تقویت موضعی با ورق و پروفیل فولادی یکی از روش‌های متداول مقاوم‌سازی سازه‌های موجود است که در آن به‌جای افزایش کامل سطح مقطع عضو، فقط ناحیه‌ای که دچار ضعف است با اجزای فولادی جدید تقویت می‌شود.
این روش می‌تواند برای اصلاح ضعف‌هایی مورد استفاده قرار گیرد، مانند:
در این روش، فولاد جدید باید به‌گونه‌ای به عضو موجود متصل شود که عضو تقویت‌شده بتواند به‌صورت یک سیستم سازه‌ای هماهنگ عمل کند.
در ژاکت فولادی معمولاً بخش قابل‌توجهی از محیط عضو با صفحات یا مقاطع فولادی پوشانده می‌شود و هدف می‌تواند افزایش هم‌زمان چند مؤلفه ظرفیت باشد.
اما در تقویت موضعی:
ضعف مشخص ← تعیین ناحیه بحرانی ← انتخاب فولاد مناسب ← طراحی اتصال ← تقویت همان ناحیه
بنابراین این روش معمولاً مداخله‌ای محدودتر و هدفمندتر دارد.
بسته به نوع عضو و مکانیزم ضعف، می‌توان از موارد زیر استفاده کرد:
انتخاب مقطع باید بر اساس مکانیزم انتقال نیرو انجام شود، نه صرفاً ظرفیت مقطع فولادی جدید.
در تیرها، این روش می‌تواند برای تقویت خمشی، برشی یا نواحی خاصی از تیر استفاده شود.
در صورت کمبود ظرفیت خمشی، می‌توان ورق فولادی را در ناحیه کششی تیر نصب کرد.
در این حالت، ورق باید بتواند نیروی کششی موردنیاز را دریافت و به تیر منتقل کند.
موضوعات مهم شامل موارد زیر است:
صرفاً چسباندن یک ورق فولادی به زیر تیر به معنی ایجاد یک سیستم مقاوم‌سازی قابل اتکا نیست.
برای ضعف برشی، می‌توان از موارد زیر استفاده کرد:
در این حالت، نواحی نزدیک تکیه‌گاه‌ها معمولاً اهمیت بیشتری دارند؛ زیرا تقاضای برشی در این قسمت‌ها می‌تواند زیاد باشد.
اتصال ورق به تیر باید به‌گونه‌ای باشد که نیروهای برشی موردنظر واقعاً به سیستم جدید منتقل شوند.
گاهی مشکل اصلی در خود مقطع تیر نیست، بلکه در محل اتصال تیر به ستون یا سایر اعضا قرار دارد.
در چنین شرایطی می‌توان از ورق‌ها و سخت‌کننده‌های فولادی برای موارد زیر استفاده کرد:
در ستون‌ها، ورق و پروفیل فولادی می‌تواند برای اصلاح ضعف‌های زیر مورد استفاده قرار گیرد:
در برخی شرایط، افزودن مقاطع یا ورق‌های فولادی می‌تواند سطح مؤثر مقاوم در برابر فشار را افزایش دهد.
اما باید مشخص شود که فولاد جدید چگونه با ستون موجود در تحمل بار شریک می‌شود.
افزودن فولاد بدون ایجاد مسیر انتقال بار مناسب الزاماً باعث افزایش ظرفیت ستون نمی‌شود.
در صورت ضعف برشی، می‌توان از ورق‌ها، نبشی‌ها یا اجزای فولادی پیرامونی استفاده کرد.
جزئیات باید به نحوی باشد که نیروی برشی به‌صورت واقعی به سیستم جدید منتقل شود.
در سازه‌های لرزه‌ای، ممکن است فقط یک ناحیه از ستون یا اتصال نیاز به تقویت داشته باشد.
در این شرایط، استفاده از تقویت موضعی می‌تواند نسبت به اجرای یک ژاکت کامل، مداخله محدودتری ایجاد کند.
با این حال، باید رفتار کل ستون و قاب بررسی شود.
در دال‌ها می‌توان از ورق‌های فولادی برای افزایش ظرفیت خمشی در نواحی مشخص استفاده کرد.
موارد زیر قابل بررسی هستند، برای مثال:
در اطراف ستون، علاوه بر خمش، برش پانچ نیز باید بررسی شود و نباید تقویت خمشی را جایگزین بررسی مکانیزم پانچ کرد.
ایجاد بازشو در دال یا تیر می‌تواند مسیر انتقال نیرو را تغییر دهد.
در چنین شرایطی می‌توان با استفاده از موارد زیر مسیر انتقال نیرو را اصلاح کرد:
جزئیات این تقویت باید بر اساس شکل، ابعاد و محل بازشو طراحی شود.
یکی از کاربردهای مهم این روش، تقویت اتصالات سازه‌ای است.
می‌توان از ورق و پروفیل فولادی برای موارد زیر استفاده کرد:
در اتصالات فولادی، جزئیات جوش و پیچ اهمیت بسیار زیادی دارد.
در اتصالات بتن‌آرمه نیز نحوه انتقال نیروی فولاد جدید به بتن موجود باید بررسی شود.
فولاد جدید می‌تواند با روش‌های مختلفی به سازه موجود متصل شود:
انتخاب روش اتصال به مواردی وابسته است:
قبل از اجرای تقویت باید وضعیت واقعی عضو بررسی شود.
این بررسی می‌تواند شامل مواردی باشد، مانند:
سطح آسیب‌دیده یا بتن سست باید قبل از اجرای سیستم تقویت اصلاح شود.
این مهم‌ترین بخش این روش است.
برای اینکه فولاد جدید واقعاً در باربری مشارکت کند، باید نیروی وارد بر عضو موجود به فولاد اضافه‌شده منتقل شود.
این انتقال ممکن است از طریق موارد زیر انجام شود:
نوع اتصال و ظرفیت آن باید برای نیروی واقعی طراحی کنترل شود.
عضو و ناحیه دارای ضعف شناسایی می‌شود.
مشخص می‌شود که مشکل خمشی، برشی، فشاری، کمانشی، اتصال یا انتقال نیرو است.
نوع ورق یا پروفیل، ابعاد، طول، ضخامت و جزئیات اتصال تعیین می‌شود.
بتن آسیب‌دیده، خوردگی و مصالح سست اصلاح می‌شوند.
ورق‌ها و پروفیل‌ها مطابق نقشه ساخته و کنترل می‌شوند.
اجزای فولادی در محل طراحی‌شده نصب می‌شوند.
پیچ، جوش، انکر یا سایر اتصالات اجرا می‌شوند.
در صورت نیاز، توالی اجرا و باربرداری به‌گونه‌ای کنترل می‌شود که فولاد جدید در شرایط موردنظر وارد مدار باربری شود.
پوشش ضدخوردگی و در صورت نیاز حفاظت حریق اجرا می‌شود.
ابعاد، موقعیت، اتصالات و عملکرد سیستم کنترل می‌شوند.
کنترل کیفیت می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
تقویت موضعی با ورق و پروفیل فولادی زمانی گزینه مناسبی است که ضعف سازه‌ای محدود و قابل‌شناسایی باشد و نیازی به تغییر کامل مقطع یا سیستم عضو وجود نداشته باشد.
برای مثال، اگر یک تیر در ناحیه مشخصی دچار کمبود ظرفیت خمشی باشد، ممکن است تقویت موضعی آن ناحیه منطقی‌تر از اجرای ژاکت کامل تیر باشد.
اما اگر ضعف عضو گسترده باشد یا چندین مؤلفه مقاومت هم‌زمان دچار مشکل باشند، باید روش‌هایی مانند ژاکت فولادی، ژاکت بتنی یا سایر سیستم‌های تقویت بررسی شوند.
هدف این روش اضافه‌کردن فولاد نیست؛ هدف، اضافه‌کردن ظرفیت مؤثر از طریق ایجاد یک مسیر انتقال نیروی قابل‌اعتماد بین فولاد جدید و عضو موجود است.
