مقاله مقاوم سازی ساختمان به کمک الیا (FRP)

word قابل ویرایش
7 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
10700 تومان
107,000 ریال – خرید و دانلود

مقاوم سازی ساختمان به کمک الیا (FRP)

چکیده

اشتباهات طراحی و محاسبه، عدم اجرای مناسب، تغییر کاربری سازه هـا، آسـیب دیـدگی ناشـی از وارد شـدن بارهـای تصادی، خوردگی بتن و ولاد و شرایط محیطی از دوام آنها میکاهد ضمنا تغییر آئیننامههای ساختمانی پباعث تغییر در بارگذاری و ضرایب اطمینان میشودژنیز سبب ارزیابی و بازنگری مجدد طرح و سازه میگـردد تـا در صـورت لـزوم بهسازی و تقویت شودچ در مبحث مقاوم سازی و بهسازی لـرزه ای، روش هـای موسـوم بـه روشـهای کلاسـیک شـامل استاده از پوشش ولادی، استاده از پوشش بتنی و بازسازی موضعی است چاما محدودیت ها باعث گردیـده کـه روش های نوینی جایگزین آنها گرددچیکی از پر کاربردترین این روش ها استاده از مواد کامپوزیتیپFRPژدر مقـاوم سـازی ساختمان ها می باشدچمزایای استاده از این مواد نسبت به ورقه های ولادی و یا پوشش بتن باعث گردیده کشورهای لرزه خیز نظیر ژاپن این روش را به عنوان جایگزینی مناسب برای روش های کلاسیک برگزینندچ
واژههای کلیدی: بهسازی ، مقاوم سازی ، پوشش ولادی ، پوشش بتنی ، FRP

-۱ مقدمه

بهسازی((Rehabilitation درلغتبه مهوم بهتر کردن،اصلاح یـا بهبـود بخـشیدن بـه وضـعی یـا شـرایطی اسـت لدرصنعتساختمان، بهسازی برحسب تعری ، ایجاد قابلیت انجام وظیه یا وظائی استدرساختمان، سازه ساختمان یا اجزا (Components)و عناصر((Elementsآن ، که دروضع موجود قادر به انجام تمام و کمال آن وظیه یاوظائ نیستندچبهسازی لرزهای((SeismicRehabilitationبیانگرمهومی مرکب از دو مهومدیگر بهشرح زیر است،اول بهسازی ، که مهومی است گسترده و راگیر و دارایوجوهمختل و متعدد ،دوملرزهای که مشخص می کند چه نوعبهسازی مورد نظر استچبرای شناختبهسازی لرزهای باید دو مهوم وق مورد بررسی و واکاوی قرارداده شوند تا بتوان با نگاه کردن به امر »بهسازی لرزه ای «از زوایای مختل،جوهراصلی آن را دریاتل مهوم لرزه ای از زمانی

۱

درنوشته ها وخدمات مهندسی واردشد ، که مهندسان به تجربه دریاتند که برایتامین ایمنی آنچه می سازند، ناگزیر باید اثر تکانهای شدید زمین را ، که بهصورت ادواری حادث می شوند، در نظر بگیرندلدر واقع،لطمات ناشی از زلزلـه های بزرگ وکوچک و کوشش برایاحتراز از این لطمات، محمل اصلی تکوین ورشد روشها و مشخص شدن معیارهای تامین ایمنیساختمانها در برابرزلزله بوده اند و بطور بدیهی، هرچه مراکز تجمع جمعیت بزرگترشـده انـد، بـهدلیـل ازایش آسیب پذیری بالقوه آنها در برابر زلزله، ضرورت تامینایمنی آنهادر برابر زلزله محسوستر وتلاش برای یاتن راه حلی به منظور تامینایمنیبیشتر شده استل

.۲ ساختار مصالح FRP

انتخاب ورقه های FRPوابسته به عواملی نظیر محیط انجام پروژه و مقاومت نهایی مورد نیاز می باشدچانتخاب آنهـا بـا توجه به جزئیات طرح توسط مشاور و یا کاررما توصیه می گرددچبه طور کلی این ورقه ها به سـه دسـته تقـسیم مـی شوند،

· الیا شیشه (GFRP)

· الیا کربن (CFRP)

· الیا آرامید((AFRP

جدول -۱ ویژگی های مکانیکی کامپوزیتهای مختل


انواع محصولات FRP

-۱ میله های کامپوزیتی:

میلههای ساخته شده از کامپوزیتهایFRP هستند که جانشین میلگردهای ولادی در بتن آرمه خواهند شـدچکـاربرد این میلهها به دلیل عدم خوردگی، مساله کربناسیون و کلراسیون را که از جمله مهمترین عوامل مخرب در سـازههـای بتن آرمه هستند، به کلی حل خواهند نمودچ

