ژاکت فولادی چیست؟ طراحی و اجرای ژاکت فلزی به همراه 4 ویدئو کاربردی

حتماً شنیدید که برای یک مهندس یا راهی هست یا راهی می­سازد. مصداق واقعی این جمله در امر بهسازی و مقاوم­ سازی سازه‌های گوناگونی مشهود است که به دلایل مختلف پاسخگوی نیازهای طراحی نیستند. یکی از روش­ های کارآمد تقویت به­ خصوص در مورد سازه ­های بتنی، تقویت ستون بتنی با ژاکت فلزی است که موجب افزایش مقاومت، شکل­ پذیری و ظرفیت تحمل تغییر شکل بالا در عضو تقویت ­شده می­گردد.

در این ایبوک سعی شده با کمک 4 ویدئو و حل گام به گام مثال های کاربردی به طور کامل و مفهومی، اجرا، مدلسازی و طراحی ژاکت فولادی را یاد بگیرید.

در این صفحه تنها خلاصه ای از این ایبوک جامع بیان شده است. متن اصلی ایبوک را منطبق بر فهرست مطالب دانلود کنید.

⌛ آخرین به روز رسانی: 16 تیر 1400

📕 تغییرات به روز رسانی: آپدیت بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ویرایش سال 1398

 

رایج ترین روش ها جهت تقویت تیر، ستون و دال بتنی عبارت‌اند از:

1. ژاکت فولادی (Steel Jacketing)
2. ژاکت بتنی (Reinforced Concrete Jacketing)
3. الیاف پلیمری (FRP Confining or Jacketing)

 

از بین این روش ها، مقاوم سازی با ژاکت فولادی (فلزی) و بتنی سابقه ی اجرایی بیشتری دارند و به‌نوعی از روش های سنتی و پرکاربرد تقویت سازه محسوب میشوند.

در مواردی که با مشکل ظرفیت برشی ناکافی، ظرفیت برشی محوری ناکافی، محصورشدگی ناکافی در محل مفاصل پلاستیک، همپوشانی ناکافی در وصله ها روبرو هستیم، ژاکت فولادی کاربرد دارد. یکی از مزایای ژاکت فلزی نسبت به نوع بتنی، عدم افزایش قابل توجه در ابعاد نهایی مقطع است.

 

 

 

 

✅ توضیحات کامل در مورد مراحل مختلف بهسازی در متن اصلی ایبوک آورده شده است.

روش های اجرای ژاکت فولادی (ژاکت فلزی)

تکنیک ژاکت فولادی (External Bonding Steel Plate or Steel Jacketing Reinforcement) یا ژاکت فلزی جهت مقاوم‌سازی اعضای سازه‌ای بتنی نظیر تیر، ستون، دال و اتصالات قابل‌اجراست. فلسفه ی اصلی استفاده از ژاکت فولادی، محصور کردن هسته ی بتنی موجود و ایجاد فشار محیطی است که موجب افزایش مقاومت فشاری بتن و شکل پذیری عضو میگردد و به طراح اجازه ی استفاده از مزایای مربوطه در محاسبات سازه ی تقویتشده را میدهد.

درواقع برحسب نوع عضو و روش اجرای ژاکت فولادی بدون افزایش قابل‌توجه در وزن سازه، از طریق افزایش سطح مقطع و ایجاد فشار محصورشدگی، شکل‌پذیری، مقاومت خمشی، مقاومت برشی و مقاومت فشاری، افزایش می‌یابد.

یک ستون بتنی تحت بارمحوری فشاری تمایل به انبساط جانبی دارد. بـتن در بارهـای فشاری کـم، انبـساط جـانبی کمتری دارد و فشار جانبی محصورشدگی توسط ژاکت فلزی فعال نمیشود. منحنی تنش-کرنش بتن محصورشده (fcc) و محصورنشده (fc) در بارهای کم شبیه به هم است. ناحیه ی پلاستیک بلافاصله پس از رسیدن به مقاومت حداکثر بتن محصورنشده (fc) تشکیل میشود. در این نقطه بـتن به علت رفتار پلاستیک، سـریعاً منبـسط و ژاکت فولادی فعال میشود. در ناحیه ی پلاسـتیک، افزایش کـمی در تـنش، باعـث افـزایش زیـادی در انبـساط جـانبی میشود.

