مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP اف آر پی

مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP اف آر پی

مقاوم سازی ستون ها برای دستیابی به ستون هایی قوی با عملکردی مناسب در سازه ، صورت میگیرد . مقاوم سازی ستون ها یک فاکتور مهم در افزایش عمر ساختمان است که در کنار تعمیر و ترمیم ستون ها انجام می گیرد .
ستون های بتنی علاوه بر اینکه وظیفه ی انتقال بار از یر ها یا دال به کف (پی) ساختمان دارند نیرویی محوری را نیز تحمل می کنند به همین جهت مقاوم سازی ستون ها از طریق افزایش ظرفیت باربردی ستون ها سبب عملکرد بهتر آنها می شود . در واقع ستون های یک ساختمان جهت تحمل فشارهای وارده در راستای نیروی محوری طراحی میشوند از این رو اگر نیروهایی در راستای افق مثل زلزله به ساختمان وارد شوند و ستون مقاومت را لازم نداشته باشد امکان پیدایش خیز در ستون ها وجود دارد .
بنابراین باید توجه ویژه ای به ستون های یک ساختمان داشت تا از مقاومت کافی برخوردار باشند تا از آسیب کلی به ساختمان جلوگیری شود .مقاوم سازی ستون ها ، بویژه ستون هایی که به دلیل شرایط آنها بیشتر مستعد آسیب هستند از اهمیت زیادی برخوردار است ، یکی از این شرایط وجود طبقه ی نرم در ساختمان است . طبقه ی نرم طبقه ای است که هنگام حذف تیغه ها و دیوارهای یک طبقه از ساختمان شکل میگیرد و سبب می شود طبقات پایینی سختی بسیار کمتری نسبت به طبقات بالایی داشته باشند . طبقات نرم بدلیل عدم یکنواختی موجود در طبقات بالا در برابر بارهای جانبی مقاومت لازم را ندارند و عملکرد ضعیفی از خود نشان می دهند .
معمولا طبقه ی نرم در ساختمان هایی شکل می گیرد که از طبقات پایینی جهت استفاده از پارکینگ اتومبیل ها و یا فضاهای تجاری استفاده می شود و گاها دارای پنجره های بزرگ است . در این شرایط تعداد زیادی دهانه آزاد در طبقات پایینی شکل می گیرد . تقویت ستون ها با روش های مختلف بویژه روش نوینی مثل مقاوم سازی با FRP که نسبت به سایر روش ها دارای مزیت های زیادی می باشد تا حدود زیادی می تواند از ظهور آسیب و پیشرفت آن جلوگیری کند .
یکی دیگر از شرایطی که احتمال خرابی و آسیب ستون های بتنی در آن وجود دارد ، وجود پدیده ی ستون های کوتاه می باشد .

برای مقاوم سازی ستون با FRP و تقویت ستون ها با شماره ی 22096227-021 شرکت ساختمانی آشیان پی تماس بگیرید .

ستون کوتاه چیست ؟

تجربه ثابت کرده است هنگامی که ستون های بتنی یک طبقه دارای اختلاف در ارتفاع باشن ، ساختمان دچار آسیب بیشتری می شود که این آسیب در ستون هایی که ارتفاع کمتری نسبت به سایرین دارند با شدت بیشتری رخ می دهد . همنطور که می دانید به توجه به فرمول K=3EL/h^3 مقدار سختی ستون ها با معکوس توان توان سوم ارتفاع ارتباط دارد به بیان دیگر هر قدر ارتفاع یک ستون کمتر شود ، سختی آن افزایش پیدا می کند . هنگامی که مقدار تغییر مکان ها برابر باشد با توجه به فرمول F=kx ، ستون هایی که ارتفاع کمتری دارند ، سختی بیشتری نسبت به سایر ستون های همان طبقه دارند و انرژی بیشتری را نیز جذب می کنند ، بنابراین در صورتی که ستون ها برای چنین نیرویی مقاومت نداشته باشند ، دچار آسیب شدید می شوند و احتمال شکست برشی آن ها افزایش می یابد . در چنین شرایطی مقاوم سازی با الیاف FRP  یکی از راه های جلوگیری از وارد شدن صدمات به سازه است

علت ایجاد ستون های کوتاه چیست ؟

علت ایجاد ستون کوتاه ، اختلاف ارتفاع بین ستون های یک طبقه است . اختلاف ارتفاع در ستون های یک طبقه به دلایل مختلفی رخ می دهد که به آن اشاره می کنیم .
1) وجود ساختمان بر روی زمین شیب دار
2) محدود کردن ارتفاع ستون با المان های غیرسازه ای مثل دیوارآجری
3) محدود کردن ارتفاع ستون ها با المان های غیرسازه ای مثل تیر میان طبقات
4) وجود ستون های کوتاه در راه پله (ساختمان های دوبلکس ، نیم طبقه )

برای مقاوم سازی ستون با FRP و تقویت ستون ها با شماره ی 22096227-021 شرکت ساختمانی آشیان پی تماس بگیرید .


مقاوم سازی ستون

در ساختمان ستون های بتنی بدلایل مختلفی مثل : افزایش بارهای وارده زنده یا مرده ، خطاهای اجرایی ، تفغییر کاربری ، خوردگی و فرسایش و... دچار آسیب می شوند و مقاومت خود را از دست می دهند . جهت تقویت ستون های بتنی ساختمان در برابر نیروهای جانبی می توان از روش های مختلف مقاوم سازی ساختمان استفاده کرد ، که مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP اف آر پی ضمن کاربری آسان نسبت به سایر روش های سنتی از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرقه تر است .
امروزه مقاوم سازی با FRP بدلیل اجرای سریع و آسان آن جایگزین سایر روشهای مقاوم سازی ساختمان شده است . مراحل اجرای FRP اف آر پی ساده تر از سایر روش های مقاوم سازی می باشد و به تجهیزات زیاد کارگاهی نیاز ندارد به همین دلیل اصولا کاربری ساختمان طی اجرای مقاوم سازی با FRP متوقف نمی شود بنابراین تقویت ستون با استفاده از FRP یکی از روش های محبوب مهندسین و کارفرما می باشد . ضمنا استفاده از FRP اف آر پی در سیستم تقویت سازه سبب مانند برخی روش های سبب افزایش ابعاد ستون نمی شود و بنابراین مشکلی در معماری سازه بوجود نمی آورد.


مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP اف آر پی

ظرفیت جذب نیرو توسط ستون های بتنی ساختمان و میزان شکل پذیری آنها هنگامی که نیروی جانی یا لرزه ای به ستون های بتنی وارد می شوند ، بسیار مهم است .
تقویت ستون های بتنی و مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP اف آر پی سبب تامین ظرفیت برشی و تغییر حالت گسیختگی ستون از برشی به خمشی می شود . مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP اف آر پی باعث افزایش شکل پذیری ستون های بتنی تا 5 برابر می شود . در تقویت ستون های بتنی با الیاف FRP ، الیاف شیشه یا کربن در راستای عرض ستون های بتنی پیچیده می شوند (دور تا دور ستون) الیاف FRP اف آر پی با محصور کردن ستون ها آنها را تقویت می کنند و مقاومت ستون های بتنی را مقدار 2 برابر افزایش می دهند . برای مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP اف آر پی ، الیاف را به روش passive و در راستای عمود بر ستون در اطراف ان ، دورپیچ می کنند . در این روش محصور کردن ستون با الیاف FRP سبب ایجاد فشاری جانبی بر ستون بتنی می گردد و به همین دلیل مقاومت فشاری ستون افزایش پیدا میکند .
آزمایش ها نشان می دهد ، ستون های بتنی مقاوم سازی شده با FRP اف آر پی مقاومت فشاری بیشتری نسبت به ستون های مقاوم نشده با این الیاف دارند . برای اندازه گیری از مقاومت فشاری باید از سهم الیافی که در راستای طولی نصب شده اند ، صرف نظر کرد .
در نصب و اجرای FRP اف آر پی بصورت passive تا زمانی که ستون ای بتنی تحت نیروی بار و پدیده ی تغییر شکل قرار نگرفته باشند ، FRP تحت تنش قرار نمیگرید و در واقع نقشی در باربری ستون ایفا نمی کند و حالت انفعالی دارد . برای همین نصب و اجرای دقیق و تخصصی سیستم مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است .
در سیستم قماوم سازی ستون های بتنی با FRP ، تقویت عضو مورد نظر با افزایش میزان شکل پذیری ستون انجام می گردد . همانطور که گفتیم ستون های بتنی محصور شده با الیاف FRP مقاومت فشاری بسیار یشتری نسبت به ستون هایی دارند که مقاوم سازی نشده است . ایجاد محصور شدگی در ستون ها با دورپیچ کردن الیاف FRP اف آر پی در آ« سبب بوجود آمدن فشارهای جابی در ستون های بتنی می گردد همچنین فشارهای محیطی وارده بر عضو بتنی باعث بافزایش مقاومت فشاری آن ها می شود . در مقاوم سازی ستون های بتنی دورپیچ کردن الیاف FRP در عرض ستون ها باعث محصور شدن ستون ها می شود ، محصورشدگی ستون سبب افزایش ظرفیت تحمل بارهای محوری با جلوگیری از گسترش بارهای خارج از محور ستون می شود .

