آزمایش بار در محل سازه های بتنی

میدرضا قائم مقامیح

دانشگاه هرمزگان، دانشکده فنی و مهندسی، بندرعباس

آرمیتا دانشمند

دانشگاه هرمزگان، دانشکده فنی و مهندسی، شیراز

Hamidrezaghaemmaghami@gmail.com

چكيده

موجود از طریق محاسبات بر اساس اصول مهندسی که به طور کلی همیشه این چنین نیست که برای نشان دادن ایمنی سازه

پذیرفته شده عمل شود، برخی مواقع سازه هایی هستند که برای آنها ممکن است محاسبات به تنهایی برای نشان دادن انطباق

محل می تواند اطالعات برای تصرف در نظر گرفته شده و یا استفاده از آنها، کافی نباشد. در چنین شرایطی، آزمایش بار در

ارزشمندی درباره عملکرد سازه موجود فراهم کند و می تواند از رفتار سازه ای سودمند که به آسانی با روش مرسوم محاسباتی

آشکار نیست، بهره گیرد. هدف اصلی آزمایش بار، نشان دادن ایمنی سازه است. این آزمایش ها، بار مقاومت طراحی و

ا مشخص نمی کنند. به طور کلی، آزمایش های بار برای تعیین توانایی سازه برای تحمل بارهای اضافی محدودیت حمل بار ر

یا آسیب دیده و تخریب شده اند، به کمبود ساخت و ساز داشته اندیجاد ایمنی سازه در سازه هایی که استفاده می شود، برای ا

ست آوردن آگاهی در مورد رفتار سازه در خصوص محاسبه اثرات اعتبار روش طراحی برای تأثیر در تقویت طرح، برای به د

مفید و پنهان اعمال مسیر های بار، برای تکمیل، اعتبار یا هماهنگ کردن کار تحلیلی با هدف فهم رفتار سازه است. در اینجا

ایی برای تجهیزات درباره منطق و هدف آزمایش بار در محل، در بررسی ساختاری سازه های بتنی بحث می کنیم و روش ه

اعمال بار ارائه می دهیم.

ترمیمارزیابی سیستم باربر جانبی، آزمایش بار در محل، باربری سازه های بتنی، هاي كليدي: واژه

مقدمه -1

هدف از هرگونه ارزیابی سازه ای برای ایجاد شرایط موجود، شناسایی مسئله مؤثر بر عملکرد سازه ای، و توسعه و

اجرای اقدامات اصالحی مورد نیاز است. اغلب ارزیابی سازه موجود، نیاز به انجام تجزیه و تحلیل ساختاری برای

در برابر بار بهره برداری که توسط آئین نامه حاکم بر ساخت و آن مقاومتحقیق در رابطه با توانایی سازه و مؤلفه های

.داردساز تعیین شده

غالباً ارزیابی سازه های موجود نیاز به ارزیابی شرایط منطقه ای که سازه در آن قرار گرفته است دارد. اطالعات جمع

شده در منطقه برای تکمیل آنالیز سازه ای، ایجاد کفایت سازه یا مؤلفه های سازه در مسئله استفاده می شود. اّما در

قطعی نباشد و سطح باالیی از اعتماد در نتایج به دست آورده نشود. در بعضی موارد نتیجه آنالیز سازه ای ممکن است

چنین شرایطی در آزمایش بار در محل ممکن است که آگاهی بیشتری در رابطه با رفتار سازه به دست آورده شود و

.پی برده شودبه قطعیت کفایت سازه

ها باید تنها زمانی استفاده شوند که بخواهیم با دقت برنامه های آزمایش بار می تواند گران باشد، بنابراین آزمایش

بیشتری روی منابع آنالیزی بحث کنیم و اطمینان باالیی وجود دارد که نتایج حاصل از این آزمایش بار می تواند با

پاسخ دادن به سؤاالت درباره رفتار سازه که از دیگر آنالیز ها مشهود نیست، کمک کند.

برنامه آزمایش بار -2

عموماً یک برنامه آزمایش بار شامل انجام وظایفی است که در زیر توضیح داده می شود:

تعریف هدف آزمایش بار -2-1

مهندس باید به وضوح اهداف آزمایش بار را تعریف کند. اهداف، مزایا و خطرات در ارتباط با برنامه آزمایش بار باید

مثال مالک و ساختمان اداری(.برای همه اعضای درگیر واضح باشد)به عنوان

آزمایش های بار معموالً اهداف زیر را در بر دارد:

نشان دادن اینکه سازه یا المان سازه ای می تواند به صورت ایمن در مقابل بارهای طراحی، با ضریب ایمنی در -

مقابل شکست مقاومت کند.

