در ساخت و ساز و صنایع در مقیاس بزرگ، سازه های بتن آرمه اغلب نقش کلیدی ایفا می کنند و به عنوان قاب، سقف و سکوهای کاربردی برای ساختمان های مختلف عمل می کنند. آنها بارهای چند تنی را حمل می کنند که هم در حالت استاتیک و هم در حالت پویا عمل می کنند. با گذشت زمان، استرس نمی تواند بر وضعیت سازه تأثیر بگذارد. در نتیجه، تقویت سازه های بتن آرمه به هر طریقی مورد نیاز است. روش خاص برای انجام چنین عملیاتی به شرایط عملیاتی تاسیسات، پارامترهای فنی و فیزیکی و الزامات برنامه ریزی بستگی دارد.
سازه های بتن آرمه چیست؟
اول از همه، شما باید تصمیم بگیرید که در اصل یک سازه بتن مسلح چیست. در ساخت و ساز سرمایه، اینبخشی از سازه که بارهای عملیاتی بیشتری را به خود می گیرد. اساس سازه توسط سازه بتنی تشکیل شده و از میلگردهای تقویت کننده به عنوان آرماتور اساسی آن استفاده می شود. در عین حال، مقاوم سازی و مرمت سازه های بتن آرمه می تواند به صورت جامع و جزئی انجام شود. اگر یک ناحیه معیوب روی سطح با تشخیص تشخیص داده شد، تعمیر در درجه اول مربوط به این قسمت می شود، اگرچه ابتدا باید علل تخریب بررسی شود که می تواند امکان بازسازی سایر بخش های سازه را توجیه کند.
منظور از تقویت به این صورت چیست؟ این یک عملیات فنی در ساخت و ساز است که به دلیل آن عمر عملیاتی ساختمان ها و سازه های فردی به ویژه افزایش می یابد. روش های مختلفی برای تعمیر و مقاوم سازی سازه های بتن مسلح وجود دارد. همه آنها، به درجات مختلف، شامل حل وظایف زیر هستند:
- افزایش مقاومت گره ها و اجزای باربر سازه با گنجاندن عناصر جدید. دومی می تواند تیرها، لنگه ها، قطعات کنسول، سفت کننده ها و غیره باشد.
- تخلیه یا توزیع مجدد جرمی که روی پایه بتن مسلح عمل می کند. در این حالت، چیدمان سازه هایی که به صورت مکانیکی بر ناحیه هدف استحکامات تأثیر می گذارند، تحت تأثیر قرار می گیرد. تخلیه نیاز به سازه های بتن مسلح را کاهش می دهد.
- افزایش ویژگی های اساسی قدرت یک جسم و عناصر آن با جایگزینی.
وقتی لازم است RC- تقویت شودطرح ها؟
حتی در مرحله نصب قاب پشتیبان، راه حل های فنی و مصالح ساختمانی مطابق با بارهای آینده با انتظار بهره برداری طولانی مدت انتخاب می شوند. با گذشت زمان بر اثر عوامل مختلف، وضعیت فنی سازه رو به وخامت گذاشته و نیاز به پشتیبانی از عناصر حیاتی آن احساس می شود. آرماتوربندی کامل سازه های بتن مسلح باید در موارد زیر انجام شود:
- از بین رفتن استحکام طراحی به دلیل کهنگی و خستگی مواد. این امر به ویژه در مورد سازه بتنی که تحت تأثیرات شیمیایی منفی و تنش های مکانیکی طبیعی قرار می گیرد صادق است.
- بازسازی ساختمان که در نتیجه پیکربندی دیوارهای باربر، تیرها، ستون‌ها، خرپاها و کنسول‌ها تغییر می‌کند. ممکن است در نقاط لنگر سازه به تقویت یا تسکین انبوه نیاز باشد.
- تغییر تعداد طبقات. همچنین توزیع مجدد وزن بر روی ستون‌ها، سقف‌ها و دیوارها وجود دارد که نیاز به تجدیدنظر و ظرفیت باربری عناصر سازه دارد.
- حرکات زمین که یا قبلاً تغییر شکل داده اند یا پیکربندی ضربه روی فونداسیون و در نتیجه گره های باربر قاب را تغییر داده اند. بازیابی تعادل نیرو بین سازه ها نیز مورد نیاز است.
- تخریب یا آسیب جزئی به قطعات باربر یا عناصر منفرد در اثر حوادث، بلایای طبیعی، زلزله، بلایای انسان‌ساز.
- هنگامی که خطاها در مرحله طراحی شناسایی می شوند یا قبلاً در طول عملیات ساختمان شناسایی شده اند.
در این مورد، اصلی ترین و بیشتریندلایل رایجی که مستلزم نیاز به تقویت سازه های بتن مسلح به روشی یا دیگری است. ماهیت خاص سایش یا آسیب باید طی یک بررسی جامع مشخص شود و بر اساس آن پروژه ای برای تقویت سازه توسعه یافته و بهترین راه برای اجرای آن انتخاب شود.
تشخیص و عیب یابی طراحی
بازرسی فنی طبق برنامه زمانبندی یا در صورت مشاهده علائم آشکار تخریب ساختمان بدون برنامه انجام می شود. این بخش از فعالیت ها توسط استانداردهای آزمایش غیر مخرب مطابق با GOST 22690 و 17624 تنظیم می شود. ارزیابی بر اساس نتایج بررسی مطابق با مجموعه قوانین (SP) در مورد تقویت سازه های بتن مسلح تحت شماره 63.13330.
روش های تشخیصی با یک بازرسی بصری شروع می شود، که در طی آن آسیب خارجی - نقص، تراشه، ترک و غیره شناسایی می شود. برای شناسایی آسیب های پنهان، از روش های آزمایش غیر مخرب استفاده می شود. چنین وظایفی با استفاده از تجهیزات ویژه، به عنوان مثال، با استفاده از آشکارسازهای نقص الکترومغناطیسی یا اولتراسونیک حل می شود. به طور خاص، دستگاه های اولتراسونیک که با روش های ژئورادار و اکو پالس کار می کنند، بیشتر برای عیب یابی بتن مسلح استفاده می شوند. در حین بازرسی، فضاهای خالی، وجود اجزای تهاجمی در سازه، تخریب میله های تقویت کننده، آثار خوردگی و غیره.
بر اساس داده های به دست آمده، یک استراتژی بیشتر برای حذف آسیب، تعمیر، بازیابی یاتوزیع مجدد بارها در همان مرحله، عیب شناسان می توانند توصیه هایی در مورد تقویت سازه های بتن مسلح با در نظر گرفتن ویژگی های آسیبی که فقط با ابزارهای آزمایش غیر مخرب برطرف می شود، ارائه دهند. پارامترهای فنی و فیزیکی خاصی که سازه بر اساس آن کار می‌کند، نقش مهمی در تعیین چگونگی تقویت سازه خواهد داشت.
مشخصات سود
پارامترهای آرماتورها ممکن است بسته به پیکربندی اعمال نیروی اضافی و الزامات خاص برای حمایت از سازه متفاوت باشد. متداول ترین مشخصه ها مدول الاستیسیته تکیه گاه و استحکام کششی است. بنابراین، تقویت بهینه سازه های بتن مسلح با مواد کامپوزیت به طور متوسط الاستیسیته در محدوده 70000-640000 مگاپاسکال و شاخص های مقاومت کششی - از 1500 تا 5000 مگاپاسکال را فراهم می کند. البته، در هر موردی لازم نیست برای حداکثر عملکرد تلاش کنید. انتخاب پتانسیل توان ویژه عناصر تکیه گاه و تقویت کننده به وضعیت فعلی سازه بتن مسلح بستگی دارد.
در مورد پارامترهای ابعادی، آنها به طرح تقویتی بستگی دارند که بر اساس راه حل برنامه ریزی تدوین شده است. به عنوان مثال، تقویت تکه تکه یک دال بتن مسلح را می توان با پشتیبانی اضافی برای یک مدول بدون تیر یکپارچه به ضخامت 300 میلی متر انجام داد. ستون های تقویت کننده معمولاً دارای مقطع متوسط 400x400 میلی متر هستند و با افزایش 5-7.5 متر در زیر کف قرار می گیرند.توسط وضعیت تنش-کرنش کف و دیوارهای باربر تعیین می شود.
