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.ضرورت مقاوم سازی ستون
مقاوم سازی بتن از اهمیت زیادی برخوردار است. به گونه ای پس از اجرای روش های مربوطه شاهد بروز بسیاری از رویدادهای نامطلوب ناشی از خرابی ستون ها نخواهیم بود.۱-مقاوم سازی ستون های بتنی از زنگ زدگی میلگرد در بتن ها پیشگیری خواهد کرد.
۲-اجرای روش های مقاوم سازی و ترمیم ستون از ایجاد ترک در بتن و گسترش آنها جلوگیری می کند.
۳-ستون های مقاوم سازی شده دچار کمانش میلگردهای طولی نمی شوند.
۴-طی مقاوم سازی ستون ها، مقاومت فشاری آن ها افزایش خواهد یافت.
۵-با مقاوم سازی ستون های بتنی شاهد شکست در ستون های کوتاه نخواهیم بود.
۶-مقاوم سازی ستون ها مانع از شکست خوردگی ستون در نواحی برش می شوند.
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. در بسیاری از مواقع ممکن است برای مقاوم سازی ساختمان فولادی نیازمند تقویت اجزای سازه اصلی سازه مثل ستون ها باشیم. تقویت سازه های بتنی نیز از این قاعده مستثنی نمی باشد. بنابراین لازم است روش های مقاوم سازی ستون های بتنی و فولادی بررسی شوند.روش های تقویت و مقاوم سازی ستون
۱-تقویت ستون با الیاف اف آر پی FRP۲-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 مقاومت بتن، ارتقا 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 سر ستون ها و بدنه ی 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 افزایش ظرفیت باربری ستون انجام گیرد. علل نیاز به تقویت و مقاوم سازی ستون های بتنی
1-ظهور ترک در بتن ستون بتنی2-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 تقویت و مقاوم سازی ستون های فولادی
1-مشکل تیر قوی ستون ضعیف2-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 بهبود 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 قابل 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 بالا بردن 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 تقویت و مقاوم سازی 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 .