و عرض ترک هایی که بیش از حد استاندارد صنعت ،یا نشان دادن اینکه بارهای سرویس باعث ایجاد تغییر شکل ها -

ارزش کنونی تعیین شده برای بهره برداری از یک سازه داده شده نمی شود.

انتخاب المان های آزمایش -2-2

با توجه به محدودیت ها برای دسترسی به منطقه، هزینه اجرا، زمان اجرا و غیره نیاز است که تعدادی از مناطق

صر آزمایش محدود شوند. بنابراین بخشی از سازه یا المان های سازه ای منتخب برای آزمایش باید آزمایش و عنا

نماینده مناطق یا عناصر سازه ای مشابه باشد به طوری که نتیجه آزمایش بار را می توان به مناطق دیگر تعمیم داد.

دارد که ممکن است شامل ارزیابی فرآیند انتخاب، نیاز به یک بررسی جامع از شرایط موجود توسط مهندس

پارامترهایی از قبیل زیر شود:

نمایش هندسی )مقاطع عرضی و دهانه ها و آرماتور گذاری( -

نمایش سختی)الگوی ترک خوردگی، تخریب، شکست و...( -

نمایش نسبت های بار -

آزمایش بارروش توسعه -2-3

ن کارایی سازه حین آزمایش بار و تکمیل آزمایش بار را در بر دارد. آزمایش بار، مراحل بار گذاری و اهدافی برای تخمی

آزمایش بار دارای دو مؤلفه است که وابسته به یکدیگر هستند: روند بار گذاری و معیار پذیرش.

روند بار گذاری توضیح می دهد که چگونه سازه بار گذاری خواهد شد: تعداد مراحل بار گذاری مورد نیاز برای رسیدن

ه مقدار بار آزمون نهایی، مدت زمان هر مرحله بار گذاری، بار گذاری و بار برداری مورد نیاز، زمان هر مرحله بار ب

گذاری و...

معیار پذیرش پارامترهای تخمین کارایی و مقبولیت سازه را توصیف می کند. این پارامتر ها می توانند کیفی یا کمی

د که به صورت بصری مورد ارزیابی قرار می گیرند، شامل اطالعاتی از ترک های باشند. پارامترهای کیفی آنهایی هستن

جدید، گسترش و عریض شدن ترک های موجود یا آسیب های دیگری که بر اثر بارهای اعمال شده ایجاد شده اند.

ییر شکل، کرنش، پارامتر های کمی آنهایی هستند که از نظر فیزیکی قابل اندازه گیری هستند و می تواند شامل: تغ

زوایای شیب و عرض ترک ها باشد.

ACI 313 برای آزمایش بار گذاری سازه های بتنی دو پروتکل را توصیه می کند: آزمایش بار یکنواخت و 734و

آزمایش بار چرخه ای.

انتخاب روش اعمال بار -2-7

ی یکنواخت(. بار های مرده شامل کیسه های بار اعمال شده باید اثر شرایط بار طراحی را تکرار کند)معموالً بارها

ماسه، آب در کانتینر، یا دستگاههای مکانیکی شامل جک های هیدرولیکی می توانند برای بار گذاری عناصر سازه ای

مورد استفاده قرار گیرند. انتخاب روش اعمال بار به هدف آزمایش بار، شرایط محل، محدودیت های زمانی، در

ات و غیره بستگی دارد. به طور کلی، استفاده از هر دو بار مرده و جک های هیدرولیکی ، نیاز به دسترس بودن تجهیز

مهندس اجرایی به منظور تجزیه و تحلیل سازه ای دقیق برای تعیین بار طراحی مناسب و راه اندازی آزمایش بار برای

ش بار در محل استفاده می شود، در ادامه توضیح اعمال این بارها می باشد. روش های متنوع اعمال بار که برای آزمای

داده خواهد شد.

آنالیز سازه ای -5 -2

هر آزمایش بار ، به آنالیز سازه ای قبل و بعد از آزمایش نیاز دارد. آنالیز قبل از آزمایش به طور معمول برای تخمین

همچنین اطالعاتی از چگونگی رفتار سازه بارهای آزمایش و تعیین بار طرح انجام می شود. این آنالیز های مقدماتی

در حین بار گذاری و به عنوان یک بررسی برای ارزیابی اینکه چنانچه سازه دستخوش تغییر شکل هایی بیش از حد

در طول مدت آزمایش شود، ارائه می دهد. مثاًل ممکن است تغییر شکل های آزمایش بسیار بزرگتر از تغییر شکل

نشان می دهد سازه تحت بار آزمایش آسیب خواهد دید، که حکم توقف آزمایش را داشته باشد.های تحلیلی باشد که

آنالیز آزمایش پس بار گذاری با درک بهتری از رفتار واقعی سازه انجام می شود و اجازه ایجاد ایمنی سازه یا تعیین بار

بهره برداری را در شرایط محیطی حال حاضر ارائه می کند.

آماده سازی یک پالن ایمن -6 -2

مسئله مورد توجه در هنگام انجام یک آزمایش بار، ایمنی کارکنانی است که در این آزمایش درگیر هستند و همچنین

ایمنی محل قرارگیری سازهایی که نزدیک به محل آزمایش هستند. بارهای آزمایش به طور معمول از بارهای سرویس

براین، احتمال شکست المان یا سازه در طول آزمایش وجود دارد. شکست های سازه وارد بر سازه بیشتر هستند؛ بنا

ای می تواند در نتیجه فرو ریختگی المان آزمایش شده باشد که میتواند همراه با المان های اطراف خود به طور

ناگهانی سقوط کند.

می کنند، احتمال خطر سقوط مانند همچنین، تا زمانی که بارهای آزمایش تنش های بزرگی را در سازه ایجاد

قسمتی از بتن خرد شده از سازه یا خطر پرتاب شدن مانند قطعه تحت فشار در دستگاه آزمایش وجود دارد. اقدامات

ایمنی به طور معمول عبارتند از: نصب و راه اندازی برج های شمع زنی برای جلوگیری از فرو ریختن سازه در حال

بین شمع زنی و سازه مورد آزمایش وجود داشته باشد تا سازه بتواند آزادانه تغییر شکل دهد. شکست. باید دهانه های

ابعاد این دهانه باید بر اساس تغییر شکل های مورد انتظار که از آنالیز سازه ای به دست آمده است، انتخاب شوند.

ی بیش از اندازه ایجاد کند و نه آنقدر بنابراین دهانه نباید آنقدر بزرگ باشد که در حالت شکست تغییر شکل ها

کوچک که در هنگام تغییر شکل سازه در طول آزمایش از تغییر شکل آن جلوگیری کند.

روش های اعمال بار و تجهیزات -3

بار گذاری با استفاده از آب و بار های مرده -1 -3

ده قرار گیرند. به علت وزن مخصوص نسبی کم بارهای مرده می توانند برای بار گذاری المان های سازه ای مورد استفا

آب ،استفاده از کانتینر ها)ظروف استوانه ای شکل و سیلندرها( یا مخازنی که با آب پر شده اند، معمواًل وقتی که

، بار گذاری با استفاده از بشکه پر 1پوند بر فوت مربع تجاوز نکنند، امکان پذیر است. شکل 222بارهای آزمایش از

ز آب را نشان می دهد. به منظور جلوگیری از نشت بشکه ها باید مانع از آسیب دیدن آنها شد و همچنین در شده ا

هنگام بار گذاری ثابت باشند که از ایجاد سیل در محل آزمایش، جلوگیری کنند. فشار معمول برای استفاده از آب بر

م شد، آب ها را دفع کند.اساس زهکشی در مجاورت محل آزمایش است که وقتی آزمایش انجا

آزمایش بار قطعه های بتن پیش تنیده با ظروف استوانه ای شکل پر از آب -1شکل

دفع آب می تواند دشوار باشد. پمپ ها و لوله های آب می توانند برای انتقال آب به فاضالب های دور مورد استفاده

توجهی از نظر سرعت کاهش پیدا کند.قرار گیرند اما پروسه تخلیه می تواند به طور قابل

مواد با وزن مخصوص بیشتر مثل ماسه، آجر، ورق های فوالدی و غیره می توانند هنگامی که بارهای آزمایش بزرگتر

هستند، مورد استفاده قرار گیرند. این مواد معمواًل در پالت های چوبی قرار داده می شوند که حمل و نقل و برنامه

یوه ای کنترل شده تسهیل کنند. محدودیت در انتخاب وزن مرده بستگی به محل آزمایش و مکان های خود را به ش

های مجاور دارد که به اندازه کافی در برابر بارهای ناشی از تجهیزات مقاومت کنند، معموالً جرثقیل چنگک دار ، برای

. بارهای متمرکز ناشی از محور جلو جراثقال انتقال تجهیزات بار گذاری به محل آزمایش مورد استفاده قرار می گیرد

بار گذاری شده مهم است و می تواند اثرات زیان باری بر روی سازه داشته باشد.

بار گذاری با استفاده از جک های هیدرولیکی -2 -3

دی ویژه هنگام استفاده از جک های هیدرولیکی، باید یک عکس العمل مناسب توسط سازه موجود یا المان های فوال

ساخته شده برای آزمایش بار گذاری تأمین شود. المان ها)جدید یا موجود(باید مقاومت و سختی کافی داشته باشند

تا خللی برای آزمایش و نتایج آن نداشته باشد. انتخاب روش اعمال بار با استفاده از جک های هیدرولیکی، به اندازه

ین بستگی دارد. روش های معمول به طور خالصه در زیر توضیح داده بار آزمایش، هندسه سازه و محدودیت های زم

می شود:

روش آزمایش فشار پایین: یک یا تعداد بیشتری جک هیدرولیکی با تکیه گاه های مناسب برای نشان دادن عکس -

شود)فشار پایین(. العمل در مقابل سازه فوقانی و ایجاد نیروی متمرکز رو به پایین بر روی المان آزمایش استفاده می

یک طرح کلی از این روش را نشان می دهد. 2شکل

روش فشار پایین -2شکل

روش آزمایش کشش پایین: جک هیدرولیکی با استفاده از یک عکس العمل بر روی المان های موجود زیرین مثل -

بار را اعمال می کند تا به طور مؤثر ستون ها و تیرها، یا میکرو پایل هایی که در خاک کوبیده شده یا وزن های مرده،

یک طرح کلی از این روش را نشان می دهد. 3المان آزمایش را مورد کشش قرار دهد. شکل

روش کشش پایین -3شکل

روش آزمایش حلقه بسته: با استفاده از شرایط خود عکس العملی بار در مؤلفه آزمایش، در این روش به مقاومت -

جک های هیدرولیکی را نشان می دهد که بارها به طور همزمان بر 7ی نیازی نیست. شکل عکس العمل های خارج

دو المان با عکس العمل تیر تکیه گاهی موجود از المان آزمایش، اعمال می شوند.

روش حلقه بسته -4شکل

تجهیزات اندازه گیری و ثبت اطالعات -4

اعتماد، ابزار دقیق برای نظارت بر پاسخ سازه در طول مدت بار گذاری، به منظور به دست آوردن نتایج خوب و قابل

باید به دقت انتخاب شوند. هنگام استفاده از وسایل الکترونیکی، تمام داده ها به طور معمول با یک سیستم جمع

هنگام استفاده آوری داده خودکار برای نظارت بر پاسخ سازه حین آزمایش بار گذاری ، جمع آوری می شوند. هرچند،

از بار مرده، آب یا گیج های نمایش بار، داده ها را می توان به صورت دستی در هر مرحله تکمیل و ثبت کرد.

معمواًل برای چک کردن بار اعمال شده توسط جک هیدرولیکی استفاده می شود. لود سل ها در شکل، اندازه لود سل

شار نیز می توانند برای اندازه گیری فشار مایعات در سیستم و گنجایش های متفاوت وجود دارند. مبدل های ف

هیدرولیکی استفاده شوند، که می توانند کالیبره شده و به بارهای اعمال شده ارتباط داده شوند.

بارهای مرده معموالً با استفاده از مقیاس های قبل از بار گذاری محاسبه می شوند.

توانند برای اندازه گیری میزان آب موجود در کانتینرها استفاده شوند.هنگام استفاده از آب، آب سنج ها می

در طول آزمایش بار، حرکات و کرنش ها در قسمت های مختلف المان آزمایش اندازه گیری می شوند. بنابراین تغییر

( و یا نشانگرهای ابزارهای اندازه LVDTماتور دیفرانسیل متغیر خطی)ور معمول با استفاده از ترانسفورشکل ها به ط

گیری، اندازه گیری می شوند. مقاومت الکتریکی فشارسنج به طور معمول برای اندازه گیری کرنش استفاده می شود.

