تقویت تیر

مقاوم سازی تیر بتنی با FRP

مقاوم سازی تیر بتنی با FRP
مقاوم سازی تیر بتنی با FRP

مقاوم سازی تیر بتنی با FRP جهت رسیدن به عملکرد دلخواه از طریق افزایش ظرفیت باربری خمشی و برشی، افزایش مقاومت در برابر سایش، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حتی حرارت می باشد.

برای مقاوم‌ سازی تیر بتنی نیز می­توان از مصالح FRP استفاده کرد. بدین ترتیب تیر بتنی ضمن افزایش مقاومت خمشی و برشی، در مقابل شرایط محیطی خورنده نیز با استفاده از FRP محافظت می شوند.

با توجه به اینکه الیاف FRP مقاومت کششی بسیار بالایی نسبت به ورقهای فولادی ( حدود ده برابر) دارد، استفاده از این الیاف برای تقویت خمشی و مقاوم سازی تیرهای بتنی گزینه بسیار مناسبی است.

شرکت رامان متخصص اجرای این سیستم در تیرهای بتنی می باشد.

نتایج آزمایش های مختلف نشان می دهد که سختی تیرهای بتنی تقویت شده با FRP ، بعد از ترک خوردگی بسیار بیشتر از سختی تیرهای تقویت نشده بعد از ترک خوردگی است که این مسله در زلزله بسیار کارآمد و مفید می باشد.

اگر یک تیر بتنی در تحمل برش ضعیف باشد یا پس از مقاوم سازی خمشی، ظرفیت برشی آن در تحمل نیروهای برشی نسبت به ظرفیت خمشی ، ضعیف تر باشد باید مقاوم سازی برشی آن هم مد نظر قرار گیرد. مقاوم سازی برشی در بیشتر موارد ، یک مرحله کلیدی و اساسی در مقاوم سازی موثر تیرهای بتنی است.

مزایای روش مقاوم سازی تیر بتنی با FRP

مقاوم سازی تیر بتنی با FRP مزایایی به شرح زیر دارد:

  1. افزایش مقاومت خمشی تیر
  2. افزایش مقاومت برشی تیر
  3. افزایش شکل پذیری تیر
  4. افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  5. افزایش دوام و عمر
  6. کنترل عرض ترک
  7. ضخامت کم ورقه های FRP و عدم تغیر قابل توجه در ابعاد تیر
  8. سهولت در اجرا
  9. هزینه پایین نسبت به روش های مرسوم دیگر
تقویت تیر
تقویت تیر

تقویت برشی تیر بتنی با FRP

استفاده از الیاف FRP به صورت رکابیهای خارجی، سبب افزایش مقاومت و تقویت تیرهای بتنی با در سازه های بتن آرمه می گردد. در این روش صفحات FRP به وجوه جانبی تیر چسبانده می شود بطوری که راستای الیاف عمود بر محور طولی تیر یا مایل باشد.

برای داشتن رکابی خارجیU شکل، مصالح FRP بصورت ممتد روی دو وجه جانبی و زیر تیر نصب می شود که این امر سبب بهبود مهاری تقویت خمشی FRP نیز می گردد. برای افزایش کارآیی تقویتهای برشی، تامین مهار انتهایی لازم است.

با توجه به اینکه طول موجود برای نصب رکابیهای FRP به ارتفاع تیر محدود می شود، بتن موجود باید از کیفیت مناسبی برخوردار باشد.

سطح بتن باید متناسب با نیازمندیهای مصالح FRP مورد استفاده و در صورت لزوم ترمیم شود. به منظور پرهیز از گسیختگی رکابی های FRP در اثر تمرکز تنش در گوشه های مقطع تیر، این گوشه*ها باید به شعاع حداقل ۳۰ میلی متر گرد شوند.

تقویت برشی تیر با FRP
تقویت برشی تیر با FRP

تقویت خمشی تیر بتنی با FRP

اگر طراحی تیرها دارای مشکل باشد و یا مقاومت بتن کمتر از حد مجاز باشد می توان به کمک FRP  مقاومت خمشی آنها را افزایش داد و تیرهای بتنی را تقویت کرد، همچنین بیشترین نیروی خمشی در وسط تیر دهانه اتفاق می افتد که گاهی باعث ایجاد خیز بیش از حد می گردد که میتوان با سیستم FRP تقویت کرد.
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.