این انبساط باعث تخریب ساختار درونی بتن و افزایش فشار محصور کنندگی میشود. هر چه ژاکت فولادی سختی و مقاومت بیشتری در برابر کرنش جانبی داشته باشد، انبساط بتن بیشتر محدودشده و تخریب ساختار درونی بتن دیرتر اتفاق میافتد و درنتیجه با افزایش محصورشدگی، مقاومت و شکل‌پذیری ستون محصورشده افزایش مییابد.

 

 

به‌طورکلی در این روش برحسب نیاز، مقطع تیر، ستون و اعضای سازه‌ای در محل‌های آسیب‌پذیر یا ضعیف با استفاده از ورق‌های فولادی تقویت می‌شوند. اتصال ورق‌های فولادی که به‌صورت دورپیچ کامل (پیوسته) یا نواری هستند به المان‌های سازه‌ای بتنی پایه توسط ترکیبی از جوش، پیچ و مهره و چسب مخصوص اپوکسی صورت میگیرد و با اعمال فشار محصورشدگی، موجب جبران ضعف عضو پایه میشوند.

یکی از مسائل مهم استفاده از ژاکت فولادی، عدم هماهنگی و تفاوت کرنش بین ورق‌های فولادی و بتن و امکان جابجایی ناهمگون آن‌ها در اثر بارگذاری لرزه ای است، راه حل این مسئله، استفاده از پیچ های پرمقاومت پیشتنیده و یک عامل پیوند دهنده ی مناسب بین ورق فولادی و بتن جهت ایجاد عملکرد مختلط کامل است. ویژگی هایی مورد انتظار از عامل پیوند بتن و فولاد عبارت‌اند از:

• چسبندگی بالا و قابلیت انتقال نیروها بین بتن و فولاد
• سرعت بالای سخت شوندگی جهت تسریع در عملیات تقویت
• مقاومت بالا در برابر ارتعاشات شدید (زلزله)
• قابلیت سختشدن بدون انقباض (Non-shrink)
• خزش فشاری پایین (Non-Creep)
• مقاومت بالا در برابر انواع حملات مواد شیمیایی
• مقاومت مکانیکی بالا

خوشبختانه امروزه انواع چسب و گروت در بازار وجود دارند که متناسب با نیاز میتوان از آن‌ها استفاده نمود. به‌طورکلی در صنعت سازه از این نوع گروتها استفاده میشود:

• گروت منبسط شونده بر پایه ی سیمان
• گروت سیمانی اصلاح‌شده به‌وسیله مواد پلیمری بسپار
• گروت اپوکسی دوجزئی یا سه‌جزئی
• گروت منبسط شونده ی آماده

در صورت استفاده از ژاکت فولادی قفسه ای یا نواری (Steel Cage) بهترین گزینه، ایجاد فاصله‌ای حدود 5 سانتی‌متر بین بتن و ورق های فولادی است که به روش مناسب با چسب مخصوص دوجزئی (Epoxy Resin) پر میشود. در مواردی که امکان تقویت ستون به‌صورت دورپیچ با افزایش ابعاد مقطع وجود دارد، استفاده از گروت سه‌جزئی (Epoxy Grout) با هزینه ی کمتر کاربرد دارد.

رزین اپوکسی مواد پلیمری دوجزئی متشکل از رزین اپوکسی (Epoxy Resin) به‌عنوان پایه و سختکننده (Hardener) میباشند که قبل از مصرف با نسبت معین توسط همزن برقی ترکیب میشوند. گروت اپوکسی، شکلپذیر و بدون حلال و شامل سه جزء رزین اپوکسی (پایه)، سخت کننده (Hardener) و دانه بندی ویژه ی سیلیسی است که قبل از مصرف توسط همزن برقی باهم مخلوط میشوند.