فشار سنج ها به سطح ماده پیوند می خورند و به این طریق فشار اندازه گیری خواهد شد.

و یا شیب المان آزمایش استفاده می شود که می توانند بعداً به تغییر شیب سنج ها معموأل برای اندازه گیری دوران

شکل ها مرتبط شوند.

LVDT (.5های قرار داده شده در سراسر ترک ها برای اندازه گیری مداوم رشد ترک ها استفاده می شود )شکل

از هر مرحله بار گذاری به مقایسه های نوری همچنین وسیله های مفیدی هستند که معموأل برای ثبت ترک ها بعد

کار می روند.

از حداکثر مقدار اندازه گیری باشد، لذا مهندس انجام آزمایش 5حداقل % لی، دقت دستگاه اندازه گیری بایدبه طور ک

بار همیشه باید محاسبات اولیه از مقادیر را به منظور تعیین ابزار مناسب اندازه گیری انجام دهد.

برای اندازه گیری میزان رشد ترک LVDTو CFRPنشانگر کرنش برای کرنش سنجی در ورق -5شکل

روش آزمایش بار -5

در ایالت متحده آمریکا دو روش برای آزمایش بار سازه های بتنی وجود دارد: یکنواخت و متناوب. این روشهای

و "ارزیابی مقاومت سازه های موجود"م با عنوان و فصل بیست ACI313 توسط مؤسسه بتن آمریکا در آزمایش بار

ACI 734 "بیان گردیده است. "الزامات الزم برای آزمایش بار سازه های بتنی موجود

انتخاب روش آزمایش بار اساسًا وابسته به پارامترهای متفاوتی نظیر پارامترهای هدف آزمایش بار، شرایط و محدودیت

اجازه می دهد با ACI 734های مکانی و زمانی، هزینه و میزان آشنایی با روش های آزمایش بار می باشد، بنابراین

اوب استفاده کرد.نظر مهندس از هر کدام از روش های یکنواخت یا متن

روش آزمایش بار یکنواخت برای چندین دهه برای ارزیابی سازه های بتنی مورد استفاده قرار گرفته است. اساس این

27دستورالعمل به این گونه است که سازه را با بارگذاری تدریجی تا اندازه بار مورد نظر آزمایش بارگذاری کرده و تا

ند، در این مدت تمامی اندازه های بار و تغییر شکل ها پیش از اعمال هر بار اضافی در ساعت این بار را حفظ می نمای

ساعت بعد از هر فرآیند برسد. 27بارگذاری و کاهش بار در باربرداری ثبت می گردند تا به حداکثر آنها در مدت

ربرداری آزمایش بار انجام می ارزیابی سازه بر اساس حداکثر تغییر شکل ثبت شده و مقدار تغییر شکل برشی در با

گردد. بارگذاری یکنواخت با استفاده از بارهای مرده یا جک های هیدرولیکی انجام می گردد.

با یک روش جایگزین روش بار سال اخیر مورد استفاده قرار گرفته و مهندسین را 15روش آزمایش بار متناوب در

تحت بارگذاری و باربرداری تدریجی با استفاده جک های ور متناوبیکنواخت آشنا می نماید. در این روش سازه به ط

ندازه بار آزمایش قرار می گیرند و پاسخ سازه همواره تحت کنترل می باشد. سازه هیدرولیکی تا رسیدن به حداکثر ا

در این گیرد. با استفاده از پارامترهایی نظیر خطی بودن تغییر شکل ها و تغییر شکل پسماند مورد ارزیابی قرار می

به طور متناوب در حال بارگذاری و ، زیرا سازه نیستساعت 27روش نیازی به نگه داشتن بار روی سازه برای مدت

باربرداری در اندازه بارهای متفاوت می باشد. آزمایش بار متناوب اطالعات بیشتری درباره رفتار سازه مانند شرایط

سه واقعی خیزهای محاسبه شده فراهم می کند.مرزی و ویژگی های انتقال بار با مقای

مطالعات موردی -6

آزمایش بار روی دال های جایگاه ورزشگاه فرسوده -1 -6

ساخته شده با داشتن ترکهای داخلی گسترده و ورقه ورقه شدن دال های 1332که در اوایل بتن مسلح ورزشگاه

جدید مسابقات فوتبال برای اطمینان از توانایی دال های جایگاه مورد ارزیابی قرار می گیرد. بدلیل نزدیکی فصل

سه ناحیه به عنوان جایگاه برای تحمل بارهای زنده به طور ایمن آنرا با آزمایش بار مورد ارزیابی قرار می دهند.