در کلیه تیرها شامل پل های بتنی، عرشه ها و ساختمانها ، می توان با استفاده از FRP ظرفیت خمشی تیر را بالا برذ.

در این حالت المان FRP به زیر تیر الصاق داده می شود.

پروژه الهیه
تقویت خمشی تیر

 

مراحل نصب FRP

مراحل نصب FRP بشرح زیر می­باشد.

  • پرکردن ترکهای با عرض بیشتر از ۳/۰میلیمتر با تزریق تحت فشار اپوکسی و اطمینان از عدم ایجاد و گسترش ترک بر روی سطح بتن.
  • اثرات خوردگی و رسوبات آن روی بتن پاکسازی شده و خرابی های ناشی ازخوردگی قبل از اجرای FRP ترمیم گردد.
  • هرگونه آثار رنگ، برآمدگی­ها، گوشه­های ناهموار و دارای اعوجاج، سطوح مقعر و گودی و هرگونه زایئات از سطح بتن حذف شود تا از چسبیدن الیاف به سطح بتن اطمینان حاصل گردد. با استفاده از خمیره بتونه شکل اپوکسی می توان ناهمواریهای سطح بتن را ترمیم نمود.
  • سطح بتن به میزان حداکثر ۱ میلی­متر ساب می­شود.
  • گوشه­های مقاطع بتنی مطابق آنچه در نقشه­ها آمده است گرد می­گردند.
  • سطح بتن گرد روبی شده و در صورت تمیزکردن سطح با آب، خشک می­گردد.
  • اختلاط مناسب رزین ها مطابق روش توصیه شده توسط سازنده، در شرایط دمایی مناسب، بصورتی که رزین به رنگ یکنواخت و یکدست برسد.
  • سطح بتن به صورت یکنواخت و مناسب با رزین اپوکسی پوشیده می­شود. بدین منظور از فرچه­های مخصوص، که توسط سازنده تهیه می­گردد، استفاده می­شود.
  • الیاف FRP بروی سطح بتن آغشته به رزین اپوکسی نصب می­گردد.
  • عمل آوری هر یک از لایه­های FRP نصب شده تا قبل از جایگذاری لایه های بعدی باید تحت نظر بوده و کنترل شود. در صورت احتمال عمل آوری نادرست از نصب لایه های بعدی جلوگیری بعمل آید.
  • تغییرات نامناسب حرارت، تماس مستقیم با باران، گرد و غبار، کثیفی، تابش شدید آفتاب، رطوبت بالا می­تواند به سیستم FRP صدمه بزنند و باعث می شوند تا عمل آوری رزین درست انجام نشود .لازم است تا زمانی که رزین عمل آوری کامل می شود از آن حفاظت نمود، این منظور با چادر پیچی و پوشش لاستیکی امکان پذیر می باشد.
مقاوم سازی ستون

مقاوم سازی ستون با FRP

تقویت ستون با FRP
مقاوم سازی ستون با FRP

مقاوم سازی ستون با FRP یکی از پرکاربردترین روشهای مقاوم سازی می باشد. متداول­ترین روش مقاوم­ سازی ستونها با FRP، دور پیچ کرن سطح خارجی آنها با نوارهای FRP می­باشد. اساس این مقاوم­ سازی که در واقع محصور کردن ستون می­باشد، بر این اصل استوار است که وجود فشار محیطی بر روی یک المان بتنی سبب افزایش مقاومت فشاری و شکل­پذیری آن می­گردد. در حقیقت این کار، مقاومت و شکل­پذیری بتن را افزایش داده و بعلاوه از لغزش و کمانش آرماتورهای طولی جلوگیری می­کند. شرکت رامان با اجرای صد ها پروژه مقاوم سازی ستون تخصص و تجربه بی نظیری در این زمینه دارد.

