سازی تیر بتنی با FRP تنها به افزایش ظرفیت باربری خمشی و برشی تیرها کمک می‌کند، بلکه این روش منجر به افزایش مقاومت در برابر سایش، خوردگی و حرارت هم خواهد شد. همچنین می‌توان از مصالح FRP برای افزایش مقاومت تیرهایی که آرماتور آن‌ها به دلیل شرایط نامساعد خورده شده، استفاده کرد. به این ترتیب، زمانی که از مصالح FRP استفاده می‌شود، نه تنها مقاومت برشی و خمشی تیرها افزایش پیدا می‌کند، بلکه در برابر شرایط محیط هم محافظت می‌شوند.
ترمیم موضعی بتن با ملات ترمیم بتن چیست؟
زمانی که سطح بتن آسیب می‌بیند، نمی‌توان آن را با استفاده از خود بتن ترمیم کرد. دلیل این مسئله، وجود دانه‌های درست یا همان شن در ساختار بتن است که پیوندی با بتن‌های قدیمی ایجاد نمی‌کنند. بعضی از ملات‌های ترمیمی بتن، علاوه بر خصوصیت چسبندگی، مقاومت مناسبی نیز دارند که می‌توانند همراه با بتن قدیمی، مقاومت کلی ساختمان را افزایش دهند. این روش، با ترمیم عیوب و آسیب‌های بتن، به ساختار تیر بتنی دوام بیشتری می‌بخشد و به مقاوم‌سازی سازه کمک می‌کند.
مصالح و ملات‌های ترمیمی مختلفی برای بتن وجود دارند که استفاده‌شان بسته به میزان آسیب و نوع عملکرد مورد نظر، متغیر است. ملات سیمانی بتن، یکی از انواع ملات‌های ترمیمی است که از ترکیب آب، سیمان پرتلند و ماسه تهیه می‌شود. ملات‌های پلیمری و ترمیم کننده بر پایه اپوکسی، از دیگر ملات‌های ترمیم کننده هستند. ملات‌های پلیمری، همان ملات سیمانی هستند که با افزودن مواد پلیمری، خاصیت مکانیکی آن‌ها تغییر کرده و مقاومت و چسبندگی بیشتری پیدا می‌کند. مواد ترمیم کننده اپوکسی شامل یک خمیر از موادی همچون رزین اپوکسی، حلال، بایندر، و مواد افزودنی متنوع است.
کدام روش برای مقاوم‌سازی تیر بتنی مناسب است؟
همانطور که دیدید، روش‌های متنوعی برای مقاوم‌سازی تیر بتنی وجود دارد. هریک از این روش‌ها از نظر روش اجرا، مواد و مصالح به کار رفته با هم تفاوت داشته و همچنین در سطوح مختلفی مقاومت سازه بتنی را افزایش می‌دهند. این که کدام روش را برای بهبود مقاومت تیرهای بتنی استفاده کنیم، به عوامل مختلفی بستگی دارد. گاهی شرایط پروژه تعیین می‌کند که کدام روش برای ما مناسب‌تر است. در برخی مواقع نیز، سرعت اجرای کار و زمانی که در اختیار داریم، تعیین کننده انتخاب روش‌های مقاوم‌سازی است.
هزینه‌ها نیز یکی دیگر از عوامل مؤثر در انتخاب متدهای مقاوم‌سازی هستند. اگر بودجه محدودتری در اختیار داشته باشید، طبیعی است که بخواهید روش‌های ارزان‌تری را انتخاب کنید. البته باید به این نکته هم توجه داشته باشید که روشی که هزینه‌های اولیه و اجرای آن کمتر است، طبیعتاً نمی‌تواند مانند روش‌های دیگر مؤثر باشد. بهتر است قبل از تخصیص بودجه و زمان برای فرایند مقاوم‌سازی تیر بتنی، با متخصصان مربوط به این زمینه مشورت نمایید. پیشنهاد می‌کنیم که قبل از هر اقدامی، با ما در وال مش تماس گرفته و با کارشناسان مقاوم‌سازی این شرکت در ارتباط باشید.
قیمت مقاوم‌سازی تیر بتنی به چه فاکتورهایی وابسته است؟
همانطور که گفتیم، هزینه‌ها یکی از عوامل اصلی در تعیین روش مقاوم‌سازی تیر بتنی هستند. این هزینه‌ها شامل خرید لوازم مورد نیاز برای مقاوم‌سازی، اجرا و … هستند. مهمترین فاکتورهای مؤثر در قیمت و هزینه‌های مقاوم‌سازی را در ادامه بررسی می‌کنیم.
