عمده خرابی تیرهای فلزی شامل کمانش کلی و موضعی بال و جان و گسیختگی در محل درزها و وصله‌ها می‌باشد. از آنجایی که قسمتی از مقطع تحت فشار است، خطر کمانش در این ناحیه وجود دارد و یکی از علل مهم انجام مقاوم سازی تیر فولادی این نوع خرابی می باشد.  این کمانش به دو صورت ممکن است رخ دهد:

کمانش موضعی: بدین ترتیب که بال و یا جان نیمرخ به طور موضعی در مقابل تنش های فشاری کمانش کند.
کمانش کلی: بدین ترتیب که ناحیه فشاری مقطع، همانند ستون تحت فشار به صورت کلی دچار کمانش شود.

مقاوم سازی تیر فولادی - مقاوم سازی ساختمان
کمانش بال در تیر فولادی

دلایل اصلی این خرابی ها عبارتند از:
1- سطح مقطع کم تیر،
2- لاغری بیشتر از حدود مجاز،
3- عدم فشردگی مقطع،
4- ضعف درجوش ها،
5- زنگ زدگی و خوردگی تیر،
6- ایجاد ناحیه متأثر از حرارت بر اثر جوشکاری زیاد،
7- خستگی.

در ادامه به راهکارهای متداول برای مقاوم سازی تیر فلزی اشاره شده است.

راهکارهای متداول برای مقاوم سازی تیر فولادی

1. تقویت با روکش فولادی

در مقاوم سازی ساختمان فولادی از جمله راه های مقاوم سازی تیر فولادی، تقویت با روکش فولادی می‌باشد. این روش در شکل نشان داده شده است. با افزایش ضخامت بال از کمانش موضعی بال تیر نیز جلوگیری شده است.

مقاوم سازی تیر فلزی با روکش فولادی- مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی تیر فولادی با ورق بال

برای تقویت برشی جان تیر می‌توان از دو روش استفاده نمود:
1- اضافه نمودن ورق های موازی با جان تیر
2- اضافه نمودن سخت کننده های جان

2. اضافه نمودن ورق هاي موازی با جان تير

در این روش با اضافه نمودن ورق های موازی با جان تیر که منجر به افزایش مقاومت برشی تیر می‌شود. این روش در شکل زیر نشان‌داده شده است.

افزایش ظرفیت باربری برشی تیر با ورق جان- مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی برشی تیر فولادی با ورق جان

3. اضافه نمودن سخت كننده هاي جان

استفاده از ورق‌های سخت کننده جان که این روش در شکل نشان داده شده است. استفاده از  سخت کننده‌های جان یکی از مؤثرین روشهای افزایش مقاومت برشی تیر می‌باشد. سخت کننده‌های عرضی ورق‌هایی هستند که به صورت تیغه‌های قائم و در فواصل معینی از یکدیگر قرار داده می‌شوند و به جان و بال فشاری جوش می‌شوند.

افزایش ظرفیت باربری تیر فولادی با استیفنر و ورق جان- مقاوم سازی ساختمان
مقاوم سازی تیر فولادی با سخت کننده جان

4. استفاده از ژاکت بتنی تیر فولادی

با اجرای ژاکت بتنی تیر فولادی ، سختی آن افزایش یافته که این امر موجب بالا رفتن سختی برشی و خمشی می‌گردد. در صورتیکه تیر فلزی دچار خوردگی شدید شده باشد، روکش بتنی تیر فولادی به عنوان راه حلی مؤثر توصیه می‌گردد. مقاوم سازی تیر فلزی با روکش بتنی در برابر آتش‌سوزی نیز مقاومت خوبی دارند.

مقاوم سازی تیر فولادی با ژاکت بتنی
جزئیات اجرایی مقاوم سازی با ژاکت بتنی تیر فولادی

5. استفاده از پیش تنیدگی خارجی

در بحث مقاوم سازی ساختمان، پیش‌تنیدگی خارجی جزء روش‌های نوین مقاوم سازی تیر فولادی می‌باشد.کابل های پیش‌تنیدگی بکار گرفته شده برای این کار از همان نوع کابل‌ها و مفتول های متداول در کارهای پیش‌تنیدگی هستند.
مقاوم سازی تیر فلزی  بدین روش می‌تواند موضعی و یا کلی باشد. در حالت کلی نیروهای پیش‌تنیدگی که بـه سازه مقاوم شده القا می‌گردند، منجر به باز توزیع نیروهای داخلی گشته و باعث کاهش تنشها در اعضا نسبت به حالت اولیه آنها می‌شوند. با این حال ممکن است در برخی دیگر از اعضای سازه، پیش‌تنیدگی موجب افزایش تنش گردد. به همین دلیل در استفاده از پیش تنیدگی خارجی باید آنالیز تنش در سازه مقاوم سازی شده به دقت مورد بررسی قرار گیرد.
جدا از مسئله مهارها، به هنگام استفاده از کابلهای پیش‌تنیدگی یک سری المانهای اضافی که اکثراً شامل انواع مختلفی ازسخت کننده هاست، مورد نیاز است. این امر بویژه در پیش‌تنیدگی موضعی دیده می‌شود زیرا پیش‌تنیدگی، نیروهای متمرکز جدیدی شامل نیروهای محوری اضافی در اعضا بوجود می‌آورد، بنابراین اعضا باید بصورت موضعی برای حفظ پایداریشان تقویت شوند.

سوالات متداول

دلایل خرابی و نیازمندی تیر فولادی به مقاوم سازی چیست؟

سطح مقطع کم تیر، لاغری بیشتر از حدود مجاز، عدم فشردگی مقطع، ضعف درجوش ها، زنگ زدگی و خوردگی تیر، ایجاد ناحیه متأثر از حرارت بر اثر جوشکاری زیاد، خستگی.

راهکارهای متداول برای مقاوم سازی تیر فولادی؟

تقویت با روکش فولادی، اضافه نمودن ورق هاي موازی با جان تير، اضافه نمودن سخت كننده هاي جان، استفاده از ژاکت بتنی تیر فولادی، استفاده از پیش تنیدگی خارجی، تقویت خمشی با استفاده از الیافFRP

آیا تیرهای فولادی همانند تیرهای بتنی با الیاف FRP قابل مقاوم سازی هستند؟

همانند تقویت تیر بتنی، تیر فولادی را نیز می توان با چسباندن FRP به قسمتی از مقطع که تحت کشش قرار می گیرد تقویت نمود. بدین ترتیب می توان با تقویت بال تحتانی تیر فولادی دو سر مفصل آن را تقویت نمود. همچنین برای تیر های دو سر گیردار و یا تیرهایی که در قابهای چند دهانه استفاده می شوند، می توان با تقویت بال تحتانی بوسیله FRP در میانه طول عضو و نیز بال فوقانی در نواحی نزدیک تکیه گاه، اقدام به تقویت خمشی عضو نمود.

عمده ترین علل خرابی در تیر فولادی چیست؟

عمده خرابی تیرهای فلزی شامل کمانش کلی و موضعی بال و جان و گسیختگی در محل درزها و وصله‌ها می‌باشد. از آنجایی که قسمتی از مقطع تحت فشار است، خطر کمانش در این ناحیه وجود دارد.

محصولات مرتبط

راهکارهای مرتبط