برای اینکه با روش های مقاوم سازی تیرها بیشتر آشنا شوید بهتر است در ابتدا بدانیم که در تقویت تیرها نیز برای تحمل برش در ستون جدید از دو خاموت U شکل وارونه استفاده می‌کنیم. برای عبور میلگرد طولی جدید تیر از محلی که ستون قرار دارد از خم استاندارد به شکل زیر استفاده می‌شود. برای فولاد عرضی تیرها از میلگردهای با قطر زیاد ۴/d با حداکثر فواصل آیین‌ نامه استفاده می‌شود. در هر چند سوراخ دو سوراخ مقابل بزرگتر پانچ می‌شوند تا بتن‌ریزی از این محل‌ها به درون تیر جدید صورت گیرد. امکان قلاب کردن میلگرد وجود ندارد بنابراین از دو U وارونه به‌ عنوان فولاد عرضی استفاده می‌شود.

روش های مقاوم سازی تیرها : 

بررسی تیرهای بتنی

شکل‌پذیری در تیرها یا ستون‌ها بصورت نسبت تغییرات زاویۀ کل θ در یک لولا یا نسبت خیزها Δ در حالت نهایی نسبت به حالت تسلیم بیان می‌گردد. یعنی µd= θ u / θ y است. در نواحی مفصل پلاستیک یعنی در محل مفصل مشترک تیرها با ستون‌ها و در مجاورت این محل، نیاز به تأمین و حفظ استحکام و شکل‌پذیری عضو در طی تعدادی چرخه‌های تغییر شکل ناکشسان رفت و برگشتی مستلزم توجه خاص در طراحی است.

این توجه خاص عمدتاً به تأمین میلگردهای عرضی، به‌ صورت حلقه‌های بسته یا دورپیچ، مربوط می‌شود. میلگردهای عرضی در نواحی مفصل پلاستیک تیرها طوری طراحی می‌شوند که محصورشدگی هستۀ بتنی را تأمین کنند، تکیه‌ گاهی برای میلگردهای فشاری طولی در برابر کمانش ناکشسان باشند، در مقابل برش عرضی همراه با بتن محصورشده مقاومت کنند.

یک هدف اصلی در روش های مقاوم سازی تیرها و طراحی اعضای بتن مسلح این است که استحکام عضو، به‌جای آنکه توسط برش یا مکانیسم‌های شکست با شکل‌پذیری کمتر کنترل شود، توسط خمش تعیین شود. برای اطمینان از اینکه تیرها به استحکام کل خمشی خود، قبل از هرگونه خرابی بر اثر برش برسند، پیوست A آیین‌نامۀ ACI مقرر می‌کند که طراحی تیرها برای برش بر اساس برش متناظر با ماکزیمم استحکام خمشی محتمل که می‌تواند در دو سر تیر ایجاد شود صورت گیرد، نه برای برش حاصل از تحلیل نیروهای جانبی. چنین استحکام خمشی محتمل با فرض تنش میلگردهای کششی برابر۱٫۲۵ FY و با استفاده از ضریب کاهش استحکام ɸ برابر ۱ به‌جای ۰٫۹ محاسبه می‌شود.

متغیرهای مؤثر در شکل‌پذیری تیرها

الف) نمودارهای لنگر- انحناء و متغیرهای مؤثر بر آن تأثیر اساسی در شکل‌پذیری تیر موردنظر دارد.

بنابراین شکل‌پذیری با کاهش درصد فولاد کششی افزایش می‌یابد. شکل‌پذیری با افزایش درصد فولاد فشاری P افزایش می‌یابد و این روشی بسیار عملی برای افزایش شکل‌پذیری است. افزایش در مقاومت بتن و یا کاهش در مقاومت تسلیم فولاد منجر به افزایش شکل‌پذیری می‌گردد.

مهار کردن (محصور کردن) منطقۀ فشاری با خاموت های بسته روشی مؤثر جهت بهبود شکل‌پذیری می‌باشد. مقطعی که ارتفاع بتن فشاری را کاهش دهد، مقطع مناسبی از لحاظ شکل‌پذیری است. وجود یک بال فشاری بزرگ در مقطع تیرهای T شکل یا Γ شکل منجر به کاهش عمق منطقۀ فشار در حالت نهایی شده و بنابراین منجر به افزایش شکل‌پذیری می‌گردد. استفاده از مقاطع با عمق زیاد برای تیرها در طبقات پایین قاب، شکل‌پذیری قاب را به‌ شدت کاهش می‌دهد.

ب) برش- برش دو اثر در شکل‌پذیری عضو دارد،

اولاً معمولاً شکست برشی در خیزی کمتر از شکست خمشی اتفاق می‌افتد و بنابراین انرژی بسیار کمتری نسبت به شکست خمشی جذب می‌کند. به همین دلیل نمی‌توان در یک سازه شکل‌پذیر شکست برشی را پذیرفت، بنابراین لازم است به اندازه کافی از فولاد جان استفاده شود تا از شکست‌های برشی جلوگیری شود.
ثانیاً مقدار کل چرخشی که می‌تواند در یک لولای خمیری ایجاد گردد تابعی از تنش‌های برشی در تیر است. در ناحیه‌ای که لنگر خمشی خالص وجود دارد، عامل تعیین کننده چرخش‌های ایجاد شده، کرنش فشاری بتن ۰٫۰۰۳ =uᶓ و طول ناحیۀ لنگر خالص میباشد.

اگر برش به اندازه کافی بزرگ باشد به‌ طوریکه ترک­های مورب اتفاق بیفتد، امکان اینکه چرخش‌های غیر ارتجاعی به اندازه کافی بزرگ باشند. ( در صورتیکه خاموتها ممانعت از شکست برشی ننمایند ) هست زیرا امکان ایجاد کرنش‌های فشاری بزرگتر از ۰٫۰۰۳ می‌باشد. همچنین حائز اهمیت است. توجه شود که در مناطق گوناگون فولاد قادر به تسلیم شدن هست که این امر خود منجر به گسترش طول لولا می‌گردد.

ج) پیوستگی و مهاری

معمولاً شکست‌های پیوستگی و مهاری طبیعتی ترد دارند و برای جلوگیری از وقوع آن‌ها در سازه‌هایی که باید رفتاری شکل‌پذیر داشته باشند، نیاز به توجه ویژه‌ای به جزئیات مربوط به آنها به‌ خصوص برای سازه‌هایی که در مناطق زلزله‌خیز طراحی می‌گردند می‌باشد.

اتصالات تیر به ستون

نیروها در اتصال به‌ وسیلۀ چسبندگی میان بتن و آرماتور و قلاب‌های مهاری انتقال می‌یابند. در ناحیۀ اتصالات تمرکز تنش‌های سنگینی وجود دارد. اتصالات باید از مقاومت کافی برخوردار باشند تا امکان ایجاد چرخش‌های بزرگ غیر الاستیک تیرها را در وجه اتصال تسهیل نمایند. انتقال تنش‌های خمشی توسط تیرها به وجه‌های اتصال، تولید نیروهای برشی بزرگی در داخل اتصال روی صفحات برشی افقی و در نتیجه بهارخواب‌های مورب و نیروهای مورب فشاری در گره می‌نماید.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که روش های مقاوم سازی تیرها و مقاومت برشی داخل گره را می‌توان به‌ صورت تابعی از مقاومت فشاری بتن گرفت. صرفنظر از بزرگی نیروی برشی در اتصال، به‌ منظور محصور نمودن هستۀ بتن در اتصال، بایستی گرداگرد میلگردهای ستون در درون اتصال با میلگردهای جانبی محصور شود و چون میلگردها در معرض وارونگی تنش قرار گیرند، ضابطۀ طول مهار در درون اتصال دارای اهمیت بحرانی است. در واقع تنش‌های پیوستگی قابل‌ توجهی بصورت رفت و برگشتی در گره، هم در فولاد تیر و هم در فولاد ستون وجود دارند. اینها باعث به وجود آمدن تنش‌های دونیم شدن (splittinstressesg) در بتن اطراف فولادها می‌شوند.

روش های مقاوم سازی تیرها

درصورتیکه قسمت هستۀ مرکزی گره تیرستون با خاموت­ها یا با تیرهایی در تمام جهات گره محصور نشده باشند، گره در اثر ترکیب آثار ناشی از بار ستون، نیروهای فشاری مورب و نیروهای دو نیم شدن که ناشی از مهار کردن فولاده است، تخریب می‌شود. چنین شکستی از نوع شکست شکل‌پذیر نیست و امکان دارد در باری کمتر از ظرفیت لولایی تیرها یا ستون‌ها به وقوع پیوندد. در حالت کلی رفتار اتصالات به شکل هندسی اتصال، مقدار محبوسیت هستۀ بتنی اتصال، مقاومت برشی و جزئیات آرماتور گذاری اتصال بستگی دارد. به‌ منظور بررسی عوامل مؤثر بر رفتار اتصالات می‌توان آن‌ها را به سه دستۀ اتصالات داخلی، خارجی و زانویی تقسیم‌بندی کرد.

 

روش های مقاوم سازی تیرها

 

  1. میثم منظری توکلی ۲٫ مسعود لک زاده ۳٫ سید مجتبی عمرانی

 

۱- مدرس بخش مهندسی عمران، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، دانشکده شهید چمران کرمان، ایران

۲- مدرس بخش مهندسی عمران، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، دانشکده شهید چمران کرمان، ایران

۳- دانشجوی مهندسی اجرایی عمران، دانشکده شهید چمران کرمان، دانشگاه فنی و حرفه‌ای کرمان، ایران

دانلود فایل ورد بررسی و مقاوم‌ سازی مقاطع بتنی با ورق‌های FRP

دانلود فایل pdf بررسی و مقاوم‌ سازی مقاطع بتنی با ورق‌های FRP