جایگزینی کامل یا ساختن سازه های جدید گران است و ما می دانیم که شما همیشه زمان لازم برای انجام این کار را ندارید. سیستم های مقاوم سازی سازه ها فرآیند ارتقاء سازه موجود برای بهبود عملکرد تحت بارهای موجود یا افزایش مقاومت اجزای سازه برای حمل بارهای اضافی را توصیف می کند. نیاز به مقاوم سازی ممکن است ناشی از فرسودگی، تغییر کاربری، تغییر در آیین نامه/استانداردهای ساختمانی، عیوب سازه ای، خطاهای ساختمانی یا شرایط لرزه ای باشد.
سیستم های مقاوم سازی سازه برای ساختمان ها و سازه های موجود
در صورت تصمیم به مقاوم سازی سازه تحلیل آن باید توسط مهندس متخصص انجام شود. برای دستیابی به مقاومت مورد نظر روش های مختلفی وجود دارد که عبارتند از: افزودن تکیه گاه خارجی یا جایگذاری آرماتور، اتصال صفحات خارجی یا افزایش ابعاد سازه. انتخاب روش مناسب برای مقاوم سازی به پارامترهای مختلف پروژه بستگی دارد از جمله نوع سازه، هزینه، محیط و شرایط محل، امکان دسترسی و نگهداری و موارد دیگر. در این مقاله هفت روش برای افزایش یا بازیابی ظرفیت باربری سازه آورده شده است.
- افزودن یا جایگزینی میلگردهای تقویت کننده مدفون یا خارجی
- افزودن انکر در سوراخ های از پیش تعبیه شده یا حفر شده
- اتصال ورق تقویت کننده
- افزودن ملات یا بتن
- تزریق ترک ها، حفره ها یا درزها
- پر کردن شکاف ها، حفره ها یا درزها
- پیش تنیدگی یا پس کشیدگی
سیستم های مقاوم سازی با FRP
سیستم های مقاوم سازی FRP از الیاف کربن و شیشه با دوام و با مقاومت بالا که با رزین های چسب متصل شده اند استفاده می کنند. آنها برای افزایش یا بازیابی ظرفیت باربری، شکل پذیری و مقاومت لرزه ای سازه ها ( به ویژه برای کاربردهایی با دسترسی محدود و/یا هندسه های پیچیده) استفاده می شوند. پارچه های یک طرفه و دو طرفه و میلگردهای فیبر کربنی که از قبل با رزین اپوکسی آغشته شده اند، به راحتی با بستری که برای تقویت هدف قرار گرفته اند سازگار می شوند.
مزایای کلیدی سیستم های مقاوم سازی FRP
استفاده از FRP با چسب خارجی به عنوان یک روش مقرون به صرفه و مناسب برای مقاوم سازی و تقویت سازه ها کاربری بسیار بالایی دارد:
- گستردگی کابرد
در سازه های مختلف از جمله ساختمان ها، پل ها، سیلوها و مخازن برای افزایش ظرفیت و همچنین بهبود شکل پذیری و عملکرد کلی لرزه ای استفاده می شود.
- مقاومت بالا
در مقایسه با فولاد، مواد FRP نازک تر، سبک تر و مقاومت کششی آن ها 10 برابر فولاد است.
- سادگی نصب و اجرا
این محصولات به دلیل سبک وزن بودن، بدون تجهیزات خاص، با نیروی انسانی کمتر، در زمان بسیار کوتاه و بدون خرابی سازه قابل اجرا هستند.
- قابل نصب در مناطق با دسترسی محدود
برای سازه‌هایی مانند پل‌های راه‌آهن و جاده، دال‌های سقف و تیرهای سقف در پارکینگ‌های چند طبقه، ممکن است ضروری باشد که ابعاد قبلی حفظ شود یا بیش از کاهش جزئی نباشد. با این سیستم ها حتی لوله کشی و کانال های نصب شده در امتداد سطوح نیز نیازی به برداشتن ندارند.
سیستم مقاوم سازی با استفاده از فیبر FRP
بسیاری از سازه های بتنی کهنه دارای اجزایی هستند که دیگر ظرفیت باربری کافی را ارائه نمی دهند و بنابراین نیاز به مقاوم سازی دارند. پارچه FRP (پارچه های فیبر کربن، شیشه و الیاف آرامید) در وزن های مختلف در ورق های پیوسته یک طرفه و دو طرفه عرضه شده بر روی رول ها موجود است که می تواند به راحتی متناسب با هر هندسه ای تنظیم شود و تقریباً در اطراف هر پروفیلی پیچیده شود. پارچه های FRP ممکن است به قسمت کششی اعضای سازه (مانند دال ها یا تیرها) بچسبند تا تقویت کششی اضافی برای افزایش مقاومت خمشی ایجاد کنند، دور تارهای تیرچه ها و تیرها برای افزایش مقاومت برشی آن ها پیچیده شوند و برای افزایش مقاومت برشی و محوری، بهبود شکل پذیری و رفتار اتلاف انرژی دور ستون ها پیچیده شوند.
پارچه‌های الیاف FRP به شکل پارچه‌های خشک و انعطاف‌پذیر هستند که باید بلافاصله قبل از قرار دادن (لای‌آپ مرطوب) یا در حین قرار دادن (لای‌آپ خشک) با رزین‌های اپوکسی آغشته (اشباع) شوند. همانطور که اپوکسی پخته می شود، یک کامپوزیت سفت و سخت تشکیل می شود و خود را به ساختار اصلی در یک پیوند یکپارچه شکل می دهد. این پارچه ها برای محصور کردن عناصر سازه ای مانند ستون ها و دیوارهای بتنی و بنایی، برای بهبود شکل پذیری و ظرفیت باربری به ویژه در مناطق لرزه خیز استفاده می شوند.
سیستم مقاوم سازی با استفاده از لمینت CFRP
سیستم های مقاوم سازی CFRP، صفحات فیبر کربنی منعطف از قبل با رزین اپوکسی توسط “پالتروژن” آغشته می شوند، یک فرآیند صنعتی اکستروژن تحت تنش کششی. صفحات با چسب های اپوکسی تیکسوتروپیک برای تعمیر، تقویت خمشی و ارتقای تیرها و دال ها به عناصر سطح بتنی چسبانده می شوند. صفحات فیبر کربن موجود در ضخامت های 1.2 و 1.4 میلی متر، موجود در عرض های 5 و 10 سانتی متر. ضخامت ها و عرض های خاص اضافی در صورت درخواست در دسترس هستند.
محصولات FRP “نصب شده نزدیک به سطح”
برای مقاوم‌سازی زیرساخت‌های عمرانی، استفاده از میله‌های FRP روی سطح (NSM) جایگزینی برای ورقه‌های باند خارجی پلیمری تقویت‌شده با الیاف (FRP) است. این تکنیک شامل قرار دادن یک میله در یک شیار بریده شده در سطح عضو در حال مقاوم سازی است.
روند مقاوم سازی را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:
1-ایجاد شیارهایی با عرض تقریباً یک و نیم برابر قطر میله و تمیز کردن سطح
2-استفاده از چسب پایه اپوکسی تعبیه شده
3-کپسوله سازی میله ها در شیار
رزین و چسب اپوکسی در FRP
سیستم های چسب مورد استفاده برای چسباندن FRP به بستر بتنی ممکن است شامل یک پرایمر باشد که برای نفوذ به بستر بتن و بهبود اتصال سیستم استفاده می شود. برای پر کردن فضاهای خالی سطح کوچک در بستر و ایجاد یک سطح صاف که سیستم FRP به آن متصل است. رزین اشباع که برای آغشته کردن پارچه و چسباندن آن به بستر آماده شده استفاده می شود. و پوشش محافظ برای محافظت از سیستم پیوند FRP از اثرات مخرب محیطی و مکانیکی بالقوه. بیشتر اپوکسی‌های سیستم‌های تقویت‌کننده FRP تحت تأثیر قرار گرفتن در معرض نور ماوراء بنفش قرار می‌گیرند، اما می‌توان با استفاده از پوشش‌های اکریلیک، پوشش‌های سیمانی و سایر انواع پوشش‌ها، از آنها محافظت کرد.
