یکی از روش های مقاوم سازی برای انواع ساختمان ها استفاده از الیاف پلیمری است .اف ارپی مخفف Fiber – rein forced polymer به معنای فیبرهای پلیمری تقویت شده است .
ماده ای کامپوزیتی از ترکیب پلیمر تقویت شده ماتریس همراه الی (fiber) است. آر پی یا همان کامپوزیت های پیشرفته از جنس فیبرهای پلیمری تقویت شده , با توجه به توسعه ی ساخت و ساز در سراسر جهان به شدت محبوب شده و به وفور در امر مقاوم سازی سازه ها استفاده می شوند .
از آن جا که پلیمرهای تقویت شده با فیبرهای کربن (CFRP) دارای مقاومت بالایی نسبت به وزن آن است برای تقویت سازه های جدید , مقاوم سازی و بازسازی ساختمان های بتنی , پل و سایر سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد .
این نکته را باید در نظر داشت که در مقاوم سازی با FRP مهندسین طراح مقاوم سازی دارای محدودیت می باشند که مانع از این خواهند شد که بتوانند هرگونه المان ضعیف بتنی را با استفاده از الیاف FRP و یا لمینت FRP تقویت نمایند.
این محدودیت ها عبارتند از :
با پیشرفت علم و تکنولوژی، مواد و مصالح نوین به بخش ساختمان وارد شدند که این مصالح نقش به سزایی در مقاوم سازی نیز دارند. از جمله این مواد که در حال حاضر در مقاوم سازی ساختمان کاربرد دارد FRP میباشد. در مقاوم سازی ساختمان با FRP المانهای ضعیف بتنی اعم از تیر، ستون، دیوار برشی و دالهای بتنی با استفاده از الیاف FRP تقویت میشوند که هم در مقاوم سازی کل ساختمان به کار برده می شوند هم در تقویت بخشی از سازه یا المانی مانند تیر یا ستون که ضعیف شده است.
عملیات مقاوم سازی ساختمان با FRP میتواند به علل زیر مورد نیاز باشد:
مهمترین مزایای استفاده از روش مقاوم سازی با FRP نسبت به سایر روش های مقاوم سازی ساختمان عبارتند از :
از جمله موارد مقاوم سازی سازه ها با FRP بدین شرح میباشد:
در کل مقاوم سازی ساختمان و سازه های بتنی موجود و یا تقویت و بهسازی لرزه ای آن ها جهت تحمل بارهای وارده ثقلی و زلزله انجام می گیرد . در این راستا به منظور بهبود نارسایی هایی که ناشی از قدمت سازه و یا فرسایش سازه و نیز در جهت افزایش شکل پذیری سازه و بهتر کردن عملکرد سازه و رفتار آن در برابر بار های زلزله از انواع روش های مقاوم سازی ساختمان استفاده گردیده که یکی از روش های مقاوم سازی با FRP می باشد.
به شکل ها و چگالی های سطحی مختلفی به صورت ورقه های چند لایه که به آن ها لمینت FRP گفته می شود و یا به صورت شیت که مانند پارچه دارای تار و پود می باشد و قابل خم شدگی و پیچش روی ستون و سطح المان های سازه ای جهت مقاوم سازی می باشد.
در بیشتر موارد سیستم های FRP به شکل پروفیل های نازک تولید شده و در مواقعی که از ظاهر آن ها بتوان در نازک کاری و پوشش نهایی ساختمان استفاده کرد بکار گرفته می شود. گرایش جامعه مهندسین سازه و مقاوم سازی به استفاده از FRP در مقاوم سازی ساختمان یا مرمت ساختمان دارای مزیت های گوناگونی می باشد .
با وجود این که مصالح FRP نسبت به دیگر مصالح متعارف مانند فولاد و بتن گرانتر می باشد اما به هنگام اجراء هزینه های مرتبط با اجراء شامل دستمزد نیرو های بکار گرفته شده و عدم نیاز به تجهیزات خاص نسبت به دیگر سیستم های مقاوم سازی ساختمان ارزان تر می باشد.
دورپیچ کردن ستون ها با FRP آن عضو را محصور کرده و باعث افزایش مقاومت فشاری ستون می گردد. در این روش با محصور کردم ستون شکل پذیری عضو تحت اثر نیروهای محوری و لنگرهای خمشی افزایش می یا بد.
مقاوم سازی اعضاء بتنی با مصالح FRP روش جدیدی بوده ، مواد FRP خاصیت فیزیکی مطلوبی داشته از جمله مقاومت کششی بالا و ضخامت کم و سبکی آن مزیت مطلوب آن می باشد.
در ستون بتنی با کمک از الیاف FRP همچنین ظرفیت برشی ستون افزایش یافته حالت گسیختگی آن از حالت برش به حالت خمشی تغییر شکل یافته و باعث افزایش شکل پذیری آن به میزان زیادی خواهد شد.
همچنین دورپیچ کردن ستون ها با FRP مقاومت فشاری ستون را افزایش داده و باعث تقویت ستون می شود. برای دورپیچ کردن اعضاء فشاری مانند ستون ابتدا می بایست راستای الیاف عمود بر راستای طولی ستون باشد.
در این حالت حلقه های الیاف عیناً مطابق با خاموت های یک ستون به صورت تنگهای مجزای بسته یا خاموت های دورپیچ فولادی رفتار خواهند کرد.در این روش معمولاً از الیاف FRP دارای یک جهت Unidirectional استفاده می گردد. به هنگام وقوع زلزله جذب انرژی و میزان شکل پذیری ستون افزایش یافته و ظرفیت باربری آن زیاد خواهد شد.
دلیل استفاده از چسب، به وجود آوردن انتقال نیروی برشی بین سطوح بتنی و مواد مرکب تقویت کننده است. از متداول ترین چسب های سازه ای می توان به چسب ها اپوکسی اشاره کرد.
این مواد نقش بسیار مهمی در خواص مکانیکی کامپوزیت ها دارند. حفاظت از الیاف و پخش بار های وارده از دیگر نقش های رزین است.
عموماً سه گروه عمده از الیاف هستند که برای مقاوم سازی در مهندسی ساختمان به کار گرفته می شوند که عبارت اند از شیشه، آرامید و کربن. محدوده چگالی مواد FRP از ۱٫۲ تا ۲٫۱ گرم بر سانتیمتر مکعب بوده که تقریباً حدود ۴ تا ۶ برابر کمتر از چگالی فولاد (۷٫۹) است. این کاهش در وزن منجر به کاهش هزینه حملونقل، کاهش وزن بار مرده اعمال شده به سازه و امکان حمل و نقل و نصب در کارگاه به صورت دستی می شود.
مواد مرکب FRP، دامنه وسیعی از کاربردها را برای مقاوم سازی سازههای بتنآرمه در مواردی که تکنیکهای مرسوم مقاوم سازی ممکن است مسئله ساز باشند، به خود اختصاص دادهاند. برای نمونه، یکی از معمولترین تکنیک ها برای بهسازی اجزاء بتن آرمه، استفاده از ورقهای فولادی است که از بیرون به این اجزاء چسبانده میشود. این روش، روشی ساده، مقرون به صرفه و کارا است، اما از جهات زیر مسئله ساز است:
۱- زوال چسبندگی بین فولاد و بتن که از خوردگی فولاد ناشی میشود.
۲- مشکلات ساخت صفحات فولادی سنگین در کارگاه ساختمان.
۳- نیاز به نصب داربست.
۴- محدودیت طول در انتقال صفحات فولادی به کارگاه ساخت ( در مورد مقاوم سازی خمشی اجزاء بلند ).
