ستون بتنی در سازه‌های بتنی از المان های جدایی ناپذیر هستند. به همین دلیل به مقاوم‌سازی نیاز پیدا خواهند کرد. المان ستون باید تمام بار ثقلی تراز بالاتر را تحمل کرده و سپس بار ثقلی گفته شده از طریق ستون به زمین منتقل شود. ستونها از المان‌های آرماتوربندی شده هستند. آرماتورها در آن در مقطع بتنی قرار می‌گیرند، آرماتورهایی که در ستون واقع می‌شوند نقش کنترل کشش، خمش، پیچش و برش در مقطع را بر عهده دارند. قسمتی از آرماتورها در ارتفاع ستون ادامه می‌یابند و آرماتورهای برشی دورتادور ستون را در بر می‌گیرند.
از آنجایی که بار ثقلی زیادی به ستون اعمال میشود ستونها بیشتر از سایر المانها در خطر آسیب دیدگی قرار دارند، آسیب‌هایی از جمله ترک خوردگی، کرم خوردگی بتن، جدا شدن سنگدانه‌ها از بتن و … از این رو بحث ترمیم بتن و مقاوم‌سازی ستون ها از اهمیت بسزایی برخوردار است. شرکت سازین انواع راهکارهای به روز و نوین مقاوم‌سازی ستون را ارائه می نماید که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.
چرا ستون بتنی به مقاوم‌سازی نیاز دارد؟
این روزها به دلیل زلزله خیز بودن برخی مناطق و همچنین مشکلات متعدد، نیاز است که ستون‌های بتنی مقاوم‌سازی شوند. همچنین برخی از دلایل اصلی مقاوم‌سازی ستون بتنی به شرح زیر است:
- خطا در اجرای ستون: زمانی که ستون توسط افراد غیر متخصص اجرا شود، نیاز است که برای مقاوم‌سازی اقداماتی انجام داد.
- خطا در طراحی ستون: اشتباهات در طراحی و اجرای ستون، مشکلات زیادی را بوجود می‌آورد که می‌توان با طراحی مجدد از بروز این مشکل جلوگیری کرد.
- افزایش بار وارده بر ستون به علت تغییر کاربری ساختمان: زمانی که بتن مقاومت لازم را در برابر بار نداشته باشد یا زمانی که ابعاد عضو باربر، کوچک‌تر از ابعاد مورد نیاز اجرا شود، می‌بایست مقاوم‌سازی ستون انجام گردد.
- کرموشدگی بتن: کرمو شدگی بتن از بین رفتن پیوستگی بین ذرات و جدا شدن سیمان و سنگدانه‌ها در اثر کم شدن خمیر سیمانی است. در این صورت به مقاوم‌سازی ستون بتنی نیاز است.
- زنگ زدگی و خوردگی آرماتورها: تخریب بتن و زنگ زدگی میلگرد زمانی رخ می‌دهد که رطوبت زیاد یا ماده اسیدی درون بتن نفوذ کند. با وجود این شرایط می‌بایست مقاوم‌سازی ستون بتنی انجام شود.
- ترک خوردگی ستون بتنی: در صورت کاهش مقاومت ستون در برابر بار وارده، ستون ترک می‌خورد. به همین جهت هم مقاوم‌سازی ستون و اصلاح نواقص مربوط به آن، نقش مهمی در تقویت سازه بتنی دارد.
سه روش اصلی مقاوم‌سازی ستون بتنی چیست؟
روشهای مختلفی برای مقاوم‌سازی ستون‌های بتنی وجود دارد، هر کدام از این روش‌ها دارای مزایا و معایب خاص خودشان هستند. سه روش اصلی مقاوم‌سازی ستون بتنی به شرح زیر است:
به کمک ژاکت فولادی
روش مقاوم‌سازی ژاکت فولادی یکی از روشهای مورد اعتماد برای مقاوم‌سازی ستون بتنی است. در این روش با استفاده از دو طرح محصورشدگی کامل و روش شبکه آرماتوربندی قابل اجرا است. روش محصورشدگی کامل، صفحات فولادی نازک در فاصله کمی از سطح ستون قرار گرفته و این فاصله با چسب رزین اپوکسی یا گروت پلیمری و یا گروت اپوکسی پر میشود. در شبکه آرماتوربندی که روش دیگریست، زوایای فولاد در گوشه های سطح مقطع موجود قرار گرفته و تسمه های عرضی یا صفحات فولادی پیوسته، روی آنها جوش داده می شود. به صورت یک روش کلی هر فضا و فاصله خالی بین ورق فولادی و بتن موجود معمولا با چسب رزین اپوکسی، گروت پلیمری و یا گروت اپوکسی پر میشود.
