مراحل مقاوم سازی ساختمان
مراحل مقاوم سازی ساختمان چیست و روند کار چگونه است؟
آوریل 26, 2022

امروزه استفاده از frp  در صنعت ساخت و ساز به سرعت افزایش یافته است. مقاله حاضر مروری بر برخی از پیشرفت ها در این زمینه پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP) به منظور تقویت ستون ها ارائه می دهد.

چرا استفاده از frp  برای مقاوم سازی ستون و تیر ساختمان های بتنی ضروری است؟

مهم ترین دلیل تقویت اجزای ساختاری می تواند با جلوگیری از فروپاشی ساختمان ها جان انسان ها را نجات دهد، آسیب را کاهش دهد. دلیل دیگر توجه به زیرساخت ها و نیاز به جایگزینی پرهزینه آنها می باشد. مقاوم سازی با مواد FRP با خواص مطلوب جایگزینی عالی برای مواد سنتی از جمله پوشش فولادی برای تقویت اجزای سازه ای بتن مسلح می باشد. مطالعات موجود نشان داده اند که استفاده از مواد FRP طرح اصلی ستون را بازسازی یا بهبود می بخشد.

همچنین استحکام برشی یا خمشی احتمالی به سازه اجازه حمل بار بیشتر از آنچه برای آن طراحی شده بود را می دهد. 

استفاده از frp برای مقاوم سازی تیر تحت بار فشاری

بلایای طبیعی مانند طوفان، گردباد، سونامی، و زلزله و اثرات تصادفی می تواند در عرض چند ثانیه به سازه های ناقص آسیب برساند یا آنها را تخریب کند. از سوی دیگر، آب شور، یخ زدایی مواد شیمیایی و چرخه‌های انجماد و ذوب می‌توانند باعث تخریب ساختاری در مدت زمان طولانی‌تری شوند. 

اکثر ساختمان ها و پل های قدیمی بر اساس آیین نامه های طراحی قدیمی تر ساخته شده اند. این سازه ها در هنگام رویدادهای شدید آسیب پذیر هستند و باید برای مطابقت با قوانین و استانداردهای فعلی بهسازی شوند.

تکنیک های مقاوم سازی سنتی شامل پوشش بتنی و فولادی است. استفاده از frp برای مقاوم سازی تیر تحت بار فشاری سطح مقطع ستون سازه را افزایش می دهند و در نتیجه احتمال تخریب در اثر وارد آمدن لرزه یا فشار کاهش می یابد.

یکی دیگر از روش های جدیدتر تعمیر، استفاده از پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP) است.

 

مزایای frp

برخی از مهم ترین مزایای frp عبارتند از:

  • ایجاد خواص مکانیکی عالی، 
  • مقاومت در برابر خوردگی، 
  • دوام، 
  • وزن سبک،
  •  سهولت
  •  کاهش زمان ساخت، 
  • کارایی و هزینه کم چرخه عمر

استفاده از frp برای مقاوم سازی تیر تحت بار محوری

برای افزایش ظرفیت تحمل بار محوری ستون با حداقل افزایش سطح مقطع می توان از ورق های FRP یا محفظه استفاده کرد. محصور کردن تیرها و ستون ها شامل پیچیدن آنها با لایه هایی از FRP، روکش‌های پیش‌ساخته، یا ورق‌های مجهز شده با فیبر در محیط می شود.

 استفاده از محفظه باعث افزایش فشار جانبی در آن می شود که نتیجه آن شکل پذیری بیشتر و افزایش ظرفیت بار بالاتر محصور شدن تحت بار محوری برای ستون های RC مستطیلی و مربعی کمتر موثر می شود تا به دلیل تنش های محدود کننده ای که در بتن وجود دارد به بتن منتقل شود.

اثربخشی محصور کردن با افزایش شعاع تیر بهبود می یابد. مطالعات اخیر نشان می دهد که استفاده از مواد FRP در جهت حلقه یا به صورت جانبی می تواند به طور موثر ظرفیت حمل بار را افزایش دهد.

تقویت ستون ها

استفاده از frp برای مقاوم سازی، تعمیر و تقویت ستون های بتن مسلح (RC) از طریق کامپوزیت های FRP شامل پوشش خارجی frp و پاشش FRP می باشد. 

ستون ها را می توان با افزایش ظرفیت های محوری، برشی و خمشی به دلایل مختلفی مانند عدم محصور شدن، بارگذاری خارج از مرکز، بارگذاری لرزه ای، ضربه های تصادفی و خوردگی انجام داد.

استفاده از frp برای مقاوم سازی ستون تحت بار فشاری

علاوه بر استفاده از مواد FRP سنتی، نوارهای FRP پیش تنیده برای محصور کردن ستون های دایره ای و مربعی امتحان شده است. برخی از محققین هیچ اثر قابل توجهی بر ظرفیت بار نهایی به دلیل پیش تنیدگی محصور کردن FRP را نیافتند، گروه دیگری از محققان ادعا کردند که اثر قابل توجهی در مقاومت باقیمانده ستون ها پس از اضافه بار وجود دارد. 

استحکام باقیمانده در صورت آسیب به محفظه FRP به دلیل آتش سوزی، خرابکاری یا آسیب ناشی از عمر مفید آن بسیار مهم می شود.

استفاده از frp برای مقاوم سازی ساختمان

 

دامنه افزایش ظرفیت بار محوری ستون ها از ۶ تا ۱۷۷ درصد متغیر است. این افزایش به چندین متغیر از جمله خواص و مقدار بستگی دارد.

آرماتور FRP، مقاومت بتن، شکل مقطع ستون و سطح بار محوری را افزایش می دهد. در اکثر این آزمایش‌ها، پوشش‌های CFRP برای محدود کردن ستون‌های بتنی انتخاب شدند. کرنش گسیختگی مواد معمولی CFRP به دست آمده از آزمایش کشش استاندارد ورق های FRP از ۱٫۵٪ تا پلیمرهای ۲۰۱۴ متغیر است.

 

این مطلب را هم مطالعه کنید: خواص مکانیکی frp و مشخصات فنی آن

 

تقویت ستون های تحت بار محوری خارج از مرکز

در کاربردهای میدانی، اکثر ستون ها تحت بارگذاری کامل هم مرکز نیستند. این یک تنش محدود کننده غیریکنواخت به دلیل گرادیان کرنش ایجاد می کند که به نوبه خود کارایی ستون را کاهش می دهد. 

اخیراً، تحقیقات بر روی ستون‌های بارگذاری محوری برون‌مرکز مجهز به ورق‌های FRP و برون‌مرکزی‌های مختلف بر روی ستون‌های بتنی مربعی تقویت‌شده با CFRP اثرات استفاده از frp را بررسی نمودند . 

یافته‌های آنها نشان داد که هم برای ستون‌های کنترل و هم برای ستون‌های پیچیده شده با FRP، خروج از مرکز ظرفیت بار محوری، انحراف محوری مربوطه را کاهش می‌دهد.

 پوشش FRP همچنین در تقویت ستون های دارای بار خارج از مرکز موثر بود. با این حال، کارایی آن متناسب با سفتی پوشش FRP است و به دلیل گرادیان کرنش در ستون کاهش می‌یابد. 

مشاهدات مشابهی نیز برای ستون‌های بتنی دایره‌ای با بارگذاری خارج از مرکز که با ورق‌های CFRP و GFRP پیچیده شده‌اند، مشاهده شد. علاوه بر این، محصور کردن CFRP برای مقاومت معمولی نسبت به بتن با مقاومت بالا موثرتر بود و این یکی از مهم ترین مزایای frp در تقویت تیرها و ستون های بتنی ساختمان می باشد.

جمع بندی

برداشتن پوشش بتنی، زبری سطح تیرها، تمیز کردن میلگردهای فولادی آرماتور و پوشش دادن آنها با مواد مناسب که از خوردگی جلوگیری می کندهمگی از مزیتهای استفاده از frp می باشد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در این جهت سری بزنید به مقاله مقاوم سازی فونداسیون با frp چگونه است؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *