اهمیت تقویت تیرآهن به دلایل مختلفی، بسیار زیاد است. در درجه اول امکان آسیب‌ پذیری سازه مطرح است که یک خطر جانی برای انسان محسوب می شود؛ هم‌چنین مسئله مبلغ بالای هزینه ساخت و ساز مجدد سازه و نوسازی بنا نیز از اهمیت بالایی برخوردار است و باعث می‌شود که گزینه تقویت تیرآهن، انتخاب بهتری باشد.
در این مقاله از وب سایت آهن اسپات شما به معرفی چند روش تقویت تیرآهن پرداخته و نکات مربوط به آن را بررسی خواهیم کرد. در ادامه دلایل مختلف و موارد استفاده از این روش‌ها را بیشتر بررسی می‌کنیم.

برای استعلام قیمت و خرید آهن آلات و محصولات فولادی، اینجا کلیک کنید.

اهمیت تقویت تیرآهن

تیرآهن هسته اصلی و ابزار اساسی استقرار و ماندگاری سازه‌های اسکلت فلزی بوده و در صورت وجود نقص در آن، احتمال بروز خطر در ساختمان بسیار زیاد است. اگرچه در ابتدای طراحی ساختمان محاسبات لازم برای تعیین اندازه مقاومت تیرآهن انجام می‌شود، اما گاهی پس از احداث بنا هم لازم است تا اقدام به تقویت آن نمود.

تقویت تیرآهن به خودی خود یک تخصص محسوب شده و دارای جزییات بسیار زیادی است که در صورت اجرای صحیح آن‌ها، موفقیت بالایی در مهار فشارهای وارد بر تیرآهن کسب خواهد شد.

مقاوم سازی ساختمان‌های قدیمی

یکی از مواردی که روش مقاوم سازی در آن قابل انجام است، مربوط است به ساختمان‌‌های قدیمی که بر اساس مقررات ساخت و ساز گذشته بنا شده و در حال حاضر تحمل فشارهای احتمالی ناشی از لرزش را ندارند.
در این‌گونه موارد امکان تخریب کامل و نوسازی ساختمان وجود ندارد و تعمیر اساسی آن نیز بسیار پر هزینه خواهد بود. در چنین شرایطی باید نقاط ضعف سازه بررسی و شناسایی شوند تا با استفاده از روش‌‌های مقاوم سازی با تیرآهن، با هزینه کم‌تری بتوان سازه را از خطر تخریب مصون نگه داشت.

مقاوم‌ سازی سازه در برابر زلزله

مورد دیگر مربوط به مقاوم سازی سازه زمانی است که یک ساختمان در مناطق زلزله خیز قرار دارشته و بخواهیم آن را در برابر آسیب‌های احتمالی زمین‌ لرزه محافظت نماییم. جهت حرکت امواج ناشی از زلزله متفاوت است و هرگز به صورت دقیق قابل پیش‌بینی نیست.
به همین دلیل هم اجرای عملیات تقویت سازه برای چنین مواردی باید طوری اجرا شود که بتواند انرژی تمام حرکات طولی، عرضی، لاو، سطحی و ریلی زلزله را بخوبی مهار نموده و مانع از آسیب دیدن ساختمان شود.

دلایل فنی انجام تقویت تیرآهن سازه

موضوع تقویت تیرآهن دلایل فنی هم دارد و باید بتوان با استفاده از آن، خطر ریزش ساختمان و یا خسارت دیدن آن را از بین برد. دلایل مختلفی برای تقویت تیرآهن وجود دارد از جمله:

  • در مواردی در یک سازه باید تغییر کاربری داد.
  • برای افزایش تعداد طبقات، تقویت تیرآهن الزامی است.
  • گاهی ممکن است یک سازه احتیاج به نوسازی داشته باشد.
  • بعضی افراد مایل به تقویت سازه در برابر سیل و زلزله هستند.
  • وجود فرسودگی در ساختمان نیازمند تعمیر و تقویت تیرآهن است.

موارد بالا دلایل افراد برای انجام این کار است و در همه آن‌ها تیرآهن سازه، باید به شکلی اصولی تقویت گردد.

علل عمده ضعف سازه و تقویت تیرآهن 

وجود نقص در تیرآهن یا در اسکلت ساختمان یک مشکل جدی است که در سریع‌ترین زمان ممکن باید برای رفع آن اقدام کرد. به خاطر وجود عناصر مختلف در ترکیب شیمیایی تیرآهن، در مواردی ممکن است در قسمت‌هایی از آن انحنا یا خم شدگی ایجاد شود.
این انحنا وقتی به وجود می‌‌آید که برآیند فشارهای موجود بر تیرآهن، باعث ایجاد نقص در نقاط دارای ضعف شود؛ هم‌چنین ممکن است تحت شرایط خاصی فشار وارده بر قسمتی از تیرآهن، بسیار بیشتر از حد مجاز آن بوده و باعث معیوب شدن آن ناحیه گردد.

این فشارها گاهی بر اثر گذشت زمان اثر نامطلوبی بر سازه خواهند داشت و گاهی هم ممکن است با بروز یک حادثه و وارد کردن آسیب فیزیکی، به ساختار تیرآهن ضربه بزنند. در هر دو حالت ادامه حیات سازه با خطرات جدی مواجه است و باید به تقویت تیرآهن پرداخت.

1. خرابی تیرآهن فولادی

در حالت کلی معیوب شدن تیرآهن ممکن است مربوط به زمان تولید تیرآهن یا موقع طراحی و اجرای سازه بوده و یا در اثر مرور زمان اتفاق افتاده باشد. در همه حالات، آن‌چه اتفاق افتاده یا در بدنه تیرآهن اثر گذاشته که شامل جان و بال آن است و یا مرتبط با اتصالات و جوشکاری انجام شده در تیرآهن است.

مشکل عمده در خرابی تیرآهن مربوط به زمانی است که یک قطعه تیرآهن در کل سازه خم شود یا این‌که کل سازه دچار انحنا شود. این انحنا چه در یک ناحیه باشد و چه در کل سازه ایجاد شود، کمانش محسوب شده و لازم است هر چه سریع‌تر مورد رسیدگی قرار گیرد. یک راه حل کلی مقابله با ایجاد کمانش در اسکلت و سازه، تقویت تیرآهن است.

2. ایجاد کمانش در تیرآهن

دلیل این‌که در قسمتی از اسکلت ساختمان کمانش ایجاد شده این است که یک یا چند عامل اعمال فشار بر آن ناحیه، بصورت دائمی یا به صورت تکرار شونده وجود دارد. وجود انواع فشار بر ناحیه معیوب یا ضعیف اسکلت، بالاخره پس از مدتی اثر مخرب خود را به شکل کمانش بروز خواهد داد. حال باید ببینیم چه نقاط ضعفی ممکن است در سازه وجود داشته باشد که بالاخره باعث تسلیم شدن تیرآهن در برابر این فشارها خواهند شد. بعضی از این نقایص و عیوب عبارتند از:

  • وجود خستگی در تیرآهن

وقتی نیرویی به صورت تکرار شونده بارها و بارها بر تیرآهن وارد شود، پس از مدتی تیرآهن دچار خستگی خواهد شد. علت این موضوع این است که در دفعات بسیار زیادی فشارها بر تیرآهن تحمیل شده و هر بار هم ضربه و آسیب بسیار ناچیزی به تیرآهن خواهند زد؛ اما در بلندمدت این نوسانات و تکرار آسیب‌های بسیار کوچک و ناچیز، اثری مخرب و قابل اندازه‌گیری روی سازه خواهند داشت.

اگر در زمان طراحی سازه، میزان اثر این نیروها به دقت محاسبه شود، تک تک قطعات سازه طوری انتخاب می شوند که تنش ناشی از این فشارهای رفت و برگشتی، قادر به اثرگذاری بر آن نباشند. طراحی و محاسبات اولیه مناسب، از ایجاد یا گسترش خستگی در تیرآهن و در سازه جلوگیری خواهند کرد.

