مقاوم سازی با ژاکت فلزی

معرفی ژاکت فولادی یا ژاکت فلزی (Steel Jacketing)

ژاکت فلزی یا فولادی (Steel Jacketing)، یکی از انواع خدمات مقاوم سازی سازه هاست که با هدف افزایش ظرفیت باربری، بهبود عملکرد لرزه‌ای و رفع ضعف سازه های بتنی و فلزی اجرا می‌شود. در این روش، از المان های فولادی به صورت ورق نواری یا پیوسته پیرامون ستون ها، تیر ها و سایر اجزای سازه‌ای استفاده می‌شود که با اتصال مکانیکی و جوشی، یک پوسته بسیار مقاوم و یکپارچه را به وجود می‌آورد.

شرکت تکنوپل برای پروژه هایی که نیاز به تقویت سریع عضو بدون تخریب گسترده دارند، از ژاکت فلزی و فولادی به عنوان یک راه حل کارآمد استفاده می‌کند. خدمات اجرای ژاکت فولادی شامل بررسی دقیق وضعیت موجود در سازه، طراحی مهندسی بر اساس آیین نامه های معتبر، انتخاب نوع و ضخامت مناسب فولاد و آماده سازی و اجرای صحیح ژاکت فلزی می‌باشد. همه این مراحل به صورت مهندسی شده با افزایش افزایش مقاومت فشاری، خمشی و برشی انجام می‌شوند.

چرا ژاکت فلزی یکی از مطمئن ترین روش های تقویت سازه است؟

مقاوم سازی ژاکت فولادی، از مطمئن ترین روش های تقویت سازه است که بدون اضافه کردن وزن و حجم زیاد در دور عضو سازه ای، مقاومت آن را در برابر فشار، خمش و برش افزایش می‌دهد. انعطاف پذیری بالای ژاکت فلزی، امکان اجرای آسان و هزینه مقرون به صرفه، هر کدام از مهم ترین مزایای آن محسوب می‌شوند. مزایای زیر، اجرای مقاوم سازی ژاکت فلزی را به بهترین انتخاب برای مهندسان ما تبدیل کرده‌اند:

• قیمت مناسب: مصالح استفاده شده در ژاکت فولادی، ارزان قیمت هستند و در مقایسه با سایر روش های مقاوم سازی، هزینه بالایی را به همراه ندارند. این موضوع اجرای آن را به یک گزینه مقرون به صرفه تبدیل می‌کند.
• عدم تغییر ابعاد المان: تغییرات ناچیز در ابعاد و فضای معماری با وجود ژاکت فولادی ایجاد می‌شود. این موضوع نیاز به تخریب و کاهش ابعاد این عضو را به حداقل می‌رساند.
• سهولت اجرایی: اجرای ژاکت فلزی در مقایسه با ژاکت بتنی، ساده تر بوده و تنها با یک المان فلزی امکان پذیر است.
• انعطاف پذیری: مقاومت مورد نیاز در هر عضو را می‌توان با روش مقاوم سازی با ژاکت فولادی، به صورت اختصاصی تعیین کرد تا امکان مقاوم سازی بر اساس نیاز هر پروژه وجود داشته باشد.
• مقاوم سازی موضعی: در صورت وجود ضعف موضعی در یک یا چند طبقه از ساختمان، امکان اجرای ژاکت فلزی در همان بخش‌ها وجود دارد و نیازی به مقاوم سازی کل ساختمان نیست.
• رفع محدودیت های سایر روش های مقاوم سازی: برخی جزئیات سازه‌ای مانند اتصال تیر به ستون یا اتصال ستون به فونداسیون، محدودیت های اجرایی و مکانیکی برای سایر روش های مقاوم سازی دارد. اما ژاکت فلزی الزامات آیین نامه ای را در این نواحی بحرانی، برآورده می‌کند.
• افزایش بهینه نیروی جانبی کل سازه: در روش ژاکت فولادی، مقاومت و ظرفیت باربری عضو افزایش می‌یابد؛ اما سختی جانبی کل سازه معمولا محدود و کنترل شده است. این موضوع به دلیل وضعی بودن تقویت و عدم ایجاد سیستم باربر جانبی جدید در مقایسه کل سازه، اتفاق می‌افتد.

