روش های تقویت تیر بتنی با ورق فولادی
دسترسی سریع به محتوای مقاله
وظیفه اصلی تیرها در سازه‌های مختلف، تحمل نیروهای عمودی وارد بر سازه و انتقال آنها به ستون‌ها است که می‌توانند به صورت افقی یا شیب دار قرار گیرند. تیرهای بتنی در دل خود میلگردهایی دارند که سبب تقویت بتن می‌شود. بااین‌حال، خطراتی نظیر شکست ترد در تیرهای بتنی آنها را تهدید می‌کند. تقویت تیر بتنی با ورق فولادی در کنترل و کاهش اثرات مخرب ناشی از نیروهای خمشی و برشی که منجر به ضعف و خرابی در تیرها می شوند، موثر است. در این مقاله به نحوه مقاوم سازی انواع تیر بتی با ورق فولادی اشاره خواهیم کرد. برای مشاهده قیمت میلگرد امروز به این لینک مراجعه نمایید.
اهمیت تقویت تیر بتنی با ورق فولادی
تیرهای ساختمان به دو گروه ساده و یکسره تقسیم می‌شوند. همچنین، آنها بر اساس نوع تحمل بار به انواع تیرچه، شاه‌تیر، تیرهای لبه‌ای، تیرهای نعل درگاهی و لاپه ها تقسیم می‌شوند. بارهای وارد بر تیرها نیز شامل بارهای مرده و بارهای زنده می‌شوند که بارهای مرده وارد بر تیرها، در واقع همان وزن آنها هستند.
یکی از مهم‌ترین پدیده‌هایی که تیرهادر ساختمان با آن مواجه می‌شوند، کمانش است که به دو صورت موضعی و کلی رخ می‌دهد. افزایش مقاومت تیر بتنی با ورق فولادی یکی از راه‌های مناسب به منظور کنترل و کاهش اثر پدیده کمانش در تیرها است. در اثر کمانش موضعی در تیرها، تنش‌های فشاری در قسمت بال یا جان تیر ایجاد خواهد شد و کمانش فقط در این نقاط رخ خواهد داد. در صورتی که در کمانش کلی، تنش‌های فشاری به کل بخش‌های تیر وارد می‌شوند.
نقش مهم انواع تیرها در سازه‌های مختلف ایجاب می‌کند که مقاوم سازی و تقویت تیرها به بهترین نحو ممکن انجام شود تا تیرها از نظر شکل پذیری، استحکام و سختی، به سطح بالایی از مقاومت برسند. با ضوابط کاشت میلگرد در بتن در این لینک آشنا شوید.
مقاوم سازی تیر بتنی با ورق فولادی به چه منظوری انجام می شود ؟
برخی عوامل طبیعی یا غیرطبیعی ممکن است بر عملکرد تیرها در سازه‌ها تأثیر بگذارند. یک نمونه از این عوامل، زمین لرزه است که تنش‌هایی را به سازه وارد می‌کند. این تنش‌ها سبب خرابی در تیرها می‌شوند و استحکام سازه را تهدید می‌کنند. بنابراین تقویت تیرها لازم و ضروری است.
برخی از مهم‌ترین عوامل و دلایل نیاز به تقویت تیر بتنی عبارت‌اند از:
- وجود سطح مقطع کم در تیرها
- جبران لاغری بیش از حد استاندارد در تیرها
- کاهش مقاومت تیرها به دلیل حرارت ناشی از جوشکاری نامناسب
- جبران کاهش مقاومت ناشی از عدم فشردگی مقطع
- وقوع پدیده خستگی در تیرها
- فرسایش و شکست تیرها
- جبران خرابی‌های ناشی از نیروها و تنش‌های لرزه‌ای
افزایش مقاومت تیر بتنی با ورق فولادی
همان‌طور که گفته شد، شکست‌های اصلی که در تیرهای بتنی اتفاق می‌افتند، ناشی از نیروهای برشی و خمشی است. شکست خمشی به شکست برشی ترجیح داده می‌شود، زیرا شکل پذیرتر است و در مقایسه با شکست برشی، نوعی شکست نرم قلمداد می‌شود. شکست نرم امکان توسعه دوباره تنش‌ها را ایجاد می‌کند و فرصت بیشتری را به منظور پی بردن به وضعیت تیرها در اختیار ساکنان ساختمان قرار می‌دهد.
برای تقویت تیر بتنی در برابر خرابی‌های احتمالی، روش‌هایی مانند استفاده از الیاف FRP، استفاده از ژاکت بتنی، افزودن ابعاد عضو باربر، افزودن ظرفیت برابر بستر، افزودن دیوارهای برشی، افزودن اعضای باربر، کاهش بار وارد بر عضو باربر و استفاده از ورق فولادی رایج هستند.
مقاوم سازی تیر بتنی با ورق فولادی می‌تواند به شکل‌هایی نظیر دورپیچ، نواری یا موضعی صورت گیرد. در مواقعی که ضوابط شکل پذیری همچون فاصله میان خاموت ها در اتصال تیرها و ستون‌های ساختمان‌های بتنی رعایت نشوند، ورق‌های فولادی اطراف تیرها و ستون‌ها قرار می‌گیرند و با جوشکاری به آنها متصل می‌شوند. در مقاله خاموت چیست، با این نوع خاص از میلگردها آشنا شوید.
همچنین، اتصال ورق‌های فلزی به تیرها و ستون‌ها از طریق پیچ و مهره، از دیگر روش‌های اتصال است تا تحمل لنگرهای خمشی و نیروهای برشی به خوبی انجام شود. این ورق‌ها علاوه بر ایجاد حصار در محل اتصال تیرها و ستون‌ها و مهار کامل آنها، خردشدگی بتن را به تأخیر می‌اندازند و افزایش مقاومت فشاری و کششی آن را به همراه دارند.
به منظور تقویت تیر بتنی با ورق فولادی و مقاوم سازی خمشی، باید ورق‌های فولادی با ضخامت حداکثر 3 سانتی متر را به وسیله رزین اپوکسی به وجه کششی تیرها متصل کرد. اتصال ورق‌های فولادی به وجه عمودی تیرها در نزدیک تکیه گاه باعث بالا رفتن ظرفیت برشی تیر می‌شود؛ درصورتی که اتصال ورق فولادی به بال تحتانی تیر باعث بالا رفتن ظرفیت خمشی آن می‌شود.
در صورت نیاز به ورق‌های با ضخامت بیشتر باید از میلگردها و پیچ‌های مهاری برای انتقال برش استفاده شود. بدین منظور، توصیه می‌شود ابتدا ورق‌های فولادی با چسب اپوکسی به تیر متصل شوند و سپس میلگردها به شکل میانگذار یا کاشته شده استفاده شوند.
جمع بندی
انتقال نیروهای ثقلی و جانبی دیافراگم به ستون و تحمل نیروهای عمودی از مهم‌ترین وظایف تیرها در انواع سازه‌ها است. عدم رعایت استانداردها در به کارگیری تیرها که شامل استفاده از تیرهای ضعیف یا اتصال غیرصحیح آنها می‌شود، خرابی‌های زیادی را برای تیرها خصوصاً در مناظق زلزله خیز به همراه دارد. این تیرها باید به گونه‌ای طراحی شوند که شکست ترد در آنها رخ ندهد و به عبارتی، نیاز به مقاوم سازی دارند. تقویت تیر بتنی با ورق فولادی یکی از رایج‌ترین راه‌ها به منظور تقویت تیرها است.