مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی و ژاکت بتنی کدام بهتر است؟

رپورتاژ آگهی

ستون بتنی به عنوان یک عضو فشاری، بارهای مرده و فشاری وارد شده از طریق طبقات ساختمان را تحمل و مانع از تخریب سازه می‌شود. همین موضوع، اهمیت مقاومت بالای ستون‌های بتنی را چندین برابر کرده و نشان می‌دهد هر گونه ضعف و یا خرابی در ستون بتنی، عملکرد کل ساختمان را تحت تاثیر قرار می‌دهد. مقاوم سازی ستون بتنی، روشی عالی برای افزایش مقاومت ستون‌های بتنی در برابر ضربه، نیروهای محوری و فشاری است و از خرابی ستون‌ها در کوتاه مدت و دراز مدت جلوگیری می‌کند. دو روش متداول برای مقاوم سازی ستون‌های بتنی شامل ژاکت بتنی و ژاکت فولادی هستند که هر دو با مواد اولیه متفاوت، باعث افزایش ضخامت ستون بتنی و بهبود عملکرد آن می‌شوند.

چرا به مقاوم سازی ستون بتنی نیاز پیدا می‌کنیم؟

ستون بتنی به عنوان یک عضو سازه‌ای که بارهای شدیدی را تحمل می‌کند، نیاز به مقاومت بالا دارد. با این وجود در بعضی از مواقع، به علت کرموشدگی، اشتباه در طراحی اولیه، تغییر کاربری و خوردگی میلگردهای قرار گرفته در داخل ستون‌های بتنی، نیاز به مقاوم سازی آن وجود دارد. از جمله شایع ترین دلایل مقاوم سازی ستون بتنی عبارتند از:

کرمو شدن بتن در زمان قالب برداری

یکی از دلایل اصلی برای نیاز به مقاوم سازی ستون بتنی، کرمو شدن بتن در حین قالب برداری است. این موضوع به ویژه به دلیل تراکم ناکافی بتن، پایین بودن کیفیت مصالح و نشت دوغاب از قالب اتفاق می‌افتد و می‌تواند باعث ایجاد فضاهای خالی و حفره‌هایی در بتن شود که چسبندگی و مقاومت آن را به حداقل می‌رساند. در این ستون بتنی قادر به تحمل بارهای وارده نیست و احتمال تخریب آن وجود دارد.

اشتباه در طراحی اولیه ستون

طراحی اولیه ستون باید با تدابیر مهندسی و استاندارد انجام شود. در صورتی که به دلیل فرضیات نادرست بارگذاری، مدلسازی اشتباه و یا عدم رعایت ضوابط آیین نامه‌ای، ستون به درستی طراحی نشود و آرماتورها با تعداد مشخصی در داخل آن قرار نگیرد، خطاهایی در اجرای ستون اتفاق می‌افتد که نیاز به مقاوم سازی را چندین برابر می‌کند.

تغییر کاربری ساختمان و افزایش بارهای وارده

در صورت تغییر کاربری ساختمان، بارهای محوری، جانبی و زنده بیشتری به ستون وارد می‌شوند. در حالی که طراحی اولیه ستون، بر اساس کاربری قبلی انجام شده است، ستون قادر به تحمل بارهای وارده نیست. در این شرایط باید حتما از روش مقاوم سازی ستون برای رسیدن به مقاومت مورد انتظار برای ستون‌ها استفاده کرد.

خوردگی آرماتورها در اثر رطوبت یا مواد شیمیایی

آرماتورها یا همان میلگردهای فلزی در داخل ستون بتنی، به مرور زمان خورده می‌شوند. یون‌های کلر، دی اکسید کربن و رطوبت، عامل اصلی برای خوردگی این میلگردها هستند. پس از خوردگی، چسبندگی مقاطع فولادی با بتن کاهش پیدا کرده و این موضوع عملکرد ستون بتنی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

کم گذاری میلگرد در حین اجرا

اجرای میلگرد در حین اجرای ستون بتنی باید مطابق با طراحی اولیه و با آرایش صحیح انجام شود. استفاده از تعداد کمی میلگرد در ژاکت‌های بتنی، احتمال شکست زودهنگام را افزایش داده و مقاومت کل بتن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. در این شرایط می‌توان با مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی و بتنی، عملکرد ستون را بازیابی کرد و مانع از خرابی زودهنگام آن شد.

