روشهاي مختلف ترمیم و مقاوم سازي سازه ها

[Artaria 13,629]

روشهايبررسیوضعیتداخلیبتنتیرهاوستونها:

1) روش غیر مخرب (چکش اشمیتس و...):

برحسب میزان برگشت چکش(میله)مقاومت اعضا تعیین میگردد.

مشکلات استفاده از چکش اشمیتس:

- نشان دادن مقاومت کم بهنگام برخورد با ریزدانه

- نشان دادن مقاومت زیاد بهنگام برخورد با درشت دانه

- نشان دادن مقاومت میلگرد هنگام برخورد به میلگرد در اثر کم بودن پوشش بتن

2) روش ارسال امواج آلتراسونیک

مقاومت بتن بر حسب سرعت عبور امواج تعیین میگردد.

مشکلات روش آلتراسونیک:

- هرچه در بتن مسلح تراکم میلگرد در منطقه مورد آزمایش زیاد باشد باعث میشود مقاومت

کاذب نشان دهد.

اشباع بودن یا غیر اشباع بودن بتن در محاسبه تاثیر میگذارد.

- وجود حباب هوا(تخلخل بتن)تاثیر دارد.

آلتراسونیک باید در قسمتی که پوشش میلگرد کمتر است نصب شود(در تیر ها قسمت میانی)

3) روش مغزه گیري بتن :

براي داشتن نمونه هاي استاندارد باید ارتفاع نمونه ها از دو برابر قطر آن بزرگتر باشد.

در این روش هر چه نمونه از عمق بتن با مته دریافت شود مقاومت بیشتري نشان خواهد داد.

نمونه ها از جایی میبایست برداشت شود تا نقاط ضعف در سازه ایجاد نشود

طول دهانه نزدیک تکیه گاه میباشد. ¼ در تیر ها .بهترین مقطع براي نمونه برداري در مقطع عرضی بهترین جا براي نمونه گیري نزدیک

تار خنثی میباشد زیرا در تار خنثی تنش به

بتن وارد نمی آید.

همچنین مغزه گیري از بتن را میتوان از بتن روي تیرچه ها انجام داد تا به باربري تیر یا ستون سازه هم لطمه وارد نیاید.

: fy نمونه برداري از میلگرد هاي مقطع بمنظور تعیین

نمونه ها میبایست از انواع فولاد هاي موجود در محل هاي مختلف و از جایی برداشت شود تا کمترین تاثیر در مقاومت مقطع داشته باشد.

الف)فولاد هاي طولی :

الف-1) انتهاي تقویتی

میابستاز منتهی الیه قسمت تقویتی نه از میلگرد هاي سراسري در مقاطع بزرگ (ترجیحا از ¼ طول دهانه)

الف- 2)فولاد اسمی: دروسط دهانه در بالاي تیر

ب)فولاد عرضی (خاموت یا تنگ): از وسط نمونه برداشت شود

-در مقطع عرضی میلگرد ها از قسمت گوشه نمونه برداشت نشود.

-فولاد عرضی در تیرها باید ازوسط تیرها قسمتی که ممان ماکزیمم(برش حداقل) است برداشت

شود(ازنقاطی که پوشش بتن روي آن کم است).

-نباید از محل گره ها نمونه برداري انجام گیرد. و به هیچ وجه نباید از میلگرد هاي

سراسري(حداقل) برداشت شود.

بررسینهاییدرترمیم: III مرحله

عوامل اصلی در تقویت سازه ها اقتصادي و اجرایی بودن و سرعت اجراي طرح میباشد.

هنگامیکه به این نتیجه رسیده شد که تمام المان هاي سازه ضعیف هستند راهکارهاي مختلفی وجود

دارد از قبیل:

-تغییر در سیستم بار جانبی(کمک از بادبند یا دیوار برشی)

-افزایش مقطع و شاتکریت بتن

-کاشت میلگرد در نواحی ضعیف

- استفاده از الیاف هاي مسلح FRP کربنی،شیشه اي ...)و...

با بکار بردن دیوار برشی یا بادبند تمرکز تنش در این نقاط ایجاد میشود و نقاط دیگر از تنشرهایی می یابند و قطعا المان هاي قبلی در این محل ها جوابگو نخواهند بود.

اگر امکان بکار بردن دیوار برشی یا بادبندي در داخل سازه(پلان) نباشد می توان از باکس هاي مخصوص در خارج پلان سازه استفاده نمود ولی باید اتصالات سازه اي مناسب در این نقاط را تامین نمود.

روشهايتقویتپی:

الف)پی هایکه نیاز به تقویت ندارند ولی ستون مربوطه نیاز به تقویت دارد :

بوسیله چاله زنی و شستشوي آن با مته میلگرد هاي طولی ستون جدید در داخل پی جاگذاري میشود

.هرچه طول چال بیشتر باشد مقاومت درگیري فولاد و بتن بیشتر میشود.

اگر در محاسبات نیاز به As براي ستون جدید باشد توصیه میشود این Asجدید به صورت تعداد

میلگرد بیشتر و قطر میلگرد هاي کمتر استفاده گردد تا مقاومت درگیري بیشتري ایجاد گردد.

در چال زنی سعی شود از سیستم پدستال استفاده شود و باید توجه داشت که اگر ارتفاع ستون کم

باشد امکان اجراي پدستال نخواهد بود.

درسیستم پدستال بدلیل وارد کردن میلگرد بصورت خم در پی در نتیجه فاصله میلگرد هاي انتهایی تا مرکز ستون زیاد خواهد بود و مطابق رابطه زیر ظرفیت ستون براي تحمل خمش در پاي ستون افزایش خواهد یافت F=fy . As M=F . d :

درنتیجه در سیستم پدستال نیروي وارده به میلگرد کمتر و ضریب اطمینان بیشتر خواهد شد و مشکل

برش پانچ نیز حل خواهد شد.

با شناژ بندي نیز سختی صفحه پی بیشتر خواهد شد.

ب)پی نیاز به تقویت دارد:

براي حل مشکل پی با خاکبرداري اطراف پی بجاي خاك برداشت شده از مصالح پر کننده استفاده می

نماییم.

مصالح پر کننده میتواند بتن مگر،مصالح سنگی ؛مصالح رودخانه اي با تراکم بالاي 95 % باشد.

براي کنترل پانچ هر دو پی قدیم و جدید معیا کنترل قرار میگیرد و براي ظرفیت باربري و فولادگذاري

خمشی سطح جدید معیار کنترل میباشد.

تقویتستونها:

مشکلات ستون هاي سازه میتواند ناشی از خروج مرکزیت بوجود آمده از خطاي اجراي ستون ها یا نا

شاقولی بودن ستون در طبقه باشد که براي تقویت ستون ها از دو U تنگ در داخل ستون جدید استفاده میشود که در طبقات یکی در میان جهات قرارگیري آن تغییر می نماید.

قبل از افزایش مقطع ستون ها باید حتما گوشه هاي ستون را بشکنند وبا ماسه پاشی و شستشو با فشار

آب سطح کاملا زبر و آماده اتصال با سطح بتن جدید شود.

با افزایش مقطع ستون ها از مقطع قدیم میتوان براي مقاومت برشی و فشاري و از مقطع جدید مقاومت

کششی ، برشی و فشاري کمک گرفت .

نحوه بتن ریزي در ستون جدید:

اسلامپ بتن جدید باید بین 1 تا 3 باشد و از مواد مضاف منبسط کننده و موادروان کننده میبایست در

بتن استفاده شود.

قیف مناسب بتن ریزي در صورت امکان در راس ستون و در ستون هاي بین طبقات در حدود ارتفاع ¼

ستون باشد. . و در حین بتن ریزي از شمعک گذاري براي تامین پایداري سقف استفاده شود.

 

بتن ریزي ستون یکبار از وسط ستون انجام میشود و سپس باقیمانده ستون بوسیله قیف در راس ستون

بتن ریزي میشود.و براي عبور میلگرد هاي طولی ستون از کف مطابق شکل از پانچ هاي با قطر 4

اینچی که با مته مغزه گیري میشود استفاده میگردد.

در وصله ستون جدید بهتر است بجاي قرار گرفتن در گره در ½گره قرار گیرد.

اگر تعداد میلگرد ها زیاد باشد چون باید براي هر میلگرد پانچی با مته در نظر گیریم به مشکل اجرایی

بر می خوریم که براي همین بهتر است از تعداد میلگرد کمتر با قطر بیشتر استفاده شود.

تقویت تیرها:

در تقویت تیر ها نیز براي تحمل برش در ستون جدید از دو خاموت به شکل Uوارونه استفاده میکنیم.

براي عبور میلگرد طولی جدید تیر از محلی که ستون قرار دارد از خم استاندارد به شکل زیر استفاده

میشود.

براي فولاد عرضی تیر ها از میلگرد هاي با قطر زیاد . d/4با حداکثر فواصل آیین نامه استفاده میشود

در هر چند سوراخ دو سوراخ مقابل بزرگتر پانچ میشوند تا بتن ریزي از این محل ها به درون تیر جدید

صورت گیرد.

امکان قلاب کردن میلگرد وجود ندارد بنابر این از دو U وارونه به عنوان فولاد عرضی استفاده می شود.

مواد تزریق در کاشتن میلگرد ها در روش (نزدیک به سطح(NSM:

-ماسه عبوري از الک نمره 50 4 گرم

- سیمان 50 گرم

-آب + مواد روان کننده 23 لیتر

-چسب کانتکس 227 گرم

و مواد افزودنی(منبسط کننده)

مراحل کاشتن میلگرد:

- چال زنی و تمییز کردن محل چاله و سطح بتن اطراف

- قرار دادن میلگرد + محصور کردن فضاي تزریق و افزایش فشار تزریق + -ضربه و ارتعاش

-از سیمان زودگیر اسفاده میشود و دوره مراقبت را افزایش می دهیم .

 

کاربردکامپوزیتهايپلیمري FRP درمقاومسازيسازههايبتنی

 

متداول در مهندسی عمران: FRP انواع کامپوزیتهاي پلیمري

-کامپوزیت پلیمري تقویت شده با الیاف کربن CFRP

-کامپوزیت پلیمري تقویت شده با الیاف شیشه GFRP

-کامپوزیت پلیمري تقویت شده با الیاف آرامید Kevlar

محاسنکامپوزیت پلیمري FRP:

- وزن کم

- انعطاف پذیري بالا

- راحتی در جابه جایی

- سرعت عمل بالا

- برشکاري در قطعات دلخواه

- سادگی اجرا

- امکان تقویت به صورت خارجی

معایبکامپوزیتپلیمري:FRP

- آسیب پذیري در مقابل آتشسوزي

- کم تجربگی مشاوران و پیمانکاران

اتصال ورقهاي فولادي با ستونها با EPOXY صورت می گیرد که از معایب این روش میتوان به هزینه بالا کاربري سخت ، خطر پوسیدگی ، در برابر رطوبت ، غیر انعطاف پذیر بودن ورقها ، تغییر در وزن المان و در نتیجه تغییر در فرکانس طبیعی سازه و... را نام برد .

مراحلمقاومسازيباکامپوزیتFRP درسازهموجود:

1) سطح المان را براي چسباندن کامپوزیت آماده میکنند. این مرحله شامل :

- تخریب قسمتهاي آسیب دیده از حمله شیمیایی ( میلگرد و بتن )

- ایجاد لایه جدید جایگزین لایه تخریب شده

- پرکردن خلل و فرج سطحی المان به وسیله بتونه

- تسطیح سطح المان

- آغشته کردن سطح المان به پرایمر Primer

2)اتصالکامپوزیت:FRP

سه روش براي چسباندن کامپوزیت به سطح المان متداول است .

- روش نصبدستی:

در این روش ، تولید و اتصال کامپوزیت به صورت همزمان صورت می گیرد . به این ترتیب که بعد از اتمام مرحله اول ، سطح المان با غلتک به ملات پلیمري آغشته می گردد . سپس الیاف خشک توسط غلتک روي المان قرار می گیرد .

در حالت معمول براي کاربري آسانتر، الیاف داراي پوشش هستند. بعد از قرار دادن الیاف در محل خود

پوشش الیاف برداشته و لایه ( ملات پلیمري ) توسط غلتک الیاف را در بر می گیرد

- روشنصبلایهلایه:

بعداز مرحله آماده سازي و تسطیح ناهمواریهاي موجود توسط بتونه (بتونه یک رزین داراي

ویسکوزیته بالا است ) ، لایه ملات پلیمري توسط غلتک روي سطح المان قرار می گیرد . سپس لایه

کامپوزیت را به ملات پلیمري می چسبانند

اتصالکامپوزیت FRPبهروش NSMR:

روش کار این است که با برش سطح بتن بوسیله اره شیارهایی روي سطح المان ایجاد شود .

بعدازتخلیه شیار از ذرات اضافی و گرد و غبار ، تا حدود نیمی از شیار میله کامپوزیت در شیار قرار می گیرد و با اپوکسی شیار پر میشود.

در استفاده از این روش براي اتصال کامپوزیت باید پوششبتن ضخیمی در المان وجود داشته باشد .

3)مرحلهتکمیلیوبهعملآوري:

این مرحله شامل روشهایی براي محافظت کامپوزیت از آسیب هاي خارجی و همچنین توجه به

مسائل زیبایی شناختی و معماري می باشد.

براي محافظت ملات پلیمري از تشعشع ماوراء بنفش باید سطح المان رنگ آمیزي شود . از نظر

معماري نیز قطعه مقاوم سازي شده باید مثل بقیه سازه در محیط اطراف استتار شود .

ارزیابیمقاومسازي:

جهت اطمینان از تماس صحیح ، بعداز اتصال کامپوزیت پلیمري می توان از روشهاي عکسبرداري

( ترمو گرافی ) و یا تقه زدن با یک سکه استفاده نمود . (صداي بم نشان دهنده اتصال خوب است .)

اقداماتزیردرهنگاممقاومسازيالمانباعثرشدکیفیتعضوتقویتشدهمیگردد :

- جهت جلوگیري از تمرکز تنش ، گوشه ها باید گرد شود ( شعاع گرد شدگی باید 2 الی 2.5 سانتی

متر باشد )

- در جاییکه طول الیاف به دلایلی کوتاه باشد ، حداقل طول همپوشانی الیاف باید 15 سانتی متر

باشد .

- با سنگ فرز ، سمباده و.. باید محل اتصال کامپوزیت پلیمري کاملا” صاف و بدون پستی و بلندي باشد

- رطوبت نسبی سطح بتن در زمان بکارگیري پرایمر ، اپوکسی و رنگ آمیزي نباید بیشتر از%80

باشد .

- دماي هوا در هنگام مقاوم سازي نباید کمتر از 10 درجه سیلسیوس باشد .