  • وجود ضعف در جوشکاری

مشکل عمده موجود در اسکلت فلزی برخی از سازه‌ها، عدم وجود نظارت دقیق بر جوشکاری انجام شده در سازه است و همین امر باعث ایجاد آسیب بر بخشی از اسکلت است. هدف اصلی جوشکاری در سازه ایجاد یک بافت یکپارچه در تمام اجزاء است و جوشکاری غیرصحیح قادر به ایجاد چنین بافتی نیست. با انجام جوشکاری نامنظم در تیرآهن نمی‌‌توان نیروهای موجود در کل سازه را به صورت متناسب توزیع کرد.

مشکل عدم اجرای جوشکاری مناسب مربوط به مهارت پایین فرد جوشکار بوده و ممکن است بخاطر توزیع نامناسب نیروها، یک یا چند ناحیه به شدت تحت فشار انواع نیروهای وزنی و تنشی قرار داشته باشند؛ اما در صورت اجرای صحیح عملیات جوشکاری و عدم وجود ناپیوستگی در آن، هر قطعه از تیرآهن به راحتی قادر به تحمل نیروهای وارده خواهد بود.

  • استفاده از اتصالات نامناسب

دو روش برای اجرای یک اسکلت فلزی با تیرآهن وجود دارد که اولی جوشکاری بود و درباره آن صحبت شد و روش دوم هم استفاده از اتصالات مختلف است که باید به صورتی صحیح اجرا شوند. وجود اتصالات نامناسب هم در مواردی باعث عدم توزیع متناسب نیروها بر تیرآهن می‌شود و در بلندمدت برای جلوگیری از ایجاد تخریب در کل سازه، تیرآهن را نیازمند تقویت خواهند کرد.

استفاده از هرگونه اتصالات ضعیف و نامرغوب و یا اجرای نادرست آن، به مرور ناحیه خاصی از تیرآهن را دچار ضعف خواهد کرد و ادامه این نقص، قطعاً خارج از تحمل تیرآهن بوده و مشکل آفرین خواهد شد. وجود ناپیوستگی در هر نقطه از سازه، با تشدید تنش یا فشارهای وارده، به راحتی قادر به بروز کمانش تدریجی و یا ایجاد شکست در نواحی اتصال خواهد بود.

  • تیرآهن با سطح مقطع باریک

گاهی تیرآهن مصرفی دارای طولی بسیار بلند و سطح مقطع کمی است که با طول آن تناسبی ندارد. این حالت باعث می‌شود تا کم کم در راستای طولی تیرآهن انحنا ایجاد شده و پس از مدتی تیرآهن بشکند. در حالی که طبق قوانین طراحی سازه، برای افزایش نسبت ارتفاع تیرآهن به پهنای آن حد معینی وجود دارد که باید آن را را رعایت کرد.

  • عدم وجود فشردگی در مقطع

استفاده از مقاطعی که فشردگی لازم برای تحمل فشار را ندارند باعث شده نیروهای وارده بر آن مقاطع، ایجاد آسیب نموده و یا باعث کمانش و خم شدگی شوند. این مشکل مربوط به نحوه تولید مقاطع نیست بلکه دلیل آن انتخاب نادرستی است که انجام شده است.
همه مقاطع فولادی تولید شده مناسب تحمل بار و فشار وزن ساختمان نیستند و در مواردی هم هدف از تولیدشان کاربردهایی غیر از ساخت و ساز اسکلت اصلی ساختمان است.

  • خوردگی و زنگ زدگی تیرآهن

یکی از مواردی که باعث ایجاد مشکل در استقامت تیرآهن خواهد شد، قرار گرفتن آن در مجاورت رطوبت مستقیم یا آب است. این تماس در بلند مدت باعث ایجاد زنگ زدگی و خوردگی در بدنه تیرآهن خواهد شد و پس از گذشت زمان، مهار گسترش ناحیه دچار خوردگی، امکان پذیر نخواهد بود.
به همین دلیل هم ممکن است سازه نیازمند تقویت شود. از علل دیگر ایجاد زنگ زدگی در تیرآهن، نگهداری آن در شرایط نامطلوب در انبار است و باید در هنگام خرید آن نیز این مورد دقیقاً کنترل شود.

  • تیرآهن بیش از حد ضعیف

گاهی ممکن است تیرآهن به کار رفته در سازه بیش از حد نازک و لاغر باشد و در زمان اجرای پروژه، چنین اجزاء نامناسبی جهت کم کردن هزینه کلی، مورد استفاده قرار گرفته باشند.
به مرور زمان این تیرآهن شروع به خم شدن خواهد کرد و سپس ممکن است به مرز شکستن هم برسد. وجود چنین قطعه نامناسبی در سازه در صورت عدم تقویت، قطعاً باعث بروز آسیب یا ایجاد تخریب خواهد شد.

  • آسیب در ناحیه دارای جوشکاری زیاد

اگر در ناحیه خاصی از بدنه تیرآهن، جوشکاری بیش از حد انجام شود، بافت فلزی آن نقطه دچار آسیب شده و کیفیت اولیه خود را از دست خواهد داد. این صدمه به حالت مکانیکی بال یا جان تیرآهن باعث خواهد شد که در آن منطقه امکان اتصال قوی و مناسب بین اجزاء وجود نداشته باشد و همین مورد یک دلیل شایع برای به روز ناپیوستگی در سازه است. برای جلوگیری از ایجاد صدمه جدی به پروژه، این نقص و ضعف در بدنه تیرآهن هم باید از طریق اجرای فرآیند تقویت تیرآهن رفع گردد.

  • خرابی تیرآهن

نگهداری تیرآهن در محل نامناسب و شرایط بد انبار و هم‌چنین حمل و نقل نامطلوب تیرآهن گاهی باعث ایجاد آسیب در شرایط مکانیکی تیرآهن شده و در نهایت موجب بروز مشکل در سازه خواهد شود. تیرآهن معیوب به هیچ وجه نباید در ساخت سازه مورد استفاده واقع شود اما گاهی به خاطر انتخاب نادرست و یا به منظور کاهش هزینه احداث سازه، در ساخت اسکلت ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3. صدمات وارده به سازه

حال ببینیم چه صدماتی ممکن است به سازه وارد شود. آسیب وارده به سازه در هر ساختمان، در بعضی نقاط بیشتر قابل رویت است که دلایل آن در بالا ذکر شد. این نقاط عبارتند از:

  • محل اتصال بادبندها به تیرآهن
  • محل اتصال پای ستون و تیرآهن
  • محل اتصال تیرآهن در سقف و ستون
  • محل تماس بال به جان تیرآهن
  • محل جوشکاری ورق پشت بند
  • جوشکاری در محل دارای تفاله جوشکاری

این مناطق از نقاط دارای ضعفی هستند که باید بررسی شده و نسبت به تقویت تیرآهن در آن‌ها اقدام نمود.

روش‌های تقویت تیرآهن

انجام فرآیند تقویت اصولی تیرآهن به چند روش ممکن است که عبارتند از:

  1. تقویت جان تیرآهن با ورق‌های ضخیم فولاد که به جان تیرآهن جوش داده می‌‌شوند و در‌ واقع با این روش جان تیرآهن مقاوم شده و مقاومت برشی آن افزایش پیدا خواهد کرد.
  2. جوشکاری لایه ورق ضخیم فولادی بر روی بال تیرآهن و تقویت آن باعث کاهش امکان ایجاد کمانش موضعی در تیرآهن خواهد شد.
  3. تقویت تیرآهن با جوش دادن لایه‌‌های ضخیم فولاد به موازات جان تیرآهن که این روش هم موجب افزایش مقاومت برشی در تیرآهن خواهد بود.
  4. وقتی فرسودگی در تیرآهن وجود داشته باشد با ایجاد ژاکِت بتنی اقدام به تقویت تیرآهن می‌نمایند که این روش باعث مقاوم سازی تیرآهن در برابر آتش نیز است.
  5. از کامپوزیت‌های پلیمری تقویت شده با الیاف FRP نیز برای تقویت تیرآهن استفاده می‌شود. این الیاف در راستای طول تیرآهن قرار گرفته و باعث تقویت آن خواهند بود.
  6. روش تقویت تیرآهن با استفاده از نبشی و رکابی که باید آن‌ها را در گوشه‌ تیرآهن قرار داده و جوشکاری نمود. در این روش جوشکاری نبشی باید در هر دو گوشه تیرآهن انجام گیرد.
  7. گاهی تقویت تیرآهن با استفاده از بادبند قابل انجام است. بادبند تقویت تیرآهن، شکلی شبیه K یا X دارد و در زمان ایجاد هر نوع تنش، مانع ایجاد حرکت در تیرآهن خواهد بود.
  8. وقتی در یک سازه احتمال ایجاد نوسانات بسیار شدید و دائمی وجود داشته باشد، برای تقویت تیرآهن می‌توان از میراگر استفاده کرد. این ابزار قادر است لرزه سازه را در درون خود حذف نماید.

