سیستم ژاکت بتنی ™Strata

سیستم مقاوم‌سازی ™Strata شامل اعمال بتن تقویتی مضاعف به روش ایجاد یک پوشش یا ژاکت اطراف اعضای سازه می‌باشد که با پیوندی قوی به هم چسبیده اند. سیستم ™Strata ترکیبی از مواد مخصوص و همچنین قالبی با قابلیت تحمل فشار به منظور مقاوم‌سازی و بهسازی سازه‌های بتنی می‌باشد. سیستم ما از یک بتن خود متراکم مخصوص بدون نیاز به ویبره برای پر کردن قالب جهت تقویت نواحی مختلف و ایجاد جداره مستحکم استفاده می‌نماید.
در این روش قالب‌ قادر به تحت فشار قرار گرفتن به منظور پر شدن با بتن با کیفیت است و یکپارچگی جداره بین بتن اولیه و بتن جدید تزریق شده تضمین می‌گردد.  همچنین، در این سیستم استفاده از میلگرد فولادی، فولاد نرم و یا پیش تنیده جهت تکمیل مقاومت مورد نظر ضروری است.

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.

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.

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 روکش بتنی ستون را محصور نماید ، انقباض بتن جدید منجر به ایجاد اصطکاک بین بتن قدیم و جدید می گردد و احتیاجی به کاشت بولت نخواهد بود.

حداقل مشخصات فنی برای روکش های بتنی بصورت زیر ارائه شده است . لازم به ذکر است کلیه ضوابط آیین نامه بتن ایران برای طرح و اجرای روکش بتنی باید 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 روکش از مقاومت بتن موجود بیشتر باشد به هنگام تحلیل مقاومت خمشی ستون مقاوم سازی شده، می توان مقطع ستون را برابر مقطع افزایش یافته و مصالح آن را همانند مصالح اولیه ستون در نظر گرفت. با فرضی محافظ کارانه، می توان ظرفیت خمشی تسلیم و نهایی ستون را تا 90% مقادیر محاسبه شده در نظر گرفت. افزایش ظرفیت برشی را می توان بر اساس مقدار خاموت های اضافه شده محاسبه نمود. برای محاسبه مقدار دورگیری نیز تنها خاموتهای اضافه شده در نظر گرفته می شود.