ﺣﺘﯽ پلهای ﺑﺴﯿﺎر ﺑﺰرگ ﻣﺎﻧﻨﺪ golden gate ﮐﻪ در ﺳﺎل 1934 ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪ ﺗﻨﻬﺎ در ﻓﻮﻧﺪاﺳﯿﻮن ﺧﻮد از ﺑﺘﻦ اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮدﻧﺪ. اﻣﺎ ﭘﺲ از ﺟﻨﮓ ﺟﻬﺎﻧﯽ دوم و ﺑﺎ آﻏﺎز دﻫﻪ ﭘﻨﺠﺎه ﻣﯿﻼدی سازههای ﺑﺘﻨﯽ بهسرعت ﮔﺴﺘﺮش ﯾﺎﻓﺘﻨﺪ بهگونهای ﮐﻪ اﻣﺮوزه در ﺳﺮﺗﺎﺳﺮ ﺟﻬﺎن ﻏﺎﻟﺐ سازههای ﺧﺎص و سازههای ﺑﻠﻨﺪ از ﺑﺘﻦ ﻣﺴﻠﺢ ﺳﺎﺧﺘﻪ میشوند. ﭘﺲ از ﮔﺴﺘﺮش ﻓﺮاوان سازههای ﺑﺘﻨﯽ باگذشت ﭼﻨﺪ ﺳﺎل ﻧﯿﺎز ﺑﻪ مقاومسازی اﺣﺴﺎس ﮔﺮدﯾﺪ.
اﯾﻦ ﻧﯿﺎز ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺑﻼﯾﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ زﻟﺰﻟﻪ، ﺑﻼﯾﺎی اﻧﺴﺎﻧﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺟﻨﮓ، ﺷﺮاﯾﻂ ﻣﺤﯿﻄﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺧﻮردﮔﯽ، ﻓﺮﺳﺎﯾﺶ و از ﻫﻤﻪ مهمتر ﺗﻐﯿﯿﺮات آییننامهها ﮐﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻋﺪم اﻧﻄﺒﺎق سازههای ﻗﺪﯾﻤﯽ ﺑﺎ آییننامههای ﺟﺪﯾﺪ ﮔﺮدﯾﺪ، اﺣﺴﺎس ﺷﺪ. از آﻏﺎز دﻫﻪ ﺷﺼﺖ ﻣﯿﻼدی مقاوم سازی سازههای ﺑﺘﻨﯽ آﻏﺎز ﮔﺸﺖ. ﯾﮑﯽ از اوﻟﯿﻦ روشهای مقاومسازی دورﮔﯿﺮی ﺗﯿﺮﻫﺎ و ستونهای ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺎ ورقهای ﻓﻮﻻدی ﺑﻮد.
اﯾﻦ روش ﺑﻪ دﻻﯾﻠﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ اﻋﻤﺎل وزن اﺿﺎﻓﯽ ﺑﻪ ﺳﺎزه و ﺳﺨﺖ ﺑﻮدن اﺟﺮا اﻣﺮوزه ﮐﻤﺘﺮ مورداستفاده ﻗﺮار میگیرد. ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد دﯾﮕﺮی ﮐﻪ بعدازآن ﺑﺮای مقاومسازی سازههای ﺑﺘﻨﯽ اراﺋﻪ ﮔﺸﺖ، اﺳﺘﻔﺎده از ﭘﻠﯿﻤﺮﻫﺎی الیاف ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ (FRP) ﺑﻮد. اوﻟﯿﻦ ﻣﻘﺎﻟﻪ در راﺑﻄﻪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﭘﻠﯿﻤﺮﻫﺎ در ﺳﺎل 1973 اراﺋﻪ ﮔﺸﺖ.
اوﻟﯿﻦ ﭘﻞ در ﺳﻮﺋﯿﺲ در ﺳﺎل 1986 ﺑﺎ FRP مقاومسازی ﮔﺸﺖ و بهتدریج اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﮔﺴﺘﺮش ﯾﺎﻓﺖ بهگونهای ﮐﻪ در آﻏﺎز ﻫﺰاره ﺳﻮم ﻣﯿﻼدی FRP ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﻪ مهمترین ﻣﺼﺎﻟﺢ مقاومسازی در ﺳﻄﺢ ﺟﻬﺎن ﮔﺮدﯾﺪ.
ﺧﻮاص ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻨﺎﺳﺐ ﭘﻠﯿﻤﺮﻫﺎی اﻟﯿﺎف ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ و ﺳﺎدﮔﯽ اﺟﺮای آن ﺑﺎﻋﺚ ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﻬﻨﺪﺳﺎن ﺗﻤﺎﯾﻞ ﺑﺴﯿﺎری ﺑﻪ اﺳﺘﻔﺎده از آن داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ. ﻋﻼوه ﺑﺮ اﯾﻦ ﺗﻮان FRP درترمیم سازههای ﺑﺘﻨﯽ در ﺧﻤﺶ و ﺑﺮش، ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺗﻮاﻧﺎﯾﯽ درترمیم سازههای ﺑﻨﺎﯾﯽ و ساختمانهای ﺑﺎﺳﺘﺎﻧﯽ ﺑﺮ ﻣﺤﺒﻮﺑﯿﺖ اﯾﻦ ﻣﺼﺎﻟﺢ اﻓﺰوده اﺳﺖ.
در ﮐﻨﺎر ﻫﻤﻪ ﻣﺰاﯾﺎی ﻓﻨﯽ FRP ﻗﯿﻤﺖ تمامشده اﯾﻦ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﻧﯿﺰ نسبتا ﻣﻨﺎﺳﺐ اﺳﺖ. اﮔﺮﭼﻪ اﻣﺮوزه FRP ﺑﻪ پرکاربردترین ﻣﺼﺎﻟﺢ مقاومسازی در ﺟﻬﺎن تبدیلشده اﺳﺖ، اﻣﺎ ﻣﺘﺄﺳﻔﺎﻧﻪ در اﯾﺮان ﻣﻬﻨﺪﺳﺎن از اﯾﻦ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﺷﻨﺎﺧﺖ ﮐﺎﻓﯽ ﻧﺪارﻧﺪ و از آن بهصورت ﺑﺴﯿﺎر ﻣﺤﺪود اﺳﺘﻔﺎده میشود. ﺷﺎﯾﺪ ﯾﮑﯽ از دﻻﯾﻞ اﯾﻦ اﻣﺮ ﻋﺪم اﻫﻤﯿﺖ مقاومسازی در اﯾﺮان ﺑﺎﺷﺪ.
بههرحال بیتردید اﻣﺮوزه ﺷﻨﺎﺧﺖ و ﺗﺮوﯾﺞ ﻓﺮﻫﻨﮓ مقاومسازی و ﻣﺼﺎﻟﺢ آنیکی از ضروریترین ﻣﺴﺎﺋﻞ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﮐﺸﻮر ﻣﺎﺳﺖ. در اﯾﻦ ﺗﺤﻘﯿﻖ ﺳﻌﯽ ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ وﺿﻌﯿﺖ مقاومسازی ﺗﯿﺮﻫﺎی T ﺷﮑﻞ ﺗﺤﺖ ﺑﺮش و ﺧﻤﺶ موردبررسی ﻗﺮار ﮔﯿﺮد.
ﻣﺎ ﺟﺪا از ﺑﺤﺚ مقاومسازی اﺧﯿﺮاً ﮐﺎرﺑﺮد FRP بهعنوان ﻣﺴﻠﺢ ﮐﻨﻨﺪه اﺻﻠﯽ ﺑﺘﻦ موردنظر ﻣﺤﻘﻘﺎن واﻗﻊ ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ.
ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺑﺮﺷﯽ و ﺧﻤﺸﯽ ﺗﻮﺳﻂ اﻟﯿﺎف FRP
گسیختگیهای ﺑﺮﺷﯽ و ﺧﻤﺸﯽ از مهمترین ﻣﺪﻫﺎی ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﺑﺮای ﺗﯿﺮﻫﺎی ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻧﺸﺪه میباشند. ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﺧﻤﺸﯽ ﻋﻤﻮﻣﺎً ﺑﺮ ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﺑﺮﺷﯽ ارﺟﺢ میباشد. زﯾﺮا ﮐﻪ اوﻟﯽ ﻧﺮم و دوﻣﯽ ﺗﺮد میباشد. ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﻧﺮم اﺟﺎزه میدهد ﮐﻪ ﺗﻨﺶ ﺑﺎر ﺗﻮزﯾﻊ ﺷﻮد و اﯾﻦ ﺧﻮد میتواند ﻫﺸﺪاری ﺑﺮای ﮐﺎرﺑﺮ ﺑﺎﺷﺪ درصورتیکه ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﺗﺮد ﺑﺎﺷﺪ، میتواند بهصورت ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﯽ ﺳﺒﺐ ﻓﺎﺟﻌﻪ ﮔﺮدد. در مقاومسازی ﺧﻤﺸﯽ ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ورقههای ﺧﺎرﺟﯽ FRP، ﻧﺸﺎن دادهشده ﮐﻪ شکلپذیری ﺗﯿﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ مقاومسازی ﻧﺸﺪه ﺑﺴﯿﺎر ﮐﻤﺘﺮ میباشد.
بااینوجود اﯾﻦ ﻣﺪ ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ از گسیختگی ﺑﺮﺷﯽ نرمتر میباشد ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﯾﮏ ﺗﯿﺮ مقاومسازی ﺷﺪه ﺑﺎﯾﺪ دارای ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺮﺷﯽ ﮐﺎﻓﯽ ﺑﻮده بهطوریکه ﺑﻪ ﻇﺮﻓﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺑﺮﺳﺪ. زﻣﺎﻧﯽ ﮐﻪ ﯾﮏ ﺗﯿﺮ بتنآرمه دربرش ﻧﺎﻗﺺ ﺑﺎﺷﺪ ﯾﺎ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺮﺷﯽ آن از ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺗﯿﺮ ﮐﻤﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ ﭘﺲ از اﻧﺠﺎم مقاومسازی ﺧﻤﺸﯽ، مقاومسازی ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺎﯾﺪ موردتوجه ﻗﺮار ﮔﯿﺮد. ﺑﺎﯾﺪ داﻧﺴﺖ ﮐﻪ اندازهگیری ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺮﺷﯽ ﺗﯿﺮ مقاومسازی ﺷﺪه ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻬﻢ میباشد مقاومسازی ﺑﺮﺷﯽ، ﺑﺮﺧﯽ ﻣﻮاﻗﻊ ﻧﻘﺸﯽ ﮐﻠﯿﺪی از اﺳﺘﺮاﺗﮋی مقاومسازی ﺑﺮای ساختمانهای بتنآرمه را ﺑﺎزی میکند. اﺧﯿﺮاً اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻮارﻫﺎی FRP ﺑﺮای ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺧﻤﺸﯽ و ﺑﺮﺷﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮ موردتوجه قرارگرفته اﺳﺖ. در ﮐﻨﺎر ﺳﺎﯾﺮ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻋﺎﻟﯽ FRP ﻫﺎ ازجمله ﻣﻘﺎوﻣﺖ در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺧﻮردﮔﯽ و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎﻻ در ﻣﻘﺎﺑﻞ وزن ﮐﻢ انعطافپذیری FRP ﻫﺎ ﺟﻬﺖ ﻓﯿﺖ ﺷﺪن ﺑﺎ ﺳﺎﯾﺮ شکلها و گوشهها ﻫﻤﻮاره ﺑﺮای مقاومسازی ﺳﻮدﻣﻨﺪ واقعشدهاند ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﺑﺮ روی مقاومسازی ﺑﺮﺷﯽ از ﺳﺎل 1990 شروعشده اﺳﺖ.
نمونههای آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ
بهمنظور ﺑﺮرﺳﯽ رﻓﺘﺎر ﺗﯿﺮﻫﺎی T ﺷﮑﻞ ﺑﺘﻨﯽ تقویتشده ﺑﻪ اﻟﯿﺎف CFRP 4 ﺗﯿﺮ ﺑﺘﻨﯽ ﺳﺎﺧﺘﻪ و ﺗﺤﺖ آزﻣﺎﯾﺶ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ، نمونههای آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﺑﻪ دو ﮔﺮوه ﺗﻘﺴﯿﻢ ﺷﺪﻧﺪ.