سبک سازی و تقویت غیرمستقیم تیرآهن

یک روش کلی و بسیار منطقی هم برای تقویت تیرآهن به صورت غیرمستقیم وجود دارد که در همه جا قابل اجراست. در این روش فقط کافیست به هر طریق ممکن بار موجود بر روی تیرآهن را کم کرد. کاهش این بار به روش سبک سازی معروف است و از دو راه ممکن است. سبک سازی هم از طریق کم کردن وزن بار روی سازه امکان‌پذیر است و هم می‌‌توان آن را با کاهش وزن اجزاء خود سازه اجرایی کرد.

از جمله روش‌های مؤثر برای سبک سازی بار روی تیرآهن و تقویت غیرمستقیم آن، استفاده از پانل‌های پیش ساخته  به جای تیغه آجر وسیمانی است. این پانل ها، بار وزنی سبک‌تری را نسبت به تیغه‌های آجری بر روی سازه ایجاد می‌کنند.

در روش دیگر سبک سازی بار روی تیرآهن، از مصالح سبکی مثل پوکه معدنی برای ساختن اجزاء مختلف سازه استفاده می‌شود. این مصالح اگرچه خود وزن مشخصی دارند؛ اما به دلیل سبکی نسبی وزنشان، باعث کاهش وزن دیوارها و یا کف سازی ساختمان خواهند شد.

برای خرید تیرآهن از آهن اسپات، اینجا کلیک کنید.

اجزاء مصرفی در تقویت تیرآهن

در مطالب بالا چند روش تقویت تیرآهن ذکر شد. این روش‌‌ها برای به اجرا درآمدن، نیازمند قطعات یا اجزائی هستند که عبارتند از:

  • ورق فولادی

ضخامت ورق فولادی مورد استفاده در تقویت تیرآهن متناسب با سنگینی بار روی تیرآهن است. در هر قسمت از سازه که امکان جوشکاری فولاد وجود داشته باشد، قطعاتی از ورق فولادی به اندازه مناسب برش خورده و در محل مورد نظر جوشکاری و نصب می‌شوند. این قطعه اضافی در حقیقت قطر جان یا بال یا ضخامت قسمتی از فولاد مورد استفاده در ساخت سازه را افزایش خواهد داد. این ورق با جبران کم بودن ضخامت تیرآهن باعث خواهد شد، در اثر وارد آمدن هر گونه فشار، تیرآهن دچار کمانش یا شکستگی نشود.

  • دیواره بتنی

گاهی فقط امکان استفاده از بتن وجود دارد و در چنین شرایطی یک زره بتنی به دور تیرآهن کشیده می شود. این زره باعث می‌شود در صورت وارد شدن فشار بر تیرآهن، بخش بزرگی از فشار توسط دیواره بتنی جذب شود و بار آن به صورت کامل بر تیرآهن وارد نگردد. این روش تقویت تیرآهن زمانی که امکان تقویت تیرآهن با فولاد وجود ندارد و یا در سازه‌های دارای وزن کم، یک روش بسیار کارآمد است.

