تقویت تیرآهن یعنی چه؟ کاربرد آن در ساختمان‌سازی
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
تقویت آهن به‌منظور افزایش مقاومت و دوام سازه‌های فولادی در برابر فشار‌های طبیعی و غیرطبیعی است. نگاهی به آسمان‌خراش‌های بلند حاکی از این امر است که گونه بدون هیچ مشکلی پابرجا و استوار باقی ماندند؟ باید گفت عملکرد مناسب این ساختمان‌ها و سازه‌های دیگری که از اسکلت فلزی یا فولادی ساخته شدند به دلیل استفاده از روش مقاوم‌سازی تقویت تیرآهن در آن‌ها است.
تقویت تیرآهن به چه منظور انجام می‌شود؟
روزانه تعداد بسیاری از ساختمان جدید در حال احداث هستند از طرفی افرادی نیز تصمیم به نوسازی یا بازسازی خانه‌های خوددارند یا افرادی هستند که می‌خواهند تعداد طبقات سازه خود را افزایش دهند و یا ساختمان خود را تغییر کاربری دهند، همه این موارد با تأیید سازمان نظام‌مهندسی و شهرداری و امور ساختمان‌سازی امکان‌پذیر خواهد بود.
یکی از مهمترین ضوابط آن‌ها برای افزایش ایمنی و حفظ جان انسان‌ها در برابر حوادث طبیعی مانند زلزله، ایجاد مقاومت در ساختمان است. یکی از مهمترین بخش‌های مقاوم‌سازی ساختمان مربوط به تقویت تیرآهن‌های استفاده‌شده در اسکلت سازه است. وجود مشکلات بسیاری در کاربرد غلط تیرآهن‌ها مانند آسیب در ستون‌ها، کمانش سازه، ایجاد گسیختگی در قسمت درز‌ها و محل‌های جوش در اثر عدم جوشکاری مناسب و… موجب می‌شود تا نیاز به مقاومت تیرآهن در صنعت ساختمان‌سازی بیشتر مورد نظارت و بازرسی قرار گیرد.
دلایل تقویت تیرآهن
از آنجایی که تیرآهن یکی از مهمترین محصولات برای تقویت و ستون اصلی سازه می باشد، در ادامه دلایل تقویت آن را برای شما ذکر خواهیم کرد.
خمیدگی یا تغییر شکل تیرآهن
یکی از دلایل مهم در تقویت تیرآهن‌ها، کمانش سازه است که با ایجاد خمیدگی و تغییر شکل در تیرآهن به وجود می‌آید. هرگاه میزان بار و نیرو‌های اضافی بر ساختمان افزایش یابد، بخشی از بال جان تیرآهن دچار کمانش موضعی می‌شوند. اگر این فشار و تنش به سرتاسر تیرآهن وارد شود، خمیدگی و کمانش کلی اتفاق خواهد افتاد.
ازجمله عوامل تأثیرگذار در ایجاد خمیدگی و تغییر شکل تیرآهن عبارت‌اند از: زنگ‌زدگی، خوردگی و فرسودگی سازه که موجب می‌شود، تا مهندس ساختمان‌سازی بیشتر به فکر تقویت تیرآهن باشد.
نوسازی یا ایجاد طبقات بیشتر
اضافه نمودن طبقه به ساختمان و یا نوسازی آن به معنای تغییر کاربری در آن است، که نیاز به تقویت سازه دارد. که از اصلی‌ترین راه‌های ایجاد مقاومت در ساختمان، تقویت تیرآهن را می‌توان نام برد. این کار باعث استحکام و دوام بالای ساختمان در برابر حوادثی مانند زلزله می‌شود.
ضخامت پایین تیر و ستون‌های به‌کاررفته در اسکلت سازه و هم‌چنین جوشکاری نامناسب و اتصالات ضعیف ازجمله فاکتور‌هایی هستند که لزوم تقویت تیرآهن در ساخت سازه را افزایش می‌دهند.
خستگی سازه
هرگاه ساختمان در معرض تعداد تنش و فشار‌های تکرارشونده و متوالی قرار گیرد، خستگی سازه رخ می‌دهد. در این صورت تقویت تیرآهن می‌تواند، راه‌حل مناسبی برای رفع خستگی سازه باشد؛ تا در ادامه مقاوم‌سازی سازه را به همراه داشته باشد.
روش‌های ایجاد تقویت تیرآهن
به‌منظور تقویت تیرآهن، شیوه‌های مختلفی وجود دارد.
تقویت تیرآهن باروکش فولادی
در این روش با افزایش میزان ضخامت بال با ایجاد روکش فولادی بر روی بال‌ها، مقدار کمانش را بیشتر کرده و درنهایت تقویت تیرآهن را به دنبال خواهد داشت. همان‌طور که می‌دانید، فولاد در اثر قرار گرفتن در معرض هوا پس از گذشت مدت‌زمانی دچار زنگ‌زدگی و فرسودگی می‌شود. به همین دلیل ورق‌های فولادی به ضخامت ۳ سانتی‌متر برای ایجاد لایه روکش استفاده می‌شود. تا میزان ظرفیت خمیدگی را افزایش دهد.
محل قرار دادن این ورق‌های فولادی باید در نزدیکی تکیه‌گاه باشد تا مقدار ظرفیت برشی تیر بیشتر شده و از طرفی چسباندن آن‌ها در قسمت بال تحتانی موجب افزایش ظرفیت خمشی نیز شود.
تقویت تیرآهن با سخت‌کننده‌ها
اضافه نمودن سخت‌کننده‌ها که همان صفحه‌های فولادی هستند به‌منظور افزایش مقاومت برشی تیرآهن به جان آن‌ها اضافه می‌شود. هرگاه ورق‌های فولادی به‌صورت تیغه‌های عمودی بافاصله‌های مشخص‌شده به قسمت جان و بال تیر جوش داده شوند، سخت‌کننده جان تیر ایجادشده و درنهایت مقاومت برشی تیر افزایش‌یافته که همین عامل مؤثری در مقاوم‌سازی ستون‌های ساختمان نیز خواهد بود.
تقویت تیرآهن با ژاکت بتنی
ژاکت بتنی درواقع همان تقویت ستون‌های فلزی با بتن است که از طریق پر کردن ستون‌ها با بتن صورت می‌گیرد. بیشترین کاربرد این تکنیک هنگامی است که تیرآهن دچار زنگ‌زدگی یا خوردگی شده باشد. در این حالت سرتاسر تیرآهن را بتن پوشش می‌دهند تا هر دو مقاومت خمشی و برشی در آن افزایش یابد. بیشتر در تیرآهن‌های H شکل یا به‌اصطلاح تیرآهن‌های هاش به‌کاربرده شده در ستون‌ها ازاین‌روش استفاده می‌کنند.
در این حالت ستون فولادی با لایه‌ای از بتن پوشانده شده و سپس آرماتور‌بندی می‌شود و مجدد لایه‌ای دیگر از بتن‌ها بر روی آن ریخته می‌شود، این کار برای افزایش سطح تماس بتن انجام می‌شود تا تیر‌های فولادی ضمن اینکه در برابر فشار و تنش‌ها مقاوم می‌شوند در برابر حوادث دیگری مانند آتش‌سوزی نیز ایمنی لازم را به دست آورند.
تقویت تیرآهن با ایجاد پیش تنیدگی خارجی
همراه با پیشرفت علم و تکنولوژی، شیوه‌های نوین ایجاد تقویت آهن نیز به صنعت ساختمان‌سازی وارد می‌شود. روش پیش تنیدگی تیرآهن با استفاده از کابل‌ها و مفتول‌ها باهدف مقاوم‌سازی آن‌ها یکی از انواع آن به‌حساب می‌آید. قبل از اجرای این شیوه بهتر است میزان تنش سازه به‌صورت صحیح آنالیز شود تا نتیجه کار رضایت بخش باشد.
تقویت تیرآهن با الیاف FRP
الیاف Fiber Reinforced Polymer ازجمله الیاف پلیمری مصنوعی و نوعی کامپوزیت است که بانام الیاف تقویتی یا رزین از جنس پلیمر نیز شناخته می‌شود. این الیاف با قرار گرفتن به‌صورت عمود در راستای طول تیر یا در ناحیه کششی تیرآهن موجب تقویت آن می‌شود.
به کار بردن این الیاف باید با محاسبه دقیق میزان نیرو‌های وارد آمده بر روی آن‌ها انجام شود. استفاده از الیاف FRP موجب می‌شود تا ترک‌خوردگی اولیه به تأخیر افتاده و سرعت رشد آن کاهش یابد. علاوه بر این می‌توان در مواردی که تیرآهن سوراخ شده از این الیاف در اطراف حفره به‌صورت موضعی استفاده کرد و تیرآهن را تقویت کرد.
تقویت تیرآهن با نبشی و رکابی
برای این روش باید از دونبشی در گوشه‌های تیر استفاده کرد تا تیرآهن تقویت شود. نبشی‌ها با قرار گرفتن در گوشه‌ها و رکابی‌ها در قسمت پایین تیرآهن موجب افزایش مقاومت در آن می‌شوند.
جمع‌بندی
تقویت تیرآهن ازجمله تکنیک‌های افزایش مقاومت و استحکام ساختمان به شمار می‌رود. عدم توجه به تقویت تیرآهن در ساختمان‌سازی موجب می‌شود، تا به دلیل ایجاد ترک‌ها، حفره‌ها و موارد دیگر، سازه به‌طورکلی فروریخته و صدمات و آسیب‌های مالی و جانی وسیعی را به همراه داشته باشد. مقاوم‌سازی سازه با تقویت تیرآهن در تمامی ساختمان‌های در حال ساخت، نوسازی، بازسازی و یا تغییر کاربری به‌منظور جلوگیری از وارد شدن آسیب بایستی موردتوجه قرار داده شود. ازاین‌رو مقاوم‌سازی ساختمان یکی از مهمترین معیار‌های مهم جهت دریافت گواهی اتمام کار ساختمان به‌حساب می‌آید. برای اطلاع از قیمت تیرآهن، به سایت اصفهان آهن مراجعه کنید و پس از بررسی قیمت‌ها برای ثبت سفارش با کارشناسان ما تماس بگیرد.