استفاده از الیاف FRP به صورت دورپیچ عامل موثری در ایجاد محصورشدگی و همچنین افزایش شکل ­پذیری مقاطع بتنی می­باشد. بر این اساس و با توجه به ضعف مقاومتی در بتن ستون­ها بکارگیری این راهکار بسیار موثر می­باشد. اشکال زیر نحوه اجرای سیستم دورپیچ  FRP (FRP Confining) و تاثیر آن را بر منحنی­ اندرکنش ستون و رفتار آن را نشان می­دهند.

نمودار اندرکنش
نمودار اندرکنش
نحوه دورپیچ کردن ستون ها
نحوه دورپیچ کردن ستون ها

ستون های مستطیلی و مربعی نسبت به ستون های مشابه با مقطع دایره افزایش بیشتری در مقاومت و شکل پذیری در اثر دورپیچی با (FRP) پیدا می کنند،به دلیل این مورد پخش یکنواخت فشار محصور- شدگی در ستون های با مقطع دایره است،به همین دلیل گوشه های ستون های مستطیلی شکل در اجرای این روش به صورت نیم دایره در خواهد آمد.

بطور کلی در عمل، اغلب ستونها تحت بارهای خارج از مرکز قرار می­گیرند که منجر به این می شود که مقطع ستونها تحت تاثیر ترکیبی از خمش و نیروی محوری واقع گردد محصور کردن ستون با FRP) FRP Confining) برای بارهای محوری و نیز افزایش باربری خمشی ستون در این شرایط مفید است. مقاومت محوری پوشش FRP اطراف ستون کوچک و قابل صرفنظر کردن است اما استفاده از الیاف دور ستون وقتی امکان­پذیر است که آنها تحت کشش در راستای حلقه FRP (در راستای طولی الیاف) قرار می گیرند.

با افزایش میزان بار وارده بر ستون، بتن تمایل دارد در جهت عمود بر جهت اعمال بار از هم باز شود. محصور کردن عرضی بتن با پوشش FRP (دور پیچ کردن) توسط افزودن لایه هایی از الیاف شیشه و کربن مقاومت نهایی ستون را تا ۲ برابر افزایش می دهد و البته تاثیر مهم تر این الیاف در افزایش ۵ برابری در ظرفیت تغییر شکل بتن است.

در ستون­های بتنی استفاده از پوشش FRP باعث افزایش ظرفیت برشی ستون، و تغییر حالت احتمالی گسیختگی ترد برشی به حالت خمشی، و نهایتا افزایش شکل­پذیری ستون تحت نیروهای محوری و خمشی می­گردد. برای محصور کردن موءثرتر ستون، لازم است که راستای الیاف تا حد امکان عمود بر محور طولی عضو باشد.

نحوه عملکرد به این صورت است که با ایجاد ترک برشی در بتن، کرنش الیاف FRP در آن ناحیه بیشتر شده و نیروها به الیاف FRP منتقل می شود. بنابراین هم مقاومت برشی سازه افزایش می­یابد و هم ترک خوردگی و کرنش بتن فشاری با کمک الیاف FRP کاهش می­یابد.

الیاف در راستای ارتفاعی باعث افزایش مقاومت خمشی و همچنین مهار الیاف دورپیچ می گردد. نتایج آزمایشات انجام شده بر روی نمونه­های تقویت اجزای بتنی توسط الیاف FRP نشان می­دهد که جدا شدن صفحات FRP از بتن مسالة كاملا حائز اهميت است که امروزه متخصصین و پژوهشگران رشته بهسازی و مقاوم­ سازی توجه زيادي را این به مساله نشان می ­دهند.

در اين ارتباط به نظر مي‌رسد كه استفاده از تقويت‌کننده‌هاي خارجي حتي به ميزان کم، مي‌تواند ايمني قابل ملاحظه‌اي در برابر جدا شدن صفحات FRP از بتن، و نيز شکست‌هاي برشي ترد فراهم آورد.

مزایای مقاوم سازی ستون با FRP

مقاوم سازی ستون با FRP شامل موارد زیر است:

  • سرعت بالای مقاوم‌سازی
  • ضخامت پایین
  • هزینه نسبتاً کم
  • کمترین محدودیت‌های اجرایی
  • وزن پایین وکمترین افزایش در ابعاد پایه

قیمت مقاوم سازی ستون بتنی با FRP در مقایسه با روش های سنتی کم بوده و نحوه اجرای آن آسان و ارزان می‌باشد.

اجرای الیاف ستون
اجرای الیاف ستون

گروه مقاوم سازی رامان با سابقه اجرای مقاوم سازی تعداد بسیار زیادی ستون بتنی در سراسر کشور آماده همکاری با کلیه مهندسین و پیمانکارهای محترم می باشد.

تست التراسونیک

تست التراسونیک

تست التراسونیک

استفاده از تست یا آزمایش التراسونیک بتن سال های سال است که مورد توجه مهندسان قرار گرفته و از این تست برای موارد بسیاری استفاده خواهد شد. شایان به ذکر می باشد که از این تست به عنوان یکی از روش های غیر مخرب تست بتن یاد می شود.

روش سرعت امواج التراسونیک شامل پراکندن قسمتی از موج ماورای صوت است که با سرعت متوسط ۳ تا ۵ کیلومتر بر ثانیه از میان بتن عبور می کند.

تست التراسونیک یا تست سرعت پالس های التراسونیک با فرکانس۵۰ تا۵۴ هرتز یک آزمایش غیر مخرب جهت بررسی پایداری و مقاومت بتن ، بررسی کیفیت دانه بندی های بتن و وجود ترک خوردگی و…در بتن میباشد.

علاوه بر موارد فوق امکان بررسی عمق ترک های موجود در بتن نیز وجود دارد.

تست التراسونیک
تست التراسونیک

آشنایی با تست التراسونیک  :

همان گونه که بیان شد، تست التراسونیک  یا آزمون فراصوت جزء آزمون های غیر مخربی است که در بازرسی انواع قطعات به خصوص برای تست جوش قطعات جوش کاری شده بسیار پرکاربرد است. این تست در تمام صنایع بزرگ و برای بازرسی قطعات ریخته گری، اتصالات جوش و موارد گوناگونی استفاده می شود.

از این آزمون برای تشخیص عیوب داخلی مواد، قطعات و سازه ها استفاده می شود و به وسیله آن می توان عیوب که شامل ترک ها، عیوب انقباضی، حفره ها، پوسته شدگی ها، خلل و فرج ها و ترکیدگی ها می باشد را شناسایی نمود.

تعریف و آشنایی با تست التراسونیک :

در این تست التراسونیک بتن، امواج فرا صوت که دامنه آن ها بین ۵/۰ تا ۲۵ مگا هرتز هستند توسط یک مولد صوتی بر روی قطعه مورد آزمایش هدایت می شود.

این امواج هنگامی که به ناپیوستگی ها و عیوب سطحی و زیر سطحی قطعه برخورد می کنند منعکس می شوند که توسط مولد صوتی این بازتاب ها دریافت گردیده و به پالس های الکتریکی تبدیل شده و در صفحه نمایش به صورت یک سیگنال ظاهر می گردد.

اپراتور با بررسی این سیگنال ها می تواند به اطلاعات مختلفی از قبیل مکان، عمق، ابعاد و نوع عیب بر روی قطعه پی ببرد.

تست التراسونیک
تست التراسونیک

روش های انجام آزمایش غیر مخرب بتن :

آزمایش غیر مخرب بتن بسیار مهم است و آن را با تست التراسونیک بتن انجام می دهند، روش های التراسونیک به دو گروه قابل تقسیم بندی هستند که در زیر به آن ها اشاره می شود:

  • در این روش که براساس اندازه گیری مشخصات، از جمله سرعت پالس عبوری عمل می کنند و برای عملی کردن آن ها باید به دو سوی قطعه مورد تست، دسترسی داشته باشیم.
  • در روش دوم که مشخصات پالس انعکاس یافته از دیواره پشت نمونه، یا مرز های داخل قطعه مانند دیواره ترک ها و یا مرز مابین بتن و تقویت کننده های بتنی را اندازه گرفته، از روی آن ها برخی ویژگی های الاستیکی سازه را به دست می دهند.

اهداف استفاده از ازمایش التراسونیک :

۱)بررسی کیفیت دانه  های استفاده شده در ساختار بتن
۲)بررسی کیفی مقاومت و پایداری بتن
۳)بررسی وجود یا عدم وجود ترک در بتن
۴)بررسی عمق ترک خوردگی های سطح بتن