نام پروژه:

• مقاوم سازی اتصالات بتنی و خمشی تیرها با الیاف FRP

نوع سازه:

• ساختمان مسکونی

دسته بندی:

• ساختمان‌های بتنی

سیستم‌های مورد استفاده:

• سیستم مقاوم سازی ™FibraOne

محصولات مورد استفاده:

• الیاف کربن تک جهته ™UCW
• چسب اپوکسی FRP

توضیحات پروژه:

تیرها بدلیل نقش در جریان انتقال نیروهای جانبی و ثقلی سقف به ستون عضو حیاتی سازه ها تلقی می شوند که هر گونه ضعف در آن باعث ایجاد آسیب کلی در ساختمان سازه می شود و خسارات جبران ناپذیری را در پی دارد به همین دلیل مقاوم سازی تیرها همواره مورد توجه قرار دارد . عموما در سازه ها به دلیل عدم پیش بینی دقیق از نیروهای وارد بر سازه مثل زلزله پیش از مرحله ی اجرا و بدنبال آن عدم طراحی صحیح ، تیرها با مشکل کمبود مقاومت مواجه هستند. همچنین در مواردی به دلیل تغییر کاربری ساختمان ، اصلاح آیین نامه ها ، عدم اجرای صحیح ، به کاربردن مصالح با کیفیت پایین و یا حتی عدم طراحی صحیح در دفاتر فنی مهندسی به وجود می­آید لزوم مقاوم سازی تیرها مورد توجه قرار می گیرد که امری بدیهی و لازم است. همچنین اتصالات یک سازه در واقع مهمترین بخش یک سازه است که با ایجاد یک سیستم یکپارچه در برابر بارهای وارده عمل می کند و ضعف در این قسمت باعث ایجاد صدمات غیر قابل جبران به سازه می شود. حساسیت آیین نامه های لرزه ای جدید به اتصالات  باعث شده تا توجه به اتصالات در ساختمان ها و دیگر سازه های موجود که مطابق آیین نامه های قدیمی­تر طراحی و بهره برداری شده اند و یا به علت لزوم دقت بالا در اجرا به درستی و مطابق طراحی اجرا نشده اند ؛ بیشتر شود. همچنین در ساختمانهایی که با زلزله رو برو بوده اند به علت باقی ماندن تنش خستگی بر اثر اصطحلاک اتصالات در هنگام لرزش لازم است اتصالات مورد بازبینی طراحی و عملکردی قرار گرفته و ترمیم و مقاوم سازی شوند.

راهکار:

امروزه مقاوم سازی تیر با FRP در طول و عرض تیر بدلیل وزن سبک ، ضخامت اندک و مقاومت بالا همچنین استفاده ی آسان از آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است و در پروژه های مختلف مقاوم سازی در سراسر دنیا استفاده می شود . اگر طراحی اولیه تیرها و دال های بتنی بویژه در دهانه های بلند دارای مشکل باشد می توان به کمک الیاف FRP مقاومت خمشی آنها را افزایش داد و تیرهای بتنی را تقویت کرد . عموما بدلیل پایین بودن نسبت ضخامت و ارتفاع المان به دهانه ، مقاومت خمشی آن کم می شود و در نتیجه در وسط دهانه ی تیر یا دال بتنی مقدار خیز بیشتر می شود .علت بوجود آمدن ترک های قائم در قسمت تحتانی تیر و دال های بتنی ، عدم وجود آرماتور خمشی به حد کافی در آنها می باشد ، یعنی هنگامی که تعداد آرماتورها از مقدار استاندارد و مهندسی آنها کمتر باشد ترک ها عمود بر آرماتور های طولی شکل میگیرند و در این ناحیه به بیشترین مقدار خود می رسند . الیاف FRP مدول الاستیسیته ی زیادی دارند در نتیجه می توان مقاومت و سختی عضو بتنی (دال ها یا تیرها) را افزایش بدهند که بدنیال آن خیز در عضو مورد نظر نیز کاهش پیدا میکند . الیاف CFRP در امتداد آرماتورهای فولادی به بیشترین مقدار از مقاومت کششی خود می رسند به همین جهت باید آنها را در همین امتداد اجرا کرد . بدلیل مقاومت برشی پایین در بتن از خاموت های عمود بر راستای تیر جهت تامین مقاومت برشی تیرها استفاده می شود با این وجود همچنان برخی از تیرهای بتنی مقاومت برشی لازم را ندارند لذا از الیاف FRP برای افزایش مقاومت برشی تیرهای بتنی استفاده می شود . اگر تیرها مقاومت برشی لازم را نداشته باشند ، ترک ها در محلی که برش حداکثر است و یا در محل تکیه گاه بصورت مایل با زاویه ی حدودا 45 درجه تشکیل می شوند . برای ترمیم و مقاوم سازی برشی تیرهای بتنی الیاف FRP را در جهت عمود بر ترک ها یا مایل می چسبانند ، هرچه زاویه بین نصب الیاف FRP اف آر پی با ترک ها کمتر باشد مقدار مقاومت برشی نیز افزایش می یابد . الیاف FRP را می توان به صورت U شکل اجرا کرد و یا میتوان به نحوی اجرا کرد که کاملا دور تا دور تیر را بپوشاند . از طریق سیستم مقاوم سازی با FRP  می توان مقاومت خمشی و برشی اتصالات را افزایش داد تا موجب افزایش مقاومت نهایی در سازه شود . بدلیل نصب الیاف بصورت دورپیچ  شکل پذیری در اتصالات بتنی افزایش می یابد . الیاف FRP بدلیل ضخامت کم ابعاد عضو مربوطه را افزایش نمی دهد و الزامات و زیبایی های معماری سازه را دستخوش تغییر نمی¬کند. استفاده از سیستم مقاوم سازی با FRP دارای برتری بیشتری نسبت به مقاوم سازی با استفاده از ورق های فولادی می باشد . از مزایای مقاوم سازی با الیاف FRP نسبت به ورقه های فولادی می توان به مقاوم الیاف FRP در برابر عوامل شیمیایی مثل اسیدها و بازها و مقاومت در برابر خوردگی اشاره کرد ، به همین دلیل استفاده از FRP در تقویت اعضای بتنی نیازی به اقدامات خاص جهت ایجاد سیستمی در برای حفاظت در برابر خوردگی و عوامل شیمیایی ندارد و ضما نصب و اجرای FRP و نگهداری در آنها ساده تر از سیستم مقاوم سازی با ورقه های فولادی است . سیستم مقاوم سازی با FRP سریع و آسان تر از سایر روش های قدیمی می باشد به همین دلیل ساختمان تقویت شده به سرعت قابل بهره برداری و سرویس دهی می باشد . الیاف پیشنهادی و مورد استفاده افزیر مقاوم سازی ناحیه چشمه اتصال و مقاوم سازی خمشی تیرهای بتنی نصب الیاف کربن تک جهته ™UCW  در قسمت تحتانی تیر و ناحیه چشمه اتصال می­باشد.