ﮔﺮوه اول ﺷﺎﻣﻞ ﺗﯿﺮﻫﺎی A1 و A2 ﺑﻮدﻧﺪ ﮐﻪ اﯾﻦ ﺗﯿﺮﻫﺎ دارای ﺿﻌﻒ ﺧﻤﺸﯽ ﺑﻮدﻧﺪ. در ﮔﺮوه دوم ﺗﯿﺮﻫﺎی B1 و B2 ﺑﻮدﻧﺪ ﮐﻪ ﺿﻌﻒ اﯾﻦ ﺗﯿﺮﻫﺎ در ﺑﺮش ﺑﻮد. شکلهای (1) ﺗﺎ (4) ﺗﯿﺮﻫﺎی A1 و B1 ﺑﺪون ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻣﻮرد آزﻣﺎﯾﺶ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ و ﺗﯿﺮﻫﺎی A1 و B2 ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻧﯿﺎز ﺳﺎزهای ﺗﻮﺳﻂ ورقهای CFRP ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺷﺪﻧﺪ. ﺑﺎرﮔﺬاری ﺗﻮﺳﻂ ﺟﮏ10 ﺗﻨﯽ ﺗﺎ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺷﮑﺴﺖ اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ. اﻃﻼﻋﺎت ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﮐﺮﻧﺶ و ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن وﺳﻂ در ﻫﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪ از ﺑﺎرﮔﺬاری اندازهگیری و ﺛﺒﺖ ﮔﺮدﯾﺪ. ﻫﺪف از اﻧﺠﺎم اﯾﻦ آزمایشها، ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺧﻤﺸﯽ و ﺑﺮﺷﯽ ﺗﯿﺮﻫﺎی تقویتشده ﺑﺎ ورقهای CFRP ﺑﺎ رزﯾﻦ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺗﺤﺖ ﺑﺎر اﺳﺘﺎﺗﯿﮑﯽ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﺮرﺳﯽ ﻧﻮع ﺷﮑﺴﺖ و ﻋﻠﻞ ﺷﮑﺴﺖ ﺗﯿﺮﻫﺎ ﻗﺒﻞ و ﺑﻌﺪ از ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺑﻮد.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
ﺗﯿﺮﻫﺎی ﮔﺮوه A
ﺗﯿﺮ A1: ﻃﺮاﺣﯽ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺻﻮرﺗﯽ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ ﮐﻪ ﺿﻌﻒ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ در ﺧﻤﺶ ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﻘﺎوﻣﺖ 28 روزه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﮑﻌﺒﯽ آن 20 مگا پاسکال ﺑﻮد.
ﺑﺎرﮔﺬاری ﺑﺮ روی ﺗﯿﺮ A1 اﻋﻤﺎل ﮔﺮدﯾﺪ. اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ﺧﻤﺸﯽ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ در ﺑﺎر 0.60ton ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪ و ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺪار ﺑﺎر ﺑﻪ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ، ترکهای ﺧﻤﺸﯽ دﯾﮕﺮی ﻧﯿﺰ در اﻃﺮاف اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک اﯾﺠﺎد ﮔﺮدﯾﺪ ﺑﺎ اداﻣﻪ ﺑﺎرﮔﺬاری، ﺗﺮکﻫﺎی ﺑﺮﺷﯽ ﻧﯿﺰ در ﺗﯿﺮ ﭘﺪﯾﺪار ﺷﺪﻧﺪ اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ﺑﺮﺷﯽ در 1.2ton به وجود آﻣﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ اداﻣﻪ روﻧﺪ ﺑﺎرﮔﺬاری، ﺗﻌﺪاد ﺗﺮکﻫﺎی ﺑﺮﺷﯽ اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺖ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻋﺮض ﺗﺮکﻫﺎی ﺧﻤﺸﯽ ﻫﻢ ﺑﻪ ﻣﯿﺰان قابلتوجهی اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺖ ﺗﺎ اﯾﻨﮑﻪ درﺑﺎر ton 2.6 اﯾﻦ ﺗﯿﺮ ﮔﺴﯿﺨﺘﻪ ﺷﺪ. ﺷﮑﺴﺖ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ همانطور ﮐﻪ اﻧﺘﻈﺎر میرفت از ﻧﻮع ﺧﻤﺸﯽ ﺑﻮده و ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺟﺎری ﺷﺪن ﻣﯿﻠﮕﺮدﻫﺎی ﮐﺸﺸﯽ ﺻﻮرت ﭘﺬﯾﺮﻓﺖ.
ﺗﯿﺮ A2: ﻣﺸﺨﺼﺎت اﯾﻦ ﺗﯿﺮ دﻗﯿﻘﺎً ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﺗﯿﺮ A1 میباشد و ﺗﻨﻬﺎ ﺗﻔﺎوت آن در ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺘﻦ 28 روزه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﮑﻌﺒﯽ آن میباشد ﮐﻪ ﻣﻘﺪار آن در ﺣﺪود 18 مگا پاسکال میباشد و از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺘﻦ ﺗﯿﺮ 1 2,A مگا پاسکال ﮐﻤﺘﺮ میباشد.
ﺑﺮای ﺗﻘﻮﯾﺖ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ از ورقهای CFRP ﯾﮏ ﺟﻬﺘﻪ ﺑﺎ ﺗﻨﺶ ﺗﺴﻠﯿﻢ Mpa 3800 و ﻣﺪول اﻻﺳﺘﯿﺴﯿﺘﻪ Mpa 240000 اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﻋﺮض، ﻃﻮل و ﺿﺨﺎﻣﺖ ورق ﺗﻘﻮﯾﺘﯽ به ترتیب 8cm و 37cm و 0.11mm ﺑﻮد.
