تقویت سازه ها با FRP، مقاوم سازی ساختمان بتنی با FRP

 اعضای یک ساختمان بنا به دلایل مختلف پس از گذر زمان قادر نیستند که قابلیت ارائه خدمت خود را حفظ کنند. از جمله این دلایل اضمحلال مواد، صدمه و ضربه دیدن اعضا، افزایش بار مورد نیاز بر روی سیستم و … می باشد. بشر همواره تلاش کرده تا با کمترین هزینه مالی و زمانی از یک سازه برای مدت زمان طولانی استفاده کرده و از تخریب و جایگزینی آن جلوگیری کند. از اینرو از روش های مقاوم سازی، نگهداری و ترمیم متنوعی بهره گرفته است. برای مثال در گذشته با تعویض پوشش کاهگلی ساختمان از نفوذ آب و در نتیجه تخریب دیوارها و سقف جلوگیری می کردند و یا در صورتی که احساس می کردند ممکن است سقفی به علت فرسودگی تیرهای چوبی و یا افزایش وزن دچار شکست خواهد شد با افزودن دیرک های چوبی (Pier) از این پدیده جلوگیری می کردند. با گذشت زمان و ورود مصالح جدید تر در صنعت ساختمان نیازهای متنوعی برای ابداع روش های نگهداری و مستحکم سازی سازه ها احساس شد، برای مثال در ساختمان های بتنی با از بین رفتن روکش بتن و زنگ زدگی فولاد در محیط های خورنده جهت رفع مشکل مجبور به افزایش ابعاد مقطع و افزودن فولاد اضافه به آن شدند که منجر به معرفی روشی به نام ژاکت بتنی (Concrete Jacket) شد. با توجه به شرایط معماری گاها افزایش مقطع ممکن نبوده لذا از فولاد که مشخصات مکانیکی بالاتری از بتن دارد برای ژاکت کردن عضو استفاده شد. ولی همچنان مشکلات عدیده ای از جمله مساله خوردگی فولاد و دشواری حمل و نصب این ژاکت ها به علت وزن زیاد و … باعث شد نیاز برای روش جدیدتر رفع نشود؛ لذا محققین با شناخت از مصالح جدیدتر که علاوه بر دارا بودن خاصیت مکانیکی برتر نسبت به فولاد، دارای مقاومت مناسبتر در برابر شرایط جوی هستند، روش های مدرن امروزی را پیشنهاد دادند. یکی از پرکاربردترین این روش ها استفاده از مصالح کامپوزیت (FRP) می باشد.

تقویت ستون های بتنی با FRP

FRP در تقویت ستون های بتنی بسیار کاربرد دارد. می توان برای تقویت خمشی ستون ها، افزایش مقاومت مشخصه بتن و افزایش شکل پذیری (اثر محصور شدگی) به خوبی از مواد کامپوزیتی FRP بهره برد تا در مقابل بارهای لرزه ای (ناشی از زلزله) عملکرد بهتری داشته باشند. استفاده از سیستم FRP به علت ضخامت کم ورق های FRP ، یکی از راه های مناسب برای تقویت ستون ها است چرا که در معماری ساختمان خللی ایجاد نمی نماید. تاثیر این روش در ستون های دایره شکل بسیار چشمگیر می باشد؛ حال آن که در ستون های با مقطع مربع یا مستطیل باید با گرد کردن گوشه ها، تاثیر مقاوم سازی با این روش را به حداکثر مقدار ممکن افزایش داد. قابل ذکر است که در اکثر مواقع برای مقاوم سازی سازه ای از الیاف کربن CFRP استفاده می شود.