تقویت تیر آهن و روش های انجام آن
تیرآهن یکی از مهم ترین مقاطع فولادی است که کاربرد وسیعی در ساختمان سازی و صنعت دارد. تیرآهن ها برای اینکه بتوانند حجم بالایی از فشار های طبیعی و غیر طبیعی را تحمل کنند، نیازمند تقویت هستند تا استحکام و مقاومت آنها افزایش یابد.اگر شما هم در این حوزه فعالیت می کنید و علاقمند هستید در خصوص تقویت تیرآهن و روش های انجام آن اطلاعات بیشتری کسب کنید؛ دعوت می کنیم در ادامه با فولاد نصر آذربایجان همراه باشید.
تقویت تیرآهن به چه معناست ؟
در صنعت ساختمان ، نوسازی و بازسازی خانه های قدیمی و اضافه کردن طبقات جدید برای ساختمان ها بسیار رایج است و یکی از مهم ترین اقدامات در این زمینه مقاوم سازی تیرآهن های استفاده شده در اسکلت می باشد. زیرا مشکلاتی مانند آسیب در ستون‌ها، کمانش سازه، ایجاد گسیختگی در قسمت درز‌ها و محل‌های جوش در صورت جوشکاری نامناسب می تواند ایمنی ساختمان را به خطر اندازد.
مقاومت تیرآهن چگونه سنجیده می شود؟
مقاومت تیرآهن بر اساس دو عامل تنش‌های فشاری و کششی سنجیده می شود. به این صورت که تست های مکانیکی کشش و فشار بر روی تیرآهن انجام شده و میزان مقاومت آنها مشخص می شود. معمولا تیرآهن با استانداردهای IPE، IPB وINP مقاومت خوبی در برابر این تنش‌ها خواهند داشت.
عوامل تاثیر گذار بر مقاومت تیرآهن
در حالت کلی سه عامل وزن ، سایز و ابعاد و آلیاژ به کار رفته در مقاومت تیرآهن تاثیر گذار هستند. در زیر این عوامل را تشریح می کنیم.
- وزن تیرآهن : از مهم ترین عوامل تاثیر گذار بر مقاومت تیرآهن وزن آن است که باید بر اساس استاندارد تعیین شده در جدول اشتال ساخته شود.
- ابعاد و سایز تیرآهن : هر چقدر ابعاد و سایز تیرآهن بزرگتر باشد، وزن آن نیز افزایش می یابد. در واقع مقاومت تیرآهن در ابعاد و وزن های مختلف متفاوت است. برای مثال تیرآهن ها در ابعاد 16، 18 ،20 تولید می شود که هر کدام مقاومت خاص خود را دارد.
- آلیاژ به کار رفته : تیرآهن از دو عنصر کربن و آهن ساخته می شود و با افزودن آلیاژهای دیگر به آن خواصش بهبود پیدا کرده و مقاومت آن افزایش می یابد. مهم ترین عنصری که باعث افزایش مقاومت تیرآهن می شود کربن است. البته باید در میزان استاندارد افزوده شود. زیرا درصد کربن زیاد جوش پذیری فلز را با مشکل مواجه می کند.
چرا باید تیرآهن را تقویت نمود؟
از رایج ترین دلایل تقویت تیرآهن می توان به موارد زیر اشاره کرد :
1–افزایش مقاومت تیرآهن در برابر زلزله و بلایای طبیعی : با افزایش عمر یک ساختمان آسیب هایی در ستون ها ، کمانش ، جوشکاری ها اتفاق می افتند که مقاومت ساختمان را در برابر زلزله و بلایای طبیعی تهدید می کند. در چنین شرایطی نیاز به تقویت تیرآهن ها چندین برابر می شود.
2-رفع خمیدگی و تغییر شکل تیر آهن
در ساختمان های قدیمی تیرآهن ها به مرور زمان دچار زنگ زدگی ، خوردگی و فرسایش می شوند. در چنین شرایطی کمانش موضعی در تیرآهن‌ها اتفاق می افتد که شامل خمیدگی در قسمت بال و جان تیرآهن است. با افزایش مقدار بار وارده نیز، کمانش کلی به وقوع خواهد پیوست که بسیار خطرناک بوده و می‌تواند منجر به شکست تیرآهن شود. لذا تقویت تیرآهن برای رفع خمیدگی آن اهمیت بسیاری دارد.
3-بازسازی یا افزودن طبقات جدید
گاهی به دلیل ضخامت کم تیرآهن های سازه و یا جوشکاری های ضعیف لازم است در حین بازسازی ساختمان های قدیمی و یا اضافه کردن طبقات جدید سازه ها تقویت شود.
4-جلوگیری از کمانش تیرآهن
بیشتر تیرآهن ها در محل های خاصی مانند درز ها و وصله به دلیل فشاری که وارد می شود دچار کمانش می شوند. بنابراین با تقویت تیرآهن ها می توان از کمانش آنها جلوگیری کرد.
5– رفع خستگی تیرآهن
اگر ساختمان در معرض تنش و فشار‌های تکرارشونده و متوالی قرار گیرد، خستگی سازه رخ می‌دهد. در واقع پدیده خستگی با جوانه‌زنی یک ترک در قطعه فولادی شروع شده و با گسترش آن ادامه می‌یابد. ایجاد و گسترش این ترک ها پنهانی بوده و قابل دیدن نیستند و شکست نیز به صورت ناگهانی اتفاق افتاده و خطر آفرین است. به همین دلیل تقویت تیرآهن می‌تواند، راه‌حل مناسبی برای رفع خستگی سازه باشد.
روش های تقویت تیرآهن
تقویت تیرآهن ها به روش های مختلفی انجام می‌شود که این روش‌ها باید کاملا اصولی و مطابق با استانداردها و الزامات طراحی سازه باشند. در زیر برخی از این روش ها شرح داده می شود.
تقویت تیرآهن با روکش فولادی
در این روش برای جلوگیری از زنگ زدگی و فرسایش تیرآهن در اثر رطوبت، یک ورق 3 سانتیمتری از فولاد بر روی جان تیرآهن به عنوان روکش کشیده می شود تا ظرفیت کمانش تیرآهن در آن بخش بیشتر شود و در نهایت تیرآهن تقویت شده و از خمیدگی آن جلوگیری گردد.
تقویت تیرآهن با بتن
برای تقویت ستون های فلزی که تیرآهن های H شکل دارند معمولا از ژاکت بتنی استفاده می شود. به این صورت که سرتاسر ستون با بتن پوشانده می شود و سپس آرماتور‌بندی انجام شده و مجدد لایه‌ای دیگر از بتن‌ها بر روی آن ریخته می‌شود. این کار موجب افزایش سطح تماس بتن شده و ضمن اینکه تیرآهن ها را در برابر فشار و تنش‌ها مقاوم می کند، از حوادث دیگری مانند آتش‌سوزی نیز جلوگیری می شود.
از این روش بیشتر زمانی استفاده می شود که تیرآهن دچار زنگ زدگی یا خوردگی شده باشند.
تقویت تیرآهن با نبشی و رکابی
در این روش با قرار دادن دو نبشی در گوشه‌های تیز تیرآهن و رکابی‌ها در قسمت پایین آن ، مقاومت تیرآهن افزایش یافته و تقویت می شود.
تقویت تیرآهن با الیاف پلیمری
در این روش الیاف پلیمری مصنوعی که با نام الیاف تقویتی یا رزین نیز شناخته می‌شوند، به صورت عمود در راستای طول تیرآهن و یا در ناحیه کشش آن، قرار می گیرند و ترک‌خوردگی اولیه را به تأخیر انداخته و سرعت رشد ترک ها را کاهش می دهند. همچنین این الیاف در اطراف تیرآهن های دارای حفره نیز کاربرد زیادی دارند و باعث تقویت آنها می شوند.
تقویت تیرآهن با استفاده از سخت کننده ها
به ورق‌های فولادی که به صورت تیغه‌های عمودی با فاصله ی معین به جان و بال تیر جوش داده می شوند، سخت‌کننده گفته می شود. این ورق ها مقاومت برشی تیر را افزایش داده و باعث تقویت تیرآهن ها می شود.
تقویت تیرآهن با پیش تنیدگی خارجی
یکی از جدید ترین روش ها برای مقاوم سازی تیرآهن به کار بردن پیش تنیدگی خارجی است. در این روش از کابل ها و مفتول های مقاوم برای پیش تنیدگی استفاده می شود.
تقویت تیر آهن با استفاده از بادبند
بادبند تقویت تیرآهن، شکلی شبیه K یا X دارد و در زمان ایجاد هر نوع تنش، مانع ایجاد حرکت در تیرآهن می شود.
تقویت تیرآهن با استفاده از میراگر
میراگر ابزاری است که مانند یک کمک فنر عمل کرده و فشار های وارده در اثر لرزشهای موقت و مستمر را حذف می کند . از این روش برای تقویت تیرآهن در برج ها ، ساختمان های بلند و پارکینگ های طبقاتی استفاده می شود.
سخن آخر
همان طور که اشاره شد تیرآهن یکی از مصالح و مقاطع اصلی در ساختمان ها می باشد ؛ تیرآهن ها در گذشت زمان دچار زنگ زدگی ، فرسایش، خستگی می شوند. به همین منظور برای تقویت استحکام ساختمان ها در برابر زلزله و دیگر بالایای طبیعی لازم است این ساختمان ها مورد تعمیر و بازسازی قرار گیرند و با روش هایی مثل روکش فولادی، بتن، سخت کننده ها و… تقویت شوند.
اینکه کدام یک از این روش ها بهترین است ؟ به شرایط سازه، میزان بودجه در نظر گرفته شده و تحلیل های ناظر بستگی دارد .در نهایت اینکه تقویت سازه یک اصل مهم در ایمنی سازی ساختمان هاست که لازم است مورد توجه جدی مالکان و پیمانکاران قرار گیرد تا جان انسان ها به خطر نیوفتد.
ما نیز در شرکت فولاد نصر آذربایجان به عنوان یکی از بزرگترین واحد های تولیدی مقاطع فولادی از قبیل انواع تیر آهن ، نبشی و… آماده ی ارائه خدمات به شما هموطنان عزیز هستیم.
