کاربردهای نوار و ورق کربن

ساختمان های موجود که طی 30 سال اخیر ساخته شده اند، به عنوان جدی ترین مشکل در مطالعات خطر و آسیب پذیزی شهرهای کشورمان محسوب می شوند و باتوجه به بررسی زلزله های گذشته و شرایط ساختمان های کشور، تعداد زیادی از ساختمان های موجود احتمال خرابی خواهند داشت ومطالعات آسیب پذیری نیز این ادعا را تایید می کند و چون پیشگیری از وقوع زلزله ناممکن است، بنابراین مباحث مقاوم سازی سازه های آسیب پذیر در زلزله و همچنین بهسازی سازه های آسیب دیده از زلزله،بسیار قابل اهمیت می باشند. به طورکلی، مقاوم سازی عبارت است از اصلاح خردمندانه خواص سازه ای موجود به منظور بهبود عملکرد در زلزله های آینده. به دلیل گوناگونی ساختمان ها وتنوع نواقص و کاستی هایی که امکان دارند ونیز گوناگونی مقاصد مقاوم سازی، تکنیک های مقاوم سازی نیز متفاوت می باشند.

دورپیچ کردن با فولاد، افزایش سطح مقطع بتن با بتن ریزی و اضافه کردن آرماتور، استفاده از صفحات فولادی، استفاده از آرماتور خارجی، تزریق اپوکسی، بخیه زدن، پیش تنیدگی خارجی و استفاده از روشها و مصالح نوین مانند میراگرها، سیمان الیافی، مواد مرکب سیمانی و صفحات الیاف پلیمری و FRP از جمله روش هایی هستند که اعضای ساختمانی بسته به درجه مقاومت ساختمان دربرابر زلزله،سطح خسارت محتمل،نوع اعضاء و اتصالات انها می تواند به وسیله آنها تعمیر و تقویت شوند.

کاربردهای نوار و ورق کربن

سیستم های FRP به صورت پوشش های بیرونی و به منظور افزایش مقاومت و بهسازی سازه های بتنی موجود از اواسط دهه 1980 تا کنون در سرتاسر دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. تعداد پروژه هایی که در ارتباط با سیستم FRP در سطح جهان مورد استفاده قرار گرفته،به طور چشمگیری افزایش یافته است، به طوری که طی 10 سال گذشته از تعداد اندک به چندین هزار پروژه در حال حاضر رسیده است.

ورق کربن و نوار کربن FRP به عنوان جایگزینی به جای روش های دیگر، مانند استفاده از صفحات فولادی، غلاف های دور ستون های بتنی یا فلزی، بوجود آمده اند. روکش های پلیمری FRP به منظور بهسازی سازه های بتنی اولین بار در دهه 1980 در اروپا و ژاپن توسعه یافت. اتصال ورق های فولادی به قسمت کششی اعضای
بتنی توسط رزین های اپوکسی به منظور افزایش مقاومت خمشی به عنوان روش مطرح و بادوام مرسومی میباشد. این روش برای مقاوم سازی تعداد زیادی از پلها و ساختمان ها در جهان مورد استفاده قرار گرفته است. از آنجایی که صفحات فولادی دچار خوردگی می شوند و فرسودگی آنها باعث تخریب اتصال صفحه فولادی با بتن می شود و از طرف دیگر نصب آنها مشکل و با ماشین آلات نسبتا سنگین انجام میگیرد، محققان به دنبال جایگزینی مواد FRP مانند ورق کربن به جای فولاد شدند.

مواد مرکب FRP در ابتدا به عنوان مواد مقاوم کننده خمشی برای پلهای بتن آرمه و همچنین به عنوان محصور کننده در ستون های بتن آرمه مورد استفاده قرار میگرفتند؛ اما به دنبال تلاشهای تحقیقاتی اولیه، از اواسط دهۀ 1980 توسعۀ بسیار زیادی در زمینۀ استفاده از مواد FRP در مقاومسازی سازه های مختلف مشاهده میشود؛ بطوریکه دامنۀ کاربردهای آن به سازههایی با مصالح بنایی، چوبی و حتی فلزی نیز گسترش یافته است. تعداد موارد کاربرد مواد FRP مانند نوار کربن در مقاوم سازی، تعمیر و یا بهسازی سازه ها از چند مورد در 10 سال پیش، به هزاران مورد در حال حاضر رسیده است. اجزاء سازه ای مختلفی شامل تیرها، دالها، ستونها، دیوارهای برشی، اتصالات، دودکشها، طاقها، گنبدها و خرپاها تا کنون توسط مواد FRP مقاوم شده اند.

الیاف مسلح کننده در ورق کربن میتوانند در موضع معین و در نسبت حجمی و جهت خاصی درون ماتریس قرارگیرند تا بیشترین کارایی بهدست آید. مواد حاصله تنها با درصدی از وزن فولاد،مقاومت و سختی بالایی در جهت الیاف دارند. آن ها همچنین حمل و نقل آسانتری داشته، نیازمند داربست کمتری برای نصب میباشند، و میتوانند برای مکان هایی که دارای دسترسی محدود هستند، مورد استفاده قرار گیرند؛ و پس از نصب، بار اضافی قابل توجهی را به سازه تحمیل نمیکنند.

امروزه از ورق کربن و نوار کربن به وفور جهت تقویت خمشی و برشی تیرهای بتن آرمه به کار میروند که با متصل کردن صفحات FRP به وجه پایینی تیر ظرفیت خمشی مثبت و با متصل کردن آن به وجه بالایی تیر ظرفیت خمشی منفی حاصل میشود. همچنین میتوان با اتصال صفحات FRP به دو وجه کناری تیر، ظرفیت برشی مناسبی فراهم نمود.
در شکست تیرهای بتن آرمۀ تقویت شده با صفحات FRP مکانیزم های مختلف شکست، ازجمله گسیختگی صفحات FRP ،خرد شدگی بتن، شکست برشی بتن و ترک خوردگی در محل اتصال چسب با بتن، گزارش شده است. همچنین نشان داده شده است که نوع،ضخامت و طول ورق کربن باعث ایجاد
انواع مختلفی از شکست نرم یا ترد میشود. بخصوص خواص مکانیکی ناحیۀ اتصال ورق کربن و بتن از اهمیت خاصی برخوردار است. در این میان جدا شدن صفحات FRP از بتن مسالۀ کاملا حائز اهمیت است و امروزه توجه زیادی را در دنیا به خود جلب مینماید. در این ارتباط به نظر میرسد که استفاده از تقویت کننده های خارجی حتی به میزان کم، میتواند ایمنی قابل ملاحظهای در برابر جدا شدن صفحات FRP از بتن، ونیز شکستهای برشی ترد فراهم آورد.
از طرفی مواد کامپوزیتی FRP به وفور جهت تقویت خمشی و فشاری و نیز افزایش شکل پذیری ستونهامورد استفاده قرار میگیرند. در همین ارتباط محصور شدگی بتن مهمترین خصوصیتی است که می توان آن را با چسباندن این مواد در اطراف ستونها فراهم نمود. از طرفی استفاده از مواد کامپوزیتی FRP برای افزایش شکل پذیری اتصالات و رفتار مناسبتر آن در زلزله نیزبسیار مطلوب خواهد بود.

به اشتراک بگذارید:

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert