تقویت ستون

تقویت ستون

تقویت ستون

تقویت ستون

ستون یک ساختار عمودی در سازه است که نیروی بخش های بالایی سازه را به بخش های پایینی انتقال میدهد ، تقویت ستون ها از ان حیث حائز اهمیت است که ستون به عنوان یک ساختار باربر محوری ، تحت فشار نیروهای محوری برشی و خمشی قرار می گیرند و عدم وجود مقاومت کافی در این عضو سبب بروز آسیب و شکست ناشی از بارهای محوری می شود . تقویت ستون های ساختمانی که فاقد مقاومت لازم باشد ، سبب عملکرد صحیح آنها و تحمل نیروی فشاری وارده بدون بروز پدیده ی گسیختگی در آنها می گردد . بسته به نوع متریال بکار رفته ، طراحی و نحوه ی اجراء با توجه به آیین نامه های موجود احتمال نیاز به مقاوم سازی و تقویت ستون در هر یک از انواع ستون های یک ساختمان (ستون بلند ، ستون کوتاه و پدستال) همچنین ستون های فلزی و بتنی وجود دارد .      
            

تقویت ستون های فلزی و بتنی

بر اساس متریال ، طراحی و اجراء احتمال آسیب در هر یک از ستون ای فلزی و بتنی وجود دارد . ستون های فلزی و بتنی هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند که در این مقاله به آنها و عمده علل نیاز هریک به مقاوم سازی و تقویت اشاره می کنیم و راه های موجود برای تقویت ستون های فلزی و بتنی را بیان می کنیم.
 

راه های تقویت ستون

۱-تقویت ستون با الیاف اف آر پی FRP
۲-تقویت ستون با ژاکت بتنی
۳-تقویت ستون با ژاکت فولادی
۴-تقویت ستون با افزایش ابعاد
۵-تقویت ستون با اجرای دیواربرشی
۶-تقویت ستون با کاهش بار مرده به ساختمان
۷-تقویت ستون با نبشی 

مقاوم سازی و تقویت ستون های بتنی

بدلیل ماهیت ستون های بتنی علل مهم در تقویت ستون بتنی ظهور شکست های ناشی از برش و خمش می باشد. تقویت ستون های بتنی عمدتا به منظور افزایش ظرفیت نیروهای محوری ( خمش و برش ) و افزایش میزان شکل پذیری ستون بویژه در محل اتصال به تیر و تقویت نقطه محل های سست در بخش وصله ها صورت می گیرد. ترک در بتن، خوردگی میگردهای فولادی، خطاهای اجرای و طراحی از دلایل عمده ی ضرورت مقاوم سازی ستون بتنی است. بدلیل ماهیت آسیب پذیر بتن نسبت به عوامل مخرب محیطی در برخی از موارد ضروری است عملیات مقاوم سازی ستون بتنی همزمان با فرآیند ترمیم بتن انجام گیرد و طی فرآیند تعمیر بتن ابتدا خلل، فرج و ترک بتن اصلاح شوند تا ابتدا بتن ضعیف سازه به سطح قابل بهره برداری برسد و در مرحله ی بعد ظرفیت باربری آن افزایش یابد.

علل نیاز به مقاوم سازی و تقویت ستون های بتنی :
1-ظهور ترک در بتن ستون بتنی
2-ایجاد خردشدگی
3-زنگ زدگی میلگرد در بتن ستون
4-عدم توجه به تعداد آرماتورهای مورد نیاز
5-موقعیت نامناسب قرارگیری آرماتورها در ستون
6-طول ناکافی وصله
7-پدیده ی کمانش در میلگردهای طولی
8-ظهور شکست های ناشی از برش و خمش
9-آسیب ناشی از شکست در ستون های کوتاه
 

مقاوم سازی و تقویت ستون فولادی (فلزی)

بیشتر اسیب های بوجود آمده در ستون های فولادی بدلیل ایرادات ناشی از بخش طراحی و اجرء می باشد . ظهور پدیده ی کمانش و نمایان شدن گسیختگی در درزها و وصله های ستون های فولادی یکی از علائم نیاز به مقاوم سازی و تقویت ستون های فولادی می باشد .

علل نیاز به مقاوم سازی و تقویت ستون های فولادی :
1-مشکل تیر قوی ستون ضعیف
2-زنگ زدگی و خوردگی اجزای ستون فلزی
3-عدم توجه به حدود لاغری در ستون
4-کم بودن سطح مقطع در ستون فولاد (فلزی)
5-وجود جوش های ضعیف در ستون
6-پدیده ی خستگی در ستون
7-حوادث طبیعی (آتش سوزی و ..)
 
روش های مقاوم سازی و تقویت ستون های بتنی و فولادی

 

تقویت ستون بتنی با ژاکت بتنی | ژاکت بتنی ستون :

تقویت ستون های بویژه ستون های بتی با ژاکت بتنی یک روش متداول در تقویت ستون ها می باشد که با افزایش شکل پذیری عضو مورد نظر ، مقاومت آن را افزایش می دهد .  سیستم ژاکت بتنی در تقویت ستون های بتنی متشکل از : لایه ی بتنی ، میلگردهای طولی و خاموت های بسته می باشد . تقویت ستون با ژاکت بتنی سبب افزایش مقاومت خمشی و برشی عضو مورد نظر می شود . ژاکت بتنی به دو روش دور تا دور و یا اجراء در یک وجه با در نظر گرفتن شرایط موجود فقابل نصب و اجراء می باشد .

تقویت ستون بتنی با روکش بتن آرمه :

در صورتی که شدت آسیب های وارد شده به ستون بتنی زیاد باشد یا ستون فاقد آرماتور های کافی در برابر نیروهای جانبی باشد ، از روکش بتن آرمه در تقویت ستون ها و افزایش مقاومت بتن استفاده می شود . از معایب تقویت ستون با ژاکت بتنی می توان به تاثیر این سیستم در معماری ساختمان اشاره کرد بعلاوه تقویت ستون های ساختمان با بکارگیری ژاکت بتنی ، وزن ساختمان به مقدار قابل توجهی افزایش می دهد .
بخشی از نحوه ی اتصال بتن جدید و قدیم در تقویت ستون بتنی با ژاکت بتنی با توجه به زبر و خشن بودن لایه بتن قدیمی موجود با ایجاد چسبندگی بین این دو لایه تامین می شود . و جهت تامین اتصال بهتر در تقویت ستون های بتنی با ژاکت بتنی از میلگرد استفاده می شود (بصورت u شکل یا L شکل) .                           
برای افزایش ظرفیت برشی در تقویت ستون با ژاکت بتنی نیازی به اتصال پوشش بکار رفته به سقف و تیرهای نیست ضمنا با فزایش تعداد خاموت ها می توان به طرفیت برشی بیشتری دست یافت. جهت افزایش ظرفیت خمشی و برشی ستون در کنار یکدیگر عبور پوشش بکار رفته از سقف و مهار آرماتورهای طولی در فونداسیون نیز الزامی است .

تقویت ستون بتنی با ژاکت فلزی :

تقویت ستون بتنی با ژاکت فولادی یکی دیگر از روش های متداول در مقاوم سازی و تقویت ستون های بتنی می باشد که سبب افزایش مقاومت برشی ستون می شود . در این سیستم ستون های بتنی با یک پوش فولادی (فلزی) محصور می شود . از مزایای این روش می توان به عدم ایجاد تغییرات محسوس در معماری و ابعاد در کنار افزایش وزن ناچیز آن اشاره کرد . پوشش فولادی در ژاکت فولادی در تمامی بخش ها بوسیله ی جوش به یکدیگر متصل می شوند و بخش اندک بین روکش فولادی و ستون بتنی بوسیله ی ملات پر می شود .
می توان با کاشت میلگرد جهت انتقال نیروی برشی بین روکش فولادی و بتن سبب بهبود عملکرد این سیستم شد . برای افزاش ظرفیت نیروی محوری ستون ، پیوستگی روکش های فولادی در طبقات مختلف یک امر ضروری می باشد .


تقویت ستون با ژاکت فولادی

تقویت ستون بتنی با نبشی کشی :

نبشی کشی یکی از شکل های تقویت ستون های بتنی با ژاکت فولادی می باشد . در تقویت ستون بتنی با نبشی کشی ، نبشی توسط چسب اپوکسی به ستون بتنی متصل می شوند و در همین حین تحت فشار و گرمایش قرار می گیرند و پس از جوشکاری در تسمه ها ، پشن انها با ملات مناسب پر می شود .
 

تقویت ستون فولادی با ژاکت بتنی | ژاکت بتنی ستون

ژاکت بتنی و ستون فولادی یک روش برای تقویت مقاطع باز فولادی است . در این روش با بکار گیری ژاکت بتنی و محصور سازی ستون فولادی می توان آنرا تقویت کرد و ضمنا ظرفیت برشی آن را به میزان قابل توجهی افزایش داد .
در صورتی که افزایش ظرفیت خمشی ستون فولادی مد نظر باشد ، باید به پیوستگی روکش بتنی در طبقات مختلف توجه ویژه ای داشت . از مزایای تقویت ستون فولادی با ژاکت بتنی می توان به مقاومت بالای ستون در برابر آتش سوزی نیز اشاره کرد .
 

تقویت ستون فولادی با بتن :

استفاده از بتن در تقویت ستون های فولادی یکی از روش های کاربردی در مقاوم سازی و تقویت مقاطع فلزی (فولادی) بسته می باشد .


تقویت ستون ها با FRP اف آر پی :

مقاوم سازی و تقویت ستون ها با الیاف FRP اف آر پی یکی از روش های نوین در صنعت مقاوم سازی ساختمان است . الیاف FRP بدلیل مقاومت بالا ، ضخامت و وزن پایین در مدت کوتاهی از محبوبیت بسیاری در بین مهندسین ساختمان برخوردار شده ، بطوریکه در حال حاضر سیستم مقاوم سازی با FRP اف آر پی نقش مهمی در تعمیر ، ترمیم و مقاوم سازی بزرگترین پروژه های عمرانی دنیا ایفا می کند . الیاف FRP اف آر پی بدلیل مزایای بیشمار آن مثل : نسبت بالای مقاومت به وزن آن ها و ضخامت پایین در کنار طول عمر بالای ان ها سیستم مقاوم سازی ساختمان با FRP را به یک سیستم متداول در صنعت ساختمان تبدیل کرده است . تقویت سازه با frp بدون ایجاد تغییرات در معماری ساختمان قابل اجراء در تقویت ستون های فلزی و بتنی می باشد . مقاوم سازی ستون با FRP امکان تقویت بخش هایی که دسترسی به آنها مشکل است را فراهم کرده ضمن اینکه مقاوم سازی با این الیاف بدون داشتن تجهیزات ویژه و در مدت کوتاهی قابل اجراست . سیستم اجرای FRP سایر مشکلات موجود در روش های دیگر را ندارد و یکی از بهترین روش های مقاوم سازی اجزای بتنی و فولادی سازه است.

تقویت ستون با FRP اف آر پی
 
تقویت صفحه ستون
تقویت صفحه ستون: برای تقویت بیس پلیت ها یا مقاوم سازی صفحه ستون ها می توان از میلگردهای مهاری اضافی، جوش دادن برشی گیر به صفحه ستون و یا افزایش ابعاد بیس پلیت ها استفاده کرد. یکی روش دیگر برای تقویت ستون ها، محصور سازی آنها درون پدستال بتنی است. البته می توان از هر دو روش برای تقویت بیس پلیت ها یا صفحه ستون ها استفاده کرد. موارد ذکر شده سبب بهبود اتصال ستون به فونداسیون و افزایش ظرفیت بارهای محوری، خمشی و برشی در ستون ها می گردد. در فرآيند تقویت صفحه ستون ها می توان از میلگردهای مهاری جهت ایجاد مقاومت در برابر نیروهای کششی استفاده کرد. برای کاشت میلگردها درون شالوده ی خاک سوراخ هایی ایجاد می شود که با ملات مقاوم پر می شوند. در صورتیکه ابعاد بیس پلیت های موجود جهت تعبیه ی میلگردهای جدید کافی نباشند می توان با جوش دادن صفحات جدید، ابعاد بیس پلیت ها را افزایش داد.