 

 

نکته‌ی بسیار مهم این است که بر اساس آیین نامه ی FEMA 547 اجرای ژاکت فولادی مستطیلی اطراف ستون بتنی، برای ستونهای مستطیلی با نسبت طول به عرض زیاد، تأثیر زیادی بر بهبود ظرفیت باربری ستون بتنی نخواهد داشت و استفاده از روکش بیضوی توصیه می شود. بدین منظور گوشه های ستون مستطیلی موجود به صورت پخی بریده میشود.

همچنین حداقل یک فاصله به‌اندازه‌ی 1.4 اینچ (حدود 7 میلیمتر) باید بین گوشه های ستون بتنی و ورق فولادی ایجاد شود که با گروت مناسب پر میگردد. در این حالت، جهت امکان دوران آزادانه ی ستون یک درز نیز در انتهای ستون تعبیه میشود. برای ساخت این نوع روکش سراسری از دو ورق که با جوش شیاری و پشتبند به هم وصل میشوند، استفاده میشود.

 

 

 

تقویت ستون بتنی با ژاکت فلزی

ازآنجاکه ستون­ ها جزو اعضای اصلی سازه ­ای هستند، شاید بپرسید که در چه مواردی یک ستون بتنی موجود نیاز به تقویت دارد؟ در پاسخ باید بگوییم که علل مختلفی می­تواند روی عملکرد ستون تأثیر بگذارد اما به‌عنوان مهم­ترین دلایل می­توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. در مواردی که به علت افزایش تعداد طبقات یا خطاهای محاسباتی، بار وارد بر ستون افزایش یابد.
2. در مواردی که مقاومت فشاری بتن اجراشده یا درصد و نوع آرماتورها، طول پوشش میلگردهای طولی در ناحیه­ ی وصله یا تعداد و کفایت آرماتورهای عرضی و … با ضوابط آیین­ نامه ­ای مطابقت نداشته باشد.
3. در مواردی که ناشاقولی ستون بیش‌ازحد مجاز است.
4. در مواردی که نشست­ های فونداسیون بیش‌ازحد مجاز است.

بد نیست بدانیم که ژاکت فولادی یک اصطلاح کلی است اما می‌تواند به روش‌های مختلفی اجرا شود و اساساً یک روش واحد برای اجرا و ارائه‌ی جزئیات آن وجود ندارد و بسته به نوع طراحی و نیاز و نوع عضو سازه ­ای می‌تواند متفاوت باشد. به‌عنوان‌مثال، روش اجرا برای ستونی با مشکل ضعف مقاومت محوری در مقایسه با ستونی با مشکل ضعف مقاومت خمشی یا برشی متفاوت است.

اما به‌صورت کلی و برحسب نیاز و صورت‌مسئله، مقاوم‌سازی می‌تواند به روش­های زیر صورت گیرد:

• پیوسته یا دورپیچ (Steel Jacketing) با ظاهری مشابه با مقاطع مختلط پرشده با بتن (CFT)
• نواری (Steel Cage)
• موضعی (Local)

 

 

✅ نکات و توضیحات بیشتر در خصوص ژاکت فلزی ستون در متن اصلی ایبوک قرار داده شده است.

مزایای روش ژاکت فولادی

1. افزایش مقاومت‌های موردنیاز مقاوم‌سازی به میزان لازم
   2. امکان مقاوم‌سازی موضعی در هر بخش و طبقه از ساختمان بدون نیاز به مقاوم‌سازی کل المان در ساختمان
   3. مصالح مقاوم‌سازی ارزان‌قیمت نسبت به سایر روش‌های مقاوم‌سازی
   4. عدم‌تغییر در ابعاد المان بعد از مقاوم‌سازی و درنتیجه تغییرات ناچیز در ابعاد و فضای معماری
   5. سهولت اجرا نسبت به مقاوم‌سازی با ژاکت بتنی
   6. تنها گزینه ی مقاوم‌سازی مناسب در بعضی موارد ازجمله اتصال تیر به ستون یا اتصال ستون به فونداسیون به دلیل عدم کاربرد روش‌های دیگر مانند تقویت با الیاف پلیمری FRP
   7. عدم افزایش نیروی جانبی کل سازه به علت افزایش کم سختی جانبی سازه