روش مرسوم دیگر در مقاوم سازی اعضای بتن آرمه، استفاده از پوششهایی از نوع بتن آرمه، بتن پاشیدنی و یا فولاد میباشد. این روش تا جایی که مربوط به مقاومت، سختی و شکل پذیری میشود، کاملاً مؤثر است، اما باعث افزایش ابعاد مقاطع و بار مرده سازه میشود. همچنین این شیوه نیازمند عملیات پر دردسر و تخلیه ساکنین است و به صورت بالقوه باعث افزایش نامطلوب سختی اعضای بتن آرمه می شود.
به عنوان یک جایگزین، صفحات FRP میتوانند به دور اجزاء بتن آرمه پیچیده شوند و افزایش قابل توجه مقاومت و شکل پذیری را به دنبال داشته باشند، بدون آن که تغییر زیادی در سختی ایجاد نمایند. یک نکته مهم در ارتباط با مقاوم سازی اعضا با استفاده خارجی از FRP آن است که باید درجه مقاوم سازی ( نسبت ظرفیت نهایی عضو مقاوم شده به ظرفیت نهایی عضو مقاوم نشده) را محدود کنیم تا حداقل سطح ایمنی در حوادثی مانند آتش سوزی که منجر به از دست رفتن کارایی FRP میشوند، حفظ گردد. امروزه مواد کامپوزیتی FRP به وفور جهت تقویت خمشی و برشی تیرهای بتن آرمه به کار میروند.
اتصالات آسیب پذیرترین قسمت سازه است و در عین حال سخت ترین جز سازه جهت تقویت میباشند. اهمیت اتصالات در سازه ها و ساختمان ها بر هیچ کسی پوشیده نیست و گزارشات خرابی ساختمان ها در زلزله های اخیر نشان می دهد که اکثر خرابی ها و گسیختگی ها در ناحیه اتصالات صورت گرفته است. مقاوم سازی با FRPیکی از موثرترین و ساده ترین روش های تقویت و مقاوم سازی اتصالات در سازه ها می باشد.
پس از آماده سازی سطح بتن و زدودن ناهمواری ها و ایجاد زیرسازی اولیه توسط چسب، بتن جهت نصب ورق های FRP آماده خواهد شد. ورق های FRP در ابعاد مورد نظر بریده شده است و سپس توسط همان چسب مورد استفاده برای زیر سازی اولیه، بر روی تیر و چشمه اتصال نصب می گردد. مراحل نصب ورق ها به شرح زیر است:
کاربرد کامپوزیت FRP در مقاوم سازی سازه های بتن مسلح امروزه نگهداری از سازه ها به دلیل هزینه ساخت و تعمیر بسیار حائز اهمیت می باشد با مطالعه رفتار سازه های بتنی مشخص می شود عوامل متعددی مانند: اشتباهات طراحی و محاسبه، عدم اجرای مناسب تغییر کاربری سازه ها، آسیب دیدگی ناشی از وارد شدن بارهای تصادفی، خوردگی بتن و فولاد و شرایط محیطی از دوام آن ها می کاهد ضمناً تغییر آیین نامه های ساختمانی (باعث تغییر در بارگذاری و ضرایب اطمینان می شود) نیز سبب ارزیابی و بازنگری مجدد طرح و سازه می گردد تا در صورت لزوم بهسازی و تقویت شود.
سیستم های الیاف مسلح شده پلیمری FRP برای تقویت سازه های بتنی پدیدار شده و به عنوان یک جانشین برای روش های سنتی از قبیل چسباندن صفحات فولادی، افزایش سطح مقطع با بتن ریزی مجدد و پیش تنیدگی خارجی می باشد.
بر خلاف FRP ، مواد و مصالح فولادی با استحکام بالا آسان تر توسط مهندسان پل سازی مورد قبول قرار خواهد گرفت . قبول اولیه به خاطر مواد فولادی جدید حاصل خواهد شد که کاهش بارهای مرده سازه را امکان پذیر می سازد. قبول این مواد در سطح گسترده تر به خاطر خواص پیشرفته مصالح خواهد بود. نتایج بدست آمده از بهبود این مصالح سختی و جوش پذیری فولاد های با استحکام بالا به تمام درجات فولاد افزایش خواهد یافت . مشخصات طراحی همچنان به روز خواهد شد تا با مسایل مربوط به عملکرد مصالح نظیر جوش کاری ، سختی و قابلیت ساخت و تغییر شکل متناسب گردد. مصالح فولادی با کارایی بالا امروزه برای ساخت پل در آینده استاندارد خواهند شد.
دال بتنی یک المان سازه ای است که برای ایجاد سطوح تخت مانند کف ها و سقف ها مورد استفاده قرار می گیرد. دال بتنی معمولا با تیرها، ستون ها، دیوارها و یا زمین نگه داشته می شود. دال های بتنی در برخی مواقع همچون افزایش بار وارده بر دال، طراحی نامناسب، خوردگی آرماتور های فولادی، به وجود آمدن ترک در بتن و یا نشست پی بیش از حد مجاز نیازمند تقویت و مقاوم سازی می باشند.
کامپوزیت های FRP به عنوان یک راهکار عالی جهت تقویت دال های بتنی معرفی می شود. همچنین روش های سنتی مورد استفاده جهت مقاوم سازی دال ها مانند استفاده از صفحات فولادی و شاتکریت می توانند در کنار کامپوزیت های FRP مورد استفاده قرار بگیرند.
کامپوزیت FRP می تواند ظرفیت باربری برشی و خمشی مورد نیاز یک دال بتنی را در هر دو ناحیه ممان منفی و ممان مثبت افزایش بدهد. در حقیقت استفاده از سیستم FRP ظرفیت باربری را بدون تغییر در هندسه دال و همچنین هندسه کلی سازه به طرز چشمگیری افزایش می دهد.
پل ها در واقع یکی از سازه های مهم و حساس و شریان های حیاتی یک شهر به حساب می آیند. از این طرفی بررسی آسیب پذیری و تعمیر نقاط آسیب دیده آنها یکی از کارهای حساس است. پلها در اثر گذر زمان و مسائلی مانند خوردگی، به تعمیر و مقاوم سازی نیاز پیدا میکنند. در بعضی کشورها به منظور عمل به آیین نامههای مهندسی، باید اقدام به بهبود عملکرد لرزهای این سازهها نمود. بسیاری از پلهای قدیمیتر را باید در قسمت روسازه و یا زیرسازه مقاوم سازی نمود تا بتوانند بار زنده بیشتری را تحمل کنند.
محصولات کامپوزیت پلیمری FRP شرکت آرین تیس، راهکاری مناسب برای بهسازی و مقاوم سازی پل ها و زیرساخت های حمل و نقل است. راهکارهای مقاوم سازی شرکت آرین تیس، گزینههای تعمیر و مقاوم سازی سریع و پایدار و اقتصادیای را به کارفرمایان، مهندسین و پیمانکاران ارائه داده تا اطمینان حاصل شود که پروژه سر وقت، درحد بودجه تعیین شده و بدون حداقل اختلال در بهره برداری انجام شود.
– مصالح FRP قابل نصب برروی تمام مصالح مهندسی می باشد (فولاد، بتن، چوب، مصالح بنایی و …).
– قابلیت افزایش مقاومت محوری، برشی و خمشی پایه.
– افزایش شکل پذیری و قابلیت جابه جایی نسبی نهایی بیشتر.
– قابلیت اجرای این روش مقاوم سازی برای پایه های موجود در زیر سطح آب.
– کمترین افزایش در ابعاد پایه در بین روش ها مشابه.
– سرعت بالای مقاوم سازی بدون توقف بهره برداری از سازه.
در کشور ما شرکت های مقاوم سازی به تازگی پا به عرصه وجود گذارده و با گردآوری مهندسین و تکنسین های مجرب نسبت به طراحی و اجراء عملیات مقاوم سازی در کشور اقدام نموده اند.
تمامی حقوق متعلق به آرین تیس می باشد.
طراحی سایت و خدمات سئو توسط تیم سئوهاما - میزبانی وب توسط سرورهاما