کاربرد ژاکت فلزی در پروژه های مقاوم سازی ساختمان‌

مقاوم سازی با ژاکت فلزی، برای کلیه اعضای بتنی و فولادی ساختمان ها با هدف افزایش مقاومت در برابر بار های وارده انجام می‌شود. در واقع، هر زمانی که عضو سازه‌ای به تغییر تغییر کاربری ساختمان، تخریب و خوردگی، آسیب دیدگی اجزای داخلی و زلزله دچار ضعف شده بود، می‌توان از ژاکت فلزی برای رفع مشکل استفاده کرد.

شرکت ما با استناد به نشریه 524 مرکز تحقیقات ساختمان «راهنمای روش ها و شیوه های بهسازی لرزه‌ای ساختمان های موجود و جزئیات اجرایی» امکان اجرای ژاکت فلزی تیر، ستون و سایر های عضو سازه‌ای را فراهم کرده است. اکثر موارد کاربرد ژاکت فلزی در این مجموعه به موارد زیر اختصاص می‌یابد:

مقاوم سازی تیر های بتنی و فولادی

در صورت نیاز به افزایش مقاومت تیر های بتنی و فولادی، امکان استفاده از ژاکت فلزی وجود دارد. ژاکت فولادی تیر، نه تنها مقاومت خمشی آنها را افزایش می‌دهد؛ بلکه باعث افزایش ظرفیت برشی نیز خواهد شد. بدین منظور باید بر اساس نوع تیر، از دستورالعمل متفاوتی استفاده کرد.

• تیر بتنی: به منظور تقویت خمشی تیرها می‌توان از ترکیب ورق با ضخامت کم و رزین اپوکسی در وجه کششی تیر استفاده کرد. فقط در مواردی که ضخامت ورق های فلزی بالا باشد، باید علاه بر رزین اپوکسی، از پیچ ها به عنوان عامل ثانویه برای اتصال استفاده کرد. در صورت نیاز به افزایش ظرفیت برشی، می‌توان در وجه قائم تیرها ورق چسباند و اگر نیاز به افزایش ظرفیت خمشی باشد، باید ورق فلزی را به بال تحتانی متصل کرد.
• تیر فولادی: تیر های فولادی به دلیل کمانش موضعی و کلی دچار تخریب می‌شوند. ضعف در جوش‌ها، سطح مقطع کم تیر، زنگ زدگی و خوردگی تیر و لاغری بیشتر از حد مجاز، از دلایل تخریب تیر های فولادی هستند. ژاکت فلزی تیر فولادی با اضافه کردن ورق های موازی با جان تیر، اجرا می‌شود و مقاومت برشی تیر های فولادی را افزایش می‌دهد.

مقاوم سازی ستون بتنی و فولادی

ژاکت فلزی ستون، نقش کلیدی در افزایش مقاومت آن در برابر بار های جانبی، لرزه‌ای و خمشی و برشی دارد. امکان مقاوم سازی ستون های بتنی و فولادی با روکش فلزی وجود دارد که بسته به نوع ستون، می‌توان از فرآیند های مختلفی کمک گرفت.

• ستون بتنی: ورق های فولادی به صورت پیوسته یا نواری دور تا دور ستون بتنی اجرا می‌شوند. فاصله میان ورق های فولادی با ستون با ملات منبسط شونده پر می‌شد. این فرآیند برای ستون هایی که به دلیل زلزله دچار آسیب شده‌اند نیز مفید بوده و مقاومت ستون های بتنی را به صورت موقت افزایش می‌دهد.
• ستون فولادی: اجرای ژاکت فلزی برای ستون فولادی، نقش کلیدی را در افزایش مقاومت در برابر زلزله و بار های وارده دارد. همچنین برای تقویت ظرفیت خمشی و محوری ستون، می‌توان ورق های پوششی را به بال ستون متصل کرد تا با ضخامت بال، از کمانش موضعی آن جلوگیری شود. از ورق های موازی با جان ستون می‌توان برای افزایش مقاومت استفاده کرد که در این صورت ممان اینرسی ستون افزایش می‌یابد.