رار گرفته نماینده که نشان دهنده شدت فرسودگی بودند انتخاب و هم از باال و هم از پایین جایگاه مورد آزمایش بار ق

شد.

ساعته یکنواخت مورد استفاده قرار گرفت. از آنجایی که امکان این نبود 27برای ارزیابی دال های جایگاه یک روش

شدهکه تمام ردیف های جایگاه مورد ارزیابی قرار بگیرد، آزمایش بار روی سطح محدودی و با تحلیل سازه انجام

آزمایش می بایست باری را به نماینده جایگاه الگو بارهایانجام شد. عمالیقبلی برای تخمین اندازه حد نهایی بار ا

های منتخب اعمال نماید که با اعمال آن بار نیروهای داخلی برابر با اعمال بار بر کل جایگاه در آنها ایجاد گردد. بارها

هایماتورا )ترانسفورهLVDTتوسط وزن آب موجود در بشکه های پالستیکی ایجاد می گردند و ابزاری شامل

ساعت دوره 27برای اندازه گیری پیوسته تغییر شکل های سازه تحت بارگذاری در پایان ( کهدیفرانسیل متغیر خطی

ه های بار می بایست به تدریج با پر کردن بشک .هستندبه سیستم دریافت داده متصل و همچنین پس از باربرداری

مورد ،معین برسد حجمهمچنین گیج های اندازه گیری آب برای آنکه بار بشکه ها تا پالستیکی با آب اعمال شود و

6. بشکه ها تا ارتفاع دو یا سه تا روی هم قرار می گیرند تا به بزرگی بار مورد نظر برسیم. شکل گرفتنداستفاده قرار

مایش بار نشان داد که خیز دال های نتیجه آزبه خوبی نحوه قرارگیری بشکه ها را برای آزمایش بار نمایش می دهد.

جایگاه تحمل ایمن بارهای زنده طراحی را دارند.

وضعیت بشکه ها برای آزمایش بار -6شکل

شکل پیش تنیده تقویت شده Tآزمایش بار تیرهای دوبل - 2 -6

پارکینگ قرار داده شده شکل بتنی پیش تنیده که در Tبه دلیل حضور ترک های برشی نزدیک لبه های تیر دوبل

شکل ناکافی بوده و Tتحلیل های سازه نشان داد که ظرفیت برشی تیرهای دوبل قرار گرفتند. ا مورد ارزیابیآنهبود،

برای مقاومت در برابر بارهای طراحی نیاز به تقویت دارند. ورق های پلیمری مسلح فیبر کربن برای تقویت برشی

به عنوان مواد تقویتی برای این پروژه، نیازمند CFRPبخاطر تازگی استفاده از دند.شکل انتخاب ش Tتیرهای دوبل

شکل به عنوان نماینده Tتیر دوبل CFRP ،22اجرای آزمایش بار اعضای تقویت شده بود. برای نشان دادن بهره وری

برای آزمایش بار انتخاب شدند.

د آزمایش قرار گرفتند. آزمایش بار به شیوه حلقه بسته روی دو شکل با روش آزمایش بار متناوب مور Tتیرهای دوبل

شکل انجام و همزمان بارگذاری شدند و دلیل استفاده تیرهای فوالدی برای Tبر روی تیرهای دوبل جدا کنندهپایه

بارگذاری با جک های نمایی از وجه باالیی 4شکل بتنی بود. شکل Tتقابل با نیروهای عکس العمل تیرهای

ها کنترل LVDTهیدرولیکی استفاده شده را نشان می دهد. میزان بار اعمالی و تغییر شکل ها به ترتیب با لود سل و

توانایی تیرها برای تحمل بارهای طراحی ارضاء CFRPمی شدند. آزمایش های بار نشان دادند که سیستم تقویتی

کرده است.

