راهکار مقاوم سازی تیر بتنی دارای ترک برشی

بتن از مصالح کاربردی ساختمانی می‌باشد که با هزینه مناسبی ساخته شده، دارای دوام و استحکام مناسبی بوده و شکل قالبی را که در آن ساخته می‌شود، به خود می‌گیرد. اغلب اعضاء و اشکال بتنی در محل و در موقعیت نهایی خود اجرا و ساخته می‌شوند. بتن و سازه‌های بتنی در طول فرآیند بهره‌برداری و ساخت دچار آسیب و تخریب می‌شوند که تعمیر و مرمت بتن را ایجاب می‌کند.
ترک خوردگی بتن یکی از آسیب هایی است که در تیرهای بتنی مشاهده می‌گردد. ترک برشی به علت افزایش تنش برشی در نزدیکی تکیه گاه‌ها مانند ستون ها و دیوارها ایجاد می‌شود. این ترک ها با افق زاویه ۴۵ درجه دارند و همچنین به عنوان ترک های برشی شناخته می شوند. انتخاب راهکار مناسب جهت ترمیم و مقاوم سازی تیر بتنی ترک خورده با توجه به مواردی همچون سازگاری حرارتی با بتن اصلی، دوام مورد نیاز، شرایط بهره برداری، طبیعت شیمیایی و الکتریکی محیط، خواص انقباضی، ضریب ارتجاعی مصالح و شرایط اجرای راهکار مورد نظر، صورت می‌گیرد. از این‌رو در این بخش مراحل ترمیم تیر بتنی دارای ترک با استفاده از سیستم ™Fixcrete و مقاوم سازی تیر بتنی دارای ترک با استفاده از سیستم ™FibraOne شرح داده می‌شود.

برای اینکه راهکار تقویت تیر با ترک برشی را مورد بررسی قرار دهیم بهتر است با سازوکار ترک‌ها و ترک‌خوردگی در تیر بتنی بیشتر آشنا شویم، پس در ادامه همراه ما باشید تا دنیای ترک‌ها و رفتار پیچیده آنها را بشناسیم.

ترک برشی چیست؟

ترک های برشی در تیرهای R.C.C در مرحله سخت شدن آن مشاهده می شود. تنش برشی بالا به دلیل وزن خود یا بارگذاری یا حرکت سازه ایجاد می شود.
ترک های برشی به نام شکست کششی قطری نیز گفته می شود که در صورت عبور از مقادیر حاشیه ای نسبت به شکست خمشی تیرها خطرناک خواهد بود.
ترک‌های برشی یا ترک‌های مایل به دو شکل در تیر‌ها بروز می‌کنند.
شکست برشی در جان تیر
شکست برشی- خمشی
همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، ترک خوردگی برشی از نقطه داخلی عضو زمانی شروع می شود که تنش کششی اصلی روی تیر از مقاومت کششی بتن بیشتر شود.
این ترک ها در نزدیکی تکیه‌گاههای عضو خمشی مانند تیرها، در داخل تارهای نازک عمدتاً نزدیک به نقاط قطع میلگرد یا نزدیک به نقطه عطف مشاهده می شوند. به خصوص زمانی که تیر تحت کشش محوری قرار می گیرد. ترک برشی خمشی: ترک برشی-خمشی به دلیل ترک خمشی آغاز می شود. هنگامی که ترک های خمشی یا ترک های ناشی از خمش تیرها ایجاد می شود، تنش های برشی در ناحیه بتن بالای ترک خمشی افزایش می یابد که نشان دهنده این است که اثر ترکیبی تنش برشی و کششی در حالت ترک‌خورده بیش‌تر از حالت معمولی است.
ترک های خمشی خطرناک‌تر از ترک های خمشی-برشی هستند چون ایجاد ترک های برشی خمشی قابل پیش بینی نیست.

ویژگی شکست برشی در تیرهای بتن مسلح

1. به صورت ترک های کششی مورب مشاهده می شود که اثر ترکیبی خمش یا خمش تیرها و عمل برشی در تیرها می باشد.
2. نزدیک به تکیه گاه ها مشاهده می شود و به صورت تکی یا گروهی دیده می شود.
3. عرض ترک های برشی حداکثر نزدیک به محور خنثی یا در پایین تیر، نزدیک به تکیه گاه ها است (برش حداکثر در محل تکیه گاه است).
همانطور که در شکل 3 در زیر نشان داده شده است، تنش برشی در محور خنثی حداکثر است، بنابراین ترک ها بیشتر در آن دیده می شوند.
4. ترک های برشی به طور کلی در 45 درجه با افقی متمایل می شوند.
چرایی بوجود آمدن ترک برشی در تیرهای بتن مسلح
1. توان باربری برشی تیر ناکافی است.
2. بار وارد بر سازه بیشتر از بار طراحی است.
3. مقدار ناکافی آرماتورهای برش
راهکارهای متنوعی برای مقاوم‌سازی تیر بتنی که دچار ترک‌خوردگی برشی شده وجود دارد که در ادامه به آنها اشاره شده است:
سیستم سخت کننده عرضی ورق فولادی با پیچ و مهره
استفاده از سیستم ژاکت فولادی، بتنی یا دورپیچ الیافFRP
استفاده از سیستم پس‌تنیده پس کشیده

چگونه از ترک‌های برشی در تیر بتنی مسلح جلوگیری کنیم؟

1. ترک های برشی در تیرهای بتنی را می توان با ایجاد آرماتور برشی اضافی در نزدیکی تکیه گاه ها، جایی که برش حداکثر است، اجتناب کرد.
2. به منظور افزایش مقاومت برشی تیر بتنی، می‌توان از تقویت کننده‌های FRP، از جمله لمینت‌های L شکل و یا پارچه‌های تک جهته الیاف کربن یا شیشه، به صورت عمود بر راستای تیر، استفاده نمود.