معایب ژاکت فولادی

1. هزینه ی اجرای بیشتر نسبت به سایر روش‌ها ازجمله مقاوم سازی با FRP
   2. نیاز به پوشش‌های ضد حریق و ضدخوردگی فولاد در سازه‌های مهم و افزایش هزینه ها
   3. عدم امکان اصلاح اتصالات در قاب
   4. امکان کمانش فولاد در اثر بارهای فشاری
   5. امکان خوردگی و زنگ‌زدگی فولاد
   6. نیاز به حجم زیاد گروت‌ریزی
   7. زمان زیاد اجرا و عملیات متعدد کاشت آرماتور و جوشکاری

 

مدل‌سازی، تحلیل و طراحی ژاکت فولادی

همانطور که گفتیم نخستین گام در مقاومسازی، ارزیابی، تشخیص و تعیین نقاط ضعف سازه ی موجود بر اساس اطلاعات به دست آمده از بازدید طراح سازه است که در ادامه با درنظرگرفتن اصول مقاومت‌ مصالح، محدودیت‌های اجرا و هدف بهسازی، طرح بهینه‌ای را جهت تقویت سازه ارائه نماید. درواقع دو بار محاسبات سازه انجام میگیرد. بار اول برای بررسی ضعف سازه ی پایه و بار دوم برای طراحی و ارزیابی سازه ی تقویت‌شده. لازم به ذکر است که در موضوع بهسازی و مقاوم‌سازی، به دلیل عدم امکان مدل‌سازی دقیق تمام اجزا و اتصالات در نرم‌افزارهای تجاری و پژوهشی، نقش خلاقیت، تجربه و محاسبات دستی و البته قضاوت مهندسی بیشتر از سایر حوزه‌های طراحی مشهود و تأثیرگذار است.

برای ارزیابی سازه و روش بهسازی آن برحسب دقت مورد انتظار از نتایج مدل تحلیلی، میتوان با در نظر گرفتن شرایط حاکم، از تحلیلهای خطی و غیرخطی به روشهای استاتیکی و دینامیکی استفاده نمود. در بحث بهسازی لازم است تا با بررسی و آزمایشهای کافی وضعیت سازه-ی موجود مشخص شود.

همچنین بر اساس رفتار اعضای سازه (کنترلشونده توسط نیرو یا کنترلشونده توسط تغییر مکان)، نوع تلاش اعضا مشخص گردد. طرح بهسازی باید پاسخگوی معیار پذیرش اعضا در سطح عملکرد موردنظر باشد.

نکته: تلاش کنترل شونده توسط تغییر شکل (Displacement Control Action/DCA)، تلاشی است که از حد جاری شدن فراتر رفته و بر اساس تغییر شکل کنترل میشود. برای مثال لنگر خمشی در تیر و ستون های قاب خمشی از نوع تلاش DCA است.

تلاش کنترلشونده توسط نیرو (Force Control Action/FCA)، از حد جاری شدن تجاوز نمیکند. برای مثال نیروی برشی در تیرها و نیروی محوری در ستون های قاب خمشی از نوع تلاش FCA محسوب میشوند.

 

 

هدف اصلی طراح جلوگیری از وقوع انواع مودهای خرابی در اجزای مقاوم‌سازی‌شده با ژاکت فولادی (تسلیم‌شدن ژاکت فولادی و کمانش آن، خرابی اتصال و …) است. آیین‌نامه‌ها و مقالات مختلف بر همین اساس به مسئله‌ی ظرفیت باربری اعضای مقاوم‌سازی‌شده با ژاکت فولادی پرداخته‌اند.
با توجه به اهمیت ستونها و کاربرد فراوان ژاکت فولادی در تقویت آن‌ها، در متن اصلی ایبوک به نکات تحلیل و مدلسازی ستونهای تقویت شده با ژاکت فولادی پرداخته ایم.

تقویت ستون بتنی با ژاکت قفس فولادی به همراه یک مثال

برای آشنایی با روند محاسبات دستی تقویت ستون بتنی با قفس فولادی، مثال 2-5-2 نشریه ی 524 را بر اساس ویرایش 1399 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان بررسی مینماییم. در حل این مسئله قفس فولادی صرفاً جهت تحمل لنگر خمشی اضافی ناشی از زلزله طراحی‌شده است.

مثال: یک ستون کوتاه بتنی مربعی به ابعاد 450 mm با آرماتورهای طولی 12Φ22 با خاموت های Φ10@250 mm برای تحمل بارهای ثقلی مرده ی P_D=1450 KN و بار زنده ی P_L=860 KN طراحی‌شده و موجود است. درصورتیکه بخواهیم با تقویت مناسب، این ستون در زلزله قابلیت تحمل نیروهای محوریP_D=1650 KN، P_E=250 KN و لنگر خمشی M_E=270 KN.m را داشته باشد، تقویت مناسب را تعیین نمایید.

طول آزاد ستون 2.60m و ضریب طول مؤثر است. رده ی بتن C₂₅ و آرماتورها از نوع S₄₀₀ میباشند. تحمل بارهای محوری با ستون بتنی و تحمل لنگر خمشی بر عهده‌ی ژاکت فولادی است.

روش حل:

گام اول: ارزیابی مقطع ستون بتنی موجود تحت بارگذاری ثقلی بر اساس ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 1399:
تعیین بارمحوری نهایی براساس ترکیب بار ثقلی براساس جدول 9-7:

 

 

P_u1=1.4P_D=1.4×1450=2030 KN
P_u2=1.2P_D+1.6P_L=1.2×1450+1.6×860=3116 KN
P_u=max⁡ (2030 ,3116)=3116 KN

کنترل آرماتور طولی موردنیاز ستون بتنی:

براساس بند 9-8-3-3، برای ستون مربعی با خاموت، حداکثر نیروی محوری با لحاظ خروج از مرکزیت اتفاقی از روابط زیر تعیین میشود:

 

 

طبق جدول 9-7-2، برای بارمحوری فشاری φ=0.65 است.

P_(u,max)=φ×0.8[0.85f´_c A_g+(f_y-0.85f´_c ) A_st]
→3116×10³=0.65×0.8[0.85×25×450²+(400-0.85×25) A_st]
→ A_st=4460 mm²→use:12Φ22 ⋯ A_st=4562 mm²
ρ_st=A_st/bh=4562/450² ×100=2.25% .OK

گام دوم: تعیین ترکیب بارهای نهایی در حضور زلزله:

P_u3=1.2P_D+P_L+P_E=1.2×1650+860+250=3090 KN<3116 KN

ستون بتنی موجود در این حالت نیز جوابگوی بارمحوری است.

M_u=1.2M_D+M_L+M_E=0+0+270=270 KN.m

 

ژاکت فولادی برای تحمل این لنگر خمشی اضافی ناشی از زلزله طراحی می شود. از قانون اهرم استفاده می کنیم و بازوی لنگر خمشی را عرض ستون بتنی، Z=450 mm در نظر گیریم. طبق جدول 9-7-2، برای خمش φ=0.9 است.

M_u≤φM_n=φA_s f_y Z → 270×10⁶≤0.9(240×450×A_s )→A_s=2778 mm²

 

از 4 نبشی فولادی در گوشه های مقطع بتنی برای این منظور استفاده می کنیم. با توجه به مفهوم لنگر خمشی که قابل‌تبدیل به زوج نیروی کششی و فشاری است. نتیجه می گیریم که از 4 نبشی چسبیده به گوشه های ستون، 2 عدد تحت کشش قرار دارند. بنابراین سطح مقطع هر نبشی باید حداقل برابر نصف مساحت فوق باشد.

با توجه به اینکه مسئله‌ی کمانش نبشی ها در اثر فشار محوری مطرح است، از انتخاب مقطع ضعیف برای نبشی ها اجتناب می گردد. نبشی ها از نوع فولاد ساختمانی معمولی ST37 با f_y=240 Mpa هستند.

A_s1=0.5×2778=1389 mm² → use:L 120×120×12 → A_s=2750 mm²

✅ شما می توانید مابقی گام های حل این مسئله و دتایل ژاکت فولادی را در متن اصلی ایبوک مطالعه کنید.

مدل‌سازی در نرم‌افزارهای تجاری (ETABS یا SAP2000)

بر اساس بند 3-2-2 نشریه 360 در مورد مدلسازی سازه و اعضای سازه ای، در تحلیل خطی باید حتماً مدل سه بعدی سازه بررسی گردد، اما در تحلیل های غیرخطی با رعایت دستورالعمل ها میتوان مدل دوبعدی سازه را بررسی نمود.

 

 

مراحل تعریف مقطع تقویت شده در Etabs

علاوه بر کنترل های دستی و آیین نامه ای، برای تحلیل دقیق سازه لازم است که از یک نرم افزار المان محدود استفاده شود. به‌منظور مدل‌سازی در نرم‌افزارهای تجاری مانند Etabs می‌توان مشخصات مقطع جدید مقاوم‌سازی‌شده با ژاکت فولادی را در قسمت Section Designer تعریف کرد و پس از اختصاص به اعضای موردنظر، آن را تحلیل کرده و وضعیت سازه جدید را ارزیابی نمود.

قابل‌ذکر است که در این حالت، نرم افزار قادر به طراحی و کنترل ضوابط آیین نامه ای نیست و تنها نتایج حاصل از تحلیل سازه تحت بارگذاری موردنظر قابل‌برداشت است. به‌منظور تحلیل غیرخطی، پیشنهاد می‌شود که از نرم‌افزارهای قوی‌تر در این زمینه ازجمله Perform 3D و SeismoStruct استفاده شود. زیرا به‌صورت پیش‌فرض، امکان تعریف مصالح و مقاطع با مشخصات مربوطه وجود دارد و قادر به انجام تحلیل‌های پیشرفته‌تری هستند.

 

به‌منظور تعریف مقطع ستون مقاوم‌سازی شده با ژاکت فولادی در نرم‌افزار Etabs مراحل زیر باید انجام شود:

1- تعریف مقطع ستون بتنی از طریق منوی Define-Section Properties-Frame Sections
2- انتقال مقطع ستون بتنی تعریف‌شده به محیط Section Designer از طریق گزینه Convert to SD Section
3- ترسیم ژاکت‌های فولادی از طریق گزینه Draw-Steel-Angle و تنظیمات مختصات و ابعاد آن به صورتی که در گوشه‌های مقطع تعریف شوند.
4- چک کردن عدم همپوشانی ژاکت و مقطع بتنی از طریق گزینه Edit-Check Sections for Overlaps
5- ترسیم ژاکت به تعداد مشخص بر اساس ژاکت اولیه ترسیم‌شده از طریق گزینه Edit-Replicate
6- اختصاص مقطع به‌عنوان ستون تقویت شده از طریق منوی Assign
7- تحلیل سازه و بررسی مقاومت سازه بر اساس ضوابط آیین نامه

 

 

برای درک مراحل تعریف مقطع مقاوم‌سازی‌ شده در نرم‌افزار ETABS، مشاهده‌ی ویدئوی زیر توصیه می‌شود.

 

 

✅ اگر هدف شما مدلسازی یک مقطع مرکب (CFT) است، ویدئوی نحوه ی مدلسازی و طراحی ستون و مقاطع مرکب در نرم‌افزار Etabs که لینک آن در متن اصلی ایبوک قرار داده شده است را دانلود کنید.

 

بعد از مراحل تحلیل خطی یا غیرخطی در نرم افزار Etabs بر اساس ضوابط مربوطه، درصورتی‌که نسبت تنش ستون‌های موجود بزرگ‌تر از یک باشد یا سطح عملکرد و چرخش مفاصل در میزان مورد انتظار نباشد، می‌توان با ژاکت فولادی یا روش‌های دیگر اقدام به بهسازی و مقاوم‌سازی کرد.

طبیعتاً این روند تکراری باید تا زمانی ادامه یابد که سطح عملکرد مورد انتظار برآورده شود یا نسبت تنش به زیر یک کاهش یابد که در این فرآیند هنر، تجربه و قضاوت هندسی بسیار تأثیرگذار است؛ به‌عنوان‌مثال، زمانیکه اجزای کمی از ستون‌ها در سازه آسیب‌پذیر هستند (سطح عملکرد پایین و یا نسبت تنش زیر یک)، می‌توان ضخامت ژاکت را افزایش داد. یا در حالت دیگر، زمانیکه اجزای نسبتا زیادی از سازه آسیب‌پذیر هستند، ستون و اجزای مقاوم باربر به سازه اضافه کرد و راهکارهای دیگر که هرکدام می‌توانند در شرایط خاص مسئله مفیدتر از بقیه واقع شوند.

البته ذکر این نکته لازم است که ژاکت فولادی بیشتر به‌منظور مقاوم‌سازی استفاده می‌شود و کمتر در فرآیند طراحی سازه وارد می‌شود؛ مگر این‌که قصد طراحی ستون کامپوزیت بتنی و فولادی را داشته باشیم که فرآیند آن در آیین‌نامه‌های طراحی ازجمله AISC ذکرشده است.

 

نتیجه گیری

برای کمک به ­سازه­ های ضعیف، آسیب ­دیده یا ناکارآمد و بهبود عملکردشان، روش‌های گوناگونی مانند استفاده از الیاف پلیمری FRP، ژاکت­ های بتنی و فولادی ارائه‌شده است. با تکیه‌بر تجربه و دانش مهندسی و ارزیابی وضعیت سازه ­ی موجود با یک انتخاب درست، ایمن و اقتصادی قادر به احیای سازه و بهبود عملکرد آن در بارگذاری­ های آتی خواهیم بود.

با طراحی و اجرای صحیح ژاکت فلزی می­توان از مزایای افزایش محصورشدگی، ظرفیت باربری و شکل­ پذیری عضو سازه­ ی تقویت­ شده بهره­ مند گردید. البته این روش محدودیت‌هایی هم دارد ازجمله افزایش هزینه­ ها­ی اجرایی جهت مقابله با ضعف در برابر آتش­سوزی و احتمال خوردگی فولاد که لازم است بر اساس این موارد، نحوه­ ی مقاوم‌سازی به شکل صحیحی انتخاب و اجرا شود. بامطالعه‌ی این مقاله علاوه بر آشنایی با روند بهسازی، روش‌های مدل‌سازی و تحلیل ژاکت فولادی در نرم ­افزارهای تجاری و پژوهشی هم خواهید آموخت.

 

منابع

1. Belal, Mahmoud F., Hatem M. Mohamed, and Sherif A. Morad. “Behavior of Reinforced Concrete Columns Strengthened By Steel Jacket.” HBRC Journal 11.2 (2015): 201-212.
2. Salman, H. M., & Al-Sherrawi, M. H., “Interaction Diagram for a Reinforced Concrete Column Strenghtened with Seel Jacket”.
   EN V 1994-1-1 (Euro code No. 4), “Design of Composite Steel and Concrete Structures’. Part I: General Rules and Rules for Buildings; 1994.
3. Campione, Giuseppe, et al. “Modelling Steel Jacketed RC Columns: Remarks by Experimental-Numerical Comparisons.” OpenSees Days, 2nd Italian Conference. 2015.
4. Salman, Hamza M., and Mohannad H. Al-Sherrawi. “Finite Element Modeling of a Reinforced Concrete Column Strengthened with Steel Jacket.” Civil Engineering Journal 4.5 (2018): 916-925.
5. FEMA 547, ‘Techniques for the seismic rehabilitation of existing buildings’
6. ASCE/SEI 41-17, ‘Seismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildings’.
7. ANSI/AISC 360-10, American National Standard, ‘Specification for Structural Steel Buildings’.
8. Georgia E. Thermou & Amr S. Elnashai, “Seismic Retrofit Schemes for RC Sstructures and Local/Global Consequences”, January 2006, Progress in Structural Engineering and Materials 8(1):1 – 15 DOI: 10.1002/pse.208
9. Lawrence F. Kahn, and Abdul-Hamid Zureick, “Repair and Strengthening of Reinforced Concrete Beam-Column Joints”: State of the Art by Murat Engindeniz, ACI Structural Journal/March-April 2005
10. Hamidreza Nahavandi, “Pushover Analysis of Retrofitted Reinforced Concrete Buildings”, Portland State University, Civil & Environmental Engineering Master’s Project Reports, 2015
11. Chamarthi Manikumar et al.,”Design And Construction Of Reinforced Concrete Frames Using Steel Bracings”, International Journal of Innovative Technology and Research, Volume No.6, Issue No.6, October – November 2018, 8929-8932
12. N. Islam, M. M. Hoque, ‘Strengthening of Reinforced Concrete Columns by Steel Jacketing’: A State of Review Article in IEEE Transactions on Engineering Management · July 2015
13. John F. Rupp, B.S., ‘Modeling of Seel-Jacketed Reinforced Concrete Under Axial Compressive Loades’, The Ohio State University, 2012
14. ETABS 2017 Documentation
15. راهنمای روش‌ها و شیوه های بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود و جزئیات اجرایی، نشریه 524 معاونت نظارت راهبردی
16. دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود (نشریه ی 360 سازمان برنامه‌وبودجه)
17. راهنمای کاربردی دستورالعمل بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود ساختمانهای بتنی (نشریه ی 2-360)
18. دستورالعمل ارزیابی و بهسازی لرزه ای ساختمان های بتنی متداول موجود (نشریه ی 741)
19. کتابخانه آنلاین عمران
20. مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ویرایش سال 1398
21. دوره ی تحلیل پوش اور ساختمان های فولادی، دکتر سالار منیعی، سبزسازه

مفهوم مقاوم‌سازی و روش‌های مختلف آن

مراحل مختلف بهسازی و نکات آن

انتخاب بهترین روش بهسازی

روش های اجرای ژاکت فولادی

تقویت ستون بتنی با ژاکت فلزی

روش تقویت نواری ستون بتنی (Steel Cage)

روش تقویت پیوسته ی ستون بتنی (Steel Jacketing)

ژاکت فولادی جهت تقویت تیر بتنی

ژاکت فلزی جهت تقویت اتصالات بتنی

مزایای روش ژاکت فولادی

معایب روش ژاکت فولادی

مدل‌سازی، تحلیل و طراحی

کنترل های دستی

تعیین ضخامت ورق فولادی مدور در ناحیه ی وصله ی آرماتورهای طولی ستون بتنی بر اساس نشریه ی 524

تقویت ستون بتنی با ژاکت قفس فولادی به همراه یک مثال

تقویت تیر بتنی با ژاکت فولادی به همراه یک مثال

تعیین ظرفیت اجزای مقاوم‌سازی‌شده و روابط طراحی بر اساس آیین‌نامه و مقالات

مدل‌سازی در نرم‌افزارهای تجاری (ETABS یا SAP2000)

مراحل تعریف مقطع تقویتشده در Etabs

مراحل تحليل استاتيكي غيرخطي (Push Over) در SAP2000

مدل‌سازی در نرم‌افزارهای پژوهشی (Abaqus یا Ansys)

نتیجه‌گیری

• ثبت شده در
  وزارت ارشاد
• دانلود سریع
  پس از پرداخت
• ضمانت ارسال
  بروزترین نسخه کتاب