مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP اف آر پی

مقاوم سازی تیر بتنی با FRP اف آر پی

تیرهای بتنی بدلیل نقش در جریان انتقال نیروهای جانبی و ثقلی دیافراگم به ستون عضو مهمی از ساختمان سازه تلقی می شوند که هر گونه ضعف در آن باعث ایجاد آسیب کلی در ساختمان سازه می شود و خسارات جبران ناپذیری را بدنبال دارد از این رو تقویت یا مقاوم سازی تیرهای بتنی همواره مورد توجه قرار گرفته است  . عموما در سازه های بتنی بدلیل عدم پیش بینی دقیق از نیروهای وارد بر سازه مثل زلزله پیش از مرحله ی اجرا و بدنبال آن عدم طراحی صحیح ، تیرهای بتنی با مشکل کمبود مقاومت مواجه هستند
در هنگامی که سازه های بتنی بدلایل مختلفی نظیر تغییر در کاربری ساختمان ، تغییر در آیین نامه های جدید ، وجود خطا در اجرا ، بکار بردن مصالح کیفیت پایین ، عدم طراحی صحیح و ... دچار مشکل در مقاومت ساختمان شوند می توان عملیات تقویت سازه های بتنی را جهت افزایش ظرفیت باربری و مقاوم سازی تیرانجام داد . برای مقاوم سازی تیرهای بتنی می توان از روش های مختلف مقاوم سازی ساختمان مثل : مقاوم سازی با ژاکت فولادی یا بتنی ، نصب میراگر ها ، قرار دادن جداساز های لرزه ای و روش نوین مقاوم سازی با FRP اف آر پی  استفاده کرد . امروزه مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP اف آر پی بدلیل وزن سبک و مقاومت بالای محصول در کنار استفاده ی آسان از آن بسیار محبوب شده است و در پروژه های مختلف مقاوم سازی در سراسر دنیا استفاده می شود .
 

مقاوم سازی خمشی تیر بتنی با FRP

اگر طراحی اولیه تیرها و دال های بتنی بویژه در دهانه های بلند دارای مشکل باشد می توان به کمک الیاف FRP اف آر پی مقاومت خمشی آنها را افزایش داد و تیرهای بتنی را تقویت کرد 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 زیر تیرو دال های بتنی ، عدم وجود آرماتور خمشی به مقدار مورد نیاز در آنها می باشد ، یعنی هنگامی که تعداد آرماتورها از مقدار استاندارد آنها کمتر باشد ترک ها عمود بر آرماتور های طولی شکل میگیرند و در این ناحیه به بیشترین مقدار خود می رسند .

مقاوم سازی تیرهای بتنی با frp اف آر پی

همانطور که گفتیم برای تقویت خمشی و مقاوم سازی تیرهای بتنی می توان از الیاف کربن اف آر پی یا همان CFRP استفاده کرد . الیاف FRP اف آر پی بدلیل داشتن مزیت وزن کم ، 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 اف آر پی در راستای آرماتورهای فولادی به بیشترین مقدار از مقاومت کششی خود می رسند به همین جهت باید آنها را در همین راستا نصب و اجرا کرد .
با استفاده از سیستم مقاوم سازی با frp اف آر پی می توان سختی خمشی را در سازه های مختلف از جمله : پل ها ، عرشه ها ، تیرها و دال های بتنی افزایش داد و تیرهای بتنی را تقویت و مقاوم سازی کرد .


مقاوم سازی برشی تیر بتنی با FRP

همانطور که می دانید 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 اف آر پی برای افزایش مقاومت برشی تیرهای بتنی استفاده می شود .
اگر تیرها مقاومت برشی لازم را نداشته باشند ، ترک ها در محل برشی به مقدار بیشینه ی خود می رسند و یا در محل تکیه گاه بصورت مایل با زاویه ی حدود 45 درجه تشکیل می شوند که برای ترمیم و مقاوم سازی تیرهای بتنی الیاف FRP اف آر پی 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 اف آر پی را هم می توان به صورت U شکل نصب کرد و هم میتوان به نحوی نصب کرد که کاملا دور تا دور تیر را بپوشاند .

 

مقاوم سازی تیر با استفاده از FRP

در سازه ی بتنی می توان المان های بتنی مثل تیرها را جهت رسیدن به مقاومت مورد نظر با FRP اف آر پی تقویت کرد . الیاف FRP اف آر پی به جهت داشتن وزن و ضخامت کم در کنار مقاومت بالا ضمن داشتن قیمت و کاربری مناسب آن توانسته جایگزین سایر روش های سنتی در مقاوم سازی سازه های بتنی شود . ضمنا الیاف و ورقه های FRP اف آر پی بدلیل ضخامت پایین بدون تغییر زیاد در ابعاد اصلی تیر سبب مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP اف آر پی می شوند . مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP و تقویت تیرهای بتنی با FRP اف آر پی روش جدیدی است که طی آن با افزایش مقاومت کششی و برشی ، افزایش ظرفیت باربری ، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و سایش می توان سازه ی مورد نظر را تقویت کرد . در مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP ، سازه هایی که آرماتور آنها توسط عوامل فرسایش دهنده دچار خوردگی شده را هم می توان با مصالح FRP اف آر پی مقاوم کرد در نتیجه المان مورد نظر ضمن کسب مقاومت برشی و خمشی مورد نظر در برابر عوامل شیمیایی و محیطی نیز محافظت می شوند . در مقاوم سازی و تقویت تیرهای بتنی از طریق افزایش سختی کششی و برشی ، افزایش ظرفیت باربری و افزایش مقاومت عضو مورد نظر در برابر فرسایش و خوردگی می توان سازه را در برابر افزایش بارهای وارده مثل زلزله ، مقاوم سازی و بهسازی کرد . لازم به ذکر است در مقاوم سازی تیرهای بتنی ، الیاف FRP از مقاومت کششی بالاتری نسبت به ورقه های فولادی برخوردارند بطوریکه طی پروسه ی مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP اف آر پی در طی 3 الی 4 روز به مقدار 3 برابر مقاومت کششی فولاد می رسند . عوامل تاثیر گذار در مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP اف آر پی شامل : اندازه ، سطح مقطع تیر بتنی ، مساحت ، ویژگی های مکانیکی میلگردها ، مشخصات فنی FRP بکار رفته و میزان مقاومت بتن موجود می باشند .  عوامل ذکر شده در مقدار افزایش مقاومت خمشی سازه های بتنی طی عملیات تقویت تیرهای بتنی با FRP اثرگذارند . افزایش مقاومت خمشی سازه های بتنی تا حداکثر مقدار 40% قابل قبول و استاندارد است . همچنین در مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP با هدف افزایش مقاومت برشی تیر ، نصب الیاف FRP عمود بر محور طولی تیر در ناحیه کششی بتن توصیه شده است .

مقاوم سازی تیرها و دال هی بتنی با FRP اف آر پی

در هنگام زلزله مقاومت تیرهای بتنی تقویت شده با FRP اف آر پی بعد از ترک بسیار بیشتر از مقاومت تیرهای تقویت نشده با FRP اف آر پی بعد از ترک خوردگی است .
همچنین در محیط هایی که آرماتور ها در برابر عوامل خورنده و سایشی محیط قرار دارند می توان از الیاف FRP اف آر پی جهت تقویت تیرها و دال های بتنی استفاده کرد .
تقویت سازه با FRP مستلزم رعایت ضوابط دقیق است ، شرکت ساختمانی اشیان پی با بررسی دقیق شرایط پروژه ضمن طراحی نقشه مقاوم سازی و انتخاب محصولات FRP با کیفیت ، تعداد الیاف و نحوه جهت گیری آنها برای نصب و اجرا را در هر لایه مشخص کرده و بطور دقیق محاسبه می کند تا خدمات مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP را به شکل تخصصی ارائه دهد .
 

مراحل اجرای مقاوم سازی تیر بتنی با FRP اف آر پی

برای شروع مقاوم سازی تیرهای بتنی با الیاف FRP اف آر پی سطح عضو بتنی مورد نظر جهت نصب و اجرای FRP باید آماده سازی گردد . ضمنا ورقه های FRP باید به دقت بررسی شوند تا عاری از هرگونه آلودگی باشند . اجرای اماده سازی شامل مراحل زیر است .

1- آماده سازی سطح بتن پیش از نصب FRP اف آر پی :
قبل از اینکه FRP اف آر پی بوسیله ی رزین اپوکسی روی بتن نصب و اجراء شود ، باید اقداماتی صورت بگیرد چون اگر الیاف FRP اف آر پی روی سطح ناهموار چسبیده شوند دچار کشش می شوند و همین سبب ایجاد تنش های جدا کننده می ود که پس از مدتی ممکن است الیاف از سطح بتن کنده شوند لذا  سطح عضو بتنی مورد نظر باید در تمام قسمت های ناصاف و غیر هموار ، صاف و یکدست شود . سطح بتن باید از تمام آلودگی ها و ذرات اضافی نیز پاک گردد .

2- آماده سازی سطوح FRP  اف آر پی از نصب :
سطح الیاف FRP اف آر پی باید از هرگونه آلودگی ، ذرات اضافی و چربی پاک و عاری باشد چراکه در صورت وجود آلودگی احتمال جدا شدن الیاف FRP اف آر پی از چسب افزایش می یابد .

چسب FRP  :
در نصب  و اجرای FRP چسب های مصرفی از اهمبت بسیاری برخوردارند ، شرکت ساختمانی آشیان پی با در اختیار داشتن چسب و رزین اپوکسی های با کیفیت و مقاوم و استفاده از آنها طی عملیات تقویت تیرهای بتنی با FRP اف آر پی به مقاومت مورد نظر و محاسبه شده می رسد  . استفاده از چسب های استاندارد در نصب FRP بدلیل دارا بودن مقاومتی بیشتر از مقاومت بتن اهمیت دارند ، چرا که اگر شکستی اتفاق بیافتد این شکست در بتن ایجاد می شود و به ندرت چسب ها دچار شکست می شوند ولی در صورت استفاده از چسب ها و رزین اپوکسی های غیر استاندارد یا اجرای نامناسب انها امکان ایجاد شکست در چسب وجود  دارد .
 