در شکل پیچیده، به عنوان مثال، تقویت سازه های بتن مسلح با الیاف کربن می تواند ویژگی های فنی زیر را داشته باشد:
- ضخامت عنصر 0.3 میلی متر است.
- عرض - 300 میلی متر.
- وزن - 500 گرم در متر2.
- مدول الاستیسیته - 230000 N/mm2.
- چگالی - 1.7 گرم در سانتی متر3.
- استحکام کششی - 4000 N/mm2.
- مقاومت برشی سازه - 7 N/mm2.
- مقاومت فشاری مواد - 70 N/mm2.
- تغییر شکل در هنگام شکست ساختار - 1.6%.
- چسبندگی الیاف کامپوزیت به سازه بتنی - 4 N/mm2.
- مدول یانگ - 400 N/mm2.
ویژگی استفاده از مواد کامپوزیتی مدرن به این دلیل است که ترکیب چسب نقش بسزایی در عملیات مونتاژ با آنها دارد. اغلب به عنوان یک ابزار مستقل آب بندی و ترمیم برای تقویت سازه بتنی عمل می کند. به عنوان مثال، ترکیبات اپوکسی ممکن است عملکردهای آب بندی درزها و اتصالات تکنولوژیکی را به خوبی انجام دهند.
مقررات
در فرآیند محاسبه، طراحی و انجام کار نصب، باید توسط چندین GOST هدایت شود که از جمله آنها می توان به 31937، 22690 و 28570 اشاره کرد. این اسناد به درجات مختلف نگهداری و بازسازی ساختمان ها و سازه ها را تنظیم می کنند. همچنین لازم است استانداردهای سند SP 63.13330 را نیز در نظر بگیرید که دستورالعمل های خاصی را در موردسازماندهی و اجرای اقدامات تعمیر و مرمت از جمله مقاوم سازی سازه های بتن مسلح با مصالح کامپوزیت. SP 164.1325800 همچنین در استفاده از سایر مواد پلاستیکی و فایبرگلاس برای تقویت کمک خواهد کرد. قوانین کلی که باید به آنها توجه کرد به شرح زیر است:
- توسعه پروژه مقاوم سازی باید تنها بر اساس داده های بررسی میدانی سازه ها انجام شود.
- تا زمان محاسبه مواد و پیکربندی کار نصب، اطلاعاتی در مورد اندازه جسم مورد نظر، وضعیت آن، روش های تقویت، مقاومت بتن و غیره باید آماده شود.
- پس از بررسی، تصمیم اساسی در مورد مجاز بودن سازه برای تعمیر با عملیات بیشتر گرفته می شود.
- اقدامات تقویتی باید انجام شود تا الیاف کامپوزیت یا میله های فلزی کار بار مشترک را با سازه بتنی فراهم کنند.
- تقویت سازه هایی که در آنها مخاطی از آسیب خوردگی وجود دارد مجاز نیست.
- در فرآیند آماده سازی یک پروژه، محاسبه نیاز به ارائه خواص حفاظتی اضافی از مواد، به عنوان مثال، گنجاندن پوشش های نسوز یا مقاوم در برابر رطوبت در ساختار نیز مهم است.
مزایای تقویت بتن
همراه با قوانین حاکم بر تعمیر و مرمت سازه های ساختمانی، در ابتدا مفید خواهد بود که پایه ای از مواد روش شناختی تهیه شود که به آنها کمک کند.وظایف را در عمل حل کنید. تا به امروز، دستورالعمل های بصری زیادی وجود دارد که گام به گام و به صورت بصری فن آوری های بکارگیری روش های خاص برای بازسازی سازه های خاص را توصیف می کند. به عنوان مثال، LLC "Interaqua" و "NIIZHB" یک راهنمای جامع برای تقویت سازه های بتن مسلح با مواد کامپوزیت بر اساس مجموعه قوانین SP 52-101-2003 ارائه می دهند. این ماده انتخاب راه حل های سازه ای، اصول محاسبه تقویت دیوارها و سقف ها، و همچنین روش های تکنولوژیکی برای استفاده از قطعات کربن را توصیف می کند.
اگر در مورد تأسیسات صنعتی صحبت می کنیم، می توان از کتابچه های راهنمای بسیار تخصصی استفاده کرد که بر شرایط عملکرد ویژه سازه ها نیز تمرکز دارد. به طور خاص، Far East PromstroyNIIproject LLC دستورالعمل هایی را برای تقویت سازه های بتن مسلح سری 1.400.1-18 ارائه می دهد. این ماده تفاوت های ظریف تقویت دیوارها و سقف های باربر را در ساختار ساختمان های صنعتی برجسته می کند.
توسعه پروژه مقاوم سازی سازه
وظیفه اصلی این مرحله ارائه یک راه حل فنی خاص برای اجرای تقویت ساختار شی هدف است. در طول فرآیند توسعه، متخصصان با داده هایی در مورد ویژگی های مصالح ساختمانی، پارامترهای هندسی آنها، شرایط عملیاتی و آسیب های موجود هدایت می شوند. در حال حاضر، اصول طراحی زیر برای تقویت سازه های بتن مسلح توسعه یافته است:
- ارتباط اجزاء. یک اشتباه رایج که در طول ساخت و ساز رخ می دهد، در نظر گرفتن محل کار استدر قالب ایزوله یعنی مثلاً یک دیوار باربر بر اساس بارهای مستقیم روی آن بدون تمرکز بر عوامل تأثیرگذار مجاور محاسبه می شود. در واقع، یک سیستم باکیفیت و بادوام فقط با در نظر گرفتن همه فاکتورهای عملیاتی قابل طراحی است.
- بهینه سازی. وظایف تقویت سازه ها را می توان به روش های مختلف حل کرد و تقریباً در هر مورد راه حلی وجود دارد که به تأسیسات اجازه می دهد عمر کاری بالایی داشته باشد. اما در عین حال، تلاش برای به حداقل رساندن میزان کار، انبوه قطعات پشتیبانی کمکی و منطقی کردن استفاده از مواد مصرفی مطلوب است. هر چه میزان مداخله در ساختار سازه کمتر باشد، قابلیت اطمینان آن بیشتر است. به هر حال، فناوری‌های مدرن برای تقویت سازه‌های بتن مسلح با مواد کامپوزیت، که از نظر اندازه و وزن در مقایسه با همتایان فلزی کوچک‌تر هستند، فقط امکان به حداقل رساندن حجم ورود عناصر خارجی را فراهم می‌کنند.
- عقلانی‌سازی اقتصادی. حتی اگر امکان استفاده از منابع مالی کلان در اجرای پروژه آرماتوربندی وجود داشته باشد، باید در نظر داشت که راه حل های فنی پیچیده و انبوه همیشه مستلزم هزینه های بالایی در فرآیند نگهداری در حین بهره برداری از سازه است.
- تطابق با الزامات تعیین شده. هر مرحله طراحی باید هم قوانین هنجاری عمومی و هم الزامات خاص دستگاه فنی و سازه ای را در رابطه با ساختمان مورد نظر در نظر بگیرد.
قوانین محاسبه آرماتور سازه های بتن آرمه
محاسبه فنی سازه ها اساس کار طراحی است که در طی آن بارهای واقعی با پتانسیل قدرت مصالح مورد استفاده برای تقویت همبستگی دارند. داده های اولیه برای محاسبه پیچیده از طرح طراحی، ابعاد آن، بارهای عملی و ماهیت آسیب گرفته شده است. مقالات جداگانه در ارزیابی مصالح برای تقویت سازه های بتن مسلح، شاخص هایی برای مقاومت فشاری، ارتفاع ناحیه فشاری، پایداری در امتداد مقاطع شیب دار و غیره محاسبه می شود.
مقدار اساسی طرح، که توانایی مقابله با بارهای واقعی را تعیین می کند، لحظه حداکثر خمش خواهد بود. برای محاسبه آن، از عوامل قابلیت اطمینان برای مواد و بار استفاده می شود. ماهیت توزیع آسیب بر سطح مقطع سازه نیز با در نظر گرفتن درجه کشش آن تعیین می شود. اگر حداکثر گشتاور خمشی اولیه از روند ترک خوردگی در امتداد مقطع بیشتر شود، محاسبه باید به همان روشی که برای مقطعی دارای ترک است، بدون در نظر گرفتن پتانسیل ایجاد تغییر شکل انجام شود.
