پنج شنبه 30 فروردین 1397
English
نمایندگان گروه مقاوم سازی دریابیگی

مقاوم سازی دریابیگی

کاربرد FRP در مقاوم سازی سازه ها

معرفي سيستم کامپوزيت FRP:

سيستمهاي FRP چسبيده به صورت خارجي جهت مقاوم سازی سازه هاي بتني از حدود اواسط سال 1980 ميلادي مورد استفاده قرار گرفته است. تعداد پروژه هايي كه از سيستمهاي FRP در سراسر جهان استفاده مي كنند ، به طور چشمگيري از ده سال پيش تاكنون رشد نموده است. اعضاي سازه اي كه توسط سيستمهاي FRP مقاوم سازی مي شوند عبارتند از تيرها، دالها، ستونها، ديوارها، اتصالات و سازه هايی همانند كوره ها و دود كش ها، طاقها، گنبدها، تونلها، سيلوها، لوله ها و خرپاها. سيستم هاي FRP همچنين جهت مقاوم سازی سازه هاي بنايي، چوبي، فولادي و چدني مورد استفاده قرار گرفته اند. ايده مقاوم سازی سازه هاي بتني به وسيله چسباندن تقويت كننده ها به صورت خارجي، يك ايده جديد نمي باشد. ايده سيستم هاي FRP با جايگزيني آن به جاي تقويت كننده هاي ديگر مانند صفحات فولادي و پوششهاي بتني، شكل گرفته است.

1- تاريخچه توسعه و شكل گيري :

در كشورهاي توسعه يافته، سيستمهاي FRP به عنوان يك جانشين براي صفحات فولادي، رشد فراواني يافته است. بدليل آنكه صفحات فولادي دچار خوردگي شده و منجر به تخريب چسبندگي بين فولاد و بتن مي گردند و همچنين نصب آنها بسيار مشكل بوده و احتياج به تجهيزات سنگيني دارند، محققين FRP را به عنوان يك جايگزين براي فولاد در نظر گرفتند. كار آزمايشگاهي انجام شده بر روي مواد FRP كه جهت مقاوم سازی سازه هاي بتني استفاده شدند ، براي اولين بار در سال 1978 در آلمان گزارش شد. تحقيق انجام شده در سوئيس منجر به اولين كاربرد سيستمهاي FRP در پلهاي بتن آرمه جهتمقاوم سازی خمشي گرديد.

سيستمهاي FRP براي اولين بار جهت اعمال محدوديت و محصوركنندگي ستونهاي بتن آرمه در ژاپن در سال 1980 مورد استفاده قرار گرفت. وقوع حادثه  ناشي از زلزله در سال 1995، باعث افزايش استفاده از FRP در ژاپن گرديد.

ايالات متحده نيزسابقه تحقيقات مداوم و طولاني از سال 1930 در استفاده از تقويت كننده هاي بر پايه الياف جهت مقاوم سازی سازه هاي بتني را داراست. با اين وجود رشد و توسعه حقيقي و انجام تحقيقات در استفاده از اين مواد براي مقاوم سازی سازه هاي بتني در سال 1980 از طريق سازمان هايFHWA و NSF در آمريكا آغاز شد. فعاليتهاي تحقيقاتي منجر به تقويت تعداد زيادي از پروژه ها در اين كشورگرديد كه تحت بازه وسيعي از شرايط محيطي گوناگون اجرا شده است.

توسعه آيين نامه ها و استانداردها براي سيستمهاي FRP در اروپا، ژاپن، كانادا و ايالات متحده آمريكا در حال رشد مي باشد. از حدود 10 سال قبل تا به امروز، انجمن مهندسين عمران ژاپن (JSCE) ، انجمن بتن ژاپن (JCS) نيز راهنماهايي در ارتباط با استفاده از مواد FRP در سازه هاي بتني منتشر نموده اند.

2- مزايا:

 مزيت اصلي مصالح FRP، نسبت بالاي مقاومت به وزن و مقاومت زياد آن در مقابل خوردگي مي‌باشد. مقاومت بالاي آنها در عين حال كه وزن كمي دارند سبب مي‌گردد كه جابجايي و حمل و نقل آنها راحت‌تر بوده و هزينه استفاده از آنها و نيروي كار، كاهش يابد همچنين مقاوم بودن آنها در مورد خوردگي سبب دوام و پايا بودن عملكرد آنها مي‌باشد. صفحات FRP حداقل دو برابر مقاومت صفحات فولادي را دارا هستند كه اين مقدار مي‌تواند تا 10 برابر مقاومت صفحات فولادي نيز باشد در حاليكه وزن آنها فقط 20% وزن فولاد است. مواد مركب (كامپوزيت) FRP در موارد ديگري هم مورد استفاده قرار گرفته‌اند مثلاً در صنايع هوايي از سالها پيش مواد كامپوزيت مورد استفاده قرارمي گرفت.

محدوديت استفاده و كاربرد آنها در مهندسي ساختمان به قيمت بالاي آنها بر‌مي‌گردد البته هزينه و قيمت آنها رو به كاهش است و به اين ترتيب استفاده از آنها بيشتر و بيشتر خواهد شد. استفاده از آنها در زمينه مقاوم‌سازي سازه‌‌ها، هر چند كه هزينه بالايي دارد، اما با توجه به هزينه اجراي كم و نيز ساير مزاياي FRP، در كل به عنوان يکي از مؤثر‌ترين راه هاي مقاوم‌سازي سازه‌هاي بتني مي تواند به شمار ‌رود.