کاشت میلگرد  یا کاشت بولت چیست؟

کاشت میلگرد یا بولت در مباحث سازه  ای عمدتا به معنی مهار شیمیایی میلگرد در داخل بتن سخت می  باشد. به منظور انتقال نیرو بین دو قطعه بتنی جدید و قدیمی، قطعه جدید با فرآیند کاشت میلگرد به قطعه موجود متصل می گردد. در این فرآیند میلگرد یا بولت با استفاده از عامل Bond (باند یا چسبندگی) به جداره و کف سوراخ در قطعه بتن قدیمی خواهد چسبید.

کاشت میلگرد یا کاشت بولت به چه علت انجام می  گیرد؟

1.اضافه نمودن قطعه باربر جدید (افزایش مساحت) به سازه از پیش اجرا شده بتنی، مانند اضافه نمودن تیر کنسول و دال جدید به سازه موجود جهت اضافه نمودن بالکن (کاشت میلگرد)

2.اجرای Concrete Jacket (ژاکت بتنی) به منظور افزایش سطح مقطع اعضای سازه ای موجود مانند تیرها، ستون ها و فونداسیون ها ودر راستای افزایش مقاومت و سختی این اعضا (مقاوم سازی با استفاده از کاشت میلگرد و ژاکت بتنی)

3.اجرای Steel Jacket (ژاکت فولادی) یا در اصطلاع غیر فنی غلاف فولادی، که به منظور عملکرد یکپارچه ورق فولادی و عضو بتنی موجود، کاشت میلگرد در بتن امری ضروریست. (مقاوم سازی با استفاده از ژاکت فولادی) 

4.اجرای Base Plate (صفحه ستون) جدید با استفاده از کاشت میلگرد رزوه شده و یا کاشت بولت به منظور احداث ستون جدید بروی فونداسیون.

کاشت میلگرد یا کاشت بولت به چه صورت انجام می  گیرد؟

به منظور کاشت میلگرد یا کاشت بولت ابتدا محل مورد نظر با استفاده از دستگاه متناسب درعمق مناسب و با استفاده از مته با قطر مناسب سوراخ شده (هر دو پارامتر عمق و قطر سوراخ باید توسط کارشناس فنی تعیین شوند) و سطح سوراخ عاری از هرگونه آلودگی، گرد و خاک و رطوبت گردد. سپس با استفاده از چسب استاندارد، حجمی متناسب با اختلاف حجم میلگرد و حجم سوراخ پر شده و پس از طی زمان لازم پیوند دارای استحکام کافی خواهدشد. در نهایت دو عضو میلگرد و بتن با استفاده از مهار شیمیایی کاملا با یکدیگر درگیر خواهندشد.

آیا حساسیت خاصی در فرآیند کاشت میلگرد یا کاشت بولت وجود دارد؟

کاشت بولت یا کاشت میلگرد بر خلاف تصور بسیاری از حساسیت بسیار بالایی برخوردار است. موارد زیر برخی از جنبه  های حساسیت این فرآیند را تبیین می نمایند.

1.اولین نکته در کاشت بولت یا میلگرد، عدم آسیب دیدن میلگردهای موجود در عضو بتنی قدیمی در فرآیند سوراخکاری است. متاسفانه مشاهده شده است که به منظور سهولت اجرا، از دستگاه های کرگیری به منظور سوراخ  کاری استفاده می  شود(!). این دستگاه  ها در محل تماس با میلگردهای بتن قدیمی باعث قطع آن ها و به تبع آن از دست رفتن ماهیت بتن مسلح در آن ناحیه خواهند شد.

2.عمق کاشت و فاصله کاشت ها از پارامترهای بسیار حساسی بوده که به سادگی می  توانند باعث آسیب پذیری سازه جدیدالاحداث شوند. بنابراین طراحی این پارامترها بر اساس شرایط موجود سازه نیازمند نظر کارشناسی افراد واجد شرایط می باشد.

3.چسب مورد استفاده برای کاشت میلگرد یا کاشت بولت باید دارای بالاترین کیفیت ممکن بوده تا از گسیختگی ناحیه باند و عدم حاکم شدن مود شکست Pull Out جلوگیری به عمل آید.

آیا امکان افزایش سطح مقطع ستون بتنی وجود دارد؟

با استفاده از کاشت آرماتور و پیروی از اصول فنی می توان با استفاده از روش ژاکت بتنی (Concrete Jacketing)، ابعاد ستون را به منظور افزایش مقاومت و سختی افزایش داد. شایان توجه است که فعال نمودن عملکرد ترکیبی (Composite Action) مقطع قدیمی و جدید امری فنی و مستلزم رعایت جزییات دقیق آیین نامه می باشد. حداقل افزایش ضخامت ابعاد در ستون ها طبق آیین نامه 4 اینچ (حدود 10 سانتی متر) توصیه شده است. لذا مجددا توصیه می  شود به علت مشکلات اجرایی و محدودیت  هایی معماری بوجود آمده، تا حد امکان روش های نوین تر و اثبات شده مقاوم سازی مانند سیستم  های تقویتی الیاف-رزین (FRP-Fiber reinforced Polymer) در دستور کار قرار گیرند.

ژاکت بتنی چیست؟

روش افزایش سطح مقطع عضو بتنی موجود با استفاده از کاشت آرماتور و بتن ریزی را ژاکت بتنی می  گویند. با استفاده از این روش سختی و مقاومت عضو قدیمی تواما افزایش می  یابد. در مواردی که ظرفیت برشی، محوری کافی نبوده و یا فواصل مهاری میلگردها رعایت نشده باشند، ژاکت بتنی می تواند روش موثری جهت ترمیم عضو آسیب پذیر باشد.

استفاده از ژاکت بتنی تا چه حد برای مقاوم سازی تیرها موثر است؟

به منظور مقاوم  سازی تیرها با استفاده از ژاکت بتنی، عملا وجوه پایین و کناری تیر قابل استفاده می باشند. حداقل افزایش ابعاد چه در ارتفاع مقطع و چه در عرض مقطع مطابق آیین  نامه 3 اینچ (حدود 7.5 سانتی  متر) در نظر گرفته می شود. لذا با توجه به محدودیت های معماری محتمل تا حد امکان استفاده از روش های نوین تر مقاوم سازی مانند استفاده از سیستم های تقویت FRP (اف آر پی)، ارجحیت دارند. در مجموع با افزایش سطح مقطع و میزان مسلح کننده ها (میلگردها) در عضو تقویت شده، سختی و مقاومت افزایش یافته و باربری و ظرفیت تغییر شکل و خیز تیر بتنی افزایش خواهد یافت.

آیا امکان اضافه نمودن مهاربند فولادی در قاب  های خمشی بتنی وجود دارد؟

بر اساس متن آیین نامه، در مواردی که سازه  ی بتنی با سیستم باربر جانبی قاب خمشی، دارای ظرفیت برشی کافی و یا سختی جانبی کافی نباشد(کنترل دریفت یا Drift)، می  توان با رعایت تمامی ضوابط و برحسب اصول استاندارد از مهاربندهای فولادی استفاده نمود. این مهاربندها باعث افزایش چندانی در  وزن سازه نخواهند شد. به علت پیچیدگی رفتار این نوع سیستم، استفاده از سیستم مهاربند همگرا (CBF-Concentrically Braced Frame) به جای مهاربندهای واگرا (EBF-Eccentrically Braced Frame) توصیه شده است.

آیا امکان افزودن دیوار برشی به ساختمان بتنی موجود فراهم است؟

به منظور افزایش سختی جانبی و کنترل دریفت (Drift)، و همچنین افزایش ظرفیت مقاوم برشی ساختمان، می  توان با استفاده از کاشت میلگرد (مهار شیمیایی میلگرد در بتن) دیوار برشی جدیدی بوجود آورد. توجه به اصل تقارن در ساختمان و همچنین طراحی اصولی اتصال و عملکرد یکپارچه دیوار با سیستم قاب خمشی و دیافراگم از اهمیت بالایی برخوردار بوده و مستلزم طراحی فنی فردی ذی صلاح با دید فنی مناسب می  باشد.

هشدارهای فنی روش ژاکت بتنی چیست؟

روش ژاکت بتنی (Concrete Jacketing) بر پایه عملکرد یکپارچه مقطع قدیمی بتنی و مقطع جدید به صورت کامپوزیت پایه  ریزی شده است. این عملکرد (Composite Action) توسط میلگرد های کاشت شده داخل بتن قدیم و مدفون در بتن جدید محقق می گردد. لذا علاوه بر این، در مورد سیستم  های مهار شیمیایی میلگرد در بتن (کاشت آرماتور یا کاشت بولت)، تعیین فاصله و تعداد کاشت میلگرد امری فنی محسوب می گردد.

جزییات آرماتور بندی و قطع و خم  ها در روش ژاکت بتنی باید منطبق بر اصول آیین  نامه شرایط آیین نامه ای انتخاب شوند. بدیهی است این امر مستلزم تسلط کامل مهندس طراح بر اصول طراحی لرزه ای و مقاوم  سازی می  باشد.

بتن مورد استفاده در مقطع جدید از حساسیت بالایی برخوردار بوده و نظارت دقیق بر طرح اختلاط و اجرای آن امری ضروری است. این در حالی است که با توجه به محدودیت ها و مشکلات موجود جهت اجرای این نوع سیستم ها، استفاده از بتن خود متراکم (SCC) توصیه می گردد.

جهت بررسی فنی تر موضوع به بخش مقاوم سازی ساختمان ها و یا سیستم های مهار در بتن مراجعه شود.