روش تقویت ستون های بتنی با FRP

هنگامی که نیروهای محوری به ستون های بتنی وارد می شوند سبب ایجاد کرنش های محوری و عرضی در ستون می شود .
در مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP اف آر پی بدلیل محصور شدن ستون ها با الیاف FRP با جلوگیری از افزایش نیروهای عرضی و کنترل آن ، مقاومت ستون در برابر تحمل نیروهای محوری افزایش می یابد . محصور کردن ستون های ساختمان بوسیله پلیمرهای مسلح شده با الیاف FRP اف آر پی در تقویت ستون های لاغر ساختمان (ستون هایی که نسبت ارتفاع به سطح آنها زیاد باشد) و بهبود رفتار آنها در برابر بارهای وارده از طریق افزایش شکل پذیری آن ها نیز ، تاثیر زیادی دارد . (مقاوم سازی ستون های لاغر)
تاثیر مقاوم سازی ستون های مستطیل با الیاف FRP اف آر پی بدلیل عدم یکنواختی فشار محصور شدگی کمتر از تاثیر مقاوم سازی ستون های دایره ای با الیاف FRP می باشد . هنگام محصور سازی ستون های مستطیل با الیاف FRP فقط بخش هایی از ستون به طور موثر مقاوم می شوند ، که برای کاهش تنش در گوشه های مقطع ستون های مستطیلی آن ها را گرد می کنند و بعد از آن الیاف FRP را اجرا می کنند . برای تقویت ستون ها با FRP از روش دورپیچ استفاده می کنند که مکانیزم این روش بر پایه ی افزایش محصور شدگی ستون می باشد . محصور شدگی ستون باعث تقویت ستون از طریق افزایش ظرفیت محوری و شکل پذیری آن می باشد .

بررسی آسیب های ستون بتنی :
 

1-آسیب های ناشی از بوجود آمدن مفصل پلاستیک خمشی در ستون های بتنی

در این نوع آسیب که عموما در بخش کوچکی از انتهای ستون رخ می دهد و بیشتر پس از وقو زلزل دیده شده است ، ابتدا قسمتی از سطح پوشش بتن کنده می شود و سپس آرماتور های عرضی دچار شکست می شوند و همین باعث می شود آرماتورهای طولی کمانش پیدا کنند . برای رفع این آسیب الیاف FRP را بصورت دورپیچ در محل اتصال تیر به ستون ها و عمود بر محور طولی ستون ا نصب می کنند .

2-آسیبی ناشی از خرابی در محل وصله پوششی آرماتور طولی در ستون های بتنی

بیشتر در هنگام وقوع زلزله در محل هایی که لنگر وارده زیاد است و آرماتور های طولی با یکدیگر همپوشانی دارند ، بخش انتهایی موجود در ستون تحت خمش زیادی قرار می گیرد و اگر طول وصله مقدار نا چیزی باشد، در هنگام بارگذاری رفت و برگشت آرماتورها جدا می شوند . برای پیش گیری از آسیب می توان با کمک مقاوم سازی با FRP اف آر پی بخشهایی از آرماتور را که همپوشانی ندارند محصور کرد .


مقاوم سازی ستون | مقاوم سازی ستون بتنی


مقاوم سازی ستون بتنی :

تقویت ستون ها با FRP دارای مزیت های زیادی نسبت به تقویت ستون با روش های سنتی می باشد که به آن می پردازیم :

1- افزایش مقاومت خمشی ستون های بتنی با frp
2- افزایش مقاومت فشاری ستون های بتنی با frp
3- افزایش مقاومت برشی ستون های بتنی با FRP
4- افزایش مقاومت در برابر سایش با FRP
5- افزایش طول عمر ستون های بتنی و سازه با FRP
6- جلوگیری از گسترش و ازدیاد ترک های بتنی با FRP اف آر پی
7-به صرفه بودن مقاوم سازی با FRP از نظر اقتصادی نسبت به سایر روش ها
8- افزایش شکل پذیری ستون های بتنی در مقاوم سازی با FRP
9- نصب و اجرای آسان الیاف بر تمامی ستون ها
10- عدم تغییر شکل در معماری سازه بدلیل پایین بودن ضخامت الیاف FRP و مقاوم سازی بدون تغییر در ابعاد آنها .

تماس با ما