مقاوم‌سازی ستون‌های سلف‌سرویس دانشگاه سمنان با FRP | پروژه سال ۱۳۸۸
📋 شناسنامه و مشخصات مهندسی پروژه
مستندات شاخص مقاوم‌سازی ساختمان سلف‌سرویس دانشگاه سمنان
نمایی از اجرای دورپیچ الیاف پلیمری بر روی ستون‌های دایره‌ای بتن‌آرمه جهت جبران ضعف مقاومت فشاری در سال ۱۳۸۸:
📸 مستندات تصویری مراحل آماده‌سازی و دورپیچ ستون‌ها در دانشگاه سمنان
تصاویر کارگاهی از مراحل پاک‌سازی بستر، اعمال پرایمر اپوکسی و نصب دقیق الیاف کامپوزیتی بر سطح ستون‌های دایره‌ای بتنی:
سال ۱۳۸۸؛ نقطه آغاز یک مسیر و ترویج فرهنگ استفاده مهندسی از FRP
پروژه مقاوم‌سازی ساختمان سلف‌سرویس دانشگاه سمنان برای بیکران سازان فقط یک پروژه اجرایی نیست؛ این پروژه بخشی از تاریخ شکل‌گیری و آغاز فعالیت مجموعه در حوزه بهسازی لرزه‌ای سازه‌ها با فناوری کامپوزیت‌های پلیمری است.
این پروژه در اوایل سال ۱۳۸۸ و در بدو تأسیس شرکت مهندسی بیکران سازان شمال اجرا شد؛ دورانی که استفاده از الیاف FRP در تقویت سازه‌های بتن‌آرمه هنوز به اندازه امروز در میان جامعه مهندسی، دفاتر فنی و صنعت ساختمان کشور فراگیر و شناخته‌شده نبود.
در آن سال‌ها یکی از مأموریت‌های بنیادین مجموعه، علاوه بر اجرای پروژه‌ها، معرفی علمی، اعتمادسازی و ترویج استفاده صحیح از سیستم‌های FRP در میان مهندسان مشاور و کارفرمایان بود. در شرایطی که گزینه‌های سنتی و سنگین نظیر ژاکت‌های بتنی و فولادی انتخاب پیش‌فرض بودند، اجرای موفق و علمی ستون‌های سلف‌سرویس دانشگاه سمنان نشان داد که این متریال نوین تا چه میزان می‌تواند در حل سریع و ایمن مشکلات سازه‌ای راهگشا باشد.
ضعف مقاومت فشاری بتن و راندمان فوق‌العاده محصورشدگی در مقاطع دایره‌ای
در جریان احداث ساختمان سلف‌سرویس دانشگاه سمنان، نتایج آزمون‌های آزمایشگاهی بر روی نمونه‌های استوانه‌ای بتن نشان‌دهنده کسری در مقاومت فشاری ۲۸ روزه تعدادی از ستون‌های باربر بود. از آنجا که این ساختمان دارای کاربری عمومی با تراکم بالای حضور دانشجویان بود، ارتقای ظرفیت باربری محوری ستون‌ها بدون فوت وقت در دستور کار قرار گرفت.
خوشبختانه مقطع ستون‌های موردنظر دایره‌ای (گرد) بود. در مکانیک محصورشدگی (Confinement)، مقطع دایره‌ای بالاترین راندمان تئوریک و عملی را برای اعمال دورپیچ FRP فراهم می‌سازد؛ زیرا فشار محصورکننده ($f_l$) به صورت کاملاً یکنواخت و شعاعی در پیرامون مقطع توزیع شده و هیچ‌گونه تمرکز تنش ناشی از گوشه‌های تیز پدید نمی‌آید.
| شاخص مقایسه‌ای | روش‌های سنتی (ژاکت بتن‌آرمه و افزایش ابعاد) | دورپیچ با الیاف کامپوزیت FRP (روش اجراشده در سمنان) |
|---|---|---|
| حفظ فضای معماری سالن غذاخوری | افزایش قطر ستون‌ها و ایجاد تداخل در چیدمان میزها و تردد دانشجویان | افزایش ضخامت در حد چند میلی‌متر و حفظ کامل هندسه اولیه فضا |
| وزن مرده الحاقی | تحمیل بارهای مرده سنگین جدید بر ستون‌های ضعیف‌شده و پی | وزن کاملاً ناچیز و بدون اضافه بار بر سیستم باربر ثقلی |
| سرعت عمل در زمان ساخت | عملیات طولانی آرماتوربندی، قالب‌بندی و ۲۸ روز عمل‌آوری بتن جدید | اجرای سریع، تمیز و رسیدن به مقاومت نهایی ظرف چند روز |
| ارتقای شکل‌پذیری سازه | افزایش سختی عضو و جذب نیروی بیشتر زلزله | افزایش چشمگیر شکل‌پذیری (Ductility) و کرنش نهایی بتن هسته |
مکانیزم محصورشدگی (Confinement) چگونه مقاومت بتن را افزایش می‌دهد؟
هنگامی که ستون بتنی تحت بارهای قائم فشاری قرار می‌گیرد، بتن به دلیل پدیده انبساط جانبی (اثر پواسون) تمایل به کرنش عرضی و شکفته‌شدن به سمت خارج دارد. در این لحظه، الیاف FRP که به صورت محیطی دور تا دور ستون اجرا شده‌اند، در جهت تار الیاف به کشش می‌افتند.
مقاومت کششی فوق‌العاده الیاف مانع از اتساع جانبی بتن شده و یک فشار محصورکننده همه‌جانبه بر هسته ستون وارد می‌سازد. این تنش جانبی فعال، بتن را از حالت تنش تک‌محوره ($Unconfined$) به حالت تنش سه‌محوره محصورشده ($Confined$) تبدیل کرده و علاوه بر جبران کسری مقاومت فشاری بتن، شکل‌پذیری و ظرفیت اتلاف انرژی ستون را در برابر زلزله به مراتب افزایش می‌دهد.
نتیجه‌گیری؛ از دانشگاه سمنان تا جایگاه امروز بیکران سازان
پروژه سلف‌سرویس دانشگاه سمنان در سال ۱۳۸۸ برای بیکران سازان مبدأ تاریخی مسیری است که طی بیش از ۱۷ سال گذشته با اجرای صدها پروژه پیچیده در سراسر کشور تداوم یافته است.
این پروژه یادآور تعهد پایدار مجموعه‌ای است که کار خود را با اعتمادسازی و ترویج اصولی تکنولوژی‌های نوین آغاز کرد و امروز به عنوان یکی از پیشکسوت‌ترین و با‌سابقه‌ترین شرکت‌های تخصصی طراحی و اجرای سیستم‌های FRP در ایران، حافظ ایمنی و پایداری سازه‌هاست.
با کسری مقاومت فشاری بتن، تغییر در بارگذاری یا نیاز به تقویت ستون‌ها روبه‌رو هستید؟
جهت ارزیابی سازه‌ای، محاسبات آیین‌نامه‌ای بر مبنای ACI 440 و اجرای تخصصی سیستم‌های FRP با مهندسین با‌سابقه ما تماس بگیرید.
مشاوره تخصصی با مهندسین بیکران سازان شمال: ۰۹۱۲۳۱۹۶۸۸۷