ژاکت فولادی (Steel Jacketing)، با استفاده از مقاطع فولادی (نظیر ورق‌ها، نبشی‌ها و تسمه‌های فولادی) اجزای ضعیف سازه مانند ستون‌ها یا تیرها محصور شده و به شکل یک «ژاکت» مقاوم، پیرامون عضو اصلی نصب می‌شوند. این کار موجب افزایش مقاومت برشی، خمشی و محوری عضو شده و ظرفیت کلی سازه در برابر زلزله را به‌طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد.
ژاکت فولادی به عنوان یکی از پرکاربردترین روش های مقاوم سازی ساختمان، زمانی انتخاب می‌شود که هدف، افزایش شکل‌پذیری و جلوگیری از کمانش یا گسیختگی زودهنگام اعضا باشد. این تکنیک به دلیل سرعت اجرا، کنترل‌پذیری بالا و امکان استفاده در ساختمان‌های در حال بهره‌برداری، در مقایسه با روش‌های جایگزین مانند ژاکت بتنی یا FRP از کارایی بیشتری برخوردار است.
به طور کلی، مقاوم سازی ژاکت فولادی راهکاری است که ضمن افزایش ایمنی سازه در برابر بارهای جانبی، دوام و پایداری ساختمان را در طول زمان تضمین می‌کند. در ادامه، ضمن معرفی اجزای تشکیل‌دهنده ژاکت فلزی، مراحل اجرای آن و الزامات طراحی طبق نشریه ۵۲۴ بررسی خواهد شد.
بسیاری از ساختمان‌ها که بر اساس آیین‌نامه‌های قدیمی طراحی شده‌اند، در برابر نیروهای لرزه‌ای ظرفیت کافی ندارند و در معرض خطر شکست‌های موضعی یا کلی هستند. یکی از روش‌های اجرایی که در دستورالعمل‌های فنی معتبر از جمله نشریه شماره ۵۲۴ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری معرفی شده، مقاوم سازی ژاکت فلزی یا همان ژاکت فولادی (Steel Jacketing) است.
ژاکت فلزی (Steel Jacketing) چیست؟
ژاکت فلزی یا ژاکت فولادی یکی از روش‌های مقاوم سازی اعضای سازه‌ای است که در آن، عضو آسیب‌پذیر (مانند ستون یا تیر بتنی) با مقاطع فولادی احاطه می‌شود تا ظرفیت باربری و شکل‌پذیری آن افزایش یابد. این سیستم در واقع نوعی «پوشش تقویتی» است که به دور عضو موجود بسته می‌شود و با استفاده از ورق‌ها، نبشی‌ها، تسمه‌ها یا پروفیل‌های فولادی، رفتار سازه را در برابر نیروهای جانبی و محوری بهبود می‌بخشد.
در این روش، ژاکت فلزی به گونه‌ای طراحی می‌شود که بین عضو اصلی و پوشش فولادی همبستگی و انتقال مناسب نیرو برقرار گردد. این همبستگی معمولا از طریق جوش، بولت‌های مکانیکی یا انکرهای شیمیایی تامین می‌شود. نتیجه این فرآیند، افزایش مقاومت برشی، خمشی و فشاری عضو و در عین حال، جلوگیری از گسترش ترک یا کمانش موضعی خواهد بود.
براساس مفاد نشریه شماره ۵۲۴، استفاده از ژاکت فولادی به‌ویژه برای ساختمان‌هایی مفید است که دچار ضعف در ناحیه اتصال یا در اثر بارهای لرزه‌ای آسیب‌دیده‌اند. این روش امکان اجرای سریع و بدون نیاز به تخریب گسترده را فراهم می‌کند و به همین دلیل در پروژه‌های مقاوم سازی شهری و صنعتی کاربرد فراوان دارد. از دیدگاه عملکردی، ژاکت فولادی نقش دوگانه‌ای دارد:
- افزایش مقاومت محوری و برشی عضو از طریق اضافه شدن سطح مقطع و مهار جانبی مناسب
- بهبود شکل‌پذیری و رفتار لرزه‌ای سازه با ایجاد محصورشدگی بتن و تاخیر در گسیختگی
مقاوم سازی ژاکت فلزی راهکاری است برای ارتقای عملکرد لرزه‌ای سازه‌های بتنی یا فلزی موجود، که با حفظ ابعاد کلی سازه، ایمنی و پایداری آن را به سطح استانداردهای جدید نزدیک می‌کند.
کاربرد و زمان استفاده از ژاکت فولادی در مقاوم سازی ساختمان
روش مقاوم سازی با ژاکت فولادی یکی از رایج‌ترین راهکارها برای افزایش ایمنی و عملکرد لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی و فلزی است. این روش در نشریه شماره ۵۲۴ دفتر نظام فنی و اجرایی کشور به عنوان یکی از راهکارهای اصلی بهسازی لرزه‌ای اعضای قائم و افقی سازه‌ها معرفی شده است.
کاربرد ژاکت فلزی تنها به شرایط پس از زلزله محدود نیست، بلکه در مواردی همچون تغییر کاربری ساختمان، افزایش طبقات، بهسازی سازه‌های فرسوده یا اصلاح ضعف‌های طراحی و اجرایی گذشته نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه مهم‌ترین موقعیت‌ها و اعضای قابل مقاوم سازی با این روش را آورده‌ایم:
ژاکت فولادی ستون‌ها
در ساختمان‌های بتن‌آرمه‌ای که ستون‌ها دچار کاهش مقاومت فشاری یا ضعف برشی و خمشی هستند، استفاده از ژاکت فولادی توصیه می‌شود. بر اساس دستورالعمل‌های نشریه ۵۲۴، فصل دوم (بند ۲-۵-۱ و ۲-۵-۲)، این روش زمانی به‌کار می‌رود که سطح مقطع موجود ستون توان تحمل نیروهای محوری و خمشی طراحی‌شده را ندارد یا در ناحیه اتصال با تیر ترک‌های قطری و خمشی مشاهده می‌شود:
ستون بتنی
در ستون‌های بتن‌آرمه که ظرفیت فشاری یا خمشی کافی ندارند یا در ناحیه اتصال دچار آسیب شده‌اند، اجرای ژاکت فولادی ستون بتنی پیشنهاد می‌شود. در این حالت، ورق‌های فولادی به‌صورت پیوسته یا با استفاده از نبشی و تسمه به دور ستون بسته می‌شوند تا ضمن افزایش مقاومت محوری، از کمانش میلگردهای طولی جلوگیری کنند.
ستون فولادی
در ستون‌های فولادی نیز از ژاکت فلزی ستون فولادی استفاده می‌شود؛ به‌ویژه با اضافه‌کردن ورق‌های پوششی در بال ستون یا نصب ورق‌های موازی در جان عضو برای تبدیل مقطع به شکل جعبه‌ای. این اقدام موجب افزایش سختی جانبی، جلوگیری از کمانش موضعی و ارتقای مقاومت کلی ستون می‌شود.
ژاکت فلزی تیرها
در تیرهای بتنی یا فولادی که دچار کاهش ظرفیت خمشی یا برشی شده‌اند، استفاده از ژاکت فلزی تیر راهکاری اقتصادی و قابل اجراست. مطابق نشریه ۵۲۴، بخش ۲-۴-۲ و ۲-۴-۱، در صورتی که عضو دارای ترک‌های برشی، خوردگی میلگرد یا ضعف در ناحیه اتصال به ستون باشد، می‌توان با نصب ورق‌های فولادی در نواحی کششی و جان تیر، ظرفیت آن را افزایش داد:
تیر بتنی
در مواردی که تیرهای بتن‌آرمه دچار ترک های خمشی یا برشی هستند، یا ظرفیت باربری آنها در اثر خوردگی آرماتورها کاهش یافته، استفاده از ژاکت فلزی تیر بتنی پیشنهاد می‌شود. در این روش، ورق‌های فولادی روی جان یا بال تیر نصب و با پیچ یا جوش به عضو متصل می‌شوند. این پوشش باعث افزایش ظرفیت برشی و خمشی تیر و جلوگیری از گسترش ترک های ساختمان می‌شود.
تیر فولادی
در تیرهای فولادی که دچار ضعف موضعی، تغییر شکل بیش از حد یا کمانش جان شده‌اند، به‌کارگیری ژاکت فولادی تیر از طریق افزودن ورق‌های پوششی در جان یا بال تیر موثر است. طبق نشریه ۵۲۴، این روش نه‌تنها سختی تیر را افزایش می‌دهد، بلکه مقاومت خمشی و پایداری آن در برابر نیروهای لرزه‌ای را نیز بهبود می‌بخشد.