-۲ شبکههای کامپوزیتی:

۲

شبکههای کامپوزیتی Grids، FRP، محصولاتی هستند که از برخورد میلههای FRPدر دو جهت و یـا در سـه جهـت ایجاد میشوندچنمونهای از این محصول، شبکه کامپوزیتی NEFMACاست که از ایبرهای کربن، شیشه یـا آرامیـد و رزین وینیل استر تولید میشود و برای مسلح کردن بتن مناسب است
-۳ کابل، طناب و تاندنهای پیشتنیدگی:

محصولاتی شبیه میله های کامپوزیتی FRP، ولی به صورت انعطاپذیر هستند، که در سازههای کابلی و بـتن پـیش تنیده در محیطهای دریایی و خورنده کاربرد دارندچاین محصولات در اجزاء پیش تنیده در مجاورت آب نیز بکار گرته می شوند

-۴ ورقههای کامپوزیتی:

ورقههای کامپوزیتی Sheets) FRPژ، ورقههای با ضخامت چند میلیمتر از جنس FRPهستندچاین ورقهها با چسبهای مستحکم و مناسب به سطح بتن چسبانده می شوندچاز این ورقه ها جهت تقویت بتن استاده می شودچورقههای FRP پوشش مناسبی جهت ایزوله کردن سازههای آبی از محیط خورنده مجاور هستندچهمچنـین از ورقـههـای کـامپوزیتی FRP جهت تعمیر و تقویت سازههای آسیب دیده پناشی از زلزله و یا ناشی از خوردگی آبهای یون دار استاده می شوند

-۵ پرویلهای ساختمانی:

مصالح FRPهمچنین در شکل پرویلهای ساختمانی به صورت I شکل، T شکل، نبـشی و نـاودانی تولیـد مـیشـوندچ چنین محصولاتی میتوانند جایگزین بسیار مناسبی برای قطعات و سازههای ولادی در مجاورت آب تلقی شوندچ

.۴ کاربرد های محصولات FRP

▪ مقاوم سازی خمشی تیرها

▪ مقاوم سازی برشی تیرها
▪ مقاوم سازی شاری ستون ها
▪ مقاوم سازی برشی ستون ها
▪ مقاوم سازی پیچشی ستون ها
▪ مقاوم سازی برشی دیوار ه ها
▪ پوشش محاظ در محیط های خورنده

.۵ مقاوم سازی بوسیله FRP

ازایش مقاومت خمشی ، برشی وظریت تغییر شکل تیروازایش مقاومت شاری ستون تقویت شده با کامپوزیت FR

ال- رتار خمشی تیر تقویت شده با : FRP

تیرهای بتن آرمهء تحت خمش و همچنین تغییراتی را که در مراحل مختلـ بارگـذاری درمقـادیر تـنش وکـرنش مقاطع حاصل میشود می توان تحت اثر بارهای متمرکز مورد بررسی قراردادچمنحنی نیرونتغییـر مکـان در ایـن تیرهـا

۳

دارای سه شیب متاوت است بخش اول منحنی مربوط به حد اصل ترک خوردن بتن کششی است که در این مرحلـه سختی تیر زیاد استپمشابه تیر تقویت نشده ژبخش دوم مربوط به حد اصل ترک خوردگی بتن کشـشی تـا هنگـام جاری شدن میلگرد است که شیب نمودار کاهش می یابد ، ولی همچنان سختی آن نسبت به تیر تقویت نشده بیـشتر می باشد و بخش سوم مربوط به حد اصل تسلیم میلگردها تا گسیختگی FRPویا جداشدگی FRPاز سطح بتن استچ