جک های هیدرولیکی باالی مقاطع دوبل سپری -7شکل

آزمایش بار دال های بتنی پس کشیده دوطرفه تقویت شده -3 -6

کاستی های وابسته به ساخت که روی ظرفیت سازه ی بتنی پس کشیده دو طرفه پارکینگ ارزیابی و تحلیل دال ها

این کاستی ها اساسًا وابسته به عدم قرارگیری صحیح آرماتورهای طولی فوالدی در تأثیر گذاشته را آشکار نمود.

نواحی لنگر منفی و پانچ برشی دال بود. دو گزینه برای تقویت کاستی ها وجود داشت:

: ساخت حلقه برشی برای بزرگ کردن سطح دال در مقابل برش پانچ در اطراف ستون ها و همچنین حلقه 1گزینه

واند خمش موجود در دال را با کوچکتر کردن دهانه آزاد آن کاهش دهد.برش می ت

که از بیرون به سطوح باالیی دال در مجاور ستون ها می چسبد و موجب CFRP: نصب سیستم تقویت 2گزینه

.افزایش مقاومت خمشی و کاهش برش پانچ دال می شود

نصف گزینه یک و 2عرشه های دال ها با استفاده از گزینه تخمین های اولیه از هزینه ها نشان داد که هزینه تقویت

امّا برای مشخص نمودن تأثیر هر دو گزینه تقویتی، مدل های همچنین زمان اجرای آن هم به میزان زیادی کمتر بود.

آنها طراحی، ساخته و تحت آزمایش قرار گرفت.

به محدودیت های زمانی تشکیل حلقه های بتنی برای برنامه آزمایش بار برای این دو گزینه تقویتی بود. با توجه

آزمایش بار ممکن نبود، در عوض حلقه های بتنی با استفاده از ستونک های پیرامونی یکنواخت فلزی حول ستون

شبیه سازی شدند.

برای ایجاد روش آزمایش بار متناوب برای یک دهانه به عنوان نماینده به شیوه فشار پائین مورد استفاده قرار گرفت و

ممان های خمشی و نیروهای برشی در طول نواحی ممان منفی یک بار یکنواخت اعمال گردید. آزمایش بار توسط

چهار جک هیدرولیکی که در هر طرف ستون قرار داشتند صورت می گرفت که بار توسط ابزاری از قاب فوالدی به

نشان عکس العملال به شیوه فشار پایین به طور مؤثری بارهای هیدرولیکی در مقابل آزمایش د دال اعمال می شد.

یک نمای کلی از برپایی آزمایش بار را نشان می دهد. در طول آزمایش بار، بارها و جابجایی ها به 3می دادند. شکل

های متصل به تجهیزات دریافت داده کنترل می شدند که منحنی تغییرات بار و LVDTطور مداوم توسط لود سل و

گیج کرنشی )کرنش سنج( بر روی ورقه های 5، 2خیز را در هر زمانی نشان می دادند. برای آزمایش بار گزینه

CFRP تقویت شده را برای و توانایی دال های داد نشانقرار داده شده بود. آزمایش بار تأثیر هر دو گزینه تقویتی را

تحمل ایمنی بارهای طراحی تأیید کرد.

نمایی از برپایی آزمایش بار به روش فشار پایین -8شکل

آزمایش بار سیستم باربر جانبی ورزشگاه -7 -6

منجر به نگرانی هایی پیرامون ساخته شده بود 1332یک مطالعه اولیه روی سازه بتن مسلح ورزشگاه که در اوایل

قسمت 36بحث اثر منفی ترمیم دیوارهای پیرامونی پرکننده روی مقاومت جانبی ساختمان ورزشگاه شد. ورزشگاه به

تیرهای مستقل سازه ای که تشکیل یک بیضی شکل را می دادند تقسیم می شد که هر قسمت شامل یک سیستم از

و بعضی از آنها با تیر بست هایی مهار شیبدار بتن مسلح و تیرهای عرشه که توسط ستون های بتن مسلح حمایت

تیرهای مایل به نوبه خود دال های بتنی جایگاه را حمایت می کردند.بود. جانبی می شدند،

پروژه ترمیم شامل برداشتن تعدادی از این دیوارهای پرکننده بنایی و افزایش بازشوهای موجود در تعدادی از

سیستم باربری جانبی را به صورت پایداری بیشتر بود. یقیناً این اصالحات دیوارهای پرکننده برای بهبود دسترسی و

بنابراین یک آزمایش در محل باربری جانبی برای موازی بین دیوارها جابجا می کرد ولی اهّمیّت آن واضح نبود.

