0912-1001763

88259793

جستجو

مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 در واقع FRP مخفف Fiber Reinforced Polymer است. FRP بیشترین استفاده را برای ترمیم و مقاوم سازی سازه های بتنی دارد. وقتی FRP را روی سطح های بتنی مانند دال ها، تیرها، ستون ها و فونداسیون و دیوارهای بتنی قرار می دهند، به این ترتیب مقاومت بتن را بیشتر می کنند. در این مقاله شما با مقاوم سازی با FRP و مصالح آن بیشتر آشنا خواهید شد.

از FRP در ساختمان ها با کاربری های مختلف به عنوان تکیه گاه ماشین آلات سنگین و در سازه های آبی مثل سدها و کانال ها استفاده می کنند. همچنین، FRP برای مقاوم سازی زیر ساخت های مهندسی مانند پل های جاده ای و ریلی و مخازن نگهدای آب و مواد شیمیایی، سیلوها و برج های خنک کننده به کار می رود. مقاوم سازی ساختمان با FRP همان طور که به شکل خلاصه برایتان عنوان کردیم، موارد کاربرد زیادی دارد.

 

مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 

FRP از دو ماده تشکیل شده است؛ ماتریس و الیاف.

 

  • رزین های اپوکسی و پلی استر مواد اصلی ماتریس هستند. برای این که مصرف آن ها صرفه اقتصادی داشته باشد و همچنین بهبود خواصشان، در آن ها از افزودنی ها استفاده می کنند. ماتریس انتقال بار FRP را به سرانجام می رساند. همچنین، کمانش موضعی الیاف تحت فشار را تحت کنترل دارد.
  • الیاف وظیفه تأمین مقاومت مکانیکی را در FRP به عهده دارد. همچنین الیاف است که عمل محافظت در برابر خوردگی و آسیب دیدن را انجام می دهد. الیاف بیشترین بخش تشکیل دهنده FRP است.

 

مقاوم سازی سازه های بتنی با FRP| مقاوم سازی ساختمان قدیمی| فونداسیون| روش اجرای FRP| مقاوم سازی ساختمان با FRP و انواع آن

 

مقاوم سازی ساختمان با FRP و انواع آن

 

FRP انواع مختلفی دارد:

 

  • میلگرد
  • صفحه
  • فیبر

 

مقاوم سازی با FRP و مصالح آن هر کدام موارد استفاده خود را دارند :

 

  • از پروفیل ها در خرپاها و سازه های قابی استفاده می شود.
  • میله ها، آرماتورها و همچنین شبکه ها به طور مجزا و به شکل آرماتورهای داخلی پیش تنیده برای اعضای بتنی به کار می روند.
  • تسمه ها، صفحات و پوسته ها به طور مجزا و به شکل آرماتورهای خارجی پیش تنیده برای اعضای بتنی، چوبی، بنایی و فلزی کاربرد دارند.
  • صفحات، پوسته ها و مقاطع قالب شده به طور مجزا و مرکب در قالب بندی های تسلیح خارجی اعضای بتنی و درجا استفاده می شوند.

 

مقاوم سازی با FRP و شرایط محل نصب

 

در زمان استفاده از مصالح FRP باید دقت شود که از استانداردهای لازم برخوردار باشند و بهتر است همیشه از برندهای معتبر تهیه شوند. برای طراحی مقاوم سازی ساختمان با FRP یک سری ابزار لازم است که از جمله آن ها می توان به آئین نامه های مقاوم سازی و نرم افزار های کمکی اشاره کرد.

اجرای مقاوم سازی با FRP و مصالح آن به نیروی متخصص نیاز دارد. افراد بدون داشتن آگاهی لازم درباره شیوه نصب آن نمی توانند کاری از پیش ببرند.

 

نقاط ضعف  مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 

FRP هم مانند دیگر مصالح ساختمانی دارای نقاط ضعفی است :

 

  • حساسیت در برابر آتش
  • داشتن ضعف در مقابل تحمل تنش‌های فشاری
  • پیوستگی میان ورق FRP و سطح عضو بتنی

 

مقاوم سازی سازه های بتنی با FRP| مقاوم سازی ساختمان قدیمی| فونداسیون| روش اجرای FRP|    مزایای مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 

   مزایای مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 

این روش دارای مزایای مخصوص به خود نیز است:

 

  • داشتن مقاومت کششی زیاد و کمک به بالا بردن مقاومت فشاری اعضا
  • داشتن مشخصات فنی بالا مانند مدول و مقاومت
  • داشتن مقاومت در برابر خوردگی
  • حمل و نقل آسان
  • سرعت زیاد اجرا
  • داشتن وزن سبک و چگالی پایین
  • توقف نداشتن کاربری در زمان اجرای تقویت با آن
  • نیاز نداشتن به قالب بندی
  • نبود مشکلات معماری

 

موارد استفاده مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 

از این شیوه مقاوم سازی در موارد زیادی استفاده می شود:

 

  • مقاوم سازی ساختمان ها، پل ها و پایه پل ها
  • مقاوم سازی سازه های صنعتی، بنایی و بتنی
  • مقاوم سازی ساختمان های مسکونی، تجاری و غیره
  • مقاوم سازی سیلوها، خطوط لوله و نیروگاه ها

 

از دیگر روش های مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 

به کار بردن FRP برای تقویت ستون های بتنی از دیگر روش های مقاوم سازی کارآمدتر است. کامپوزیت FRP برای تقویت ستون های بتنی که تحت بار محوری و برشی هستند و همچنین ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺳﺘﻮن ﻫﺎ کاربرد دارد.

همچنین اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻣﺸﺨﺼﻪ ﺑﺘﻦ که به علت اﻓﺰاﯾﺶ ﺷﮑﻞ ﭘﺬﯾﺮی، تأثیر افزایشی روی اﺛﺮ ﻣﺤﺼﻮر ﺷﺪﮔﯽ بتن به وجود می آید، از دیگر کاربردهای آن است. FRP به علت نازک بودن ورق هایش بهترین گزینه برای تقویت ستون ها است. به این ترتیب در جانمایی پارکینگ های ساختمانی ایرادی وارد نخواهد شد.

FRP بیشترین تأثیر را در ستون های دایره شکل دارد. هر چند در ستون های مربع و مستطیل هم با گرد کردن گوشه ها می توان از FRP استفاده کرد. المان ستون بتنی را با FRP دورپیچ می کنند و به این ترتیب خواص باربری و شکل پذیری بتن ستون بهبود پیدا می کند و FRP از افزایش ترک های محیطی بتن ممانعت به عمل می آورد و موجب افزایش کرنش های بتن می شود.

 

مقاوم سازی سازه های بتنی با FRP| مقاوم سازی ساختمان قدیمی| فونداسیون| روش اجرای FRP|    شیوه های مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 

از رایج ترین شیوه های مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 

از رایج ترین شیوه های تقویت با FRP تقویت ستون بتنی است. اصلی ترین عامل که در تقویت ستون بتنی با FRP مؤثر است، به شکل مقطع ستون ها ارتباط دارد. افزایش مقاوت برشی تیرها و ستون ها با این الیاف موجب افزایش مقاومت برشی مقاطع بتنی ضعیف می شود. با نصب FRP در زیر تیر و نصب آن به شکل u یا با دورپیچ آن می توان مقاوت برشی را در همه یا بخشی از تیر بالا برد.

البته که روش دورپیچ کامل بیشترین تأثیر را دارد. می توان دورپیچ کردن ستون ها با FRP را در جاهایی به کار برد که خاموت گذاری ویژه لازم است یا در مواردی که خاموت های اجرا شده از پس نیازهای طرح بر نمی آیند.

 

نتیجه نهایی برای مقاوم سازی با FRP و مصالح آن

 

مقاوم سازی و بهسازی کف و دال های بتنی به ویژه سقف به وسیله FRP برای دستیابی به ظرفیت و عملکرد مورد نظر، موجب بالا رفتن مقاومت خمشی و برشی می‌شود. همچنین، بالا رفتن مقاومت در مقابل خوردگی، ارتعاش و سایش را به دنبال دارد. در ضمن،  FRP برای تأمین ظرفیت و عملکرد و همچنین تقویت، ترمیم و مقاوم سازی دیوارهای بتنی و بنایی به کار می رود.

 

مزایا و خصوصیات مقاوم سازی دال بتنی با FRP

 

  • افزایش مقاومت خمشی دال های یک طرفه
  • افزایش مقاومت خمشی دال های دو طرفه
  • تقویت و افزایش مقاومت برشی
  • افزایش سختی و کاهش خیز در بارهای سرویس
  • افزایش شکل پذیری
  • ترمیم و تقویت ناشی از خوردگی
  • افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  • صرفه اقتصادی نسبت به روش های معمول
  • سهولت در اجرا

 

کاربرد مقاوم سازی با FRP و مصالح آن در حین بالا بردن مقاومت خمشی و برشی، موجب پخش تنش در تمام صفحه به جای تمرکز آن در یک نقطه می شود. به این ترتیب، از دیوار در برابر بارهای جانبی دینامیکی و همچنین رفت و برگشتی زلزله و حمله های شیمیایی حفاظت به عمل خواهد آمد. با نصب FRP رو یا زیر تیر، مقاومت برشی آن بالا می رود.

برای بالا بردن مقاومت خمشی تیر با آن، باید دقت کنید که FRP مثل یک میلگرد کششی عمل می کند و برای آن نباید سهم فشاری در نظر گرفته شود. بالا بردن مقاومت خمشی ستون با نصب FRP روی ستون، به طوری که الیاف در امتداد محور طولی ستون باشد، امکان پذیر است.  

 

 

مقاوم سازی تیر با کامپوزیت های FRP

 

تیر بتنی

 

مقاوم سازی تیر بتنی با مصالح FRP در طی 3-4 روز به 3 برابر مقاومت کششی فولاد می رسند، از این رو با توجه به اینکه الیاف FRP مقاومت کششی بسیار بالایی نسبت به ورقه های فولادی دارند، اتصال FRP به ناحیه کششی بتن در تیر بتنی سبب افزایش ظرفیت خمشی مقطع خواهد شد.

عوامل متعددی مانند ابعاد مقطع تیر بتنی، مساحت و مشخصات مکانیکی میلگردهای موجود و میلگرد 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 10 تا 160 درصد گزارش شده است.

 

مقاوم سازی سازه های بتنی با FRP| مقاوم سازی ساختمان قدیمی| فونداسیون| روش اجرای FRP|  مقاوم‌ سازی تیر بتنی با FRP و مصالح آن

 

مزایای روش مقاوم‌ سازی تیر بتنی با FRP

 

  • افزایش مقاومت خمشی تیر
  • افزایش مقاوم برشی تیر
  • افزایش شکل پذیری تیر
  • افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  • افزایش دوام و عمر
  • کنترل عرض ترک
  • ضخامت کم ورقه های FRP و عدم تغیر قابل توجه در ابعاد تیر
  • سهولت در اجرا
  • هزینه پایین نسبت به روش های مرسوم دیگر
  • ترمیم ناشی از خوردگی

 

مزایای روش مقاوم‌ سازی تیر فولادی با FRP

 

  • به حداقل رسیدن مشکلات اجرایی به دلیل وزن بسیار کم الیاف FRP
  • انعطاف پذیری بالای الیاف FRP
  • افزایش ظرفیت خمشی تیرهای فولادی
  • به تاخیر انداختن کمانش موضعی بال تیر
  • ضخامت کم لمینیت FRP و عدم تغیر قابل توجه در ابعاد تیر
  • هزینه پایین نسبت به روش های مرسوم دیگر

 

 

انصراف از نظر
فیلترها
Sort
display