تقوية العمود هي عملية تستخدم لإضافة أو استعادة قدرة التحميل النهائية للأعمدة الخرسانية المسلحة. يتم استخدامها أيضا في الترميم بعد الزلازل ، وتحمل التقوية الحمل الحي الإضافي أو الحمل الميت الذي لم يتم تضمينه في التصميم الأصلي ، لمعالجة الإجهادات الناتجة عن أخطاء التصميم أو التنفيذ ، أو لاستعادة قدرة التحمل الأصلية للعناصر الهيكلية التالفة.
هناك العديد من التقنيات التي يتم استخدامها لتقوية أعمدة الخرسانة المسلحة مثل قمصان الخرسانة المسلحة ، وقمصان الصلب ، وقمصان FRP (ألياف البوليمر المسلح).
متي يجب عمل تقوية وترميم للأعمدة الخرسانية؟
- لزيادة الحمل الذي يحمله العمود إما لزيادة عدد الطوابق أو بسبب أخطاء في التصميم.
- قوة ضغط الخرسانة أو حديد التسليح لا تتوافق مع متطلبات التحميل.
- ميل العمود أكثر من المسموح به.
- هبوط في الأساس أكثر من المسموح به.
تقنيات تقوية وترميم الأعمدة الخرسانية
هناك ثلاث تقنيات رئيسية لتقوية الأعمدة الخرسانية المسلحة التي سنناقشها أدناه:
١- قمصان الخرسانة المسلحة
وهي إحدى التقنيات المستخدمة لتحسين أو استعادة قدرة تحمل عمود الخرسانة المسلحة. يعتمد حجم القميص وعدد وقطر أسياخ الحديد المستخدمة في عملية التقوية على التحليل الإنشائي الذي تم إجراؤه على العمود. ربما تحتاج إلى تخريم في البلاطات والكمرات لاستمرار حديد القميص داخلهما أو لا حسب حاجة التصميم وغرض التقوية وهي أمور يحددها المصمم.
 |
| تطبيقات مختلفة للقمصان الخرسانية حول الأعمدة. |
خطوات عمل قميص من الخرسانة المسلحة للأعمدة
- في البداية ، قم بتقليل أو إزالة الأحمال على الأعمدة مؤقتًا إذا لزم الأمر. يتم ذلك عن طريق وضع الرافعات الميكانيكية والدعائم الإضافية بين الطوابق.
- بعد ذلك ، إذا تبين أن التسليح متآكل ، قم بإزالة الغطاء الخرساني ونظف قضبان التسليح باستخدام فرشاة سلكية أو ضاغط رمل (الرمالة).
- ثم ، ادهن قضبان الحديد بمادة إيبوكسية تمنع التآكل.
- إذا لم تكن هناك حاجة لتقليل الأحمال وتنظيف الأسياخ ، تبدأ عملية الطلاء بإضافة وصلات حديد (كلبسات) في العمود المراد تدعيمه.
- تتم إضافة الوصلات الحديدية (كلبسات) إلى العمود عن طريق التخريم وجعل قطر الثقوب ٣-٤ مم أكبر من قطر الكلبسات المستخدمة وعمق ٥ إلى ٧ القطر.
- يجب ألا يزيد التباعد بين هذه الموصلات الكلبسات المزروعة في الاتجاهين الرأسي والأفقي عن ٥٠ سم.
- ملء الثقوب بمادة إيبوكسية مناسبة ثم إدخال الموصلات في الفتحات.
- إضافة موصلات كلبسات رأسية لربط القضبان الحديدية الرأسية للجاكيت (القميص) باتباع نفس الإجراء في الخطوتين ٥ و ٦.
- تركيب أسياخ حديد رأسية جديدة وكانات للقميص حسب الأبعاد والأقطار المصممة.
- طلاء العمود الحالي بمادة مناسبة التي تضمن الربط الجيد بين الخرسانة القديمة والجديدة.
- صب خرسانة الجاكيت أو القميص قبل جفاف مادة الربط. يجب أن تكون الخرسانة المستخدمة ذات انكماش منخفض وتتكون من الركام الصغير والرمل والأسمنت ومواد إضافية لمنع الانكماش.
٣- قمصان الصلب
يتم اختيار هذه التقنية عندما يتم زيادة الأحمال المطبقة على العمود ، وفي الوقت نفسه ، لا يُسمح بزيادة مساحة المقطع العرضي للعمود.
يوجد لها العديد من التطبيقات المختلفة مثل تدعيم حلقي منفصل على كامل ارتفاع العمود واستخدام زوايا حديد في الأركان وغيرها من التطبيقات التي يحددها المصمم حيث يعتبر الهدف الأهم هو الحصول على ترابط قوي مع العمود القديم تحت تأثير جميع حالات تحميله واتجاه القوى ونقلها ، ربما تحتاج وصلات مع السقف أو الكمرات أو لا فذلك يعتمد على الهدف من التقوية.
خطوات عملية التدعيم بقمصان الصلب
- إزالة الغطاء الخرساني.
- تنظيف قضبان التسليح باستخدام فرشاة سلك أو ضاغط رمل.
- طلاء قضبان التسليح بمادة الإيبوكسي التي تمنع التآكل.
- تركيب القميص الصلب بالحجم والسمك المطلوبين حسب التصميم ، وفتح فتحات لتصب عليهم مادة الإيبوكسي التي تضمن الربط المطلوب بين العمود الخرساني وقميص الصلب.
- ملء الفراغ بين العمود الخرساني والقميص بمادة مونة إيبوكسي مناسبة.
في بعض الحالات ، حيث يكون العمود مطلوبًا لتحمل عزم الانحناء ونقله بنجاح عبر الأدوار ، يجب تثبيت طوق صلب أو زوايا في عنق العمود عن طريق البراغي أو مادة ربط مناسبة مع الكمرات والأسقف.
٣- قمصان البوليمرات المسلحة بالألياف FRP
تتكون من لدائن مسلحة بألياف مثل ألياف الكربون والزجاج وغيرها وتستخدم أنظمة التقوية FRP لتحسين أو تعزيز قدرة أعمدة الخرسانة المسلحة لتحمل الأوزان والإجهادات. يمكن استخدامها لكل من الأعمدة الدائرية والمستطيلة الشكل ولكنه أكثر فعالية في القطاعات الدائرية.
مزايا أنظمة التقوية FRP
- للأعمدة يزيد من القدرة الاستيعابية للحمل النهائي لعناصر الخرسانة المسلحة.
- يحسن قدرة القص لعنصر الخرسانة المسلحة.
- يحسن قدرة ترابط وصلات أسياخ التسليح للعنصر.
- يحسن ممطولية ومتانة عمود الخرسانة المسلحة بشكل كبير وأيضا الكمرات.
قيود استخدام نظام اللدائن المسلحة بالألياف
عادةً ما يتم إجراء التقوية والتدعيم FRP من خلال توفير البوليمر المقوى بالألياف (FRP) حول قطاعات أعمدة الخرسانة المسلحة. إن تقنية التقوية هذه مؤثرة بشكل خاص عندما يكون العمود دائريًا.
ولكن، إذا كان العمود الخرساني المقوى مستطيلًا وكانت نسبة العمق إلى عرض العمود أكبر من ٢ أو أن أصغر بعد لقطاع العمود أكبر من ٩٠٠ ملم ، فإن ACI 440.2R-08 لا يستخدم طريقة التقوية هذه.
بشكل آخر، إن نظام التقوية باللدائن المسلحة بالألياف فعال أكثر في الكمرات والأعمدة الدائرية المقطع عن الأعمدة المربعة والمستطيلة بسبب تركز الإجهادات في أركانها إلا اذا تعرضت هذه الأعمدة لقوى أفقية حينها يكون التسليح بالألياف فعال.
احتياطات ونصائح حول تقوية الأعمدة الخرسانية بنظام القمصان
- لكي تعمل القمصان بكفاءة في حالة ترميم الأخطاء في الأعمدة يجب إزالة وتخفيف الأحمال على الأعمدة الأصلية حتى تحصل القمصان على قوتها المطلوبة ثم إعادة التحميل مرة أخرى.
- من الممكن عدم إزالة الأحمال عن العمود الأصلي في حالة كان سبب التدعيم بالقميص هو مجرد تحميل مستقبلي بزيادة أدوار مثلا، وكانت الأعمدة الأصلية تعمل بكفاءة.
- كانات القميص حول وجه أو وجهين أو ثلاث أوجه من الأعمدة
* من الممكن عمل القميص على وجه أو وجهين أو ثلاث أوجه من العمود القديم مع ضرورة ربط كانات القميص مع الأسياخ الرأسية للعمود القديم.
* قميص جهة واحدة حالة نادرة ولكن يمكن تطبيقها بعناية.
* عدم ربط كانات القميص ذو وجه أو وجهين أو ثلاث سيسبب عزوم ناتجة عن لا مركزية في الأحمال قد تسبب انفصال القميص عن العمود القديم.
* كانات حرف u لن تعمل بكفاءة بدون تجنيش أو خطاف مع أسياخ العمود القديم الرأسية.
- تكثيف كانات القميص في المنطقة العليا لمسافة لا تقل عن ضعف إلى ثلاث أضعاف عرض العمود.
- المسافة بين كانات القميص يجب ألا تقل عن ١٠ أضعاف قطر الحديد الرأسي للقميص وتقل إلى ٥ أضعاف القطر في الجزء العلوي والسفلي للقميص.
- الاهتمام بمعالجة القميص جيدا ويظل مبتل بالمياه الصالحة للشرب مدة ١٤ يوم.
- العزوم لن تنتقل من الكمرات والبلاطات إلى القميص بدون استمرار لأسياخ القميص داخلهما بالتخريم واستخدام مادة رابطة ، يمكن أيضا استخدام زوايا صلب في الأركان تربط بين القميص والبلاطات أو الكمرات بمسامير تثبيت أو لصق.
- قميص العمود المربع والدائري أفضل من المستطيل.
- يجب الانتباه إلى أهمية توفير ترابط قوى بين القميص والعمود الأصلي.
- وجود عزوم على الأعمدة ناتجة عن عدم تمركز الحمولة في مسافة أقصاها سدس العرض قد تحل عن طريق تكثيف وربط الكانات الجديدة جيدا مع حديد العمود الأصلي إذا كان طول العمود مقسوم على عرضه لا يزيد عن ١.٤.
- يمكن حساب الحمولة التى يتحملها القميص = ٢.٥ × محيط العمود الأصلي × سمك القميص × مقاومة خرسانة القميص للشد. من كتاب (تصدع المنشآت الخرسانية وطرق إصلاحها).
وفي النهاية قد تنفع هذه التطبيقات في حالات كثيرة من تدهور أعمدة المنشآت وفي بعض الأحوال قد يتم اللجوء إلى تكسير عمود وإعادة صبه مره أخرى حسب رؤية المهندس مع أخذ الاحتياطات اللازمة.
للتعرف على شروخ الأعمدة الخرسانية اقرأ : أربعة أنواع من التشققات في الأعمدة الخرسانية وأسبابها.
السلام عليكم. انا عندي قبو مصبوب اعمدته وبلاطته ابعاد الاعمدة الوسطى ٢٥×٧٠ الطابق الارضي لم تصب اعمدتته . لكن المشكلة ان ارتفاعه حتى اسفل البلاطة سيكون ٥٧٠ سم يعني ان الاعمدة ستكون نحيفة جدا معامل النخافة ٧٩ . هل استطيع زيادة عرض الاعمدة للطابق الارضي الى ٣٠ او ٣٥ لتحسين النحافة . وتبقى اعمدة القبو ٢٥ . او ماهي الحلول الافضل
ردحذفوعليكم السلام، نعم تستطيع زيادة العرض والأفضل يكون بالتساوي من اليمين واليسار. بالتوفيق
حذف