ژاکت فولادی در اتصالات سازه ای
در اتصالات بتن‌آرمه که در اثر زلزله یا بارگذاری‌های مکرر دچار ضعف شده‌اند، روکش فولادی به‌عنوان ژاکت فولادی اتصال به کار می‌رود. این ورق‌ها معمولا در ناحیه اتصال تیر و ستون یا در محدوده برش‌گیرها نصب می‌شوند تا انتقال نیرو به‌صورت یکنواخت‌تری انجام شود و ظرفیت برشی افزایش یابد. در نشریه ۵۲۴، بخش ۲-۶-۲ و ۲-۶-۱ روش‌هایی همچون افزودن ورق روسری و زیرسری مضاعف، ورق کناری (گونه‌ای)، ورق لچکی و سخت‌کننده‌های موضعی به عنوان نمونه‌هایی از مقاوم سازی اتصالات معرفی شده‌اند. هرچند در برخی از این موارد از یک ورق تقویتی استفاده می‌شود، اما از نظر فنی همان فرآیند مقاوم سازی ژاکت فلزی را دنبال می‌کند؛ یعنی افزایش سطح موثر مقطع، اصلاح مسیر انتقال نیرو و بهبود ظرفیت اتصال در برابر خمش و برش.
ورق فولادی در دال بتنی
در مواردی که سازه شامل اعضای مختلط بتن و فولاد یا تیرهای پر شده با بتن است، ژاکت فولادی می‌تواند نقش اتصال‌دهنده و تقویت‌کننده بیرونی را ایفا کند. بر اساس نشریه ۵۲۴، بند ۲-۵-۲-۴، پر کردن ستون فولادی با بتن یا محصور کردن آن با ورق‌های فولادی باعث افزایش قابل‌توجهی در مقاومت فشاری و برشی سیستم می‌شود. هرچند در این روش از ژاکت کامل استفاده نمی‌شود، اما اتصال نوارهای فولادی به دال بتنی فرآیندی مشابه ژاکت فلزی دارد، زیرا شامل نصب ورق فولادی تقویتی در سطح دال است. این کار برای افزایش ظرفیت خمشی و کنترل ترک‌های ناشی از خمش یا خستگی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
زمان مناسب برای اجرای مقاوم سازی با ژاکت فولادی
اجرای مقاوم سازی ژاکت فلزی زمانی توصیه می‌شود که:
- سازه دارای آسیب‌های موضعی در ستون‌ها یا تیرها باشد؛
- تحلیل لرزه‌ای ساختمان نشان دهد که ظرفیت اعضا از حد مجاز آیین‌نامه کمتر است؛
- تغییر کاربری ساختمان منجر به افزایش بارهای ثقلی یا جانبی گردد؛
- در ساختمان‌های قدیمی، جزئیات اجرایی مطابق آیین‌نامه‌های جدید (مانند آیین نامه ۲۸۰۰) نباشد؛
- یا نیاز به افزایش مقاومت در برابر زلزله بدون تخریب کلی سازه وجود داشته باشد.
در مجموع، ژاکت فولادی ستون، ژاکت فلزی تیر و ژاکت فولادی اتصال سه کاربرد اصلی این روش هستند که هر یک بسته به نوع آسیب، نوع سازه و شرایط بهره‌برداری انتخاب می‌شوند. مطابق آنچه در نشریه ۵۲۴ آمده است، انتخاب این روش باید بر اساس نتایج ارزیابی لرزه‌ای، نوع ضعف عضو و الزامات اجرایی انجام گیرد تا ضمن حفظ ایمنی، کارایی سازه در برابر بارهای لرزه‌ای افزایش یابد.
ویژگی های کلیدی ژاکت فلزی در مقاوم سازی سازه‌های بتنی و فولادی
ژاکت فلزی (Steel Jacketing) یکی از کارآمدترین روش‌های مقاوم سازی سازه است که با تقویت همزمان مقاومت، شکل‌پذیری و دوام اجزای سازه‌ای، عملکرد کلی ساختمان را در برابر نیروهای لرزه‌ای به‌طور محسوسی ارتقا می‌دهد.
بر اساس دستورالعمل‌های فنی نشریه ۵۲۴ و تحلیل‌های انجام‌شده در مراجع تخصصی همچون سبزسازه، این روش دارای ویژگی‌های متمایزی است که آن را به گزینه فوق‌العاده برای بهسازی لرزه‌ای تبدیل کرده است:
افزایش مقاومت محوری، خمشی و برشی
نصب ورق‌ها یا مقاطع فولادی پیرامون عضو اصلی باعث افزایش سطح مقطع، بهبود محصورشدگی بتن و در نتیجه افزایش ظرفیت فشاری، خمشی و برشی عضو می‌شود. در واقع، با اجرای ژاکت فولادی ستون یا تیر، عضو در برابر بارهای لرزه‌ای و ثقلی، عملکرد پایدارتری پیدا می‌کند و مقاومت کلی سازه افزایش می‌یابد.
بهبود شکل‌پذیری و کنترل رفتار غیرخطی سازه
یکی از مهم‌ترین اهداف مقاوم سازی ژاکت فلزی، ارتقای شکل‌پذیری اجزای بحرانی سازه است.
ژاکت فولادی با محصور کردن هسته بتنی و مهار میلگردهای طولی، مانع از کمانش موضعی یا گسیختگی زودهنگام می‌شود. در نتیجه، سازه در مراحل بحرانی زلزله قادر است انرژی بیشتری جذب کرده و پایداری خود را حفظ کند.
حداقل افزایش وزن و حجم سازه
برخلاف روش‌هایی نظیر ژاکت بتنی، ژاکت فولادی ضمن افزایش چشمگیر مقاومت، وزن اضافی ناچیزی به سازه وارد می‌کند. این ویژگی برای ساختمان‌هایی که محدودیت بار مرده یا فضا دارند (به‌ویژه در محیط‌های شهری یا صنعتی) اهمیت زیادی پیدا می‌کند.
سرعت و سهولت اجرا
به دلیل آماده‌سازی ساده‌تر قطعات فولادی و قابلیت اتصال با پیچ یا جوش، مقاوم سازی ژاکت فولادی نسبت به سایر روش‌ها با سرعت بیشتری انجام می‌شود. این موضوع امکان اجرای پروژه را در مدت کوتاه و حتی در ساختمان‌های در حال بهره‌برداری فراهم می‌کند.
سازگاری با انواع اجزای سازه‌ای
یکی از مزایای مهم ژاکت فلزی، قابلیت استفاده در اعضای مختلف سازه‌ای از تیرها و ستون‌ها گرفته تا اتصالات و دال‌های بتنی است. در هر بخش، نوع، ضخامت و نحوه اتصال ورق فولادی متناسب با نیاز مقاوم سازی طراحی می‌شود تا بیشترین کارایی به دست آید.
دوام بالا و عملکرد طولانی‌مدت
در صورت اجرای صحیح و پوشش مناسب در برابر خوردگی، ژاکت فلزی علاوه بر افزایش مقاومت آنی، موجب افزایش دوام و عمر مفید سازه نیز می‌شود. این ویژگی، به‌ویژه در محیط‌های مرطوب یا سازه‌های صنعتی مهم اسن که در معرض عوامل خورنده قرار دارند.
امکان اجرا بدون تخریب گسترده
در بسیاری از پروژه‌ها، مقاوم سازی با ژاکت فولادی بدون نیاز به تخریب عمده اجزای سازه انجام می‌شود.
این قابلیت باعث کاهش هزینه‌های بازسازی، صرفه‌جویی در زمان و حفظ کاربری ساختمان در طول عملیات مقاوم سازی می‌گردد.
به‌طور خلاصه، ژاکت فلزی با ترکیب ویژگی‌هایی همچون افزایش مقاومت، شکل‌پذیری بالا، سرعت اجرا و دوام زیاد، یکی از اقتصادی‌ترین روش‌های مقاوم سازی اعضای بتنی و فولادی به شمار می‌رود. این روش در کنار انطباق با ضوابط نشریه ۵۲۴، از نظر عملکرد لرزه‌ای نیز جایگاه ویژه‌ای در میان مهندسان عمران و سازه دارد.
مقایسه دو روش اجرای مقاوم سازی ژاکت فولادی
برای مقاوم سازی ژاکت فلزی یا همان ژاکت فولادی، دو روش اصلی وجود دارد که هر کدام کاربرد و مزایای خاص خود را دارند:
ژاکت فلزی پیوسته (Total Encasement)
در روش فلزی پیوسته، صفحات نازک فولادی در فاصله کمی از سطح ستون قرار می‌گیرند و سپس فضای ایجاد شده با ملات غیرانقباضی یا چسب اپوکسی پر می‌شود. این روش موجب ایجاد یک پوشش کامل فلزی اطراف ستون می‌شود که استحکام خمشی و برشی را به شکل یکپارچه افزایش می‌دهد. مزایای این روش مقاوم سازی ژاکت فولادی عبارتند از:
- پوشش کامل و یکنواخت ستون
- افزایش ظرفیت باربری خمشی و برشی
- کاهش احتمال خوردگی با پر کردن کامل فضای بین ستون و ژاکت
ژاکت فلزی قفسه‌ای (Stage Cage Technique)
در روش ژاکت فلزی قفسه‌ای، نبشی‌های فولادی در گوشه‌های مقطع موجود نصب می‌شوند و سپس تسمه‌های عرضی یا صفحات فولادی پیوسته روی آنها جوش داده می‌شود. مانند روش پیوسته، فضاهای بین قفسه فولادی و بتن موجود با ملات غیرانقباضی یا چسب اپوکسی پر می‌شوند. این روش به خصوص در ستون‌های بزرگ یا پروژه‌هایی کاربرد دارد که اجرای مرحله‌ای نیاز دارند. مزایای این روش عبارتند از:
- امکان اجرای مرحله‌ای مقاوم سازی
- کاهش نیاز به قالب‌بندی کامل
- کنترل بهتر در پروژه‌های با ستون‌های بزرگ
انتخاب بین ژاکت فلزی پیوسته و ژاکت فلزی قفسه‌ای بستگی به ابعاد ستون، شرایط اجرا و نیاز پروژه دارد. هر دو روش با استفاده از ملات غیرانقباضی یا چسب اپوکسی فضاهای بین فولاد و بتن را پر می‌کنند و موجب افزایش چشمگیر ظرفیت مقاومتی ستون می‌شوند.
نمونه نقشه‌های اجرایی ژاکت فلزی در پروژه‌های مقاوم سازی
یکی از بخش‌های مهم در اجرای مقاوم سازی ژاکت فلزی، داشتن نقشه‌ها و دیتیل‌های اجرایی دقیق است. این نقشه‌ها راهنمای تیم اجرایی در مراحل نصب صفحات فولادی، نبشی‌ها، تسمه‌ها و پر کردن فضای بین ژاکت و ستون با ملات غیرانقباضی یا چسب اپوکسی هستند و معمولا شامل موارد زیر می‌شوند:
- نمای مقطع ستون قبل و بعد از اجرای ژاکت فولادی
- محل قرارگیری نبشی‌ها و تسمه‌های فولادی در گوشه‌ها و روی سطح ستون
- جزئیات فاصله بین ژاکت فلزی و بتن موجود و نحوه پر کردن آن با ملات یا چسب
- نحوه جوشکاری یا اتصال صفحات فولادی و ترتیب اجرای لایه‌ها در روش‌های پیوسته یا قفسه‌ای
استفاده از این نقشه‌ها، نه تنها اجرای پروژه را سریع‌تر و دقیق‌تر می‌کند، بلکه موجب اطمینان از رسیدن به ظرفیت مقاومتی موردنظر و طول عمر بیشتر سازه می‌شود.
جدول مقایسه روش‌های مختلف مقاوم سازی سازه با ژاکت فولادی
مقاوم سازی ستون ها و اجزای سازه‌ای برای افزایش ظرفیت باربری و دوام آنها، از اهمیت بالایی برخوردار است. روش‌های مختلفی برای این منظور وجود دارند که هر کدام با مصالح و تکنیک‌های خاص خود اجرا می‌شوند:
ژاکت فولادی (Steel Jacket / Steel Encasement)
در روش ژاکت فولادی، صفحات فولادی، نبشی و تسمه‌ها دور عضو نصب می‌شوند و فاصله بین عضو و ژاکت با ملات غیرانقباضی یا چسب اپوکسی پر می‌گردد. ژاکت فولادی افزایش قابل توجهی در ظرفیت خمشی و برشی ایجاد می‌کند و مناسب عضو های بزرگ و پروژه‌های صنعتی است.
ژاکت بتنی (Concrete Jacket)
عضو موجود با یک لایه بتن مسلح و میلگرد احاطه می‌شود. ژاکت بتنی علاوه بر افزایش ظرفیت باربری، از عضو در برابر آتش و خوردگی محافظت می‌کند، اما باعث افزایش ابعاد مقطع و وزن آن شده و زمان اجرای بیشتری نیاز دارد.
FRP (Fiber Reinforced Polymer)
استفاده از الیاف شیشه، کربن یا آرامید به همراه رزین اپوکسی، باعث افزایش مقاومت کششی و برشی می‌شود. روش مقاوم سازی با FRP که سبک و سریع است و برای سازه‌های تاریخی و عضو سازه ای که دسترسی محدود دارند مناسب است، اما مقاومت آن در برابر ضربه و دماهای بالا محدودیت دارد.
FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix)
در این روش، الیاف کربن یا شیشه با یک ماتریس سیمانی روی سطح بتنی نصب می‌شوند. FRCM وزن کمتری نسبت به ژاکت بتنی دارد و مقاومت خوبی در برابر حرارت و آتش ارائه می‌دهد، اما ظرفیت خمشی آن کمتر از ژاکت فولادی است و سطح زیر کار باید تمیز و آماده باشد.
جدول مقایسه روش‌های مختلف مقاوم سازی سازه
| روش مقاوم سازی | مواد مورد استفاده | مزایا | محدودیت‌ها | کاربرد اصلی |
| ژاکت فولادی | صفحات فولادی، نبشی، تسمه، ملات غیرانقباضی یا چسب اپوکسی | افزایش ظرفیت خمشی و برشی ، امکان اجرای مرحله‌ای، پوشش کامل و یکنواخت | وزن بالا، نیاز به مهارت جوشکاری، گاهی نیاز به قالب‌بندی | عضو سازه ای با مقطع بزرگ بزرگ، پروژه‌های صنعتی و حساس |
| ژاکت بتنی | بتن مسلح، میلگرد | افزایش ظرفیت خمشی و برشی، محافظت در برابر حریق و خوردگی | افزایش ابعاد مقطع، وزن زیاد، زمان اجرا طولانی | ساختمان‌های مسکونی و تجاری، عضو سازه ای با دسترسی آسان |
| FRP | الیاف آرامید، شیشه یا کربن با رزین اپوکسی | سبک، نصب سریع، مقاوم در برابر خوردگی | مقاومت محدود در برابر ضربه و حرارت بالا، هزینه نسبتاً زیاد | سازه‌های تاریخی، عضو سازه ای موجود با دسترسی محدود |
| FRCM | الیاف کربن یا شیشه با ماتریس سیمانی | مقاوم در برابر حرارت و آتش، وزن کمتر نسبت به ژاکت بتنی | ظرفیت خمشی کمتر نسبت به ژاکت فولادی، نیاز به سطح آماده و تمیز | تقویت عضو بتنی موجود، پروژه‌های بازسازی |
محدودیت‌های روش ژاکت فولادی در پروژه‌های مقاوم سازی
روش ژاکت فولادی یکی از رایج‌ترین تکنیک‌های مقاوم سازی است و مزایای قابل توجهی در افزایش ظرفیت خمشی و برشی دارد. با این حال، این روش محدودیت‌هایی نیز دارد که پیش از تصمیم‌گیری باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد:
افزایش بار مرده و تاثیر بر سازه موجود
نصب صفحات فولادی، نبشی‌ها و تسمه‌ها به دور عضو باعث افزایش بار مرده سازه می‌شود. این افزایش وزن ممکن است بر ظرفیت فونداسیون و سایر عناصر سازه‌ای تاثیر بگذارد و در سازه‌های قدیمی یا عضو سازه ای با ظرفیت محدود، نیاز به ارزیابی مجدد و طراحی تقویتی اضافی داشته باشد. به همین دلیل، مهندس سازه باید قبل از اجرای ژاکت فولادی، محاسبات دقیق بارگذاری و رفتار را بررسی کند.
