-تهران - کوی نصر - خیابان علالی غربی (پیروزی) -پلاک ۱۱۵- طبقه دوم - واحد۳ | تلفکس :۹ - ۸۸۴۸۶۷۷۸ | ۸۸۲۵۹۷۹۳ مشاوره رایگان : ۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

تلفکس :۹ - ۸۸۴۸۶۷۷۸ | ۸۸۲۵۹۷۹۳ مشاوره رایگان : ۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

مشاوره رایگان

۰۹۱۲۱۰۰۱۷۶۳

کاربرد FRP در مقاوم سازی ساختمان

FRP و کاربرد آن در مقاوم سازی

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.

سه شنبه 2 مرداد 1397
masoumi

گسترش تکنولوژی های جدید علم مواد و پلیمرها با مشخصات مکانیکی مختلف، جامعه مهندسی در رشته های گوناگون را برآن 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. کنترل کیفی ساخت، مقاومت مکانیکی و مقاومت شیمیایی بالا در برابر اثرات محیط از جمله مزیت های این تکنولوژی ها محسوب میگردد. FRP و کاربرد آن در مقاوم سازی در صنعت ساخت و ساز، استفاده جهت تقویت و مقاوم سازی ساختمان ها و سازه های بتنی موجود می باشد.

FRP و کاربرد آن در مقاوم سازی : 

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  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 روش های مختلف مقاوم سازی 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.

 تقویت خمشی با استفاده از FRP و کاربرد آن در مقاوم سازی : 

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 مؤثر 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.

هشدارهای لازم در استفاده از FRP و کاربرد آن در مقاوم سازی : 

هشدار فنی اول در خصوص استفاده از FRP جهت تقویت خمشی سازه های بتنی آنکه: « با توجه به رفتار صرفا 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 دیگر در استفاده از FRP و کاربرد آن در مقاوم سازی : 

هشدار فنی دوم در خصوص استفاده از FRP 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 FRPدر تایین مود شکست سازه تقویت شده تایین 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 و کاربرد آن در مقاوم سازی : 

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 در نظر 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 حایز اهمیت بوده و مستلزم لحاظ نمودن آثار این موضوع در فاز طراحی  و محاسبات و همچنین اجرا و نصب استاندارد FRP است. برای درک بهتر مطلب بالا، بر روی لینک کاربرد FRP در ساختمان های بتنی کلیک نمایید.

تقویت محوری یا ترکیب محوری-خمشی با استفاده از FRP و کاربرد آن در مقاوم سازی : 

۱-۱  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. منحنی تنش – کرنش یک ستون بتن مسلح در حالت های محصور نشده و محصور شده در سطوح مختلف محصورشدگی را به تصویر کشیده است. این شکل بخوبی گویای تأثیر محصورشدگی در افزایش مقاومت فشاری عضو بتنی بوده و علاوه بر آن نشان دهنده تأثیر محسوس محصورشدگی بر افزایش کرنش نهایی بتن می باشد. این موضوع افزایش شکل پذیری المان بتنی محصور شده را به همراه خواهد داشت.

۱-۲  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.

۱-۳  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 مؤثر FRP بسته به مشخصات المان و شرایط پیوستگی بین سطح بتن و FRP، مشابه سیستم های تقویت برشی با استفاده از FRP است.  

FRP و کاربرد آن در مقاوم سازی

ثبت نظر

ارسال