مقاوم‌سازی دال بتنی با FRP | پروژه مجتمع تجاری معراج قشم

مشخصات و ابعاد سازه‌ای مجتمع عظیم تجاری معراج قشم

مجتمع تجاری، تفریحی و گردشگری معراج قشم یکی از پروژه‌های کلان سازه‌ای در جنوب کشور است. این مجموعه در زمینی به مساحت تقریبی ۴۰ هزار مترمربع و با زیربنایی بالغ بر ۱۴۴ هزار مترمربع در ۱۰ طبقه در مجاورت اسکله شهید ذاکری و ورودی بازار قدیم جزیره قشم طراحی و احداث شده است.

ابعاد بسیار بزرگ پروژه ایجاب می‌کرد که عملیات بهسازی و تقویت بتن در قالب یک رویکرد مهندسی چندمرحله‌ای و هماهنگ با فرآیند ساخت اجرا شود. استفاده از سیستم دال‌های بتنی پس‌کشیده (Post-Tensioned) امکان ایجاد فضاهای وسیع و دهانه‌های باز بدون ستون‌های مزاحم را فراهم کرده بود؛ اما در حین عملیات اجرایی، رفتار دال‌ها نیازمند پایش و کنترل دقیق مهندسی بود.

چرا در دال‌های پس‌کشیده (PT) ترک‌های سازه‌ای شکل می‌گیرند؟

دال‌های پیش‌تنیده با دال‌های بتن‌آرمه معمولی تفاوت‌های بنیادین دارند. در این سیستم، کابل‌ها و تاندون‌های فولادی پس از رسیدن بتن به مقاومت فشاری هدف، تحت کشش مکانیکی جک‌ها قرار می‌گیرند تا نیروی فشاری کنترل‌شده‌ای به توده بتن القا شود. این نیروی فشاری اولیه، لنگرهای خمشی مثبت ثقلی را تا حد زیادی خنثی می‌سازد.

با این حال، ورود این نیروهای متمرکز در نواحی انکر بولت‌ها، نقاط تغییر ضخامت، پیرامون بازشوها یا به علت خطاهای ناشی از ترتیب کشش تاندون‌ها، می‌تواند تنش‌های کششی ثانویه قابل توجهی ایجاد کند. از آنجا که مقاومت کششی بتن محدود است، این تنش‌ها منجر به شکل‌گیری ترک‌های ناشی از پیش‌تنیدگی در دال سقف شدند.

مقایسه رویکرد تزریق ساده ترک در برابر مقاوم‌سازی ساختاری با الیاف CFRP

اهمیت تعیین زاویه و جهت اجرای الیاف CFRP نسبت به ترک

سیستم‌های کامپوزیت پلیمری تک‌جهته بیشترین مقاومت کششی خود را در امتداد طولی الیاف ارائه می‌دهند. بنابراین، صرف چسباندن الیاف به شکل تصادفی بر سطح دال، کارایی سازه‌ای به همراه نخواهد داشت.

در پروژه مجتمع معراج قشم، نوارهای الیاف کربن دقیقاً در جهت عمود بر راستای امتداد ترک‌ها آرایش یافتند. این چیدمان باعث می‌شود که به محض تمایل ترک به بازشدگی، الیاف کربن وارد فاز کشش خالص شده و همانند بخیه‌های سازه‌ای پرمقاومت (Structural Stitching)، از هرگونه کرنش اضافی و پیشروی شکاف در توده بتن دال جلوگیری کنند.

ارزیابی میدانی عملکرد FRP پس از گذشت ۵ سال؛ آزمون واقعی کیفیت

ارزش واقعی مقاوم‌سازی سازه در گذر زمان و تحت اثر بارهای واقعی بهره‌برداری مشخص می‌گردد. همکاری شرکت بیکران سازان شمال با پروژه معراج از سال ۱۳۸۹ و با پیمانکار وقت اسکلت (شرکت آرمنو) آغاز گردید.

حدود ۵ سال بعد، زمانی که اسکلت سازه تکمیل و نیروهای نظارتی و مهندسی مستقیم کارفرما در کارگاه مستقر شدند، پایش میدانی نواحی تقویت‌شده نشان داد که:

• عدم توسعه و گسترش ترک‌ها: ترک‌هایی که در فاز اول با CFRP مهار شده بودند، هیچ‌گونه رشد طولی، بازشدگی عرضی یا تغییرشکل نامطلوب نداشتند.
• سلامت کامل لایه اتصال (Bond Integrity): سیستم الیاف و رزین اپوکسی در شرایط اقلیمی شرجی و گرم جزیره قشم بدون هرگونه جداشدگی (Debonding) به بتن متصل مانده بود.

این ارزیابی میدانی موفق پس از ۵ سال، مستندترین گواه بر کیفیت محاسبات و اجرای بیکران سازان بود که سبب شد کارفرمای مجتمع معراج قشم، فازهای جدید و سایر بلوک‌های سازه‌ای این مجموعه عظیم را مجدداً به این شرکت واگذار نماید.

نتیجه‌گیری؛ پیوند مهندسی سازه و عملکرد بلندمدت در سواحل جنوب

تجربه مجتمع معراج قشم نشان داد که در مواجهه با ترک‌های دال بتنی، هدف نباید پاک کردن صورت‌مسئله یا پنهان‌کردن ظاهری ترک باشد؛ بلکه تحلیل ریشه‌ای علت ترک (به‌ویژه در سقف‌های پیش‌تنیده) و اعمال تمهیدات ساختاری با CFRP، ایمنی سرمایه‌گذاری را تضمین می‌کند.

پایش موفقیت‌آمیز پنج‌ساله و استمرار همکاری در چندین بلوک، الگویی شفاف از تعهد مهندسی و اثبات اثربخشی کامپوزیت‌های FRP در پروژه‌های مقیاس‌بزرگ تجاری و ساحلی به شمار می‌رود.