نوشته شده در دیدگاه‌تان را بنویسید

تقویت دال بتنی با استفاده از الیاف کامپوزیت کربن

چکیده

امروزه به علت توامل متعدد مانند تغییر آیین‌نامه‌های بارگذاری، تغییر کاربری، آسیب‌دیدگی و یا عدم اجرای مناسب نیاز به ارزیابی، بازنگری و طراحی مجدد سازه‌های موجود وجود دارد. تا در صورت لزوم تقویت شوند. در این راستا، مقاوم‌سازی دال‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است مخصوصاً زمانی که سازه دچار آسیب‌دیدگی می‌شود لزوم مقاوم‌سازی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. لذا در این پژوهش تأثیر ورق‌های CFRP بر روی میزان باربری و نیز تغییر مکان 6 دال بتنی به ابعاد 1000*200*30 میلی‌متر مورد بررسی قرار گرفته است. با بررسی نتایج آزمایشگاهی مشاهده گردید تقویت دال‌های مورد نظر با الیاف CFRP تأثیر چشمگیری در مقاومت خمشی آن‌ها داشته به طوری که تقویت دال‌ها با یک و دو لایه کربن سراسری در وجه تحتانی دال به ترتیب 850% و 891% نسبت به نمونه شاهد (بدون تقویت با CFRP) افزایش مقاومت داشته است. سپس تقویت دال‌های مورد نظر با بالا آمدگی ورق‌های تقویتی CFRP در یک لایه، دولایه و سه لایه مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده شد در این حالت مقاومت نهایی دال‌ها نسبت به نمونه شاهد به ترتیب 1180%، 1526%، 2008% افزایش مقاومت داشته است.

مقدمه

در دو دهه‌ی گذشته خرابی‌های وسیعی در سازه‌های بتنی در اثر مسائل دوام رخ داده است. برآورد خسارت اقتصادی در اثر چنین خرابی‌هایی به چندین میلیارد دلار می‌رسد.

تعمیر و نگهداری در طول چند سال گذشته رشد چشمگیری به خود گرفته و درصد قابل توجهی از فعالیت‌های ساختمانی را به خود اختصاص داده است. روش‌های زیادی برای شناسایی علل خرابی‌های بتن و دسته‌بندی فراوانی برای این خرابی‌ها به عمل آمده است.

دال‌ها وظیفه تحمل بارهای قائم را دارا می‌باشند ولی چون عملکرد دیافراگم افقی را نیز دارند، باید به اعضای مقاوم جانبی سازه اتصال داشته و از سختی و مقاومت کافی برخوردار باشد.

تلاش محققان در سال‌های اخیر در راستای مقاوم‌سازی به منظور تقویت ساختمان‌های فرسوده به خاطر بالا بردن ظرفیت خمشی اعضای بتنی باعث ارائه راهکارهای جدیدی در علم مهندسی ترمیم سازه‌ها شده است که با جایگزینی شیوه‌های جدید مقاوم سازی در جهت سهولت مقاوم‌سازی و بالا بردن ظرفیت سازه باعث شده تا مهندسین سازه رو به استفاده از سیستم‌های پلیمری تقویت شده با FRP بیاورند. همچنین عدم ساخت و ساز صحیح و اصولی بعضی از ساختمان‌ها و تأسیسات در گذشته و آسیب‌پذیر بودن آن‌ها در برابر زلزله را می‌توان به عنوان یکی از مهم‌ترین سیاست‌های اصولی دولت در چند سال آینده قرار داد. در سال‌های اخیر آیین‌نامه‌های طراحی سازه‌های مقاوم در برابر زلزله با اهمیت بیشتری مورد توجه کارشناسان امر قرار گرفته است و همچنین بنا بر تحقیقات انجام شده، مقاوم‌سازی به شیوه‌های قدیمی پاسخگوی مسائل امروزه سازه‌ها نبوده و یافتن راه کارهای جدید جهت ترمیم و بهسازی سازه‌های موجود از چالش‌های اساسی مهندسین سازه می‌باشد.

مدل سازی

در این پژوهش، 6 عدد دال بتنی غیر مسلح، با استفاده از الیاف CFRP به طرق مختلف تقویت شده است و در دانشگاه فردوسی تحت آزمایش خمش 4 نقطه‌ای قرار گرفته است.

دال‌های بتنی با طرح اختلاط عیار 350 کیلوگرم بر مترمکعب که در جدول 1 مشخصات آن نمایش داده شده است ساخته شد و پس از 28 رو آماده چسباندن FRP می‌شود.

1 طرح اختلاط بتن - تقویت دال بتنی با استفاده از الیاف کامپوزیت کربن - 1

همچنین با استفاده از الیاف CFRP که در جدول 2 مشخصات آن نمایش داده شده است.

1 طرح اختلاط بتن 1 - تقویت دال بتنی با استفاده از الیاف کامپوزیت کربن - 2

مسلح کردن دال‌های بتنی

پس از عمل آوری، نمونه‌ها از حوضچه درآورده شده و پس از خشک شدن، آماده تقویت با ورق CFRP می‌گردند. در این مرحله بایستی سطحی از بتن که قرار است تقویت گردد، توسط دستگاه ساب یکنواخت گشته و کلیه ناهمواری‌های آن از بین برود. همچنین توسط دستگاه ساب می‌توان کل ضخامت دال بتنی را در صورتی که دارای ضخامت‌ها نابرابر باشند، هم ضخامت نمود.

در این پژوهش، هرکدام از دال‌های بتنی با تعداد لایه‌های متفاوت و مطابق جدول 3 توسط ورق‌های CFRP تقویت گردیدند.

3 - تقویت دال بتنی با استفاده از الیاف کامپوزیت کربن - 3

آزمایش خمش چهارنقطه‌ای

کلیه آزمایش‌هایی که توسط سیستم‌های الکترونیکی بارگذاری می‌گردند، به صورت Load Control و Displacement Control قابل کنترل می‌باشند. لذا در این پژوهش از روش Displacement Control که دقت ثبت تغییر مکان بالایی دارد، استفاده خواهد شد. دال‌های تقویت شده تحت آزمایش خمش قرار می‌گیرد که نتایج آن در جدول 4 نمایش داده شده است.

4 1 - تقویت دال بتنی با استفاده از الیاف کامپوزیت کربن - 4

همچنین تصاویر دال‌ها بعد شکست در شکل 1 و مقایسه نیرو و تغییر مکان دال‌ها در شکل 2 نمایش داده شده است.

1 شکست دال بتنی - تقویت دال بتنی با استفاده از الیاف کامپوزیت کربن - 5
2 - تقویت دال بتنی با استفاده از الیاف کامپوزیت کربن - 6

نتیجه گیری

پس از انجام آزمایشات مشاهده گردید دال‌های بتنی تقویت شده با چند لایه CFRP با بالا آمدگی در 4 وجه نسبت به تقویت سراسری دال در وجه تحتانی افزایش مقاومت چشمگیری بطوریکه در نمونه Slab6 که بهترین نمونه از لحاظ بار نهایی آزمایشگاهی بوده 20 برابر نسبت به نمونه شاهد افزایش مقاومت را شاهد بودیم و در حالت کلی با افزایش تعداد هر لایه تغییر مکان آن نمونه نیز افزایش پیدا کرده است.

منبع: کلینیک بتن ایران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *