افزایش ظرفیت خمشی و برشی تیر موجود
ژاکت فلزی تیر زمانی مورد استفاده قرار میگیرد که بر اساس ارزیابی و تحلیل سازه، ظرفیت یا عملکرد تیر موجود برای شرایط بهرهبرداری یا الزامات موردنظر کافی نباشد و استفاده از اجزای فولادی بتواند مسیر مناسبی برای انتقال نیرو ایجاد کند.
در تیر بتنآرمه، بسته به نوع ضعف، ژاکت میتواند برای تقویت خمشی، تقویت برشی یا ترکیبی از این دو طراحی شود.
نکته مهم این است که آرایش ژاکت باید بر اساس مکانیزم حاکم بر رفتار تیر تعیین شود؛ بنابراین یک جزئیات ثابت برای تمام تیرها قابل استفاده نیست.
مقاومسازی خمشی
در تقویت خمشی، هدف اصلی افزایش ظرفیت تحمل لنگر خمشی تیر است.
در شرایط مناسب، ورق یا پروفیل فولادی میتواند در ناحیه کششی تیر قرار گرفته و بخشی از نیروی کششی موردنیاز را تحمل کند.
اما برای مشارکت واقعی فولاد جدید، باید انتقال نیرو میان فولاد و تیر موجود تأمین شود.
به همین دلیل موارد زیر باید در طراحی بررسی شوند:
- ظرفیت خمشی مقطع
- مقاومت بتن
- آرماتورهای موجود
- مشخصات فولاد تقویتی
- نحوه اتصال فولاد به تیر
- طول مؤثر تقویت
- جزئیات انتهایی
- احتمال جداشدگی یا گسیختگی اتصال
- اثر تقویت بر شکل شکست
افزایش سطح فولاد بدون طراحی اتصال، الزاماً به افزایش متناسب ظرفیت تیر منجر نمیشود.
مقاومسازی برشی
در صورت کمبود ظرفیت برشی، ورقها یا اجزای فولادی میتوانند در اطراف جان تیر یا در نواحی موردنیاز قرار گیرند.
آرایش ژاکت باید به گونهای باشد که بتواند بخشی از نیروهای برشی را بهصورت مؤثر منتقل کند.
بسته به هندسه تیر و شرایط دسترسی، ممکن است از مواردی استفاده شود مانند:
- ورقهای جانبی
- ورقهای U شکل
- ورقهای پیرامونی
- سختکنندههای فولادی
- یا ترکیب این اجزا
جزئیات نزدیک تکیهگاهها اهمیت ویژهای دارند؛ زیرا در بسیاری از تیرها، تقاضای برشی در این نواحی بالاتر است.
تقویت همزمان خمشی و برشی
در برخی پروژهها، تیر همزمان با کمبود خمشی و برشی مواجه است.
در این شرایط، ژاکت باید بهصورت یک سیستم واحد طراحی شود و مشخص باشد که هر بخش از آن چه نقشی در انتقال نیرو دارد.
تقویت یک مکانیزم میتواند حالت شکست حاکم را تغییر دهد؛ بنابراین پس از مقاومسازی باید رفتار نهایی تیر نیز بررسی شود.
اتصال ژاکت به تیر
اتصال یکی از حساسترین بخشهای اجرای ژاکت فلزی تیر است.
بسته به طرح، اتصال میتواند با استفاده از موارد زیر تأمین شود:
- انکرهای مکانیکی یا شیمیایی
- صفحات و نبشیهای اتصال
- جوشکاری اجزای فولادی
- پیچ و اتصالات مکانیکی
- مواد پرکننده مناسب
- یا ترکیبی از این روشها
جزئیات اتصال باید برای نیروهای واقعی طراحی شود و صرفاً بر اساس تجربه اجرایی یا تعداد ثابت انکر تعیین نشود.
آمادهسازی تیر
قبل از اجرای ژاکت:
- بتن سست و آسیبدیده برداشته میشود.
- وضعیت آرماتورها بررسی میشود.
- خوردگی احتمالی ارزیابی و در صورت نیاز تعمیر میشود.
- ترکهای مؤثر بررسی میشوند.
- سطح برای اجرای اتصال آماده میشود.
- ابعاد واقعی تیر با نقشههای اجرایی تطبیق داده میشود.
مراحل اجرای ژاکت فلزی تیر
ارزیابی ← طراحی ← ساخت قطعات ← آمادهسازی تیر ← نصب اجزای فولادی ← اجرای اتصالات ← پرکردن فضای تماس در صورت نیاز ← کنترل جوش و اتصالات ← حفاظت نهایی
در هنگام نصب باید ترتیب عملیات نیز کنترل شود. در برخی پروژهها، نحوه باربرداری یا اجرای ژاکت میتواند بر میزان مشارکت فولاد جدید در باربری اثر بگذارد؛ بنابراین ترتیب اجرا باید بخشی از طرح مقاومسازی باشد.
کنترل کیفیت
- مشخصات و ضخامت فولاد
- ابعاد قطعات
- کیفیت جوش
- کنترل پیچ و بولت
- کنترل انکرها
- موقعیت و راستای ورقها
- وضعیت بتن زیر ژاکت
- کیفیت مواد پرکننده
- جزئیات انتهایی
- پوشش ضدخوردگی
- کنترل نهایی هندسه
محدودیتها
در صورت آسیب شدید بتن، خوردگی گسترده، دسترسی محدود یا نیاز به افزایش بسیار زیاد ظرفیت، ژاکت فلزی ممکن است نیازمند ترکیب با روشهای دیگر باشد.
همچنین در تیرهای واقع در سیستمهای لرزهای، نباید تقویت تیر بدون بررسی تیر–ستون، ظرفیت برشی، اتصالات و توزیع سختی و مقاومت در کل قاب انجام شود.