مقاوم سازی ستون با ژاکت بتنی چیست؟

ژاکت بتنی، یکی از روش‌های مقاوم سازی در سازه‌های قدیمی و نیاز به بازسازی است که کار اصلی آن افزایش ضخامت و قطر عضو سازه‌ای و بار تحمل به واسطه آن است. ژاکت‌های بتنی در واقع لایه‌ای از بتن، میلگردهای طولی و خاموت‌های بسته هستند که می‌توانند باعث افزایش مقاومت هر عضو سازه‌ای همچون ستون بتنی شوند.

این روش مقاوم سازی نه تنها برای ستون، بلکه برای تیر، دیوار برشی و حتی فونداسیون نیز قابل اجراست. با اجرای این روش مقاوم سازی ستون بتنی، مقاومت ستون در برابر نیروهای برشی و خمشی افزایش پیدا می‌کند و این موضوع باعث شکل پذیری بسیار بالای ستون خواهد شد. اساس کار مقاوم سازی ستون بتنی، افزایش سطح مقطع این ستون‌ها با اجرای صحیح بتن و میلگرد و خاموت است. این موضوع نه تنها شکل پذیری ستون را بهبود می‌بخشد، بلکه اجازه تحمل بارهای وارده را نیز می‌دهد.

مقاوم سازی ستون با ژاکت بتنی را به می‌توان به یک صورت یک وجه در یک طرف ستون و یا به صورت چند وجه در چهار طرف ستون که به طور کامل آن را محصور می‌کند، انجام داد. ضخامت بتن اجرا شده در این روش بسته به نیاز ستون و دلیل ضعف آن قابل تغییر بوده و می‌توان بر اساس شرایط پروژه آن را تعیین کرد.

مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی چیست؟

یکی دیگر از روش‌های مقاوم سازی ستون بتنی، استفاده از ژاکت فولادی است. اساس کار ژاکت فولادی، محصور کردن عضو سازه‌ای با فلز بوده و بر همین اساس مقاومت خمشی، برشی و سختی جانبی عضو را چندین برابر افزایش می‌دهد. برای اجرای این روش مقاوم سازی، مقاطع فلزی دور تا دور ستون با کمک چسب، پیچ و مهره یا جوشکاری ثابت می‌شوند و باعث افزایش ضخامت عضو مورد نظر و مقاومت آن می‌گردد. معمولا ژاکت بتنی برای مقاوم سازی تیر و ستون‌های بتنی استفاده می‌شود و می‌تواند تاثیر بسیار زیادی روی افزایش مقاومت سازه مورد نظر داشته باشد.

مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی، می‌تواند نقش بسیار مهمی را در افزایش مقاومت برشی ستون داشته باشد. موثر بودن این روش، کاملا وابسته به فولاد و روکش استفاده شده دارد و می‌توان فضای میان روکش و ستون را با کمک ملات منبسط شونده پر کرد. مقاوم سازی ستون با ژاکت فولادی را می‌توان به سه طریق نواری، دورپیچ و موضعی انجام داد که در اکثر مواقع روش دورپیچ اثربخشی بهتری داشته و می‌تواند از چندین جنبه عملکرد ستون‌های بتنی را افزایش دهد. ژاکت بتنی، نقش بسیار مهمی برای افزایش مقاومت برشی ستون دارد و در صورت اجرای صحیح، می‌تواند مقاومت خمشی ستون را نیز افزایش دهد.

فاصله میان مقاطع فولادی با ستون بتنی معمولا 5 سانتی متر در نظر گرفته می‌شود که باید حتما آن را با چسب یا ملات مخصوص پرکرد. به منظور مقاوم سازی ستون‌های ضعف با ژاکت فولادی، لازم است که ورق‌های فلزی در اطراف ستون قرار بگیرند و با کمک بولت یا هر ابزار دیگری به ستون متصل شوند. در بسیاری از مواقع برای جبران نبود آرماتورهای عرضی و طولی، ورق‌ها به تیرها و فونداسیون متصل می‌شوند و می‌توانند مقاومت برشی و خمشی ستون را چندین برابر افزایش دهند و از کمانش آرماتورهای طولی جلوگیری کنند.

مزایا و محدودیت‌های مقاوم سازی ستون با ژاکت بتنی

ژاکت بتنی به عنوان یکی از متداول ترین روش‌های مقاوم سازی ستون بتنی آسیب دیده و دارای ضعف شناخته می‌شود که نقش بسیار مهمی را در مقاوم سازی و بهبود عملکرد آن دارد. استفاده از ژاکت بتنی مزایای زیادی از جمله همبستگی خوب با بتن، دستورالعمل اجرایی صحیح و مقاومت بالا در برابر خوردگی، به همراه دارد. با این وجود این روش باعث افزایش وزن سازه شده و همین موضوع چالش‌هایی را برای اجرا به ویژه در ساختمان‌های در حال ساخت به وجود می‌آورد.

مزایا

• روش موثر: ژاکت بتنی یک روش موثر و شناخته شده برای افزایش مقاومت ستون‌های بتنی است و می‌توان آن را به تنهایی و بدون نیاز به ترکیب با سایر روش‌های مقاوم سازی اجرا کرد.
• چسبندگی عالی: به دلیل اینکه ژاکت بتنی همجنس با ستون بتنی است، معمولا درهم آمیختگی آن‌ها به بهترین شکل اتفاق می‌افتد. این موضوع به دوام کل این روش مقاوم سازی کمک می‌کند.
• مقاومت بالا در برابر خوردگی: اجرای ژاکت بتنی با بتن انجام شده و همین پوشش بتنی مقاومت ستون‌های بتنی را در برابر خوردگی افزایش می‌دهد. این موضوع امکان اجرای آن را در حتی در شرایط سخت آب و هوایی فراهم می‌کند.
• بدون نیاز به پوشش ضد حریق: ژاکت بتنی، نیازی به افزودن پوشش ضد حریق اضافه ندارد. بتن اجرای شده در این روش مقاوم سازی ستون بتنی، باعث افزایش مقاومت آن در برابر حرارت می‌شود و حتی در شرایط آتش سوزی و حریق نیز عملکرد مناسبی دارد.
• عدم نیاز به تغییرات معماری: اجرای ژاکت‌های بتنی بدون نیاز به تغییرات معماری انجام می‌شود. از همین جهت تاثیر آن روی طراحی و ظاهر کلی سازه و ستون کم بوده و می‌توان بدون تغییرات معماری زیاد از آن کمک گرفت.

معایب

• افزایش بار مرده ساختمان: به دلیل اجرای بتن در سرتاسر ستون، این روش باعث افزایش بار مرده ساختمان و وزن سازه می‌شود.
• افزایش سطح مقطع: حجم و ضخامت ژاکت بتنی در اطراف ستون بتنی بسیار بالاست و همین موضوع باعث کاهش فضای داخلی سازه می‌شود.
• هزینه بر بودن مراحل اجرایی: مراحل اجرایی ژاکت‌های بتنی حساسیت بالایی دارند و باید هر مرحله که شامل قالب بندی، اجرای آرماتورها و بتن ریزی هستند با حساسیت بسیار بالایی دنبال شوند.

ویژگی‌ها و معایب مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی

روش ژاکت بتنی، یکی از بهترین روش‌ها برای مقاوم سازی ستون بتنی است که می‌تواند ظرفیت حمل بار ستون را به شدت افزایش داده و تاثیر بسیار خوبی روی عملکرد ستون داشته باشد. در مقایسه با ژاکت بتنی، حجم کار اطراف ستون بتنی با این روش کمتر اشغال شده و و وزن آن نیز نسبتا پایین تر است. زیرا نیازی به اجرای بتن آن هم با ضخامت بالا در ژاکت فولادی نیست. با این وجود ژاکت‌های فولادی حساسیت بالایی در برابر خوردگی دارند و باید حتما با پوشش مقاوم در برابر خوردگی اجرا شوند.

مزایا

• عدم نیاز به قالب بندی: اجرای ژاکت فولادی در مقایسه با ژاکت بتنی ساده تر بوده و نیازی به قالب بندی ندارد. همین موضوع سرعت اجرای این روش را در مقایسه با سایر روش‌ها بالاتر می‌برد.
• ابعاد محدود: ابعاد ستون بتنی با اجرای ژاکت بتنی تغییر چندان نمی‌کند و همین موضوع می‌تواند عملکرد این ژاکت‌ها را چندین برابر بهبود ببخشد.
• وزن پایین تر: در مقایسه با روش ژاکت بتنی، ژاکت فولادی وزن پایین تری دارد و فضای زیادی را اشغال نمی‌کند. همین موضوع امکان اجرای آن‌ها را حتی در شرایط خاص فراهم می‌کند.
• امکان انتخاب ضخامت: انعطاف پذیری برای انتخاب ضخامت ژاکت فولادی وجود دارد. می‌توان بسته به نیاز مقاوم سازی و بارهای وارده، بهترین ضخامت را انتخاب کرد.
• افزایش پایداری ستون: اجرای ژاکت فولادی باعث افزایش سختی و پایداری ستون‌های بتنی می‌شود. این موضوع از تغییر شکل، رفتار لرزشی و یا حتی تخریب ستون‌ها به شدت جلوگیری خواهد کرد.

معایب

• نیاز به پوشش دهی: به دلیل مقاومت نسبتا پایین ژاکت فولادی و بتنی، نیاز است که آن را با پوشش‌های نسوز و ضد خوردگی اجرا کرد که این موضوع هزینه عملیاتی را افزایش می‌دهد.
• هزینه نسبتا بالا: هزینه اجرای ژاکت‌های بتنی در مقایسه با عملکرد آن‌ها بالاست. این موضوع با تغییرات و نوسان قیمت فولاد نیز تغییر می‌کند.
• احتمال خوردگی و زنگ زدگی: برخلاف روش ژاکت بتنی، در ژاکت بتنی احتمال خوردگی و زنگ زدگی فلزات وجود دارد و باید حتما از پوشش مقاوم برای آن‌ها استفاده کرد.

مراحل مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت بتنی

به منظور استفاده از روش ژاکت بتنی برای مقاوم سازی ستون، لازم است که قالب بندی در اطراف ستون انجام شود و پس از آن مجددا بتن ریزی در دور تا دور ستون انجام شود. به دلیل احتمال چسبندگی پایین بتن قدیمی با بتن جدید، توصیه می‌شود که سطح بتن با تجهیزات و ابزارآلات مخصوص مضرس شود. سپس در فواصل مشخص، سوراخ‌هایی در اطراف ستون بتنی در نظر گرفته می‌شوند و یک مش فولادی به همراه آرماتور آجدار در اطراف آن ناحیه قرار خواهند گرفت. کلیه سوراخ‌ها با چسب اپوکسی و آرماتورهای L شکل، پر می‌شوند.

میلگردها و خاموت‌های فولادی که عضو اصلی ژاکت بتنی هستند، باید در جای مناسب نصب شوند. میلگردها باید دور تا دور ستون را پوشش دهند و اگر امکان خم کاری آن‌ها تا زاویه 135 درجه وجود نداشته باشد، می‌توان با جوشکاری این فرآیند را انجام داد.

برای اتصال میلگردهای طولی میان طبقات مجاور، باید سوراخ‌های کوچک در داخل بتنی ایجاد شوند که تنها با یک چکش قابل دستیابی است. در نهایت، قالب‌های ساخته شده در اطراف ستون با بتن پر می‌شوند تا ضخامت آن‌ها به حدود 10 سانتی متر برسد. تا زمان عمل آوری بتن، ستون بتنی مرطوب نگه داشته می‌شود و پس از پایان این فرآیند، سازه قابل بهره برداری است.

مراحل اجرای مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی

به منظور مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی، در ابتدا لازم است که پوشش بتنی حذف و اصلاح شود. سپس می‌توان میله‌های فولادی را با کمک برس‌های سیمی و یا روش‌هایی همچون کمپرسور شن و ماسه تمیز کرد. برای عملکرد بهتر و مقاومت بیشتر میلگردهای فولادی، روی آن‌ها با مواد رزین اپوکسی پوشش داده می‌شود تا به مرور زمان دچار خوردگی نشود.

ژاکت‌های فولادی بر اساس نقشه طراحی شده با ابعاد و ضخامت مورد نیاز روی ستون اجرا می‌شوند. معمولا یک فاصله خالی 5 سانتی متری میان ژاکت فولادی و ستون بتنی در نظر گرفته می‌شود که با کمک ملات منبسط شونده و یا چسب می‌توان آن را پر کرد. این مواد اپوکسی با ایجاد اتصال دقیق میان ستون بتنی و ژاکت فلزی، بهترین عملکرد را در اختیار قرار خواهند داد.

باید توجه شود که کلیه این فرآیندهای مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی می‌تواند به صورت سرتاسری یا با ورق‌های عرضی و منقطع انجام شود. در روش سراسری، یک ورق فولادی در سرتاسر ارتفاع ستون قرار می‌گیرد و نبشی‌های L شکل در گوشه‌های سطح به صورت منقطع قرار خواهند گرفت. تسمه‌های عرضی به صورت پیوسته به آن‌ها متصل می‌شوند. در روش منقطع، سطح ستون‌ها با صفحات فولادی و با فاصله مشخص پوشانده می‌شوند. فاصله میانی آن‌ها با کمک چسب اپوکسی و ملات پر می‌شود.

مقایسه مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی و ژاکت بتنی

مقاوم سازی ستون بتنی با ژاکت فولادی و ژاکت بتنی، امکان پذیر است؛ اما باید بسته به نیاز پروژه، شرایط معماری و حتی وزن بار مرده وارده به ساختمان، بهترین روش را انتخاب نمود. جدول زیر، مقایسه دقیقی از این دو روش مقاوم سازی ارائه می‌کند.

ویژگی ها	ژاکت فولادی	ژاکت بتنی
جنس و مصالح مورد استفاده	ورق یا مقاطع فولادی (نبشی، ناودانی، ورق)	بتن جدید با میلگرد و خاموت
افزایش مقاومت فشاری و خمشی	بسیار زیاد؛ به ویژه در مقاومت خمشی و برشی	زیاد؛ مناسب برای افزایش مقاومت فشاری
افزایش سختی جانبی ستون	زیاد	متوسط تا زیاد
ضخامت اضافه شده به مقطع ستون	کم؛ مناسب برای فضاهای محدود	زیاد؛ فضای مفید اطراف ستون کاهش می‌یابد
وزن افزوده به سازه	نسبتا کم	زیاد
سرعت اجرا	بالا؛ به ویژه در پروژه‌های ترمیم فوری	پایین‌تر؛ به دلیل قالب بندی و عمل آوری بتن
نیاز به تجهیزات خاص	جوشکاری، پیچ و مهره، یا اتصال مکانیکی	تجهیزات ساده‌تر، اما نیازمند قالب بندی دقیق
مقاومت در برابر آتش سوزی	پایین؛ فولاد در دمای بالا مقاومت خود را از دست می‌دهد	بالا؛ بتن عملکرد بهتری در برابر حرارت دارد
مقاومت در برابر خوردگی و رطوبت	پایین؛ نیاز به پوشش ضدزنگ و نگهداری دارد	بالا؛ به ویژه در محیط‌های مرطوب یا خورنده
هزینه اجرا	معمولا بالاتر به دلیل قیمت فولاد و عملیات جوشکاری	اقتصادی تر، مخصوصاً در پروژه‌های بزرگ
زمان مورد نیاز برای بهره برداری مجدد از سازه	کوتاه‌تر	طولانی تر (به دلیل زمان گیرش و عمل آوری بتن)

مقاوم سازی ستون بتنی با مشاوره تخصصی سازند

اجرای صحیح هر دو روش ژاکت بتنی و ژاکت فولادی برای مقاوم سازی ستون‌ها، نیازمند دانش علمی و تسلط روی قوانین دقیق اجرایی این دو روش است. با وجود اینکه هر دو روش مقاوم سازی ستون بتنی سال هاست که برای ساختمان‌های مختلف اجرا می‌شوند، نمی‌توان بدون در نظر گرفتن جزئیات دقیق آن‌ها را اجرا نمود. شرکت مقاوم سازی سازند با سال‌ها تجربه و بهره گیری از دانش روز، آماده ارائه خدمات برای مقاوم سازی ستون‌های بتنی است. تخصص و تجربه مهندسان حاضر در این شرکت مقاوم سازی، امکان استحکام بخشی به ستون‌ها را به بهترین شکل فراهم کرده است تا بتوان بر اساس نیاز سازه، مقاومت ستون‌ها را چندین برابر افزایش داد.

انتهای پیام