-
هزینه‌ی تستهای تخصصی مقاوم‌سازی تیر بتنی
می‌دانیم که برای تعیین و اجرای یک روش مقاوم‌سازی تیرهای بتنی، باید با کارشناسان متخصص این کار مشورت کنیم. این کارشناسان، مناسب‌ترین روش را با انجام تستهای تخصصی مقاوم‌سازی تیر بتنی انتخاب می‌کنند. میزان مقاومت ساختمان در برابر عوامل آسیب‌رسان محیطی از تجهیزات و ابزارهای مورد استفاده برای مقاوم‌سازی مصالح ساختمانی و اجرای طرح سازه تعیین می‌شود. هر یک از کارشناسان ممکن است روش‌های متفاوتی برای تعیین میزان مقاومت داشته باشند.
این مرحله از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. اگر ساختمان در آزمون‌های انجام شده مقاومت کافی را نشان دهد، نیازی به اعمال برنامه‌های تقویتی ندارید. اگر ساختمان در آزمون‌های انجام شده، مقاومت لازم را نشان دهد، اجرای طرح‌های مقاوم‌سازی از دستور کار خارج می‌شود. پس میزان دقت در این مرحله اهمیت زیادی داشته و می‌توان گفت که هزینه‌های موردنیاز برای اجرای مقاوم‌سازی را نیز تعیین می‌کند.
-
قیمت طراحی و محاسبات مقاوم‌سازی تیر بتنی
برای طرح مقاوم‌سازی تیر بتنی باید از کارشناسان متخصص کمک بگیرید که براساس مرحله قبلی یعنی اجرای تست‌ها، روش اجرای مقاوم‌سازی را تعیین کنند. پایه‌ریزی یک طرح مقاوم‌سازی، هزینه‌های خاص خود را دارد که از خرید مصالح یا اجرای آن جدا است. در این مرحله، کارشناسان با در نظر گرفتن ویژگی‌ها و مشخصات ساختمان، روشی برای مقاوم‌سازی آن طراحی می‌کنند.
-
قیمت مصالح و اجرای طرح مقاوم‌سازی تیر بتنی
پس از کارشناسی سازه و انتخاب و طراحی روش مقاوم‌سازی، حالا نوبت به خرید مصالح و اجرای طرح تعیین شده می‌رسد. هر یک از روش‌هایی که قبل از این بررسی کردیم، به مصالح و ابزارهای خاص خود برای مقاوم‌سازی تیر بتنی نیاز دارند. برای مثال، در روش ترمیم موضعی با ملات ترمیم بتن، باید نوع مواد ترمیمی را انتخاب کرده و ملات مناسب را خریداری کنید. یا در روش ژاکت فولادی، باید ورق‌های فلزی و ابزارهای اتصال آن خریداری شود.
پس از خرید مصالح و ابزار، حالا نوبت به اجرا می‌رسد. هزینه‌های اجرا شامل به کارگیری افراد متخصص برای اجرای طرح است تا کیفیت نهایی مقاوم‌سازی تضمین شود. به عبارت دیگر، دستمزد افراد برای اجرا و تامین لوازم مورد نیاز آن‌ها، در این مرحله باید محاسبه و پرداخت شود.
کلام پایانی
در این مطلب سعی کردیم تا هر آنچه را که درباره مقاوم‌سازی تیر بتنی و روش‌های مختلف انجام این کار لازم است بدانید، بررسی کنیم. ساختمان‌ها باید از مقاومت کافی در برابر عوامل آسیب‌رسان بهره‌مند باشند هنگامی که طراحی و ساخته می‌شوند.
بلایای طبیعی مانند زلزله، سیل و … در کنار سایر عوامل غیرطبیعی ریزش ساختمان همواره در کمین هستند. می‌توان با هزینه‌های کمتر و مدت زمان محدودتر، به جای تخریب کلی ساختمان آن را مقاوم‌تر کنید.
امیدواریم که این مطلب برای شما مفید بوده باشد و از خواندن آن لذت برده باشید. نظرات و پرسش‌های خود را می‌توانید در قسمت دیدگاه‌ها ثبت کرده تا از نظر کارشناسان مجموعه بهره‌مند شوید.