ﭘﺲ از ﻋﻤﻞ ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن میبایست ﺳﻄﺢ ﺑﺘﻨﯽ را ﮐﻪ در ﻧﻈﺮ اﺳﺖ ﻋﻤﻞ ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن ﺑﺮ روی آن اﻧﺠﺎم ﮔﯿﺮد را بهخوبی آﻣﺎده ﮐﺮده و گوشههای ﺗﯿﺰ، ﺗﯿﺮ ﺑﺘﻨﯽ را بهصورت داﯾﺮهای درآورده و ﺳﻄﻮﺣﯽ ﮐﻪ ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﺗﺮﻣﯿﻢ دارﻧﺪ بهخوبی آﻣﺎده میشود.
ﺳﯿﺴﺘﻢ ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن ورقهای CFRP بهصورت wet lay up میباشد و ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺘﻦ ﭼﺴﺐ از ﯾﮏ ﻣﺨﻠﻮط ﺷﺎﻣﻞ دو ﻗﺴﻤﺖ رزﯾﻦ اﭘﻮﮐﺴﯽ و ﯾﮏ ﻗﺴﻤﺖ سختکننده اﺳﺘﻔﺎده میشود ﮐﻪ اﯾﻦ ﻣﺨﻠﻮط ﺑﻪ ﻣﺪت ﺳﻪ دﻗﯿﻘﻪ بهخوبی ﺑﻪ ﻫﻢ زده ﺷﻮد. ﻃﺮﯾﻘﻪ ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن ﺑﻪ اﯾﻦ ﺻﻮرت ﺑﻮده ﮐﻪ اﺑﺘﺪا بهوسیله ﻗﻠﻢ ﻧﻘﺎﺷﯽ ﻣﺨﻠﻮط رزﯾﻦ و سختکننده را ﺑﻪ ﺳﻄﺤﯽ از ﺑﺘﻦ ﮐﻪ ﻗﺮار اﺳﺖ ﻋﻤﻞ ﺗﻘﻮﯾﺖ روی آن اﻧﺠﺎم ﮔﺮدد، آﻏﺸﺘﻪ ﻧﻤﻮده، ﺳﭙﺲ ورقهای CFRP را درصورتیکه ﺟﻬﺖ اﻟﯿﺎف ﺑﻪ ﺟﻬﺖ آرﻣﺎﺗﻮر ﻃﻮﻟﯽ ﺗﯿﺮ ﻣﻮازی ﺑﺎﺷﺪ بر روی ﻗﺴﻤﺖ آﻏﺸﺘﻪ ﺑﻪ رزﯾﻦ ﻗﺮار میگیرد و بهوسیله دﺳﺖ و ﯾﺎ غلتکهای دﺳﺘﯽ ﺗﻤﺎم چینوچروکهای اﻟﯿﺎف را صافکرده ﺗﺎ هیچگونه ﻓﻀﺎی ﺧﺎﻟﯽ ﺑﯿﻦ ﭼﺴﺐ و اﻟﯿﺎف وﺟﻮد ﻧﺪاﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ. ﺣﺎل دوﺑﺎره بهوسیله ﻗﻠﻢ ﻧﻘﺎﺷﯽ روی اﻟﯿﺎف را ﺑﻪ ﻣﺨﻠﻮط آﻏﺸﺘﻪ ﮐﺮده ﺗﺎ رزﯾﻦ زﯾﺮ و روی اﻟﯿﺎف را اﺣﺎﻃﻪ ﮐﻨﺪ.
ﭘﺲ از ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن ورقهای ﺗﻘﻮﯾﺘﯽ، ﺣﺪاﻗﻞ ﺑﺎﯾﺪ ﯾﮏ ﻫﻔﺘﻪ ﻣﻨﺘﻈﺮ ﻣﺎﻧﺪ ﺗﺎ ﭼﺴﺐ بهخوبی ﺧﻮد را ﺑﮕﯿﺮد و ﺑﻌﺪ ﻋﻤﻞ ﺑﺎرﮔﺬاری را اﻧﺠﺎم داد ﮐﻪ ﺑﺮای اﻧﺠﺎم اﯾﻦ آزﻣﺎﯾﺶ 10 روز ﭘﺲ از ﺗﻘﻮﯾﺖ اﻗﺪام ﺑﻪ ﺑﺎرﮔﺬاری ﮔﺮدﯾﺪ. ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺑﺎرﮔﺬاری ﺑﺮ روی ﺗﯿﺮ 2 A دﻗﯿﻘﺎً ﺑﺎ ﺗﯿﺮ A1 ﺑﻪ یکشکل اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ. در اﯾﻦ ﺗﯿﺮ ﻧﯿﺰ ﻧﺘﺎﯾﺞ کرنشسنج و ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن وﺳﻂ ﺗﯿﺮ ﺑﻌﺪ از ﻫﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﺎرﮔﺬاری ﺛﺒﺖ ﺷﺪﻧﺪ. ﮐﻪ در شکلهای (5) ﺗﺎ (7) مشخصشده اﺳﺖ. اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ایجادشده در اﯾﻦ ﺗﯿﺮ از ﻧﻮع ﺧﻤﺸﯽ و ﺑﻪ ﻣﻘﺪار 1.3ton ﺑﻮده ﮐﻪ ﺑﯿﺶ از 2 ﺑﺮاﺑﺮ ﺗﯿﺮ A 1 میباشد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ﺑﺮﺷﯽ آن ﻧﯿﺰ در ﺑﺎر 1.3ton ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺖ ﮐﻪ ﺗﻘﺮﯾﺒﺎً ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﺗﯿﺮ A 1 میباشد.
ﺷﮑﺴﺖ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ در ﺑﺎر 3.4ton اﺗﻔﺎق اﻓﺘﺎد و ﻧﻮع ﺷﮑﺴﺖ آن ﻧﯿﺰ بهصورت ﺑﺮﺷﯽ ﺑﻮد و اﻣﺘﺪاد ﺷﮑﺴﺖ آن از ﻣﺤﻞ بارگذاری ﺷﺪه بهصورت ﻣﻮرب ﺗﺎ نزدیکیهای تکیهگاه اداﻣﻪ مییابد.
نمودار بار-تغییر مکان کشیی تیر A1 و A2
نمودار بار-کرنش فشاری تیر A1 و A2
نمودار بار-کرنش کشیی تیر A1 و A2
ﺗﯿﺮﻫﺎی ﮔﺮوه B:
ﺗﯿﺮ:B 1 ﻃﺮاﺣﯽ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺻﻮرﺗﯽ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ ﮐﻪ ﺿﻌﻒ آن در ﺑﺮش ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﻘﺎوﻣﺖ 28 روزه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﮑﻌﺒﯽ آن 180 مگا پاسکال ﺑﻮد. ﺑﺎرﮔﺬاری ﺑﺮ روی ﺗﯿﺮ B1، ﻣﻄﺎﺑﻖ ﺗﯿﺮﻫﺎی ﻗﺒﻞ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ ﮐﻪ ﺑﺎر اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ﺧﻤﺸﯽ آن 1.01ton میباشد. ﺑﺎ اداﻣﻪ روﻧﺪ ﺑﺎرﮔﺬاری، ترکهایی بهصورت ﺧﻤﺸﯽ، ﺑﺮﺷﯽ در ﺑﺎر 1.3ton اﯾﺠﺎد ﮔﺮدﯾﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﺑﺎر، ﺗﺮکﻫﺎی ﺑﺮﺷﯽ ﻧﯿﺰ در ﺗﯿﺮ اﯾﺠﺎد ﮔﺮدﯾﺪ. ﺑﺎ اداﻣﻪ روﻧﺪ ﺑﺎرﮔﺬاری، ﺑﻪ ﺗﻌﺪادﺗﺮکﻫﺎی ﺑﺮﺷﯽ اﺿﺎﻓﻪ ﮔﺮدﯾﺪ ﺗﺎ اﯾﻨﮑﻪ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ در ﺑﺎر 2.6ton ﮔﺴﯿﺨﺘﻪ ﺷﺪ؛ و ﺷﮑﺴﺖ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ همانطور ﮐﻪ اﻧﺘﻈﺎر میرفت از ﻧﻮع ﺑﺮﺷﯽ ﺑﻮد.
ﺗﯿﺮ B2: ﻣﺸﺨﺼﺎت اﯾﻦ ﺗﯿﺮ دﻗﯿﻘﺎً ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﺗﯿﺮ B1 و ﺗﻨﻬﺎ ﺗﻔﺎوت آن در ﻣﻘﺎوﻣﺖ 28 روزه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﮑﻌﺒﯽ آن 200 مگا پاسکال ﮐﻪ ﻣﯿﺰان 2 مگا پاسکال از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺘﻦ B1 ﺑﯿﺸﺘﺮ میباشد. ﺑﺮای ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺑﺮﺷﯽ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ از ورقهای CFRP ﺑﻪ ﻋﺮض 5cm و ﺑﻪ ﻃﻮل 22cm و ﺑﻪ ﺷﮑﻞ U اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﺑﯿﻦ ورقهای ﺗﻘﻮﯾﺘﯽ بهاندازه 3cm ﻓﺎﺻﻠﻪ ﮔﺬاﺷﺘﻪ ﺷﺪ. ﮐﻪ ﻋﻠﺖ اﯾﻦ اﻣﺮ اوﻻً ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ اﯾﻦ ﺑﻮد ﮐﻪ ﺑﺘ ﻮان در ﺣﯿﻦ ﺑﺎرﮔﺬاری ترکهای به وجود آﻣﺪه را بهوضوح ﻣﺸﺎﻫﺪه ﮐﺮد و ﺛﺎﻧﯿﺎً ﻣﻘﺪار ﺗﻘﻮﯾﺖ بهاندازهای ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ ﮐﻪ ﺑﺘﻮان ﺷﺎﻫﺪ ﺷﮑﺴﺖ ﺑﺮﺷﯽ ﺑﻮد ه و ﺣﺪاﮐﺜﺮ ا ﻓ ﺰاﯾﺶ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺎرﺑﺮی ﺗﯿﺮ تقویتشده را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻧﻤﻮد. ﺳﯿﺴﺘﻢ ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن ورقهای CFRP و ﻧﻮع رزﯾﻦ و روش ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻧﯿﺰ ﻋﯿﻨﺎً ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺗﯿﺮ 2 A میباشد. ﺗﻨﻬﺎ ﺗﻔﺎوﺗﯽ ﮐﻪ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺑﺎ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺑﺮﺷﯽ دارد در اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺮﺧﻼف ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﮐﻪ ﺟﻬﺖ اﻟﯿﺎف ﺑﺎ ﺟﻬﺖ آرﻣﺎﺗﻮر ﻃﻮﻟﯽ ﻣﻮازی ﺑﻮدﻧﺪ. در ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺑﺮﺷﯽ ﺟﻬﺖ اﻟﯿﺎف ﺑﺎ ﺟﻬﺖ آرﻣﺎﺗﻮر ﻋﺮﺿﯽ ﻣﻮازی میباشد.
ﭘﺲ از ﮔﺬﺷﺖ 10 روز از ﻋﻤﻞ ﺗﻘﻮﯾﺖ اﻗﺪام ﺑﻪ ﺑﺎرﮔﺬاری ﺑﺮ روی ﺗﯿﺮ B2 ﮔﺮدﯾﺪ. ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺑﺎرﮔﺬاری ﻋﯿﻨﺎً ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺗﯿﺮ B1 ﺑﻮد و ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﮐﺮﻧﺶ و ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن در هر گام ﺑﺎرﮔﺬاری در ﻫﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺛﺒﺖ ﮔﺮدﯾﺪ ﮐﻪ در شکلهای (8) ﺗﺎ (10) مشخصشده اﺳﺖ. آنچه از آزﻣﺎﯾﺶ ﺑﺎرﮔﺬاری اﯾﻦ ﺗﯿﺮ مشاهدهشده ﺑﻪ اﯾﻦ ﺻﻮرت ﺑﻮد ﮐﻪ اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک مشاهدهشده در اﯾﻦ ﺗﯿﺮ از ﻧﻮع ﺧﻤﺸﯽ و ﺑﻪ ﻣﻘﺪار 1.1ton ﺑﻮده اﺳﺖ ﮐﻪ ﺗﻮﻗﻊ ﭼﻨﯿﻦ ﺑﺎری ﺧﺎرج از اﻧﺘﻈﺎر ﺑﻮد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ﺑﺮﺷﯽ ایجادشده در اﯾﻦ ﺗﯿﺮ در ﺑﺎر 1.9 ton ﺑﻮد ﮐﻪ در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺗﯿﺮ B1 ﮐﻪ در ﺑﺎر 1.3ton اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ﺑﺮﺷﯽ آن ﭘﺪﯾﺪار ﮔﺸﺘﻪ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار قابلتوجهی اﻓﺰاﯾﺶ ﻇﺮﻓﯿﺖ را ﻧﺸﺎن میدهد. ﺑﺎ اداﻣﻪ روﻧﺪ ﺑﺎرﮔﺬاری، ﺗﺮکﻫﺎی ﺑﺮﺷﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮی در ﺗﯿﺮ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪﻧﺪ ﮐﻪ درنهایت در ﺑﺎر 4.6ton اﯾﻦ ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ رﺳﯿﺪ در اﯾﻦ ﺷﮑﺴﺖ ورق CFRP درحالیکه لایهای از ﺑﺘﻦ ﺑﻪ آن ﭼﺴﺒﯿﺪه ﺑﻮد از ﺗﯿﺮ ﺟﺪا ﺷﺪ. ﺷﮑﺴﺖ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ از ﻧﻮع ﺑﺮﺷﯽ ﺑﻮده و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اﻓﺰاﯾﺶ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺎرﺑﺮی ﺗﻘﺮﯾﺒﺎً ﺑﺎﻻﯾﯽ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﮔﺮدﯾﺪ.
نمودار بار-تغییر مکان کشیی تیر B1 و B2
نمودار بار-کرنش فشاری تیر B1 و B2
نمودار بار-کرنش کشیی تیر B1 و B2
نتیجهگیری
- ﻋﻤﻞ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺮ روی ﺗﯿﺮﻫﺎﯾﯽ انجام ﮔﺮدﯾﺪ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻟﺤﺎظ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺑﻮدن ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻓﺸﺎری از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﮐﻤﯽ ﺑﺮﺧﻮردار ﺑﻮدﻧﺪ، ﻟﺬا در اﯾﻦ ﺗﯿﺮﻫﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ رزﯾﻦ اﭘﻮﮐﺴﯽ از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﺑﺘﻦ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﻮده و ﻗﺒﻞ از اﯾﻨﮑﻪ CFRP ﮔﺴﯿﺨﺘﻪ ﺷﻮد CFRP ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ لایهای از ﺑﺘﻦ از ﺗﯿﺮ ﺟﺪا میشود ﮐﻪ اﯾﻦ ﺷﮑﺴﺖ نامطلوبترین ﻧﻮع ﺷﮑﺴﺖ ﺗﯿﺮﻫﺎی تقویتشده میباشد. ﻋﻠﺖ اﯾﻦ اﻣﺮ ﻋﺪم اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﻤﺎم ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺮﺷﯽCFRP میباشد.
- شکلپذیری ﺗﯿﺮﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺧﻤﺸﯽ و ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺮ روی آنها اﻧﺠﺎم ﺷﺪ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار اﻧﺪﮐﯽ ﮐﺎﻫﺶ ﯾﺎﻓﺖ ﮐﻪ اﯾﻦ ﻣﻘﺪار ﻗﺎﺑﻞ صرفنظر ﮐﺮدن اﺳﺖ.
- ﻫﺮﭼﻘﺪر ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻓﺸﺎری ﺑﺘﻦ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎرﺑﺮی ﺑﯿﺸﺘﺮ میباشد
- ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ ﺗﯿﺮ تقویتشده ﺧﻤﺸﯽ ﺗﻘﺮﯾﺒﺎً ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ ﺗﯿﺮ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻧﺸﺪه ﺧﻤﺸﯽ ﺑﻮده ﮐﻪ اﯾﻦ برخلاف اﻧﺘﻈﺎر میباشد ﮐﻪ دﻟﯿﻞ آن ﺿﻌﻒ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺘﻦ در ﺗﯿﺮ تقویتشده ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺗﯿﺮ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻧﺸﺪه میباشد.
- در ﺗﯿﺮﻫﺎی تقویتشده ﺑﺮﺷﯽ ﺷﮑﺴﺖ بهصورت ﺗﺮﮐﯽ ﮐﻪ از ﻧﻘﻄﻪ ﺑﺎرﮔﺬاری شروعشده و ﺗﺎ ﻧﺰدﯾﮑﯽ تکیهگاه ادامهدار میباشد و در اﯾﻦ شکستها نزدیکترین ﻗﺴﻤﺖ ورق CFRP ﺑﻪ تکیهگاه از ﺗﯿﺮ ﺟﺪا میشود ﮐﻪ میبایست در نزدیکیهای تکیهگاه ﺗﻤﻬﯿﺪات ﺧﺎﺻﯽ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺖ
این مقاله به همت ﺣﻤﯿﺪ رﺿﺎ ﻧﺎﺻﺮی ، ﻣﺤﻤﻮد ﻣﯿﺮی ،ﺣﺴﯿﻦ ﺑﻬﺸﺘﯽ ﻧﮋاد، ﻋﻠﯿﺮﺿﺎ ارﺟﻤﻨﺪﻓﺮد تهیه شده است.