نیاز به تخصص و مهارت فنی بالا
اجرای ژاکت فولادی، دقت در جوشکاری، نصب صحیح صفحات و رعایت فاصله مناسب بین ژاکت و عضو را می‌طلبد. هرگونه اشتباه در جوشکاری یا فاصله‌گذاری می‌تواند باعث کاهش اثر مقاوم سازی، افزایش خطر خوردگی فولاد یا ایجاد تمرکز تنش در عضو شود. بنابراین، نیروی انسانی متخصص و نظارت مهندسی الزامی است.
محدودیت‌های اجرایی و دسترسی
در عضو سازه ای موجود با دسترسی محدود یا در فضاهای باریک، نصب کامل ژاکت فولادی دشوار است. در چنین شرایطی، اجرای ژاکت قفسه‌ای (Stage Cage) به جای ژاکت پیوسته توصیه می‌شود، اما حتی این روش هم نیازمند فضای کافی برای جوشکاری و پر کردن فاصله بین عضو سازه ای و ژاکت است.
هزینه نسبی بالاتر
مواد فولادی و تجهیزات جوشکاری هزینه بیشتری نسبت به روش‌هایی مانند FRP یا FRCM دارند. علاوه بر آن، زمان اجرای طولانی‌تر و نیاز به نیروی متخصص، هزینه کل پروژه را افزایش می‌دهد. بنابراین، در پروژه‌هایی که محدودیت بودجه دارند یا اجرای سریع مورد نیاز است، انتخاب ژاکت فولادی ممکن است بهینه نباشد.
حساسیت به خوردگی و نیاز به نگهداری
فولاد در معرض رطوبت و عوامل محیطی ممکن است دچار خوردگی شود. اگر فضای بین عضو و ژاکت به درستی با ملات غیرانقباضی یا چسب اپوکسی پر نشود یا پوشش محافظ فولاد کامل نباشد، دوام مقاوم سازی کاهش می‌یابد. این موضوع خصوصا در محیط‌های صنعتی یا مرطوب اهمیت بالایی دارد.
تاثیر بر ابعاد و زیبایی سازه
نصب ژاکت فولادی باعث افزایش ابعاد مقطع می‌شود که ممکن است در برخی پروژه‌ها با محدودیت فضایی یا ملاحظات معماری مشکل‌ساز باشد. در ساختمان‌های مسکونی یا پروژه‌هایی که حفظ ظاهر عضو مهم است، نیاز به طراحی دقیق برای کاهش تاثیر ابعادی وجود دارد.
نتیجه‌گیری
مقاوم سازی سازه‌ها با ژاکت فولادی یکی از موثرترین روش‌ها برای افزایش ظرفیت خمشی و برشی و بهبود رفتار سازه در برابر بارگذاری‌های اضافی و نیروهای جانبی به‌شمار می‌آید. این روش، به ویژه در ستون‌های بزرگ، سازه‌های صنعتی و پروژه‌های حساس، مزایای قابل توجهی از جمله پوشش کامل و یکنواخت، امکان اجرای مرحله‌ای و افزایش دوام سازه ارائه می‌دهد.
با این حال، پیش از انتخاب ژاکت فولادی، محدودیت‌های آن از جمله افزایش وزن سازه، نیاز به نیروی انسانی متخصص، حساسیت به خوردگی، افزایش ابعاد ستون و تیر و هزینه نسبی بالاتر باید درنظر گرفته شوند. انتخاب نوع ژاکت، چه پیوسته (Total Encasement) و چه قفسه‌ای (Stage Cage Technique)، باید بر اساس ابعاد تیر و ستون، شرایط اجرایی و الزامات پروژه باشد.
در مقایسه با سایر روش‌های مقاوم سازی مانند FRP، ژاکت بتنی و FRCM، ژاکت فولادی با وجود هزینه و نیاز به تجهیزات تخصصی، بیشترین افزایش ظرفیت باربری و دوام را برای تیر و ستون فراهم می‌کند. روش‌های جایگزین ممکن است سبک‌تر، سریع‌تر یا اقتصادی‌تر باشند، اما در کاربردهای صنعتی و سازه‌های حساس، ژاکت فولادی همچنان گزینه اول محسوب می‌شود.
بنابراین، برای اجرای موفق پروژه‌های مقاوم سازی، ترکیب مطالعه دقیق سازه موجود، انتخاب روش مناسب، طراحی صحیح ژاکت و نظارت مهندسی حرفه‌ای ضروری است تا هم ایمنی و عملکرد سازه تضمین شود و هم عمر مفید آن افزایش یابد.
