09121001763

02188259793

ساعت مشاوره ۱۰ الی ۱۶

جستجو

کاربرد FRP در ساختمان های بتنی

کاربرد FRP در ساختمان های بتنی

گسترش تکنولوژی های جدید علم مواد و پلیمرها با مشخصات مکانیکی مختلف، جامعه مهندسی در رشته های گوناگون را بر آن داشته تا از قابلیت ها و کاربردهای متنوع این محصولات استفاده نموده و جایگزینی آن ها را با مصالح و مواد سنتی اجتناب ناپذیر ساخته است. از جمله فواید FRP در ساختمان بتنی کنترل کیفی ساخت، مقاومت مکانیکی و مقاومت شیمیایی بالا در برابر اثرات محیط از جمله مزیت های این تکنولوژی ها محسوب میگردد.

فواید FRP در ساختمان بتنی : 

یکی از موارد کاربرد مقاوم سازی با FRP در صنعت ساخت و ساز، استفاده جهت تقویت و مقاوم سازی ساختمان ها و سازه های بتنی موجود می باشد. مزایای استفاده از سیستم های FRP جهت تقویت و مقاوم سازی سازه های بتنی را می توان به مواردی چون سرعت بالای اجرا و همچنین عدم وجود تغییرات معماری در ساختمان و از سوی دیگر به امکان تحقق کنترل کیفیت بالا و وجود مبانی روشن فنی جهت طراحی و اجرای نسبت داد. لذا از بین گزینه های تعریف شده جهت تقویت سازه های بتنی، استفاده از سیستم های تقویت پلیمرهای مسلح شده با الیاف (FRP Strengthening) و در اصطلاح عام، مقاوم سازی با استفاده از FRP یک راهکار مناسب محسوب می گردد.

بدیهی است مشابه هر سیستم و تکنولوژی دیگر، استفاده مؤثر و صحیح از سیستم های تقویت FRP در سازه ها مستلزم توجه به شرایط استاندارد طراحی، نظارت و اجرا بوده و وجود تخصص و تسلط بر مبانی فنی موضوع برابر ضوابط استانداردهای معتبر را اجتناب ناپذیر می سازد. لذا در ادامه به صورت مختصر به بررسی فواید FRP در ساختمان بتنی و تقویت سازه های بتنی پرداخته و به طور اجمالی نکات و هشدارهای لازم در خصوص استفاده بجا و استاندارد این تکنولوژی متذکر شده است.

فواید FRP در ساختمان بتنی : 

تقویت خمشی با استفاده از FRP

اتصال FRP در وجه کششی المان های تحت خمش، بگونه ای که راستای الیاف در امتداد طول عضو  قرار گرفته و در انتقال نیروهای کششی ناشی از خمش موثر باشد ( همانند میلگردهای کششی ) می تواند مقاومت خمشی المان های بتنی را افزایش دهد. عوامل متعددی مانند ابعاد مقطع المان بتنی، مساحت و مشخصات مکانیکی میلگردهای موجود و FRP مورد استفاده و همچنین مقاومت بتن موجود، در میزان افزایش مقاومت خمشی سازه های بتنی با استفاده از سیستم های FRP دخیل می باشند. در ادبیات فنی این افزایش مقاومت از ۱۰ تا ۱۶۰ درصد گزارش شده است. لذا با توجه به محدودیت های موجود در خصوص شکل پذیری، ضوابط بهره برداری و دیگر محدودیت های آیین نامه ای، افزایش مقاومت خمشی سازه های بتنی تا حداکثر ۴۰ درصد قابل قبول تلقی و توصیه شده است.   فواید FRP در ساختمان بتنی  

هشدارهای فنی اول در خصوص فواید FRP در ساختمان بتنی :

هشدار فنی اول در خصوص فواید FRP در ساختمان بتنی جهت تقویت خمشی سازه های بتنی آنکه « با توجه به رفتار صرفاً ارتجاعی FRP، استفاده از آن جهت تقویت خمشی المان های باربر لرزه ای و بویژه در نواحی مفاصل پلاستیک، مستلزم بررسی ها و ارزیابی دقیق و حصول اطمینان از عملکرد مورد انتظار سازه به لحاظ شکل پذیری تحت سیکل های رفت و برگشتی لرزه ای است. توجه به این نکته ضروری است که مقاطع تقویت شده بدین روش از ظرفیت چرخش و انحنا کمتری در حالت تقویت شده برخوردار بوده و در نظر گرفتن این موضوع در محاسبات الزامی است. استفاده از روش های طراحی بر اساس عملکرد و انجام تحلیل های غیر خطی و در صورت لزوم انجام آزمایش های لازم در این خصوص پیشنهاد می گردد ».

هشدار فنی دوم در خصوص فواید FRP در ساختمان بتنی : 

هشدار فنی دوم در خصوص فواید FRP در ساختمان بتنی جهت تقویت خمشی سازه های بتنی آنکه: « مقاومت خمشی سازه تقویت شده بسته به مود شکست حاکم تعیین می گردد. جداشدگی بین سطح بتن و FRP در محل ترک های خمشی یا برشی، ورقه ورقه شدن پوشش بتنی و جداشدگی از نزدیکی شبکه میلگردها در محل انقطاع FRP در تأیین مود شکست سازه تقویت شده تعیین کننده خواهد بود. لذا طراحی صحیح برابر ضوابط استانداردهای معتبر، ارایه جزییات اجرایی استاندارد بویژه جهت مهار صحیح FRP در مقاطع بحرانی و محل های قطع FRP و همچنین اجرا و نصب استاندارد FRP ( شامل ترمیم، زیرسازی و آماده سازی صحیح و نصب استاندارد ) توسط گروه های متخصص و مجرب در این خصوص الزامی است ».

تقویت برشی با استفاده از FRP

استفاده از FRP به صورت دورپیچ ( سه حالت دورپیچ کامل، U شکل و در دو طرف جان ) و قرارگیری الیاف در امتداد عرضی مقطع یا عمود بر راستای ترک های محتمل برشی، بطور مؤثری سبب افزایش مقاومت برشی المان های بتنی می گردد. اضافه مقاومت برشی ایجاد شده بدین روش به پارامترهای مختلفی مانند: ابعاد المان، حالت دورپیچ، مقاومت بتن موجود و ... وابسته است. لذا همواره میزان این افزایش مقاومت بسته به ضوابط بهره برداری و متناسب با شرایط باربری عضو محدود است. با درنظر گرفتن شرایط و ضوابط خاصی، می توان از سیستم های تقویت برشی FRP در محل های احتمالی تشکیل مفاصل پلاستیک و جهت افزایش شکل پذیری غیرارتجاعی مقاطع بتنی تحت خمش استفاده نمود.

در اینجا نیز همانند سیستم های تقویت خمشی FRP، کنترل جداشدگی FRP، از سطح بتن حایزاهمیت بوده و مستلزم لحاظ نمودن آثار این موضوع در فاز طراحی  و محاسبات و همچنین اجرا و نصب استاندارد FRP است.

 تقویت محوری یا ترکیب محوری - خمشی با استفاده از FRP : 

تقویت محوری- فشاری خالص

می توان از سیستم های FRP، جهت ایجاد محصورشدگی از طریق ژاکت ( دورپیچ کامل ) FRP و به طبع آن افزایش مقاومت فشاری المان بتنی استفاده نمود. در این روش قرارگیری الیاف در امتداد عمود بر محور طولی عضو به صورت دورپیچ کامل، سبب ایجاد محصورشدگی انفعالی (Passive) در عضو می گردد. از این رو FRP تا زمان بارگذاری و رخداد تغییرشکل های عرضی در المان بتنی موجود منفعل بوده و تحت تنش قرار نگرفته و تأثیری در باربری عضو ندارد. بدین سبب اجرا و نصب استاندارد و اطمینان از چسبندگی کامل بین بتن و FRP در این روش مقاوم سازی بسیار حائزاهمیت می باشد.

تقویت ترکیب فشاری – خمشی

دورپیچ کامل یا ژاکت FRP، می تواند جهت ایجاد محصورشدگی و در نتیجه افزایش مقاومت المان های بتنی تحت ترکیب نیروهای فشاری و خمشی مورد استفاده قرار گیرد. لذا توجه به هشدار فنی زیر بسیار حائزاهمیت است. در مقاله ای دیگر با  کاربرد FRP در مقاوم سازی ساختمان بیشتر آشنا خواهید شد. هشدار فنی در خصوص فواید FRP در ساختمان بتنی جهت تقویت فشاری - خمشی سازه های بتنی آنکه: « افزایش قابل ملاحظه مقاومت تنها در صورتیکه نقطه متناظر با نیروی فشاری و خمشی نهایی در بالای خط متصل کننده مبدا به نقطه بالانس در منحنی P-M باشد محقق خواهد شد.

همانطور که از دیاگرام P-M در دو حالت محصور شده و محصور نشده  قابل دریافت است، محدودیت مذکور از این واقعیت که افزایش مقاومت در نتیجه محصورشدگی تنها برای المان های با مود شکست حاکم فشاری قابل ملاحظه می باشد، نشات می گیرد ». با درنظر گرفتن هشدار بالا، محاسبات استاندارد طرح تقویت بدین روش، مستلزم تسلط بر مبانی طراحی سازه های بتنی بوده و با توجه به حجم بالای محاسبات و عدم امکان استفاده از نرم افزار های معمول طراحی مانند Sap و Etabs بدین منظور، وجود قابلیت های برنامه نویسی و استفاده از ابزارهای انفورماتیکی جهت تدقیق نتایج و تسریع در فرآیند محاسبات اجتناب ناپذیر خواهد بود.

تقویت محوری – کششی خالص

با توجه به مشخصه خطی – ارتجاعی مصالح FRP، مشارکت FRP در انتقال نیروها در المان های تحت کشش خالص، بطور مستقیم به میزان کرنش المان وابسته بوده و مطابق اصل هوک قابل محاسبه است. در این مورد شرایط طراحی و میزان کرنش موثر FRP بسته به مشخصات المان و شرایط پیوستگی بین سطح بتن و FRP، مشابه سیستم های تقویت برشی با استفاده از FRP است.

فواید FRP در ساختمان بتنی

انصراف از نظر
نظرات
24/04/1400 12:56 ب.ظ
مزایای استفاده از کامپوزیت FRP در مقاوم سازی ساختمان چیست؟
24/04/1400 12:56 ب.ظ
ملات ترمیمی پایه اپوکسی کوانتوم چیست و چه مزایایی برای استفاده دارد؟
24/04/1400 12:56 ب.ظ
کاربرد ورق‌های اف آر پی چیست؟
24/04/1400 01:06 ب.ظ
پاسخ به سوال:
مزایای استفاده از کامپوزیت FRP در مقاوم سازی ساختمان چیست؟
جواب:
ضخامت کم الیاف FRP سبب نازک بودن ورق های کامپوزیت FRP  در حد میلی‌مترشده و در نتیجه باعث می‌گردد فضای اضافه اشغال نکند و زیبایی¬شناسی معماری را دستخوش تغییر قرار ندهند.
· الیاف FRP بسیار سبک بوده و تاثیری در وزن ساختمان ندارند.
· نسبت مقاومت به وزن این الیاف بسیار بالا می ¬باشد.
· مقاومت در برابر اسید و خورندگی FRP ها سبب کاربرد روز افزون آنها در برابر محیط اسیدی و شیمیایی شده است.
· نفوذ ناپذیری مغناطیسی بالایی دارد که شرایط استفاده در محیط¬های حساس به مغناطیس را فراهم می ¬آورد.
· در برابر ضربه و خستگی مقاومت مناسبی دارد.
· به دلیل وزن سبک حمل و نقل آن راحت می¬ باشد.
· سرعت اجرای بالایی دارد.
· سطح اجرا شده با FRP بسیار تمیز می¬ باشد.
· در اجرای پروژه¬ های مقاوم ¬سازی و ترمیم بسیار مقرون به صرفه‌تر از روش ¬های سنتی می ¬باشد.
24/04/1400 01:07 ب.ظ
پاسخ به سوال :
ملات ترمیمی پایه اپوکسی کوانتوم چیست و چه مزایایی برای استفاده دارد؟
جواب:
ملات بسیار قوی و مقاوم بر پایه رزین های اپوکسی می باشد،که از خاصیت چسبندگی بالایی برای پیوند دادن بین بتن جدید و قدیم و سایر اجزا برخوردار می باشد. علاوه بر این از آنجایی که سطوح مختلف همواره در معرض انواع ضربه های مکانیکی از قبیل فشاری و سایشی قرار می گیرد لذا فرسایش حاصله از این عوامل به ایجاد پستی و بلندی در سطح و معلق شدن ذرات و آلودگی محیط را سبب می شود.
همچنین در اثر تأثیر مواد گوناگون شیمیایی بر روی سطوح کف خوردگی سطوح بتنی و فلزی اجتناب ناپذیر است در نتیجه راهکار مناسب جهت پیشگیری از مشکلات فوق استفاده از پوشش هایی است که بتواند سطوح را در برابر ضربات و نیروهای مکانیکی و عوامل خورنده شیمیایی حفظ نماید و چسبندگی فوق العاده به سطوح زیر کار دهد.
24/04/1400 01:07 ب.ظ
پاسخ به سوال:
کاربرد ورق‌های اف آر پی چیست؟
جواب:
ورق‌ها یا لمینیت‌های اف آر پی با چسب‌های مستحکم و مناسب به سطح بتن چسبانده می‌شوند و جهت تعمیر و تقویت سازه‌های آسیب دیده (ناشی از زلزله و یا ناشی از خوردگی آب‌های یون‌دار) استفاده می‌شود. ورق‌های FRP با چسب اپوکسی به سطوح مورد نظر بتنی و فولادی می‌چسبند و باعث افزایش مقاومت المان‌های باربر می‌شوند. از ورق‌های FRP در اکثر مواقع برای مقاوم‌سازی و بهسازی ساختمان‌ها در پروژه‌های مقاوم‌سازی و بهسازی لرزه‌ای سازه‌ها استفاده می‌شود.
فیلترها
Sort
display