در سال های اخیر  مقاوم سازی سازه ها و مخصوصا مقاوم سازی ساختمان ها چنان رواج گسترده ای پیدا کرده که موجب شده افراد مختلفی با شرکت رادیاب تماس گرفته و در مورد جزییات مقاوم سازی سازه ها و خصوصا مقاوم سازی ساختمان های در دست احداث خود پرسش های گوناگونی را مطرح می نمایند. برخی از این افراد سازندگان سنتی ساختمان های مسکونی هستند که در ساختمان در دست احداث خود با مشکلات سازه ای مواجه شده و از مهندس ناظر خود در مورد مقاوم سازی تیر و ستون و مقاوم سازی فونداسیون ساختمان و خصوصا در مورد مقاوم سازی با اف آر پی (FRP) و سایر روش های مقاوم سازی ساختمان میشنوند و از روی کنجکاوی و آشنایی با مقاوم سازی ساختمان و مقاوم سازی با FRP در مورد آن سئوال میکنند. بیشتر پرسش­ها شامل موارد زیر هستند:

– نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در ستون­ها چگونه است ؟

– نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در تیر­ها چگونه است ؟

– نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در فونداسیون چگونه است ؟

– نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در دال­ها چگونه است ؟

– نحوه کارکرد مقاوم سازی با FRP در محل اتصال تیر وستون­ها چگونه است ؟

– هزینه مقاوم سازی با FRP در ستون­ها در چه حدمیباشد؟

– هزینه مقاوم سازی با FRP در تیر­ها چگونه است ؟

– هزینه مقاوم سازی با FRP در فونداسیون چگونه است؟

–  هزینه مقاوم سازی با FRP در دال­ها چقدر است؟

– هزینه مقاوم سازی با FRP در محل اتصال تیر وستون­ها چقدر است ؟

– جزئیات نصب واجرای FRP در ستون­ها و زمان موردنیاز برای مقاوم­ سازی هر ستون با FRP

 – جزئیات نصب واجرای FRP در تیر­ها و زمان موردنیاز برای مقاوم­ سازی هر تیر با FRP

–  جزئیات نصب واجرای FRP در فونداسیون و زمان موردنیاز برای مقاوم­ سازی فونداسیون باFRP

– جزئیات نصب واجرای FRP در اتصال تیر وستون­ها و زمان موردنیاز برای مقاوم­ سازی هر اتصال با FRP

– جزئیات نصب واجرای FRP در دال­ها و زمان موردنیاز برای مقاوم­ سازی هر دهانه دال با FRP

همچنین پرسش های زیادی در مورد جزئیات اجرای  اف آر پی و معرفی مجری اف آر پی و سایر موارد

 مقوله مقاوم سازی ساختمان ها اگر چه در زمانهای گذشته انجام می شده و روش های مختلف مقاوم سازی ساختمان و مقاوم سازی اجزای ساختمان در برخی سازه های قدیمی مشاهده شده ولی متداول شدن مقاوم سازی ساختمان ها و مقاوم سازی سازه ها در سالهای اخیر در ایران بیشتر مدیون توجه مردم و مسئولین به مقاوم سازی ساختمان ها پس از زلزله های منجیل و بم بوده است.

واژه مقاوم سازی بیش از آنکه واژه ای علمی باشد بیشتر واژه ای متداول میباشد . واژه صحیح آن در واقع کلمه ” بهسازی ” معادل کلمه Rehabilitation  میباشد.

 با توجه به اینکه واژه ” مقاوم سازی ” و ” مقاوم سازی ساختمان ” در بین کارشناسان بسیار مرسوم شده بنابراین در این مقاله هرجا واژه ” مقاوم سازی ” و ” مقاوم سازی ساختمان ” استفاده می شود منظور همان واژه بهسازی می باشد .

قبل از ورود به جزئیات مقوله مقاوم سازی ، ابتدا بهتر است مفهوم مقاوم سازی را به دو بخش زیرتقسیم کنیم :

۱-  مقاوم سازی ساختمان ها

۲-  مقاوم سازی سازه ها

منظور از مقاوم سازی ساختمان ها بررسی و اجرای عملیات مقاوم سازی در ساختمان های مسکونی ، اداری و مانند آن است که شامل مقاومسازی تیرها ، مقاومسازی ستون ها ، مقاومسازی دال سقف ، مقاوم سازی تیرچه ها ، مقاوم سازی فونداسیون ، مقاوم سازی دیوارها  ، مقاوم سازی اتصالات تیرها و ستون ها ، مقاوم سازی اتصالات دیوارها به سقف ، مقاوم سازی اتصالات دیوارها به کف ، مقاوم سازی اتصالات دیوار به فونداسیون ، مقاوم سازی دیوارهای برشی و بطور کلی مقاوم سازی اجزای ساختمان بصورت جداگانه و مقاوم سازی اتصالات اجزای ساختمان به منظور مقاوم سازی کلی ساختمان برای بهبود عملکرد آن می باشد .

منظور از مقاوم سازی سازه ها، بررسی و اجرای عملیات مقاوم سازی در سایر سازه ها مانند پل ها ،  اسکله ها و غیره میباشد.

مقاوم سازی سازه ها به معنی مقاوم سازی سازه های غیر ساختمانی شامل مقاوم سازی پل ها ، مقاوم سازی اسکله ها ، مقاوم سازی برج ها ، مقاوم سازی دکل های بلند ، مقاوم سازی سد ها ، مقاوم سازی سازه های آبی و هیدرولیکی ،مقاوم سازی سالن ها ، مقاوم سازی آشیانه های هواپیما ، مقاوم سازی سازه های فرودگاهی و مقاوم سازی برج مراقبت ،مقاوم سازی مخازن ،مقاوم سازی سازه ها در برابر انفجار سوخت ،مقاومسازی سیلو ها ، مقاوم سازی سازه های صنعتی، مقاومسازی کوره ها ، مقاوم سازی دودکش ها و مقاوم سازی سایر سازه های صنعتی و غیر ساختمانی میباشد . منظور از مقاوم سازی اینگونه سازه ها در واقع مقاوم سازی المان های سازه ای آنها از قبیل مقاوم سازی پایه پل ها ،مقاوم سازی عرشه پل ها ، مقاوم سازی تکیه گاهها ، مقاوم سازی کوله پل ها ، مقاوم سازی جداره مخازن ، مقاوم سازی سقف مخازن ، مقاوم سازی

همانگونه که در ابتدا تشریح گردید، مقاوم سازی سازه ها بطور کلی و مقاوم سازی ساختمان ها به صورت خاص از اوایل دهه ۱۳۸۰ در ایران متداول گردیده است . این بدین معنی نیست که مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها در زمان های گذشته وجود نداشته بلکه به این معنی است که در زمان های گذشته برای رفع ضعف سازه ها روش های مقاوم سازی مشخصی مانند مفاهیم مقاوم سازی امروزی وجود نداشته و در زمانهای دور هر کس متناسب با دانش و تجربه خود اقدام به مقاوم سازی ساختمان ها و مقاوم سازی سازه های متداول در گذشته ( مانند مقاوم سازی پل ها ) می نموده است.

در دهه های اخیر روشهای مختلف مقاوم سازی سازه ها و مقاوم سازی ساختمان ها در کشور های صنعتی متداول گردید و برخی از روش های مقاوم سازی مانند مقاوم سازی با ژاکت بتنی و مقاوم سازی با ژاکت فولادی (Steel Jacketing) بیش از سایر روش های مقاوم سازی متداول کردید .

 تا دهه ۷۰و۸۰ میلادی روش های مقاوم سازی بیشتر شامل مقاوم سازی سازه ها با ژاکت فولادی و روش های مقاوم سازی مشابه بود ولی در طول دهه های ۷۰ و ۸۰ میلادی با گسترش فن آوری و دانش، استفاده از سیستم های کامپوزیتی FRP، روش مقاوم سازی با FRP به سایر روشهای متداول مقاوم سازی افزوده شد. مقاوم سازی با FRP از آن جهت به سایر روشهای مقاوم سازی ارجح بود که مزایای زیادی نسبت به روشهای مقاوم سازی متداول داشت و در عین حال برخی از معایب روشهای مقاوم سازی متداول را نیز نداشت. مهمترین مزایای روش مقاوم سازی با FRP به سایر روشهای مقاوم سازی به شرح زیر هستند:

۱- مقاوم سازی با FRP بسیار سریعتر از بیشتر روشهای مقاوم سازی می باشد.

۲- مقاوم سازی با FRP نیاز به تخریب بخشهایی از سازه در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی ندارد.

۳- پس از اجرای مقاوم سازی با FRP ، نیاز به بازسازی بخشهایی از سازه در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی ندارد.

۴- مقاوم سازی با FRP در بیشتر موارد ارزانتر از سایر روشهای مقاوم سازی است.

۵- مقاوم سازی با FRP به مرور زمان دچار خوردگی نمی شود. ( در مقایسه با بعضی روشهای مقاومسازی سنتی مانند ژاکت فولادی)

۶- مقاوم سازی با FRP در مجاورت مصالح ساختمانی (مانند گچ و خاک) دچار خوردگی نمی شود ( در مقایسه با برخی روش های مقاومسازی سنتی مانند ژاکت فولادی ) .

۷- مقاوم سازی با FRP مبتنی بر فن آوری های نوین است ( در مقایسه با سایر روش های مقاومسازی سنتی ) و بنابراین روش های مقاوم سازی باFRP هرروز در حال تکامل و پیشرفت می باشد .

۸- مقاوم سازی با FRP دارای کد ها و آیین نامه های خاص برای مقاوم سازیمقاوم سازی با FRP میباشد در حالیکه بیشتر روش های مقاوم سازی سنتی مبتنی آیین نامه های عمومی هستند ( مانند مقاوم سازی به روش ژاکت بتنی و مقاوم سازی به روش ژاکت فولادی ). برای آشنایی با آیین نامه های مقاوم سازی با FRP به بخش آیین نامه های مقاوم سازی با FRP در سایت شرکت رادیاب مراجعه نمایید.

۹- برای کنترل کیفیت مقاوم سازی با FRP روشهای مشخصی مانند تست Pull Off وجود دارد که برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم مقاوم سازی با FRP باید پس از اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP انجام شود.

۱۰- اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP نیاز به تجهیزات خاصی در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی ندارد.

۱۱- اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP نیاز به افراد با مهارت های متعدد در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی ندارد.

۱۲- اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP نیاز به مهارت های خاصی دارد که قابل آموزش به افراد در مدت کوتاه تری در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی میباشد.

۱۳- اجرای عملیات مقاومسازی با FRP نیاز به عملیات خاصی بعنوان زیرسازی در مقایسه با سایر روشهای مقاوم سازی دارد. این عملیات قبل از اجرای عملیات مقاوم سازی با FRP باید اجرا شود.

 برای آشنایی با نحوه اجرای عملیات زیر سازی پیش از مقاوم سازی با FRP ، به بخش مقاوم سازی با FRP در سایت شرکت رادیاب مراجعه نمایید. برای اجرای زیر سازی اف آر پی (FRP) نیاز به ابزار های خاصی هم هست که در بخش نصبFRP و اجرای مقاوم سازی با FRP میتوان مشاهده کرد. همچنین شرکت رادیاب آماده ارائه مشاوره در زمینه اجرای مقاوم سازی با اف ار پی وهمچنین خرید و فروش اف آر پی به علاقه مندان میباشد.

یکی از پرسشهایی که در روزهای اخیر از شرکت رادیاب پرسیده میشود در مورد کاربرد میلگرد کامپوزیت FRP ویا آرماتور اف آر پی در مقاوم سازی است. قبل از پرداختن به این مطلب، ابتدا بهتر است اطلاعات بیشتری در مورد جنس آرماتور  اف آر پی ( کامپوزیت FRP ) و مصالح تشکیل دهنده اف ار پی بدست آوریم. مهمترین مصالح تشکیل دهنده اف ار پی الیاف کربن CFRP ، الیاف شیشه  GFRP، الیاف ارامید AFRP ( الیاف کولار که نام تجاری الیاف آرامید میباشد ) و الیاف بازالت BFRP به همراه رزین اپوکسی میباشند. البته در مصالح اف ار پی از رزین پلی استر و رزین وینیل استر و رزین های دیگر هم میتوان استفاده کرد ولی برای کاربرد اف ار پی در مقاوم سازی فقط استفاده از رزین اپوکسی متداول میباشد. میلگرد FRP در واقع فقط از نظر ظاهری شبیه به میلکرد فولادی بوده و در سایر موارد میلگرد FRP و میلگرد فولادی کاملا متفاوت هستند. تفاوت های میلگرد FRP با میلگرد فولادی بشرح زیر هستند:

– میلگرد FRP دچار خوردگی نمیشود در حالی که خوردگی در میلگرد فولادی امری عادی محسوب میشود.

 – میلگرد FRP از مقاومت کششی بیشتری برخوردار است.

– میلگرد FRP بسیار سبک تر است.

– حمل و نقل و جابجایی میلگرد FRP بسیار راحت تر است.

– میلگرد FRP از نظر اقتصادی کاملا مقرون به صرفه تراست.

میلگردهای کامپوزیت FRP  برای سازه هایی که در معرض خوردگی دید قرار دارند، مانند سازه های دریایی و اسکله ها، عرشه پل ها، و سازه هایی که در معرض نمک های یخ زدا قرار دارند بسیار مناسب می باشند.

همچنین بعلت خصوصیت غیر مغناطیسی  استفاده از میلگردهای کامپوزیت FRP در تجهیزات حساس مانند میدان های الکترومغناطیس و بخشهای MRI بیمارستانها منااسب تر از میلگردهای فولادی می باشد.

در زیر به تعدادی از کاربری های میلگرد GFRP اشاره شده است:

۱- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP درتاسیسات فاضلاب مانند تصفیه خانه ها، کلاریفایر (Clarifier) ، منهول (Manhole)، چربی گیر(Grease Trap)

۲- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در کانال ها و لوله های بتنی هدایت فاضلاب، پساب های صنعتی و مواد شیمیایی

۳- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در سازه های بتنی اسکله ها و سازه های دریایی(Marine and Offshore)

۴- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در سازه های مجاور دستگاههای MRI در مراکز بهداشتی و درمانی

۵- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در آرماتوربندی لایه های فوقانی در عرشه (Deck) پلها در مناطق سردسیر و زیر سازی های بتن مسلح (RCC)

۶- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در دیواره موقت بتنی در داخل تونل های مترو (Soft Eye)

۷- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در نیلینگ و تحکیم خاک

۸- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در شمع (Pile) های داخل خاک و آب

۹- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در کانال های روباز (Culvert) و لوله های بتنی هدایت آب

۱۰- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در بلوکهای بتنی پیش ساخته جاده ای (New Jersy)

۱۱- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در ساختمانهای پیش ساخته بتنی برای استفاده موقت

۱۲- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در پانل های پیش ساخته نما (GRC)

۱۳- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در دیوارهای پیش ساخته، ستونها و فونداسیون  پیش ساخته برای دیوارکشی و محوطه سازی

۱۴- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در تیرهای برق و تیرهای جایگزین دکل های انتقال نیرو

۱۵- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در اتاقک پست برق پیش ساخته بتنی

۱۶- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در آرماتوربندی کف پارکینگ ها و سالن های صنعتی

 ۱۷-  کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در کف کاذب و سقف کاذب بتنی ۱۸- کاربرد میلگرد کامپوزیت GFRP در ساخت تونل

میلگردهای کامپوزیت GFRP دارای تغییراتی نسبت به میلگردهای فولادی می باشد. میلگردهای فولادی دارای یک رفتار تقریباً ایزوتروپیک میباشند ولی میلگردهای کامپوزیت GFRP  ناهمسانگرد هستند و دارای خصوصیات برتر (مقاومت کششی بالا) فقط در جهت اصلی الیاف می باشند.

 بعلاوه مصالح کامپوزیت FRP دارای رفتار الاستیک خطی می باشند و از خود رفتار جاری شدن) وارد شدن به مرحله پلاستیک) مانند فولاد نشان نمی دهند. روش های طراحی باید کمبود شکل پذیری در سازه های مقاوم شده با میلگردهای FRP را در نظر بگیرد.

بدلیل اینکه میلگردهای کامپوزیت FRP دارای یک رفتار غیر شکل پذیر می باشند، استفاده از میلگردهای کامپوزیت FRP باید محدود به سازه هایی شود که مهمترین مشکل آن خوردگی و یا مشکلات الکترومغناطیسی می باشد.

 خصوصیات و رفتار مکانیکی میلگرد کامپوزیت (GFRP) :

 *رفتار کششی میلگرد کامپوزیت (GFRP) :

 زمانیکه بار گذاری در جهت کشش انجام می شود مصالح کامپوزیت FRP دارای رفتار پلاستیک قبل از شکست نمی باشند. رفتار کششی مصالح   FRP شامل نوع الیاف، به وسیله رابطه تنش-کرنش خطی الاستیک تا شکست مشخص می شود.

مقاومت کششی و سختی میلگردها و آرماتورهای کامپوزیت FRP به چندین عامل بستگی دارد . بدلیل اینکه الیاف در میلگرد کامپوزیت FRP عضو اصلی باربر هستند نوع الیاف، جهت قرارگیری و مقدار الیاف در وهله اول حاکم بر خصوصیات کششی میلگرد می باشد. مقاومت و سختی متفاوتی در میلگردهایی با درصد حجم الیاف مختلف با سطح مقطع یکسان پدیدار می شود.میزان سخت شدن، محل ساخت و کنترل کیفیت در خصوصیات مکانیکی میلگرد نیز تاثیر می گذارد.

 *رفتار فشاری میلگرد کامپوزیت (GFRP) :

 بطور کلی، تکیه کردن به مقاومت میلگردهای FRP در برابر تنش های فشاری توصیه نمی شود.حالت شکست برای میلگرد کامپوزیت FRP که تحت فشار طولی قرار گرفته است می تواند شامل شکست کششی جانبی، ریز کمانش های الیاف یا شکست برشی شود.مدول الاستیسیته فشاری میلگردهای FRP معمولاً از مدول الاستیسیته کششی آنها پایین تر می باشد.