کاربردهای معمولی سیستم مقاوم سازی با FRP
محصولات سیستم های کامپوزیت FRP را می توان به عنوان جایگزینی برای روش های مرسوم برای تعمیر و ارتقای استاتیکی انواع عناصر بتن مسلح، پیش تنیده و سازه های فولادی، به ویژه در مناطقی که روش های مرسوم مناسب نیستند یا می تواند مشکلات اضافی ایجاد کند، استفاده کرد.
در اینجا برخی از تعمیرات قابل انجام با محصولات سیستم های FRP آورده شده است:
- ارتقاء ظرفیت های باربری سازه های بتنی و بنایی
- افزایش مقاومت خمشی تیرها، دالها و دیوارهای بتنی
- افزایش مقاومت برشی تیرها و دیوارهای بتنی
- بهبود ظرفیت سیلوها، لوله ها و تونل های بتنی
- بازیابی ظرفیت سازه های بتنی از دست رفته در اثر فرسودگی
- فولاد تقویت کننده از دست رفته در اثر خوردگی را جایگزین کنید
- کابل پیشتنیدگی آسیب دیده پس از کشش را تعویض کنید
- ایجاد محدودیت برای تعمیرات بتن
- تصحیح خطاهای طراحی/ساخت
- جایگزین فولاد تقویت کننده مفقود شده
- مقاوم سازی لرزه ای
- بهبود مقاومت و شکل پذیری ستون های بتنی
- محصور شدن و مقاومت اضافی برای اتصالات بتن فراهم کنید
- جلوگیری از شکست برشی شکننده تیرها و دیوارهای بتنی
انتخاب روش مناسب برای مقاوم سازی
کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با الیاف (FRP) چندین سال است که برای مقاومت سازه استفاده می شود. در این دوره، پذیرش کامپوزیت های FRP به عنوان یک ماده اصلی ساخت و ساز رشد کرده است. به همین ترتیب تعداد پروژه های تکمیل شده تقویت FRP افزایش یافته است. در نتیجه، استفاده از FRP برای تقویت و مقاوم‌سازی در بین متخصصان طراحی نسبت به تکنیک‌های مقاوم‌سازی مانند نصب قاب‌ها و عناصر فولادی سازه‌ای مکمل، محبوبیت بیشتری پیدا می‌کند.
تقویت سازه‌های موجود با FRP می‌تواند شامل ارزیابی، طراحی و فرآیندهای پیچیده باشد که نیاز به درک خوبی از شرایط سازه‌ای موجود همراه با مواد مورد استفاده برای تعمیر سازه قبل از نصب FRP دارد. مناسب بودن FRP برای یک پروژه تقویتی را می توان با درک اینکه FRP چیست و مزایایی که ارائه می دهد تعیین کرد، اما مهمتر از آن، محدودیت های آن.
شرکت تکنوپل دارای راه حل های خاص و یک تیم فنی اختصاصی برای کارهای مقاوم سازی سازه است. بخش مقاوم سازی سازه ما برای کمک به مهندسان طراح برای یافتن راه حل هایی برای تقویت استاتیک و بهبودها و ارتقاء سازه ها ضد لرزه پشتیبانی ارائه می دهد. شرکت تکنوپل خط گسترده ای از محصولات و خدمات فنی را برای بازسازی یا افزایش ظرفیت باربری سازه های بتن مسلح، بنایی و فولادی ارائه می دهد. محصولات ما را می توان به صورت مستقل یا با هم ترکیب کرد تا تقریباً هر نیاز پروژه را حل کند.
