مقاوم سازی ساختمان ها با ژاکت بتنی :

مقاوم سازی ساختمان ها با ژاکت بتنی

بسیاری از سازه های بتنی عمری در حدود چندین دهه دارند اما بر اثر حوادث طبیعی مثل زلزله، باد و یا بر اثر خستگی و حضور عوامل خورنده آسیب دیده اند. از آن جا که اکثر سازه ها اهمیت زیادی دارند و جایگزین کردن آن ها با سازه های جدید فاقد توجیه اقتصادی است نیاز به مقاوم سازی و بهسازی این نوع از سازه ها داریم.

یکی از روش های مرسوم تقویت اعضای بتنی استفاده از روکش یا ژاکت بتنی می باشد. اصلاح موضعی اجزای سازه‌ ای بتن مسلح به‌ منظور افزایش سختی و مقاومت یکی از روش‌های متداول بهسازی لرزه‌ای و مقاوم‌ سازی ساختمان به شمار می آید. در این میان می‌توان به ژاکت بتنی به‌عنوان یکی از این روش‌ ها اشاره نمود. ژاکت بتنی شامل لایه‌ ای بتن، میلگردهای طولی و خاموت های بسته می‌ باشد.

در این روش المان هایی که دارای ضعف باربری می باشند با اضافه کردن آرماتورهای طولی و اجرا برشگیر فولادی و قالب بندی و اجرای بتن ریزی مجدد بهسازی می شوند. مزیت این روش نسبت به سایر روش های مقاوم سازی متداول گستردگی استفاده از آن در همه ی بخش های سازه می باشد. به طور مثال مقاوم سازی فونداسیون را نمی توان با ژاکت فولادی انجام داد یا به ندرت می توان در مقاوم سازی دیوار برشی از ژاکت فولادی استفاده کرد.

 
افزایش ظرفیت باربری و مقاوم سازی تیر با ژاکت بتنی- مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی با استفاده از ژاکت بتنی

 
هدف از مقاوم سازی با ژاکت بتنی

هدف از اجرای این روش، کاهش قابلیت تغییر شکل اعضای ناکارآمد است، چراکه این اعضا در شرایط طراحی و مطابق واکنش‌ های ساختمان به وضعیت حدی تعیین‌ شده خود نخواهند رسید. ژاکت‌ های بتن آرمه زمانی به‌کار می‌ روند که اعضای سازه‌ ای دچار آسیب‌ دیدگی شدید شده باشند یا مقاومت لرزه‌ ای آنها ناکافی باشد. در صورت امکان، ژاکت بتنی دور تا دور اجزای سازه‌ ای و در غیر این صورت در یک یا چند وجه آنها اجرا می‌شود.
مزایای مقاوم سازی با ژاکت بتنی در سازه ها

    همگن و همجنس بودن روش مقاوم سازی با المان نیازمند مقاوم سازی
    مقاوم بودن المان مقاوم سازی شده و عدم نیاز به اعمال پوشش ضد آتش بر روی آن.
    عدم تغییر در میزان خوردگی و زنگ زدگی المان مقاوم سازی شده.
    تقریباً بهترین گزینه برای مقاوم سازی دیوارهای برشی و مقاوم سازی فونداسیون می باشد.

معایب روش مقاوم سازی با ژاکت بتنی در سازه ها

    تغییر در ابعاد المان مقاوم سازی شده و بزرگتر شدن طول و عرض آن که این امر باعث تغییر در جانمایی المان مقاوم سازی شده در پلان معماری و کوچکتر شدن فضاها و فواصل مورد نیاز می شود.
    بدلیل بزرگ شدن ابعاد المان سختی و مقاومت المان افزایش یافته و می بایست کنترل هایی در خصوص کنترل تیر قوی – ستون ضعیف بعمل آید.
    در ارتباط با مقاوم سازی ستون های بتنی با روش ژاکت بتنی نمی توان به راحتی ستون واقع در طبقات را بدون در نظر گرفتن ستونهای طبقات پایین تر مقاوم سازی نمود. (بدلیل ایجاد ستون بزرگتر بر روی ستون کوچکتر)
    اجراء تقریباً مشکل نسبت به سایر روش های مقاوم سازی ساختمان به دلیل نیاز به عوامل اجرایی مختلف مانند اکیپ اجرایی کاشت میلگرد و اکیپ قالب بند ، آرماتور بند و بتن ریز می باشد.

 
مقاوم سازی ساختمان با ژاکت بتنی
مقاوم سازی با استفاده از ژاکت بتنی

 
اجرای ژاکت بتنی

اجرای ژاکت بتنی بهتر است با قالب و بتن خود تراکم اجرا گردد ولی اگر روکش بتنی ضخامت کمی داشته باشد، استفاده از روش بتن پاشی بهتر از بتن‌ریزی می‌باشد.  در ایـن روش پس از بستن آرماتورها به دور ستون، قالب‌بندی و  بتن‌ریزی به صورت مرحله‌ای انجام می‌شود. ارتفاع قالب در هر مرحله باید طوری باشد که  بتن‌ریزی و تراکم آن امکان‌پذیر باشد.  بتن‌ریزی در قسمت فوقانی زیر سقف مشکل‌ترین قسمت است. در شکل اجرای روکش بتنی ستون با روش بتن پاشی نشان داده شده است. برای اجرای بتن شاتکریت مطـابق شـکل از کرمبندی استفاده می‌شود.

برای اطمینان از عمل مرکب بتن قدیم و جدید باید سطح بتن قدیم را با تیشه یا قلم مضرس نمود و یـا سطح آنها را با چسب های شیمیایی پوشاند. آزمایشات و تجارب گذشته نشان می‌دهد که زبر نمودن سطح بتن برای پیوستگی بتن قدیم و جدید کافی می‌باشد، ولی با کاشت میخچه(میلگرد) در فاصله 300 تا 500 میلیمتر عمل مرکب بین بتن قدیم و جدید بـه شکل کاملاً مشهودی افزایش می یابد.

اگر روكش بتني ستون را محصور نمايد ، انقباض بتن جديد منجر به ايجاد اصطكاك بين بتن قديم و جديد مي گردد و احتياجي به كاشت بولت نخواهد بود.

حداقل مشخصات فني براي روكش هاي بتني بصورت زير ارائه شده است . لازم به ذكر است كليه ضوابط آيين نامه بتن ايران برای طرح و اجرای روكش بتنی بايد اجرا گردد.

1- مقاومت مصالح جدید باید برابر و یا بیشتر از مقاومت مصالح موجود باشد، توصیه می گردد مقاومت فشاری بتن روکش حد اقل 5MPa بیشتر از بتن موجود است.

2- برای ستون هایی که به آزماتورهای اضافی احتیاج ندارند، استفاده از چهار آرماتور طولی با قطر 16 میلیمتر که با خاموت هایی به قطر 8 میلیمتر محصور شده اند ضروری است.

3- حداقل ضخامت روکش بتنی 100 میلیمتر می باشد.

4- حداقل قطر خاموت 8 میلیمتر و حداکثر آن 14 میلیمتر می باشد. زاویه خم انتهای خاموت ها 135 درجه می باشد.

5- فاصله محور به محور خاموت ها نباید از 200 میلی متر تجاوز نماید، لیکن ترجیحا فاصله خاموت ها نباید از ضخامت روکش بیشتر شود. در فاصله 1/4 ارتفاع ستون از بر تکیه گاه، فاصله خاموت ها نباید از 100 میلیمتر بیشتر شود.

6-فاصله آماتورهای متوالی افقی ستون نباید از هیچ یک از مقادیر زیر بیشتر شود:

الف: 12 برابر قطر کوچکترین میلگرد طولی اعم از اینکه منفرد باشد یا عضوی از گروه میلگردهای در تماس بشمار آید.

ب: 48 برابر قطر میلگرد خاموت ها

پ: 250 میلیمتر

اگر مقاومت بتن روكش از مقاومت بتن موجود بيشتر باشد به هنگام تحليل مقاومت خمشی ستون مقاوم سازي شده، می توان مقطع ستون را برابر مقطع افزايش يافته و مصالح آن را همانند مصالح اوليه ستون در نظر گرفت. با فرضی محافظ كارانه، می توان ظرفيت خمشی تسليم و نهايي ستون را تا 90% مقادير محاسبه شده در نظر گرفت. افزايش ظرفيت برشی را مي توان بر اساس مقدار خاموت های اضافه شده محاسبه نمود. براي محاسبه مقدار دورگيري نيز تنها خاموتهای اضافه شده در نظر گرفته مي شود.