مشاوره و ارائه طرح مقاوم سازی سازه های بتنی - مهندسی و اجرای مقاوم سازی سازه های بتنی به روش اجرای الیاف FRP ، ژاکت بتنی ، فلزی

کلینیک فنی وتخصصی بتن ایران ، مشاور و مجری خدمات تقویت و مقاوم سازی سازه های بتنی ْ تیرها وستونهای بتنی ْ با روش های FRP ْ ژاکت فلزیو ژاکت بتنی.

کاربرد FRP درمقاوم سازی و تقویت ساختمان ها یا سازه های بتنی موجود

گسترش تکنولوژیهای جدید علم مواد و پلیمرها با مشخصات مکانیکی مختلف، جامعه مهندسی در رشته های گوناگونرا برآن داشته تا از قابلیت ها و کاربردهای متنوع این محصولات استفاده نموده و جایگزینیآن ها را با مصالح و مواد سنتی اجتناب ناپذیر ساخته است. کنترل کیفی ساخت، مقاومت مکانیکیو مقاومت شیمیایی بالا در برابر اثرات محیط از جمله مزیت های این تکنولوژی ها محسوبمی-گردد.

یکی از موارد کاربردFRP در صنعت ساخت و ساز، استفاده جهتتقویت و مقاوم سازی ساختمان ها و سازه های بتنی موجود می باشد. مزایای استفاده از سیستمهای FRP جهت تقویت و مقاوم سازی سازه هایبتنی را می توان به مواردی چون سرعت بالای اجرا و همچنین عدم وجود تغییرات معماری درساختمان و از سوی دیگر به امکان تحقق کنترل کیفیت بالا و وجود مبانی روشن فنی جهت طراحیو اجرای نسبت داد. لذا از بین گزینه های تعریف شده جهت تقویت سازه های بتنی، استفادهاز سیستم های تقویت پلیمرهای مسلح شده با الیاف (FRPStrengthening) و در اصطلاح عام، مقاوم سازی با استفاده ازFRP یک راهکار مناسب محسوب می گردد.

بدیهی است مشابههر سیستم و تکنولوژی دیگر، استفاده موثر و صحیح از سیستم های تقویت FRP در سازه ها مستلزم توجه به شرایط استاندارد طراحی، نظارت و اجرا بوده و وجودتخصص و تسلط بر مبانی فنی موضوع برابر ضوابط استانداردهای معتبر را اجتناب ناپذیر میسازد. لذا در ادامه به صورت مختصر به بررسی روش های مختلف مقاوم سازی و تقویت سازههای بتنی پرداخته و به طور اجمالی نکات و هشدارهای لازم در خصوص استفاده بجا و استاندارداین تکنولوژی متذکر شده است.

2- تقویت خمشیبا استفاده از FRP

اتصال FRP در وجه کششی المان های تحت خمش، بگونه ای که راستای الیاف در امتداد طول عضو  قرار گرفته و در انتقال نیروهای کششی ناشی از خمشموثر باشد (همانند میلگردهای کششی)، می تواند مقاومت خمشی المان های بتنی را افزایشدهد. عوامل متعددی مانند ابعاد مقطع المان بتنی، مساحت و مشخصات مکانیکی میلگردهایموجود و FRP مورد استفاده و همچنین مقاومتبتن موجود، در میزان افزایش مقاومت خمشی سازه های بتنی با استفاده از سیستم های FRP دخیل می باشند. در ادبیات فنی این افزایش مقاومت از 10 تا 160 درصد گزارش شدهاست. لذا با توجه به محدودیت های موجود در خصوص شکل پذیری، ضوابط بهره برداری و دیگرمحدودیت های آیین نامه ای، افزایش مقاومت خمشی سازه های بتنی تا حداکثر 40 درصد قابلقبول تلقی و توصیه شده است. (ACI 440.2R-08).

هشدار فنی اولدر خصوص استفاده از FRP جهت تقویت خمشی سازه های بتنیآنکه: « با توجه به رفتار صرفا ارتجاعی FRP،استفاده از آن جهت تقویت خمشی المان های باربر لرزه ای و بویژه در نواحی مفاصل پلاستیک،مستلزم بررسی ها و ارزیابی دقیق و حصول اطمینان از عملکرد مورد انتظار سازه به لحاظشکل پذیری تحت سیکل های رفت و برگشتی لرزه ای است. توجه به این نکته ضروری است که مقاطعتقویت شده بدین روش از ظرفیت چرخش و انحنا کمتری در حالت تقویت شده برخوردار بوده ودر نظر گرفتن این موضوع در محاسبات الزامی است. استفاده از روش های طراحی بر اساس عملکردو انجام تحلیل های غیر خطی و در صورت لزوم انجام آزمایش های لازم در این خصوص پیشنهادمی گردد ».

هشدار فنی دومدر خصوص استفاده از FRP جهت تقویت خمشی سازه های بتنیآنکه: « مقاومت خمشی سازه تقویت شده بسته به مود شکست حاکم تعیین می گردد. جداشدگیبین سطح بتن و FRP در محل ترک های خمشی یا برشی،ورقه ورقه شدن پوشش بتنی و جداشدگی از نزدیکی شبکه میلگردها در محل انقطاع FRP در تایین مود شکست سازه تقویت شده تایین کننده خواهد بود. (شکل 1). لذا طراحیصحیح برابر ضوابط استانداردهای معتبر، ارایه جزییات اجرایی استاندارد بویژه جهت مهارصحیح FRP در مقاطع بحرانی و محل های قطعFRP و همچنین اجرا و نصب استانداردFRP (شامل ترمیم، زیرسازی و آماده سازی صحیح و نصباستاندارد)، توسط گروه های متخصص و مجرب در این خصوص الزامی است ».

Debondingand delamination of externally bonded FRP systems

3- تقویت برشیبا استفاده از FRP

استفاده از FRP به صورت دورپیچ (سه حالت دورپیچ کامل، U شکل و در دو طرف جان مطابق شکل 2) و قرارگیری الیاف در امتداد عرضی مقطع یاعمود بر راستای ترک های محتمل برشی، بطور موثری سبب افزایش مقاومت برشی المان های بتنیمی گردد. اضافه مقاومت برشی ایجاد شده بدین روش به پارامترهای مختلفی مانند: ابعادالمان، حالت دورپیچ، مقاومت بتن موجود و ... وابسته است. لذا همواره میزان این افزایشمقاومت بسته به ضوابط بهره برداری و متناسب با شرایط باربری عضو محدود است.

Typicalwrapping schemes for shear strengthening using FRP laminates

با درنظر گرفتنشرایط و ضوابط خاصی، می توان از سیستم های تقویت برشی FRP در محل های احتمالی تشکیل مفاصل پلاستیک و جهت افزایش شکل پذیری غیرارتجاعیمقاطع بتنی تحت خمش استفاده نمود.

در اینجا نیز همانندسیستم های تقویت خمشی FRP، کنترل جداشدگیFRP، از سطح بتن حایزاهمیت بوده و مستلزم لحاظ نمودنآثار این موضوع در فاز طراحی  و محاسبات و همچنیناجرا و نصب استاندارد FRP است.

4- تقویت محورییا ترکیب محوری-خمشی با استفاده از FRP

4-1- تقویت محوری-فشاری خالص

می توان از سیستمهای FRP، جهت ایجاد محصورشدگی از طریق ژاکت (دورپیچ کامل)FRP و به طبع آن افزایش مقاومت فشاریالمان بتنی استفاده نمود. در این روش قرارگیری الیاف در امتداد عمود بر محور طولی عضوبه صورت دورپیچ کامل، سبب ایجاد محصورشدگی انفعالی (Passive)در عضو می گردد. از این رو FRP تا زمان بارگذاری و رخداد تغییرشکلهای عرضی در المان بتنی موجود منفعل بوده و تحت تنش قرار نگرفته و تاثیری در باربریعضو ندارد. بدین سبب اجرا و نصب استاندارد و اطمینان از چسبندگی کامل بین بتن و FRP در این روش مقاوم سازی بسیار حائزاهمیت می باشد.

شکل 3 منحنی تنش– کرنشیک ستون بتن مسلح در حالت های محصور نشده و محصور شده در سطوح مختلف محصورشدگی را بهتصویر کشیده است. این شکل بخوبی گویای تاثیر محصورشدگی در افزایش مقاومت فشاری عضوبتنی بوده و علاوه بر آن نشان دهنده تاثیر محسوس محصورشدگی بر افزایش کرنش نهایی بتنمی باشد. این موضوع افزایش شکل پذیری المان بتنی محصور شده را به همراه خواهد داشت.

Schematicstress-strain behavior of unconfined and confined RC columns

4-2- تقویت ترکیبفشاری – خمشی

دورپیچ کامل یاژاکت FRP، می تواند جهت ایجاد محصورشدگی و در نتیجه افزایشمقاومت المان های بتنی تحت ترکیب نیروهای فشاری و خمشی مورد استفاده قرار گیرد. لذاتوجه به هشدار فنی زیر بسیار حائزاهمیت است.