ارزیابی سیستم باربر جانبی طراحی شد.

رزشگاه استفاده شد. بارهای جانبی توسط جک های روش آزمایش بار متناوب برای نماینده قسمت های مختلف و

در درز انبساط مایع هیدرولیکیهیدرولیکی که در طول ردیف ستون ها قرار داشتند اعمال می شد. با توجه به اینکه

قسمت مقابل همدیگر وابسته شده بودند. در طول آزمایش های بار، آن دوبین دو قسمت مختلف ورزشگاه قرار داشت

ها کنترل می شدند.LVDTاعمالی و جابجایی های جانبی به ترتیب با استفاده از لودسل و بارهای

را های متصل به نقاط گیردار LVDTردیف جک های هیدرولیکی بین قسمتهای ورزشگاه برای آزمایش بار و 3شکل

دهد.نمایش می

جک های هیدرولیکی و ابزار بین مقاطع ورزشگاه -9شکل

نتایج آزمایش بار جانبی در محل اطالعاتی را برای ایجاد بهبود در مدل های آنالیز کالیبره شده از ساختمان شامل

مدل های اصالح شده برای تخمین موجود فراهم نمود. پیرامونیاطالعاتی روی رفتار داخل صفحه دیوارهای بنایی

شاملسمت های مختلف ورزشگاه با توجه به ترکیبات بار نیاز بار جانبی المان های قاب )تیرها و ستون ها( در ق

آزمایش بار و تحلیل سازه نشان می دهد که قسمت های مورد استفاده قرار گرفتند. تبارهای جاذبه و نوسان جمعی

نیست. جدید به مسلح شدن با سیستم باربر جانبی نیاز مقاومت بار مد نظر آیین نامه کافی هستند و یمختلف برا

گیرینتیجه -8

آزمایش بار در محل سازه ای بتنی یک ابزار ارزشمند برای ارزیابی سازه های بتنی می باشد و اساساً برای نشان دادن

توجه با مقاومت سازه های بتنی موجود و اینکه سازه نیاز به ترمیم و تقویت دارد یا خیر مورد استفاده قرار می گیرد.

نیاز به توسعه یا ترمیم سازه های پیشین و یا اطمینان از عدم کفایت سازه های در به پیشرفت های اخیر کشورمان و

خطر فروپاشی و همچنین جنبه آموزشی آن در مراکز عالی و نظارتی برای سازمان های ذیربط بهره گیری از این گونه

فوالدی نسبت به بتن، سازه آزمایشات جزئی اجتناب ناپذیر خواهد بود. ضمن آنکه در کشورمان بدلیل گرانی مصالح

های بتنی بیشتر کاربرد داشته و می بایست با نظارت بیشتری بر نحوه محاسبات و باربری آنها اطمینان حاصل نمود.

اگر چه انجام این گونه آزمایشات با هزینه هایی همراه بوده ولی همانند سایر مواردی که همواره دولت در کنار جامعه

اقتصادی بسیاری از مشکالت را برطرف نموده، امیدواریم با وارد شدن به این عرصه ضمن کم بوده و با کمک های

نمودن هزینه ها به ارتقاء ایمنی سازه های کشور عزیزمان کمکی شایان نماید.

تشکر و قدردانی -9

در اختیار قرار دادن در اینجا الزم می دانیم که از جناب آقای مهندس علیرضا قائم مقامی که با راهنمایی ها و

ما را در به روز بودن این مقاله یاری رساندند تشکر و قدردانی (Structure Magazine)اطالعاتی از مجله ساختار

نماییم.

مراجع -11

[1] Gustavo Tumialan, Ph.D., P.E. Nestore Galati, Ph.D., P.E. and Antonio Nanni, Ph.D., P.E. "In Situ

Load Testing Of Concrete Structures". Structure Magazine. April 2014. Page 10 To 12.

www.structuremag.org/article.aspx?articleID=1842

[2] Gustavo Tumialan, Ph.D., P.E. Nestore Galati, Ph.D., P.E. and Antonio Nanni, Ph.D., P.E. "In Situ

Load Testing Of Concrete Structures". Structure Magazine. June 2014. Page 16 To 18.

www.structuremag.org/article.aspx?articleID=1880