مزایای مقاوم سازی تیر با FRP  اف آر پی:

- اقتصادی بودن مقاوم سازی تیرها با FRP  اف آر پی
- نصب آسان تر FRP اف آر پی در تقویت تیرها نسبت به سایر روش های مقاوم سازی
- امکان برش الیاف FRP در ابعاد مختلف
- امکان مقاوم سازی تیرهای بتنی از خارج
- دارا بودن مقاومت کششی 3 برابر فولاد
- بکار بردن تجهیزات ساده تر و در نتیجه بهره برداری آسان نسبت به سایر روش های مقاوم سازی
- عدم نیاز به نصب داربست های گسترده در تقویت تیرهای بتنی مانند سایر روش های سنتی مقاوم سازی
- کمترین تغییرات در ویژگی های معماری ساختمان سازه مثل ابعاد ،شکل و وزن بدلیل ضخامت پایین FRP
- امکان افزایش ظرفیت خمشی تیرهای بتنی به میزان قابل توجه به هنگام نصب الیاف FRP هم جهت با راستای تیر .
- امکان استفاده از ویژگی سختی کششی الیاف FRP در اجزای بتنی تحت خمش مثبت و منفی در صورت نصب الیاف FRP اف آر پی در قسمت بالا و پایین
- در صورت نصب الیاف بصورت عمود یا قائم با جهت راستای تیر امکان افزایش ظرفیت برشی تیرهای بتنی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد .
- امکان مقاوم سازی طرفین حفره های محل عبور تاسیسات در تیر با استفاده از FRP اف آر پی
-ایجاد سطوح مقاوم در برابر سایش در مقاوم سازی تیرهای بتنی با FRP
- سختی زیاد مصالح FRP در برابر سایش نسبت به سایر روشهای سنتی
- امکن ترمیم و تعمیر پوشش های ترک خورده ی بتن با الیاف FRP اف آر پی در تیرهای بتنی
- بدلیل کم شدن عرض ترک ها مقاومت در برابر خوردگی نیز افزایش پیدا می کند .
- مقاوم سازی با FRP اف آر پی در گذر زمان نیاز به تکرار ندارد ضمن اینکه نیاز به محافظت خاصی نیز بعد از اجرای آنها وجود ندارد .
- عمر مقاوم سازی با FRP طولانی و مفید است و نیاز به تعمیر ندارد .
- انجام مقاوم سازی با FRP اف آر پی ، عمر مفید سازه را افزاش می دهد بدلیل اینکه از اجزای سازه نظیر بتن و آرماتور در برابر عوامل آسیب زای محیطی محافظت می کند .
- الیافFRP  دارای چگالی حدود 20 % فولاد است
- نسبت بالای سختی به وزن در الیاف FRP
- امکان استفاده از FRP در فضاهایی با دسترسی محدود به دلیل وزن و اندازه کم آن .

کاربرد مقاوم سازی تیر با FRP  اف آر پی :

- مقاوم سازی تیر بتنی با FRP در پروژه هایی که بودجه ی محدود دارند .
- مقاوم سازی تیر با FRP در پروژه هایی که در دچار محدودیت در اجرا هستند .
- مقاوم سازی تیر با FRP در پروژه هایی که نیاز به نصب و اجرای فوری وجود دارد .
- مقاوم سازی تیر با FRP در پروژه هایی که عدم تغییر در معماری سازه اهمیت دارد .
- مقاوم سازی تیر با FRP در تیرهایی که مقاومت برشی و خمشی مورد نظر را ندارند .
- مقاوم سازی تیر با FRP در بخش هایی که نیازمند مقاوم سازی موضعی است .
- مقاوم سازی تیر با FRP در ساختمان هایی که در شرایط محیطی آسیب زا قرار دارند و نیازمند افزایش و حفظ طول عمر سازه هستند .
- مقاوم سازی تیر با استفاده از FRP اف آر پی در شرایطی که نیاز به ایجاد و تامین پوشش های نارسانای الکتریکی و مغناتیسی  داریم .
- مقاوم سازی تیر با FRP در پروژه هایی که دچار خیز و عواقب آن شده اند .
- مقاوم سازی تیر با FRP در پروژه هایی که بدلیل خطاهای طراحی و اجرا دچار مشکل شده اند .
- مقاوم سازی تیر با FRP در سازه هایی که به علت تغییر کاربری نیازمند افزایش ظرفیت باربری هستند .
 

انواع تیرهای بتنی مقاوم سازی شده با FRP

 - تیر بتنی مسلح
- تیر بتنی پیش تنیده
- تیر بتنی پیش ساخته

 
 
تماس با ما