هشدار فنی در خصوصاستفاده از FRP جهت تقویت فشاری - خمشی سازه هایبتنی آنکه: « افزایش قابل ملاحظه مقاومت تنها در صورتیکه نقطه متناظر با نیروی فشاریو خمشی نهایی در بالای خط متصل کننده مبدا به نقطه بالانس در منحنی P-M باشد محقق خواهد شد. همانطور که از دیاگرام P-M در دو حالت محصور شده و محصور نشده مطابق شکل 4 قابل دریافت است، محدودیت مذکوراز این واقعیت که افزایش مقاومت در نتیجه محصورشدگی تنها برای المان های با مود شکستحاکم فشاری قابل ملاحظه می باشد، نشات می گیرد ».

Representativeinteraction diagram

با درنظر گرفتنهشدار بالا، محاسبات استاندارد طرح تقویت بدین روش، مستلزم تسلط بر مبانی طراحی سازههای بتنی بوده و با توجه به حجم بالای محاسبات و عدم امکان استفاده از نرم افزار هایمعمول طراحی مانند Sap و Etabs بدین منظور، وجود قابلیت های برنامه نویسی و استفاده از ابزارهای انفورماتیکیجهت تدقیق نتایج و تسریع در فرآیند محاسبات اجتناب ناپذیر خواهد بود.

4-3- تقویت محوری– کششی خالص

با توجه به مشخصهخطی – ارتجاعی مصالح FRP،مشارکت FRP در انتقال نیروها در المان هایتحت کشش خالص، بطور مستقیم به میزان کرنش المان وابسته بوده و مطابق اصل هوک قابل محاسبهاست. در این مورد شرایط طراحی و میزان کرنش موثر FRP بسته به مشخصات المان و شرایط پیوستگی بین سطح بتن و FRP،مشابه سیستم های تقویت برشی با استفاده از FRP است.

کلینیک فنی و تخصصی بتن ایران ، علاوه بر دفتر مرکزی خود واقع در تهران ، اشرفی اصفهانی ، گلزار سوم ،پلاک ، واحد 4 ، و نیز دفتر جنوب کشور خود، واقع در استانخوزستان ، شهرستان اهواز ، زیتون کارمندی ، فلکه پارک ، جنب بانک تجارت ،ساختمان 88 ، در بسیاری از استان های دیگر از جمله  استان هرمزگان (بندرعباس ، قشم، خارک و ... ) ، استان بوشهر (شهرستان بوشهر ، عسلویه ، جم ، برازجان، کنگان و ... ) ، استاناصفهان ( شهرستان اصفهان ،  شهرضا،فولاد شهر، شاهین شهر ، زرین شهر ) ، استان یزد ، استان کرمان ، استان فارس (شهرستان شیراز ، نورآباد ممحسنی ، جهرم و ... ) ، استانکرمانشاه ، استان کردستان ( شهرستان سنندج) ، استان لرستان ( خرم آباد ، بروجرد ، دورود،نورآباد ، الشتر و ... ) ، استان آذربایجان شرقی وآذربایجان غربی ( شهرستان های تبریز و ارومیه ) ، استاناردبیل، استان زنجان، استان های خراسان رضوی ، خراسانجنوبی و شمالی ( شهرستان های مشهد ، بیرجند و ... ) ، استان زاهدان ( شهرستان های زاهدان ، ایرانشهر ، زابل ،سیرجان، پیرانشهر و ... )، استان البرز ( شهرستانکرج و ... ) ، استان کاشان ، استان قم ( شهرستان قم ) ، استانمازندران ( شهرستان های ساری ، بابل ، بابلسر، نوشهر ، چالوس ، محمود آبادو ... ) ، استان گیلان ( شهرستان های رشت ،بندرانزلی و ... ) ، استان ایلام ( شهرستان هایایلام و دهلران، مهران و ... )، استان همدان (شهرستان های همدان ، تویسرکان و کبودرآهنگ ) ،استانگلستان ( شهرستان گرگان ) ،  استان خوزستان ( شهرستان اهواز ، دزفول ، ماهشهر، سربندر، آبادان ، خرمشهر ، بهبهان ، شوشتر، شوش ، مسجدسلیمان، رامهرمز ، گتوند و ... ) ،استان چهارمحال بختیاری ( شهرکرد ) ، جزیره کیش ،  کشور عراق ( استان بصره، الاماره و نجف ) ، کشور افغانستان ( کابل و هرات ) ،  دارای دفاتر فروش و ارائه خدمات مهندسی می باشد.شما می توانید با مراجعه  یا تماس با ایندفاتر ضمن مشاور از خدمات و محصولات ارائه شده بهره مند شوید.