افزایش ظرفیت باربری ستون بتنی
ستون ها یکی از اجزای مهم سازه محسوب می شوند که تحت تاثیر نیروهای محوری قرار دارند و وظیفه ی انتقال بارهای فشاری به فونداسیون سازه را بر عهده دارند.
خرابی ستون های بتنی پدیده ای است که ممکن است به دلایل مختلفی نظیر اشتباهات طراحی و اجرای،
ترک در بتن و خوردگی آن، تغییر آیین نامه های ساختمان و غیره رخ دهند. این خرابی ها در برخی اوقات ممکن است سبب کاهش سرویس دهی و ظرفیت باربری ستون ها شوند که افزایش طول عمر سازه می تواند خرابی ستون ها را شدت دهد. جبران آن مستلزم انجام تهمیداتی در راستای
مقاوم سازی ستون است. برای
ترمیم ستون بتنی و جبران مقاومت از دست رفته ی آن می توان از روش های مختلفی استفاده کرد. نکته قابل توجه این است که روش مورد نظر لازم است علاوه بر افزایش ظرفیت باربری ستون های بتنی، سرویس دهی آن را نیز تامین کند. در ادامه به برخی از روش های مناسب برای افزایش ظرفیت برابری ستون های بتنی خواهیم پرداخت.
۱-افزایش ظرفیت باربری ستون های بتنی با الیاف FRP
مقاوم سازی با FRP روشی مناسب برای افزایش ظرفیت باربری ستون های بتنی محسوب می شود. بنابراین در صورتی که ظرفیت باربری مقطع ستون فشاری محوری کافی نباشد، می توان به کمک الیاف
FRP کمبود موجود را جبران کرد. در بین مصالح
FRP، مقاوم سازی با الیاف کربن نسبت به سایر مصالح از محبوبیت بیشتری برخوردار است. برای افزایش ظرفیت باربری ستون های بتنی به کمک الیاف کامپوزیتی،
ورق های FRP بصورت دورپیچ به کمک
رزین اپوکسی FRP به روی سطوح بتنی اجرا می شوند. زاویه قائم الیاف
FRP بر تنش فشاری ستون ها سبب افزایش دوام و مقاومت ستون ها در برابر نیروهای برشی می شوند.
۲-افزایش ظرفیت باربری ستون ها با ژاکت فلزی
برای افزایش ظرفیت باربری ستون ها و بهبود مقاومت لرزه ای آنها می توان از ورق های فولادی استفاده کرد. استفاده از
ژاکت فلزی افزایش مقاومت برشی ستون ها را نیز به همراه دارد. در این روش اتصال ورق های فولادی به یکدیگر به کمک جوش انجام می شود و نواحی خالی بین ژاکت فولادی و ستون بتنی با استفاده از ملات پر می شوند. به منظور انتقال نیروی برشی بین ورق فولادی و بتن می توان از
کاشت میلگرد استفاده کرد. افزایش ظرفیت نیروی محوری ستون ها در این روش مستلزم رعایت پیوستگی ورق های فولادی در طبقات مختلف سازه است.
۳-افزایش ظرفیت باربری ستون بتنی با گسترش سطح مقطع
افزایش سطح مقطع ستون ها می تواند افزایش ظرفیت باربری آن ها را به همراه داشته باشد. میلگردهای فولادی افزوده شده نباید از قطری کمتر از ۱۴ میلی متر برخوردار باشند علاوه بر این باید در سرتاسر طبقات چیده شوند. ضمنا نحوه ی قرارگیری آنها نباید اختلالی با تیرها ایجاد کند و در غیر اینصورت می توان با تکنیک کاشت آرماتور در تیر لنگر ایجاد کرد. بخش های انتهای فوقانی و تحتانی میلگردها که تحت فشار طولی قرار دارند باید به شکلی مطمئنی لنگر انداخته شوند. علاوه بر این تسمه های تقویتی که به تازگی افزوده شده اند باید قطعات جدید و قدیم را به یکدیگر متصل کنند و یکپارچگی سازه را تأمین کنند.
۴-افزایش ظرفیت باربری ستون بتنی با سیم پیچ ها
استفاده از روش تقویت سیم پیچی راه حل مناسب دیگری برای افزایش ظرفیت باربری ستون های بتنی محسوب می شود. سیم مورد استفاده برای عملیات سیم پیچی دور ستون ها باید از قطر ۴ میلی متری برخوردار باشد و به روش سیم سرد کشیده شود و باید از استفاده سریع از آنها پس از عملیات گرمادهی خودداری شود. به منظور اجرای این روش،
مقاومت بتن سازه باید بیش از
C10 و کمتر از
C50 در نظر گرفته شود. در صورتی که ستون بتنی مورد نظر مستطیل شکل باشد، نسبت بعد ضلع بلند به بعد ضلع کوتاه نباید از ۵/۱ کمتر باشد. برای افزایش مقاومت سیم پیچی توصیه می شود از بتن با سنگدانه های ریز استفاده شود و مقاومت بتن در وضعیت مورد نظر حداقل
C30 باشد.
علت ظرفیت باربری پایین ستون های بتنی
علاوه بر اینکه خطاهای طراحی و اجرای می توانند سبب افت ظرفیت باربری ستون ها شوند، عوامل دیگری نظیر ضربات مکانیکی، به روز رسانی آیین نامه ها به مرور زمان و برخی موارد دیگر می توانند کاهش ظرفیت باربری این اجزا را به همراه داشته باشند. برخی اوقات علی رغم عدم وجود خطاهای اجرایی و طراحی، عوامل مخرب محیطی خصوصا در محیط های صنعتی و مجاور دریا یا قرارگیری
بتن در برابر اسید می توانند کاهش ظرفیت باربری ستون های بتنی را به همراه داشته باشند.
خوردگی بتن، زنگ زدگی میلگردها درون بتن، فسفاته و کربناته شدن همگی نمونه هایی از آسیب های وارد بر ستون های بتنی هستند که بر ظرفیت باربری آن ها تاثیر خواهند داشت.