مقاوم سازی دال بتنی

ضعف دال بتنی، تاثیر مستقیمی روی ضعف کل سازه دارد. بنابراین، یکی از اقدامات توصیه شده برای رفع این مشکل از سوی مهندسان ما، استفاده از ژاکت فولادی برای مقاوم سازی دال بتنی است. در این روش از ورق های فولادی با چسب رزین اپوکسی یا بولت های مخصوص استفاده می‌شود که به وجوه افقی دال، متصل می‌شوند و مقاومت آن را چندین برابر افزایش می‌دهند. عدم افزایش وزن دال بتنی با ژاکت فولادی باعث شده تا بهترین انتخاب مهندسان ما برای مقاوم سازی باشد.

مقاوم سازی اتصالات

عدم افزایش ابعاد اتصالات با روش تقویت ژاکت فلزی باعث شده تا بسیاری از مهندسان این روش را جهت تقویت آن‌ها انتخاب کنند. ورق فولادی مسلح کننده، نقش کلیدی در افزایش مقاومت اتصالات دارد که معمولا با چسب اپوکسی به سطح مقطع مورد نظر چسبانده شده و سپس با پیچ های پیش تنیده به اتصال محکم گردد. در صورتی که ورق های فولادی در ستون و تیر استفاده شده باشند، می‌توان پس از اجرای ژاکت فولادی آنها را از طریق نبشی به یکدیگر جوش کرد.

عوامل تعیین کننده قیمت مقاوم سازی ژاکت فولادی

مقاوم سازی ژاکت فولادی، روشی مقرون به صرفه و کارآمد است که نه تنها مقاومت عضو مورد نظر را افزایش می‌دهد؛ بلکه باعث افزایش مقاومت در کل سازه نیز خواهد شد. به لطف حذف بسیاری از المان های گران قیمت، چالش هزینه در این روش تا حدی رفع شده است؛ اما در مجموع عوامل مختلفی روی قیمت ژاکت فلزی تاثیر گذارند که در ادامه توضیح می‌دهیم. برای دریافت قیمت دقیق تر باید با شرکت مقاوم سازی تکنوپل در ارتباط باشید تا بر اساس نوع تکنیک مقاوم سازی ساختمان، مقطع مورد نظر و جزئیات زیر، قیمت دقیق به شما اعلام گردد.

انجام تست های تخصصی مورد نیاز برای بررسی و ارزیابی وضعیت موجود

آزمایش های مخرب و غیر مخرب در ژاکت فلزی، نقش کلیدی در موفقیت آمیز بودن این روش دارند. با انجام تست های تخصصی مورد نیاز همچون چکش اشمیت، مغزه گیری بتن، اولتراسونیک و اسکن آرماتور و بررسی خوردگی فولاد، می‌توان وضعیت موجود تیر، ستون و سایر مقاطع بتنی را بررسی نمود. هر چقدر آسیب دیدگی اجزا بیشتر باشند، نیاز به انجام تست های پیچیده‌تر و بیشتر نیز هست که این موضوع هزینه نهایی را افزایش می‌دهد.

طراحی مقاوم سازی به روش ژاکت فولادی

مقاوم سازی ژاکت فولادی، باید با طراحی دقیق انجام گیرد. مدلسازی رفتار غیرخطی اعضا و بررسی عملکرد لرزه‌ای، همگی باید مطابق با آیین نامه های معتبر انجام شوند. مهندسان طراحی ژاکت های فلزی را با بررسی نوع ژاکت، ضخامت ورق، نوع سخت کننده و سایر جزئیات اتصالات انجام می‌شوند. پیچیدگی تحلیل و تعداد اعضای نیازمند تقویت، همگی روی هزینه نهایی اجرای ژاکت فلزی موثر هستند.