ژاکت فلزی یکی از روش های مقاوم‌سازی ساختمان ها می باشد که ضمن افزایش مقاومت و شکل پذیری سازه، تاثیر قابل توجهی در وزن ساختمان بر جا نمی‌گذارد. در این روش مقطع تیر و ستون در محل های آسیب پذیرشان با استفاده از ورق های فولادی توسط بولت به عضو مربوطه متصل می گردند.
به کمک ژاکت بتنی
در این روش دورتادور ستون شناژبندی و سپس قالب بندی می‌گردد. و در نهایت بتن ریزی انجام میشود. در صورتی که عمق بتن ریزی کم باشد می‌توان از روش شاتکریت استفاده کرد. در روش ژاکت بتنی المان هایی که دارای ضعف باربری می باشند با اضافه کردن آرماتورهای طولی و اجرا برشگیر فولادی و قالب بندی و اجرای بتن ریزی مجدد بهسازی می شوند. مزیت این روش نسبت به سایر روش های مقاوم‌سازی متداول، گستردگی استفاده از آن در همه ی بخش های سازه می باشد. به طور مثال مقاوم‌سازی فونداسیون را نمی توان با ژاکت فولادی انجام داد یا به ندرت می توان در مقاوم‌سازی دیوار برشی از ژاکت فولادی استفاده کرد.
اجرای ژاکت بتنی بهتر است با قالب و بتن خود تراکم اجرا گردد ولی اگر روکش بتنی ضخامت کمی داشته باشد، استفاده از روش بتن پاشی بهتر از بتن‌ریزی می‌باشد. در ایـن روش پس از بستن آرماتورها به دور ستون، قالب‌بندی و بتن‌ریزی به صورت مرحله‌ای انجام میشود. ارتفاع سطح بالایی قالب در هر مرحله باید طوری باشد که بتن‌ریزی و تراکم آن امکان‌پذیر باشد. بتن‌ریزی در قسمت فوقانی زیر سقف از مشکل‌ترین قسمت‌ها است.
به کمک ورق الیاف FRP
یکی از جدیدترین و بهترین روش‌ها برای مقاوم‌سازی ستون بتنی، استفاده از روش اف آر پی است. زمانی که بارهای جانبی وارده به ستون مانند زلزله افزایش می‌یابد، ظرفیت جذب انرژی و شکل پذیری ستون اهمیت پیدا می‌کند. برای مقاوم‌سازی از الیاف‌های جدیدی مانند اف آر پی استفاده میشود. این الیاف‌ها ظرفیت برش ستونی را افزایش می‌دهند. همچنین تغییر مد گسیختگی ستون از حالت برشی به خمشی از مزیت‌های این روش مقاوم‌سازی است. این الیاف شکل پذیری را به میزان بسیار زیادی افزایش می‌دهند که این موضوع باعث بهتر شدن رفتار ستون هنگام زلزله میشود. الیاف FRP در صنعت مقاوم‌سازی دارای دو دسته الیاف کربن و الیاف شیشه هستند. الیاف کربن نسبت به الیاف شیشه‌ای مقاومت بسیار بالاتری دارند. محصولات کامپوزیت FRP در انواع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند که به شرح زیر است:
- پارچه‌های تک جهته و دو جهته
- لمینت و ورق‌های FRP
- میلگرد FRP
- مش FRP
این محصولات به وسیله چسب رزینی روی اجزای ساختمان اجرا می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با این روش‌ها بهتر است به مقاله روشهای نوین مقاوم‌سازی سازه و ساختمان کدام است؟
مراجعه کنید.
چگونه ستون بتنی را به روش کامپوزیت FRP مقاوم‌سازی کنیم؟
در مقاوم‌سازی با روش FRP، الیاف شیشه یا کربن در راستای عرض ستونها پیچیده میشود. این الیاف با محصور کردن، مقاومت سازه را تا دو برابر افزایش می‌دهند. برای این‌کار، الیاف را می‌بایست به روش passive و در راستای عمود بر ستون در اطراف آن پیچ کنید. این‌کار باعث ایجاد فشار جانبی روی ستون میشود و مقاومت آن افزایش پیدا می‌کند. در این مقاوم‌سازی، تا زمانی که ستون تحت تاثیر نیروی بار و تغییر شکل قرار نگرفته باشد، تحت تنش قرار نمی‌گیرد. این‌کار باعث افزایش مقاومت محوری ستون میشود. تاثیر مقاوم‌سازی مستطیلی به دلیل یکنواخت نبودن فشار محصور شدگی بسیار کم‌تر از مقاوم‌سازی ستون‌های دایره‌ای است.
چرا که در این روش فقط بخش‌هایی مقاوم می‌شوند که جهت کاهش در گوشه‌های مقطع، گوشه‌های مستطیلی آن را گرد کرده و سپس الیاف را اجرا می‌کنند.
چگونه ستون بتنی را با ژاکت بتنی مقاوم‌سازی کنیم؟
اجرای ژاکت بتنی می‌بایست با قالب و بتن متراکم اجرا شود. زمانی که روکش بتنی ضخامت کمی داشته باشد، استفاده از روش بتن پاشی از بتن ریزی مناسب‌تر است. در این روش پس از بستن آرماتورها به دور ستون، قالب‌بندی و بتن ریزی مرحله‌ای انجام میشود. ارتفاع قالب باید به نحوی باشد که بتن ریزی و تراکم آن امکان پذیر باشد. برای مطمئن شدن از درگیری بتن قدیم و جدید باید سطح بتن قدیم را با قلم مضرس کرد یا سطح آنها را با چسب شیمیایی پوشاند. کاشت میلگرد در فاصله بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلی‌متری، درگیری بتن قدیم و جدید را افزایش می‌دهد. در صورتی که روکش بتنی، ستون را محصور کند دیگر نیازی به ایجاد اصطکاک بین بتن قدیم و جدید نیست.
چگونه ستون بتنی را به روش ژاکت فولادی مقاوم‌سازی کنیم؟
در این روش ابعاد و وزن ستون به صورت ناچیزی افزایش می‌یابد. ژاکت فولادی سختی بتن را به نحوی افزایش می‌دهد که در برابر فشارهای جانبی، مقاومت زیادی داشته باشد. ورق‌های فولادی در تمامی طول خود به هم جوش خورده و فضای خالی بین روکش و ستون توسط ملات منبسط شده پر می‌شوند. برای بهتر شدن عملکرد ستونها می‌توان از کاشت میلگرد جهت انتقال برش بین ورق و بتن استفاده کرد. به کارگیری ژاکت فولادی به عنوان روشی موقت برای بهسازی ستون‌هایی که پس از زلزله دچار آسیب شده‌اند، مناسب است. در صورت عدم پیوستگی بین روکش فولادی در طبقات مختلف، ظرفیت نیروی محصور شده بالا نمی‌رود. تا زمانی که نتوانید ورق‌های روکش فولادی را به فونداسیون وصل کنید و همچنین پیوستگی بین روکش فولادی طبقات را میان دال ایجاد نمایید، تغییری در مقاومت خمشی ستون ایجاد نمی‌شود.
ژاکت‌های فولادی مربعی و مستطیلی به تنهایی نمی‌توانند عمل تقویت ستونها را انجام دهند. تاثیر اصلی این ژاکت‌ها در افزایش مقاومت برشی ستون‌هاست. مبنای طراحی ژاکت فولادی بر اساس ضخامت سخت کننده‌ها بوده که نقش بسزایی در افزایش ظرفیت ستون برشی دارد. در حالت کلی باید ضخامت سخت کننده‌ها برای اعمال محصور کنندگی بهتر، از ضخامت ژاکت فولادی بیشتر باشد. برای جلوگیری از تورم ژاکت در این ناحیه طول سخت کننده نیز باید از طول ناحیه مستعد مفصل پلاستیک، بیشتر در نظر گرفته شود. روکش فولادی را می‌توانید با استفاده از تسمه‌های اتصال به شکل قفسه اجرا کنید.
راهنمایی انتخاب بهترین روش مقاوم‌سازی ستون بتنی
بتن نقاط ضعف بسیار زیادی دارد و این نقاط به دلیل ویژگی‌های مکانیکی آن بوجود می‌آیند. این ستون‌های بتنی توانایی تحمل بارهای کششی را ندارند و خیلی سریع تخریب می‌شوند. از این رو اهمیت بهترین روش مقاوم‌سازی ستون‌های بتنی افزایش پیدا می‌کند. در رابطه با این موضوع، می‌بایست به کیفیت بتن و مقاطع فولادی توجه داشته باشید. به عبارت دیگر می‌توان گفت که تهیه بتن باکیفیت و مقاطع فولادی و همچنین اجرای اصولی مقاوم‌سازی اهمیت بسیار زیادی دارد.
موضوع بعدی که باید هنگام انتخاب بهترین روش به آن توجه کنید، این است که در این روش‌ها از مصالح مناسب استفاده کنید. برای این‌کار می‌بایست جدول وزن نبشی، تیرآهن و سایر مقاطع فولادی مورد نظر را بررسی کرده و سپس اقداماتی جهت مقاوم‌سازی انجام دهید. از طریق مشورت با متخصصان ماهر متوجه بهترین و مدرن‌ترین روش برای مقاوم‌سازی ستون بتنی، روش FRP است چون مزیت‌های آن باعث شده تا مورد توجه مهندسان سازه قرار بگیرد. برخی از این مزایا عبارتند از:
- مقاومت در برابر خوردگی
- خنثی بودن از نظر الکترومغناطیس
- نسبت بالای مقاومت به چگالی جرمی
- مقاومت در برابر خستگی
- هزینه اجرای پایین
- انبساط حرارتی محوری پایین
کدام روش مناسب مقاوم‌سازی ستون بتنی است؟
انتخاب روش مقاوم‌سازی به عواملی مانند شرایط پروژه، سرعت اجرای کار، هزینه طرح مقاوم‌سازی و … بستگی دارد. برای انتخاب این روش‌ها می‌بایست ابتدا با کارشناسان ماهری همچون مهندسان شرکت سازین در تماس باشید.
قیمت مقاوم‌سازی ستون بتنی به چه عواملی بستگی دارد؟
مقاوم‌سازی ستون‌های بتنی هم مانند هر اقدام مهندسی دیگری نیاز به هزینه دارد. می‌توان گفت زمانی که شما قصد انجام این‌کار را دارید، می‌بایست برای مراحل مختلف هزینه پرداخت کنید. این مراحل به شرح زیر است:
هزینه طرح مقاوم‌سازی
ابتدا می‌بایست برای مقاوم‌سازی از طراحان تخصصی کمک بگیرید. این افراد ویژگی‌های کلی ساختمان را بررسی کرده و سپس تعیین می‌کنند که هر کدام از قسمت‌های بتنی ساختمان به چه نوع مقاوم‌سازی نیاز دارد. در واقع این اولین مرحله مقاوم‌سازی است که به پرداخت هزینه نیاز دارد.
قیمت مصالح و اجرای طرح مقاوم‌سازی ساختمان
پس از اینکه طرح کلی مقاوم‌سازی ساختمان مشخص شد، نوبت به تهیه مصالح استاندارد و مرغوب می‌رسد. برای این‌کار نیز می‌بایست هزینه پرداخت شود.
همچنین برای اجرای طرح مقاوم‌سازی هم باید هزینه‌ای در نظر بگیرید. انتخاب افراد ماهر در این زمینه اهمیت بسیار زیادی دارد. با انتخاب مصالح باکیفیت و افراد متخصص دیگر هیچ نگرانی بابت مقاوم‌سازی وجود ندارد.
هزینه تست های تخصصی مقاوم‌سازی ستون بتنی
پس از انجام مراحل قبلی تست‌های تخصصی با استفاده از ابزارهای مخصوص انجام میشود. با انجام این تست‌ها میزان تاثیرگذار بودن مقاوم‌سازی مشخص می‌گردد. همچنین شما متوجه میزان مقاوم شدن ساختمان شما در برابر آسیب‌های محیطی می‌شوید. این مرحله هزینه زیادی ندارد و به شما اطمینان می‌دهد که مراحل مقاوم‌سازی به درستی انجام شده است.
جمع بندی
مقاوم‌سازی ستون‌های بتنی به کار رفته در ساختمان اهمیت بسیار زیادی دارد. چرا که پس از مدتی تحت تاثیر عوامل محیطی این ستونها دچار تخریب می‌شوند. برای اینکه ستونها را در برابر عواملی مانند زلزله مقاوم‌سازی کنید، می‌بایست از افراد متخصص و ماهر کمک بگیرید. در غیر این صورت سازه ساختمانی شما دوام چندانی ندارد. اجرای اصولی مقاوم‌سازی بتن‌ها نیازمند یک طرح حرفه‌ای است. طراحان و متخصصان شرکت سازین در این راستا به شما کمک شایانی می‌کنند تا مقاوم‌سازی به بهترین نحو ممکن انجام شود.
