روش های نصب FRP

بررسی تاثیر افزایش تعداد لایه های ورق FRP بر رفتار تیرهای تقویت شده

امروزه مقاوم سازی ساختمان به منظور ایجاد عملکرد مناسب در برابر زلزله و فشارهای وارده یکی از مهم ترین چالش های صنعت عمران و ساختمان می باشد .
روش های زیادی برای تقویت سازه وجود دارد که الیاف FRP بدلیل سهولت در اجرا , وزن کم , نسبت بالای سختی به وزن , مقاوم در برابر خوردگی و سایر عوامل فرسایش دهنده  و ... به یکی از متداول ترین مصالح مورد استفاده توسط مهندسین در بهسازی ساختمان تبدیل شده است .
در این مقاله به بررسی دو روش EBR و EBROG و نحوه انجام , مزایا و و مقایسه آن ها می پردازیم .
یکی از روش های افزایش مقاومت خمشی تیرهای بتنی , استفاده از FRP و سباندن آن ها به وجه کششی تیر بتونی می باشد که از معایب این روش می توان به جداشدگی ورقه های FRP از سطح , زودتر از زمان مورد نظر اشاره کرد .
به تازگی مهندسان اقدام به ارائه روشی بدون مشکلات روش قبلی کرده اند .
این روش EBROG  نام دارد که امکان جدا شدگی را به حداقل کاهش می دهد و به تعویق می اندازد .
در ابتدا مقاوم سازی با FRP  به روش EBR می پردازیم , در روش مقاوم سازی با FRP ب روش EBR طبق آیین نامه در ابتدا ماده سازی سطحی جهت اتصال FRP و افزایش کارایی عضو مورد نظر صورت می گیرد.

-مقاوم سازی با FRP به روش EBR دارای مراحل زیر است :

1)در وجه کششی تیر یا عضو مورد نظر که محل قرارگیری FRP خواهد بود , لایه سطحی و ضعیف بتن با استفاده از تجهیزات مخصوص ساب زده می شود تا بخش های اضافی کاملا برداشته شوند و شن و ماسه نمایان شوند .
2)با استفاده از فشار هوا و سایر تجیزات سطح بتن کاملا از الودگی های باقی مانده تمیز و عاری از هر گونه گرد و غبار می گردد .
3)پس از تمیز شدن کامل سطح بتن از پوشش اپوکسی جهت صاف و هموار کردن زیر سازی FRP استفاده می کنیم .
4)پس از صاف شدن کامل سطح بتن FRP آماده ی اتصال به عضو مورد نظر می باشد .

-بررسی مقاوم سازی با FRP به روش EBROG و مراحل آن :

در روش EBROG که به تازگی به عنوان جایگزینی برای نصب FRP به روش EBR بوده , وجه مورد نظر را در سطح بتن شیارهای طولی می دهند سپس این شیارها را با چسب اپوکسی مناسب پر می کنند , پس از ان ورقه های FRP آماده ی نصب هستند .



-چرا مقاوم سازی با FRP به روش EBROG جایگزین مناسبی برای روش EBR است ؟

طبق آزمایش های مهندسی انجام شده یکی از بزرگترین ایرادهای روش EBR احتمال جداشدگی زود هنگام ورق های FRP از سطح مربوطه است .
از پیامدهای جدا شدن FRP از سطح مربوطه می توان به شکست و اسیب دیدن عضو بتنی و عدم امکان استفاده از حداکثر ظرفیت کششی ورقه های FRP اشاره کرد .
پس از معرفی و آزمایش روش EBROG مشخص شد , پدیده ی جدا شدن زود هنگام ورقه های FRP تا حد زیادی به تعویق افتاده و در بعضی موارد کاملا از بین رفته است .

-مزایای کلی روش EBROG نسبت به روش EBR :

1- به تعویق انداختن احتمال جداسازی ورقه های FRP از سطح عضو بتنی
2- امکان استفاده از حداکثر ظرفیت کششی ورقه های FRP
3- حذف اقدامات اولیه جهت آماده سازی سطح پیش از نصب FRP و جایگزین کردن این مرحله با ایجاد شیار روی سطح بتن و هموار کردن سطح با اپوکسی
4- صرفه جویی اقتصادی و زمانی در روش EBROG نسبت به EBR بدلیل حذف مرحله ی آماده سازی سطح پیش از نصب FRP
5- ایجاد آلودگی کمتر در روش EBROG بدلیل حذف مرحله آماده سازی سطحی .

-بررسی تاثیر افزایش تعداد لایه های FRP بر رفتار تیرهای تقویت شده

طی آزمایشی که توسط مهندسین برای مقایسه ی تاثیر لایه های FRP در دو روش EBR و EBROG انجام شده , نمونه ها به 7 قسمت تقسیم شدند . گروه اول هیچگونه مقاومت خمشی ندارد و به عنوان مبنا یا Refrence انتخاب شدند , گروه دوم تا چهارم دسته هایی هستند که توسط یک لایه , دو لایه و سه لایه ورق frp به روش EBR مقاوم شدند و به ترتیب EBR-3L , EBR-2L , EBR-1L نامگذاری شدند . دسته پنجم تا هفتم به ترتیب توسط یک , دو و سه لایه FRP به روش EBROG مقاوم شدند و EBROG-3L , EBROG-2L , EBROG-1L نامگذاری شدند .
در این آزمایش نمونه هایی که به روش EBR مقاوم شدند پس از آماده سازی سطح و اقدامات اولیه با اپوکسی کاملا صاف و هموار شدند و پس از گذشت 24 ساعت الیاف کربن به سطح آماده شده , چسبانده شدند . در روش EBROG ابتدا در سطح نمونه ها شیارهای طولی ایجاد شدند سپس شیارها با اپوکسی پر شدند بعد از گذشت حدود 1 ساعت الیاف کربن به سطح نمونه متصل شدند .
پس از اقدامات لازم و گذشت حداقل 5 روز از مقاوم سازی با FRP به منظور مقایسه دو روش EBR و EBROG نمونه ها تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه قرار گرفتند . در زمان بارگذاری تغییر مکان وسط دهانه با کمک LVDT با دقت محاسبه شده و الگوی ترک خوردگی نیز مورد توجه قرار گرفت .



نتایج آزمایش :
میزان تغییر حالت و شکل نمونه های آزمایش شده برای تیرهای با لایه FRP یکسان و تحت بار یکسان در روش EBROG نسبت به روش EBR کاهش یافته است .
بنابراین برای افزایش سختی تیرها با FRP , روش EBROG توانایی بیشتری نسبت به EBR دارد .
بررسی آزمایش ها نشان می دهد تیرهای تقویت شده به روش EBROG باربری بیشتری نسبت به تیرهای مشابه در روش EBR دارند .

-پاورقی : این مقاله نتیجه ی تحقیقات و آزمایش های دکتر داود مستوفی نژاد و سید مسعود شاملی در دانشگاه صنعتی شریف اصفهان می باشد .