هزینه اجرای مقاوم سازی به روش ژاکت فلزی

بخش مهمی از اجرای مقاوم سازی به روش ژاکت فولادی، مربوط به دستمزد اکیپ های اجرایی است. به علاوه باید میزان مصالح مورد نیاز، نوع ورق و ضخامت آن، روش های اتصال و سایر اقدامات اجرایی مانند سوراخ کاری به درستی بررسی شوند. همه این موارد، روی هزینه اجرای مقاوم سازی ژاکت فلزی موثر هستند و پس از بررسی جزئیات کامل عضو های سازه‌ای تعیین می‌شوند.

روش اجرای مقاوم سازی ژاکت فولادی در پروژه های شرکت تکنوپل

مقاوم سازی ژاکت فولادی در پروژه های مختلف به دو شکل پیوسته و قفسه‌ای (نواری) امکان پذیر است. نوع پروژه، میزان تخریب و ضعف و نتایج آزمون های انجام شده، امکان انتخاب بهترین روش مقاوم سازی را به مهندسان شرکت می‌دهند. به طور کلی، موثر بودن این روش منوط به سختی مناسب روکش در برابر تغییر شکل های جانبی است.

ژاکت فلزی پیوسته (Total Encasement)

این روش نقش کلیدی در افزایش مقاومت سازه ها دارد و در شرایطی که امکان اجرای ژاکت فلزی قفسه‌ای وجود نداشته باشد، از این روش استفاده می‌شود. صفحات فولادی نازک در فاصله بسیار کم از سطح ستون قرار می‌گیرند و به طور کامل آن را می‌پوشانند. سپس فاصله ایجاد شده با کمک چسب رزین اپوکسی و یا ملات منبسط شونده، پر خواهد شد.

ژاکت فلزی قفسه‌ای (Stage Cage Technique)

ژاکت فولادی قفسه‌ای یا نواری، روشی است که با هدف تقویت عضو های سازه‌ای بدون نیاز به محصور سازی کامل انجام می‌شود. در این روش، نبشی های فولادی در گوشه های مقطع مورد نظر قرار می‌گیرند و تسمه های عرضی و صفحات فولادی پیوسته روی آنها جوش داده می‌شوند. در صورت اجرای این روش، فاصله حدود 5 سانتی متری میان بتن و ورق فولادی وجود دارد که باید آن را با کمک چسب مخصوص دو جزئی، ملات منبسط شونده و گروت اپوکسی سه جزئی پر کرد.

دیتیل های اجرایی ژاکت فلزی برای اعضای بتنی و فولادی

ژاکت فلزی اعضای بتنی و فولادی، با هدف ایجاد یک ورق فولادی پیرامون عضو انجام می‌شود تا بتواند تحمل نیرو های برشی، فشاری و خمشی را افزایش دهد. دیتیل های اجرایی، جزئیات دقیق اجرای ورق‌ها، پروفیل های فولادی در وجه های مختلف ستون و حتی قرارگیری دقیق ورق های فلزی با فاصله معین را نشان می‌دهند.

در نظر گرفتن ضخامت ورق، نحوه اجرای ملات منبسط شونده و غیر انقباضی و پیش بینی فاصله مناسب میان ژاکت و سطح بتن، همگی نقش کلیدی در عملکرد این ژاکت‌ها دارند. در این بخش به منظور آشنایی با منطق فنی، دیتیل های اجرایی ژاکت فلزی به صورت دقیق توضیح داده می‌شوند تا بتوانید راحت‌تر این سیستم را برای مقاوم سازی، استفاده کنید.

مقایسه اجرایی و اقتصادی ژاکت فولادی با سایر روش های مقاوم سازی شرکت تکنوپل

به منظور مقاوم سازی عضو های سازه‌ای، می‌توان به غیر از ژاکت فلزی، از ژاکت بتنی، روش مقاوم سازی FRP و FRCM نیز استفاده کرد. ژاکت بتنی، باعث افزایش وزن و ابعاد کلی سازه می‌شود که در مقایسه با ژاکت فلزی، عملکرد چندان مناسبی را به ویژه برای ساختمان ها با محدودیت ابعاد به همراه ندارد. با این وجود دو روش FRP و FRCM که به ترتیب با الیاف کربن و الیاف شیشه اجرا می‌شوند، می‌توانند وزن کم و تغییر ابعاد محدود را به همراه داشته باشند.

در مجموع در میان روش های مختلف مقاوم سازی، ژاکت فولادی به عنوان یک راهکار مهندسی قابل اتکا و اعتماد، هم از نظر اجرایی و هم از نظر اقتصادی شناخته می‌شود. به ویژه برای پروژه هایی که با ضعف های جدی سازه‌ای مواجه هستند، می‌توان از ژاکت فولادی و فلزی برای مقاوم سازی استفاده کرد. در جدول زیر، ژاکت فلزی با سه روش پرکاربرد دیگر شامل FRP، ژاکت بتنی و FRCM مقایسه می‌شود تا دید بهتری از جزئیات این 5 روش مقاوم سازی داشته باشید:

محدودیت های طراحی و اجرای ژاکت فلزی در پروژه های مقاوم سازی

ژاکت فولادی با وجود مزایای فنی قابل توجه، دارای محدودیت ها و معایبی نیز هست. بدین منظور مهندسان ما، با درک این محدودیت ها و تاثیر آنها در ارزیابی نهایی پروژه، بهترین گزینه را برای مقاوم سازی انتخاب می‌کنند. هزینه اجرای ژاکت فولادی معمولا بالاتر از بعضی روش های مقاوم سازی مانند FRP است که به دلیل افزایش مصرف فولاد، عملیات برش و نصب و جوشکاری رخ می‌دهد. همچنین باید توجه شود که که ژاکت فلزی همواره امکان اصلاح اساسی اتصالات در قاب سازه‌ای را فراهم نمی‌کند.

در برخی از موارد، تقویت عضو بدون بهبود رفتار کلی اتصال انجام شده و احتمال کمانش موضعی ورق ها و مقاطع فولادی تحت بارهای فشاری نیز وجود دارد. به علاوه نباید این موضوع را فراموش کرد که فولاد ذاتا در برابر عوامل محیطی آسیب پذیر است و مستعد خوردگی و زنگ زدگی می‌باشد. از این جهت حتما نیاز به یک پوشش مستعد خوردگی و زنگ زدگی دارد تا دوم آن افزایش یابد. از منظر اجرایی نیز اجرای ژاکت فولاد نیازمند به عملیات متعدد و زمان بر دار دارد و گاهی باید انکربولت ها نیز با جوشکاری گسترده اجرا شوند.

مشاوره تخصصی در طراحی و اجرای ژاکت فلزی

انتخاب ژاکت فلزی برای مقاوم سازی تیر، ستون و دال بتنی، می‌تواند نقش کلیدی در افزایش مقاومت سازه و جلوگیری از تخریب آن در گذر زمان داشته باشد. به خصوص ساختمان هایی که در حال حاضر با ضعف مواجه هستند را می‌توان با انتخاب این روش مقاوم سازی، تقویت کرد. کارشناسان مقاوم سازی تکنوپل، با تکیه بر دانش فنی، تجربه اجرایی و تسلط بر آیین نامه های معتبر، هر مرحله از مقاوم سازی ژاکت فولادی را با دقت و با تسلط روی آیین نامه ها انجام می‌دهند.

اگر به دنبال یک راهکار مطمئن و مهندسی شده برای افزایش مقاومت عضو های سازه‌ای متناسب با شرایط واقعی ساختمان خودتان هستید، مشاوره تخصصی می‌تواند نقطه شروع برای طراحی دقیق و مهندسی این ژاکت های فلزی باشد. در صورت نیاز به دریافت مشاوره، استعلام قیمت و اطلاع از جزئیات اجرای ژاکت فلزی، همین حالا با ما تماس بگیرید.