مقادیر ثابت مواد هدف نیز در محاسبات برای تقویت سازه ها استفاده می شود. دستورالعمل های مدرن برای تقویت سازه های بتن مسلح، به ویژه، بر شاخص های زیر تکیه دارد:
- قدرت - محدوده از 1000 تا 1500 MPa، اما نه کمتر.
- مدول الاستیسیته - از 50 تا 150 GPa.
- دمای انتقال شیشه (برای کامپوزیت ها استفاده می شود) - حداقل 40 درجه سانتیگراد.
پارامترهای ابعادی و پیکربندی نصب به صورت جداگانه در رابطه با یک خاص تعیین می شوند.طرح ها.
طبقه بندی روش های تقویتی
فناوری های مدرن امکان استفاده از فهرست گسترده ای از ابزارهای تقویت فنی سازه های مختلف را با تنظیم شرایط عملیاتی خاص فراهم می کند. در سطح پایه، ارزش تقسیم تمام راه های تقویت سازه های بتن مسلح بر اساس وضعیت فیزیکی آنها را دارد. به طور خاص، عناصر مایع، بافته شده و جامد را می توان تشخیص داد. در حالت اول، تقویت طبق روش ترمیم آسیب خارجی انجام می شود. این می تواند از بین بردن ترک ها با استفاده از ملات ماسه سیمان و آب بندی درزها با ترکیبات ساختمانی چسب باشد. مواد پارچه کمتر مورد استفاده قرار می گیرد و بیشتر به عنوان یک عامل تقویت کننده استفاده می شود که با همان محلول های تقویت کننده روی ناحیه ریخته شده اعمال می شود.
در مورد جامدات، آنها بخش‌های ساختاری هستند که به نوعی روی یک ساختار آسیب‌دیده یکپارچه یا قرار گرفته‌اند. در این مورد، روش های تقویت سازه های بتن آرمه را می توان هم بر اساس نوع مواد مورد استفاده (فلز، کامپوزیت، سنگ) و هم بر اساس پیکربندی نصب تقسیم کرد. محبوب ترین روش تقویت با محصولات جامد، تقویت تسمه است که در آن لنت های پروفیلی ناحیه آسیب دیده را محکم می کنند. اما این تنها راه استفاده از چنین محصولاتی نیست.
روش های اساسی تقویت سازه های بتن آرمه
بسته به نتایج بررسی اولیه و بر اساس تصمیم طراحیاز روش های زیر برای تقویت سازه های بتن مسلح می توان استفاده کرد:
- گچ کاری تعمیری به منظور ترمیم ساختار سطح بتن. اگر مناطق باز برای عبور آرماتور وجود داشته باشد، آنها را با مخلوط آستر یا گچ نیز آب بندی می کنند.
- معرفی ملات بتن به حفره ها، ترک ها، حفره ها و سایر عیوب ساختاری داخلی که با آزمایش های غیر مخرب شناسایی می شوند.
- شاتکریت با مخلوط بتن. ملات بتنی با اسلحه های مخصوص با سرعت زیاد روی سطح اجرا می شود. این مکانیک درمان نواحی آسیب دیده امکان تشکیل لایه های تقویت کننده متراکم با استحکام بالا را می دهد.
- تقویت شالوده ای که سازه بر آن استوار است. این کار از طریق گیره های بتن مسلح، تسمه های فلزی، لنگرها و سایر عناصر جامد انجام می شود.
- تقویت ستون‌ها، تیرها و دیوارهای بتن آرمه از طریق نصب گیره‌ها، قاب‌ها و پیراهن‌های تقویت‌کننده پیچیده. در چنین دستگاهی می توان از عناصر آرماتور، قالب و شاتکریت استفاده کرد. از آنجایی که این روش شامل ایجاد سازه های اضافی نسبتاً قابل توجهی است، توصیه هایی برای تقویت سازه های بتن مسلح توصیه می شود حداکثر بار روی سقف را با دقت محاسبه کنید. در غیر این صورت، پس از مدتی می‌توان ترک‌های موجود در ساختار عناصر باربر سطح پایین را تشخیص داد.
- افزایش نقطه ای در دوام میلگردها، تیرها، تیرها و عناصر نگهدارنده با کامپوزیت. برای چنین اهدافی، قطعات کوچک اما بادوام ساخته شده از فیبر کربن، کولار، کربن وغیره
همانطور که تمرین نشان می دهد، موثرترین راه حل در پشتیبانی از پتانسیل قدرت سازه های بتن مسلح دقیقاً تغییر ساختاری در فونداسیون آنها است. برعکس، افزودن دیوارها و سقف‌ها با عناصر پشتیبانی شخص ثالث مانند پایه‌ها، ناکارآمد و از نظر فن‌آوری نامناسب تلقی می‌شود. اما باز هم، تصمیمات خاص باید بر اساس یک بررسی و محاسبه جامع گرفته شود.
تقویت با فولاد و کامپوزیت - کدام بهتر است؟
تقسیم اساسی از بسیاری جهات برای تقویت سازه های ساختمانی بر اساس نوع مصالح استفاده شده است. میله های حالت جامد و عناصر ساختاری رایج ترین اتصالات تقویت کننده هستند، اما می توان آن را بر اساس آلیاژهای فولادی سنتی و با استفاده از پلاستیک های مدرن ساخت. کدام بهتر است؟
از مزایای فلز می توان به تطبیق پذیری، استحکام بالا و هزینه مقرون به صرفه آن اشاره کرد. به هر حال، تقویت سازه های بتن مسلح با فیبر کربن، با تمام ویژگی های فنی و فیزیکی مثبت، می تواند 20-30٪ بیشتر از استفاده از فولاد ضد زنگ با کیفیت بالا هزینه داشته باشد. چه چیزی چنین هزینه هایی را توجیه می کند؟ با این حال کامپوزیت ها استحکام کششی بی نظیری از خود نشان می دهند که حتی از فولاد نیز فراتر می رود. همچنین، بر خلاف بتن، فیبر کربن با منبع مقاومت خستگی بالاتر مشخص می شود که اقدامات مرمت متوسط را در طول عملیات طولانی مدت ساختمان حذف می کند. آیا کامپوزیت ها علاوه بر قیمت بالا، معایبی هم دارند؟ تفاوت های ظریف در خواص اکولوژیکی وجود دارد، زیرا درپلاستیک هنوز اساس مواد است، اما اهمیت تأثیر افزودنی های مصنوعی از نظر خطر برای انسان بسیار کم است.
نتیجه گیری
اقدامات تعمیر، ترمیم و تقویت سازه های بتن آرمه معمولاً مستلزم هزینه های سازمانی و مالی زیادی است. این به دلیل پیچیدگی طراحی آنها و مشکلات فنی انجام عملیات نصب است. حتی اقدامات زیبایی جزئی نیز باید در چندین مرحله انجام شود - از عیب یابی با آماده سازی یک شی برای کار تا از بین بردن مستقیم آسیب یا افزایش کیفیت استحکام مواد. بنابراین، در توصیه هایی برای طراحی آرماتور سازه های بتن مسلح، کارشناسان به لزوم در نظر گرفتن انعطاف پذیرترین گزینه های فنی برای حل مشکل اشاره می کنند. به عنوان مثال، ساده ترین جایگزینی آرماتورهای فولادی با قطر 12 میلی متر با یک میله فیبر کربن به ضخامت 8 میلی متر با همان اثر تقویتی تا 50 درصد هزینه های برق را به حداقل می رساند. اما البته چنین بهینه سازی همیشه امکان پذیر نیست. در هر صورت باید اصول حفظ مقاومت، کشسانی و صلبیت مورد نیاز سازه ها مطرح شود. پیروی از نقشه های هنجاری و طرح های نصب با کیفیت بالا، اجرای منطقی مقاوم سازی را ممکن می سازد و تا حد امکان زمان نیاز به تکمیل بازسازی ساختمان را با جایگزینی سازه بتن آرمه به تعویق می اندازد..