  • بتن مسلح

تیرآهن در برابر آتش و آب امکان دارد آسیب دیده و یا فرسوده شود. در سازه‌های بسیار سنگین که ممکن است در معرض آتش یا آب قرار داشته باشند و هم‌چنین برای صرفه جویی در هزینه احداث سازه، می‌توان از روش محافظت و تقویت تیرآهن توسط بتن مسلح استفاده کرد. بتن مسلح با ایجاد یک لایه محافظ قوی در اطراف تیرآهن، مقاومت برشی و کمانشی تیرآهن را به مراتب افزایش خواهد داد. این ابزار تقویتی برای ساخت پل‌های عظیم و هم‌چنین در ساخت سد، بسیار مناسب است.

  • بادبند

بادبند به دو روش بتنی و فلزی قابل اجراست و یک راه حل بسیار خوب برای حل مشکل فشارهای جانبی در سازه است. بادبند باید در محل اتصال به سازه دقیق اجرا شود تا بتواند وظیفه خود را به نحو احسن انجام دهد. نیروی فشارهای مورب با وجود بادبند به مقدار بسیار زیادی قابل مهار بوده و نخواهند توانست بر تیرآهن فشار موثری وارد نمایند.

  • میراگر

برای این‌که لرزش‌های مستمر یا موقتی را بتوان در تیرآهن به حداقل رساند می‌توان از میراگر استفاده کرد. این ابزار مانند کمک فنر عمل کرده و باعث خواهد شد نیروهای فشاری وارده بر تیرآهن تا حد زیادی حذف شوند. این روش کمکی برای تقویت تیرآهن، بسیار مناسب استفاده در ساختمان‌های بلند، انواع پل، برج‌ها و یا پارکینگ‌های طبقاتی برای دفع فشارهای انواع لرزش و یا زلزله است. در واقع میراگر بسیاری از فشارهای وارده را جذب و باعث هدر رفت انرژی مخرب آن‌ها است.

  • کامپوزیت‌ها

مواد مرکب یا کامپوزیتی یک مجموعه از مواد مختلف هستند که با هم ترکیب می‌شوند تا در کنار هم وظیفه خاصی را انجام دهند. مواد مورد استفاده برای تقویت تیرآهن، یک ترکیب از موادی چسبی به علاوه موادی بسیار سخت هستند که با استفاده از آن‌ها در مجاورت تیرآهن، امکان بالا رفتن مقاومت آن را ایجاد می‌کنند. مواد کامپوزیتی یا FRP به اشکال مختلفی وجود دارند که عبارتند از:

ورق

که خیلی راحت در اطراف ستون یا تیرآهن مورد نظر کشیده شده و از هرگونه خم شدن یا شکستن آن جلوگیری می‌کنند. این ورق بسیار مناسب تقویت اجزاء و اتصالات فرسوده است.

میله

که بسیار مناسب استفاده به جای میلگرد برای مسلح کردن بتن هستند و بدون این‌که مانند فولاد قابلیت خوردگی داشته باشند، مقاومت بسیار زیادی را در سازه تقویت شده ایجاد می‌کند.

برای استعلام قیمت و خرید تیرآهن، اینجا کلیک کنید.

خرید تیرآهن باکیفیت از آهن اسپات

تیرآهن مصرفی در یک سازه همواره تحت تأثیر نیروهای زیادی است که ممکن است باعث انحنا، خم شدن، کشیدگی و یا شکست آن شوند. به همین دلیل هم در موارد زیادی باید به تقویت تیرآهن پرداخت. در این مقاله از وب سایت آهن اسپات، همه انواع روش‌‌های مورد استفاده برای انجام تقویت تیرآهن را بازگو کردیم.

اگر در یک پروژه امکان انجام پروسه تقویت تیرآهن وجود داشته باشد، صرفه جویی بسیار خوبی در هزینه‌ های سنگین بازسازی آسیب‌های احتمالی ناشی از تخریب یا حوادث طبیعی انجام خواهد شد.
آهن اسپات یک مرجع معتبر برای خرید و فروش آهن آلات است که می‌توانید به قیمت به روز انواع و اقسام تیرآهن دسترسی داشته باشید و سپس اقدام به خرید کنید.