بررسی مزایا و ویژگی های مقاوم سازی با مصالح FRP

[farhadd]

بلایای طبیعی مانند طوفان، گردباد، سونامی و زمین لرزه و اثرات تصادفی می توانند در عرض چند ثانیه به سازه های فاقد مقاوم سازی ستون های گرد بتنی آسیب برسانند یا از بین ببرند.

از طرف دیگر، آب شور، مواد شیمیایی ضد عفونی کننده و چرخه های انجماد و ذوب می توانند باعث خرابی ساختار در مدت زمان طولانی تری شوند. این ساختارها در حوادث شدید آسیب پذیر هستند و برای مطابقت با معیارو استانداردهای ساخت و ساز فعلی نیاز به مقاوم سازی دارند. تکنیک های مقاوم سازی سنتی شامل ژاکت های بتنی و استیل است اما این روشها وقت گیر و پرمصرف هستند. آنها همچنین سطح مقطع ستون سازه را افزایش می دهند.

یکی از روشهای جدید ترمیم، استفاده از پلیمر های تقویت شده با الیاف است. این پلیمرها (FRP) به دلیل خواص مکانیکی عالی، مقاومت در برابر خوردگی، دوام، وزن سبک، سهولت استفاده، کاهش زمان ساخت، بازده عالی و چرخه عمر طولانی تری داشته و گزینه ای بسیار مناسب برای استفاده در سازه ها می باشد.

امروزه قیمت 

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

 در مقایسه با روش های سنتی کم بوده و نحوه اجرای آن آسان و ارزان می‌باشد. در این مطلب سعی داریم تا بطور کلی و اجمالی به بررسی مزایا و ویژگی مقاوم سازی ستون های گرد بتنی با مصالح FRP بپردازیم.

ترمیم و تقویت ستون های بتن آرمه (RC) از طریق کامپوزیت های FRP شامل بسته بندی FRP خارجی، محوطه سازی FRP و محلول پاشی FRP انجام می پذیرد. به دلایل مختلف از جمله عدم محصور شدن، بارگذاری خارج از مرکز، بارگذاری لرزه ای، تأثیرات تصادفی و خوردگی می توان ستون ها را برای افزایش ظرفیت محوری، برشی و خمشی تقویت کرد که این کارها میتواند بخشی از فرآیند مقاوم سازی ستون های گرد بتنی با مصالح FRP باشد.

تهدیدات یک ستون بتنی در حین ساخت و بعد از آن چه میتواند باشد؟

اگر بخواهیم بطور خلاصه به این موضوع بپردازیم شاید بتوان گفت انواع خرابی و شکست در طی فرآیند ساخت یک سازه ممکن است یک ستون بتنی را درگیر کند. این آسیب ها خود به انواع مختلفی تقسیم می شوند که میتوان به موارد زیر اشاره کرد.

شکست برشی ستون های بتنی

بدترین نوع شکست شکست برشی در یک ستون است که معمولا با برش های مورب بر روی یک ستون ظاهر می شود. استفاده از مصالح FRP طی مقاوم سازی ستون های گرد بتنی میتواند تا حد زیادی مانع از ایجاد چنین برش ها و شکست هایی در ستون های بتنی شود.

خرابی ناشی از ایجاد مفصل پلاستیک خمشی در ستون های بتنی

با رخداد زلزله در ستونهایی که توسط این نوع از الیاف 

Hidden Content

Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.

 نشده اند بعضا ترک هایی در قسمت های انتهایی شاهد هستیم که میتواند باعث از بین رفتن بتن یا حداقل کاهش عمر زیاد آن شود.

خرابی در محل وصله پوششی آرماتورهای طولی در ستون های بتنی

نزدیکی و همپوشانی زیاد لنگر های یک ستون بتنی، عدم استفاده از الیاف FRP و عدم اجرای مقاوم سازی ستون های گرد بتنی باعث شده تا این نوع شکست رخ دهد و بتواند آسیبهای جدی به بافت یک ستون وارد کند. بسته به نوع وصله های زده شده، در صورت رخداد وقایعی مثل زلزله امکان جدا شدن آرماتور ها نیز می رود. در اینجا نیز بهتر است با استفاده از الیاف به کاهش اثرات سو عدم استفاده از آن غلبه کنیم.

مزایای مقاوم سازی ستون ها و سازه‌های بتنی با مصالح FRP

سیستم های پیوند دهنده FRP ابزار مفیدی برای افزایش مقاومت فشاری محوری و همچنین افزایش قابلیت شکل پذیری یک عدد بتن هستند. در صورت داشتن ظرفیت کافی مقاومت در برابر زلزله، افزایش شکل پذیری اعضای تحت نیروی محوری و خمشی از اهداف اصلی مقاوم سازی ستون های گرد بتنی است. رفتار تنش مشخصه بتن محصور FRP مربوط به تعیین فشار محدود کننده و افزایش نتیجه تنش فشار در بتن است.

در جریان مقاوم سازی ستون های گرد بتنی و سازه‌های بتنی با استفاده از مصالح FRP، مقاومت فشاری ستون افزایش می یابد بدین ترتیب که می توان از سیستم هایFRP ، جهت ایجاد محصورشدگی از طریق دورپیچ کامل FRP و به طبع آن افزایش مقاومت فشاری ستون بتنی استفاده نمود.

در حقیقت بتن محصور شده مقاومت فشاری بسیار بالاتری نسبت به بتن محصور نشده دارد زیرا محصور کردن ستون باعث ایجاد فشار جانبی بر بتن می شود. از دیگر مزایای استفاده از مصالح FRP میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

سرعت بالای مقاوم‌سازی

تطبیق پذیری با محیط که در فرآیند بکارگیری آن در مقاوم سازی ستون های گرد بتنی موضوع مهمی بشمار می رود، باعث شده تا سرعت مقاوم سازی تا حد زیادی افزایش یابد. این کارایی باعث پیشبرد هر چه سریعتر پروژه و کم شدن زمان ساخت خواهد شد.

ضخامت پایین

ضخامت کم علیرغم تصور همگان باعث عدم تغییر شکل ستون از ابعاد واقعی آن خواهد شد. این در صورتی است که با این نوع از ضخامت هم کارایی فراوان و مقاومت بالایی در جلوگیری از آسیب رساندن دارد.

هزینه نسبتاً کم

هزینه همیشه یکی از مهمترین عوامل در تعیین نوع و برآیند کار است که صاحبان پروژه ها همیشه به این مورد نگاه ویژه ای دارند. استفاده از مصالح FRP در مقاوم سازی ستون های گرد بتنی میتواند تا حد زیادی از هزینه کرد های گراف جلوگیری کرده و گزینه ای مناسب برای پیمانکاران و صاحبان پروژه ها باشد.

کمترین محدودیت‌های اجرایی

انعطاف پذیری این نوع مصالح در امر استفاده از آن باعث شده تا از این نوع الیاف در انواع ستون های مختلف بکار گیری شود. بطور مثال ستون های گرد که در فرآیند مقاوم سازی هر نوع الیافی بدلایل شکل ظاهری آن بر روی آن سوار نخواهد شد.

وزن پایین و کمترین افزایش در ابعاد پایه

وزن پایین این الیاف FRP ویژگی دیگری از این نوع از پایه هاست بطوریکه استفاده از آنان تا حد زیادی مانع از سنگین شدن بار سازه خواهد شد. البته ناگفته نماند این سبکی بمعنای عدم کارایی نیست بلکه تا حد زیادی مانع از آسیب رسیدن به بتن در جریان فرآیند مقاوم سازی ستون های گرد بتنی خواهد شد.