شکل – ۱ منحنی بار – تغییر مکان برای تیر تقویت شده با FRP و تیر تقویت نشده

با توجه به مدول الاستیسیته بالای مواد FRPچسباندن آنها برروی تیر ، سبب ازایش سختی و کاهش خیـز تیـر مـی شود چهمچنین مواد FRPتا لحظه گسیختگی رتار تنشنکرنش خطی از خود نشان میدهنـد و بـدون جـذب انـرژی کای وعدم دارا بودن ناحیه تسلیم شبیه ناحیه تسلیم ولاد ، دچار گسیختگی می شوند بنابراین نسب آنها برروی تیر سبب کاهش شکل پذیری و مقدار جذب انرژی می شود شایان ذکراست کاهش انرژی جـذب شـده در اصـل بـه علـت تسلیم شدن موضعی میلگردهای طولی در محدوده گسیختگیFRP است چرا کـه در تیرهـای تقویـت نـشده تیـر در محدوده ای وسیع ترک می خورد و میلگردها به تسلیم می رسند، در حالیکه در تیر های تقویت شده میلگردهـا قـط در مرحله گسیختگی FRPتغییر شکل می دهند و انرژی جذب می کنند چبه طـورکلی بـا اـزایش لایـه هـای FRPاز شکل پذیری تیر کاسته می شودچبنابراین با توجه به اینکه مقدار کرنش نهایی مواد FRPدر مقایسه با ولاد بسیار زیـاد است هنگامی که این مواد بوسیله اپوکسی به سطح کششی تیر برای تقویت خمشی چـسبیده مـی شـود قبـل از آنکـه کامپوزیت FRPشروع به تحمل بار زیادی کند ، ولاد به حالت تسلیم خود می رسدچبنابراین ازایش سختی تیر یا بار تسلیم آن بدون ازایش سطح مقطع FRP، برای همکاری بیشتر در باربری تیر، قبل از به تسلیم رسیدن ولاد ممکـن نیستچبه طور کلی تقویت تیر با سیستم FRPسبب ازایش ظریت نهایی مقطع می شود

شکل -۲ استاده از صحه زیرین FRP برای مقاوم سازی خمشی تیرهای بتن مسلح

۴

ب- رتار برشی تیر تقویت شده با : FRP

اگر یک تیر بتنی در تحمل برش ضعی باشد یا پس از مقاوم سازی خمـشی، ظریـت برشـی آن در تحمـل نیروهـای برشی نسبت به ظریت خمشی ، ضعی تر باشد باید مقاوم سازی برشی آن هم مد نظر قرار گیردچمقاوم سازی برشی در بیشتر موارد ، یک مرحله کلیدی و اساسی در مقاوم سازی موثر تیرهای بتنی استچاسـتاده از صـحه زیـرین FRP برای مقاوم سازی خمشی تیرهای بتن مسلح تاثیر چندانی در ازایش مقاومت برشی آنها ندارد، بنـابراین از اثـر مقـاوم سازی خمشی تیرها هنگام طراحی برای مقاوم سازی برشی صر نظر می شود چدر اینجا باید تاکید شود هرچند الیـا چسبانده شده به سطوح جانبی در راستای طول تیر کمک شایانی به ظریت برشی تیر نمی کند امـا الیـا چـسبانده شده به این وجوه تحت زوایای دیگر، در ازایش مقاومت برشی تیر سهیم می شوندچبیشتر زوایا برای چسباندن الیا به وجوه جانبی به جز زاویه موازی با ترک های برشی، در مهار کردن و کاهش دادن عرض ترک ها مید و موثرنـد طـرح های مختلی برای استاده از مصالح FRPدر مقاوم سازی برشی پیشنهاد شده است چاین طـرح هـا شـامل چـسباندن FRPبه سطوح جانبی تیر، استاده از پوشش شکل برای سطوح جـانبی (U-JACKET)وسـطح زیـرین تیـر و نیـز دورپیچ کردن دور مقطع با استاده از الیا و نوارهای FRP است

شکل -۳ ازایش مقاومت برشی تیر با استاده از پوششU شکل برای سطوح جانبی (U-JACKET)

ج-ازایش ظریت تغییر شکل و تاثیر محصورکنندگی در ستون تقویت شده با : FRP

با نزدیک شدن تنش به حد مقاومت شاری بتن ، ترک هایی در داخل بتن ایجاد می گردد و بتن در جهـت عمـود بـر جهت اعمال نیرو از هم باز می شودچدر این حالت اگر بوسیله میلگرد عرضی و یا هر ابزار دیگری مانع از حرکت عرضی بتن شویم بر مقاومت و شکل پذیری بتن ازوده می گرددچنمونه ای از عملکرد محصورکننده الیا شیـشه (GFRP)در ازایش مقاومت و شکل پذیری نمونه های استوانه ای در شکل زیر ارائه شده استچدر این آزمایش ها کـه در دانـشگاه صنعتی شری انجام شد، با ازودن لایه هایی از الیا شیشه توانستیم مقاومت نهایی را تا حد دو برابر ازایش دهیم اما اثر خیلی مهمتر الیا در این بود که ظریت تغییر شکل بتن را از حدود قققث میکروکرنش برای بتن نا محـصور بـه حدود قققوظ میکروکرنش برای بتن محصور ازایش دادچبدین ترتیب اگر تیرها و ستونهای مجاور گره یک قاب بتنی را با این روش محصور کنیم باید انتظار داشت ظریت جابجایی آن حدودا”و برابر شودچبه عبارت دیگر حـد پـذیرش جابجایی چنین سازه هایی در زلزله سطح خطر مورد نظر به میزان پنج برابر ازایش

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 7 صفحه
107,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد