تیر های بتنی به دلایل اشتباهات طراحی و محاسبات، بارگذاری مداوم و متناوب، عدم اجرای مناسب، تغییرکاربری بعد از ساخت، آسیب دیدگی ناشی از وارد شدن بارهای تصادفی، خوردگی، تغییر آئین نامه‌های ساختمانی که باعث تغییر در بارگذاری و ضرایب اطمینان می‌شود، آسیب دیدگی سازه‌ها ناشی از حوادث ضربه و آتش سوزی و باد و… ممکن است نیاز به استفاده از روش مقاوم سازی و افزایش ظرفیت باربری داشته باشند. مقاوم‌سازی اعضای سازه‌ای بتن مسلح برای بازیابی استحکام عناصر بتنی تخریب‌شده انجام می‌شود.
روش های قدیمی مقاوم سازی تیر بتنی
در روش‌های کلاسیک از تکنیک‌های مقاوم سازی با ورق فولادی برای تقویت تیرهای بتن مسلح استفاده می‌شود. اما این روش‌های قدیمی که متکی بر اعمال مقاطع بزرگ هستند، دارای کاستی‌های ذاتی مانند روش اجرای سخت، هزینه زیاد و دوام ضعیف می‌باشند.
معرفی FRP
ایده مقاوم سازی با FRP روش‌های بازیابی تیرهای بتن مسلح را کاملاً متحول کرده است. پلاستیک تقویت شده با الیاف(FRP) مقدار استحکام فیزیکی بسیار بالایی دارند. این ساختارهای کامپوزیتی سبک وزن هستند و روش ساخت و اجرای آنها بسیار ساده است. در عین حال کاملاً در مقابل هر نوع اثر خوردگی و یا تاثیر منفی مواد شیمیایی مقاومت می‌کنند. این مزایا از جمله دلایل اصلی است که باعث شده تا استفاده از روش مقاوم سازی ساختمان با الیاف FRP در این سال‌های اخیر به شکل گسترده مورد توجه قرار بگیرد. در حال حاضر استفاده از کامپوزیت های الیاف پلیمری FRP برای تعمیر و تقویت تیرهای بتنی مسلح شده با آرماتور متداول است.
FRP الیاف پلیمری تقویت شده، نوعی ماده کامپوزیت متشکل از دو بخش فیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله یک ماتریس چسب و رزین اپوکسی (ماده چسبنده) از جنس پلیمر احاطه شده‌اند. به بیان ساده‌تر کامپوزیت‌های FRP متشکل از یکسری فیبر یا الیاف که درون رزینی به عنوان ماتریس یا زمینه قرار گرفته که در آنها الیاف بلند و ممتد عوامل ایجاد مقاومت هستند و رزین آنها را در جای خود نگه داشته و بار را از سازه به الیاف منتقل می‌کند و در طول آنها به طور یکنواخت توزیع می‌کند. همچنین رزین باعث حفاظت از الیاف می‌شود. بنابراین الیاف و رزین اجزای اصلی کامپوزیت‌های FRP هستند. البته در کنار این مواد، مواد دیگری نیز در نقش فیلر و سخت‌کننده و مواد مضاعف جهت بهبود خواص ماده حاصل، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
تقویت تیر فولادی با FRP
با استفاده از الیاف FRP، می توان تیرهای بتنی را به آسانی مقاوم سازی نمود، الیاف FRP به دلیل وزن کم، سهولت در جابجایی، مقاومت کششی فوق العاده، استحکام در برابر شرایط جوی و مواد شیمیایی مخرب و طول عمر بالا به وفور در پروژه های مقاوم سازی به ویژه مقاوم سازی تیر بتنی مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله موارد مقاوم سازی با الیاف FRPکه توسط این مجموعه سازین ارائه می‌گردد بدین شرح است:
- افزایش کرنش ستون های بتنی با استفاده از دورپیچ های FRP
- تقویت خمشی تیرهای بتنی با مصالح کربن FRP
- تقویت برشی یا افزایش شکل پذیری تیرها یا ستونهای بتنی
- تقویت خمشی و برشی دیوارهای برشی بتنی
- تقویت خمشی و برشی دال ها توسط ورقه ها یا شیت های پلیمر کربن
- تقویت اتصالات با FRP
- افزایش مقاومت در برابر عوامل محیطی مانند خستگی، خوردگی، رطوبت، تغییر دما و….
- افزایش مقاومت، عمر مفید، بهسازی و مقاوم سازی تاسیسات و تجهیزات (سازه های خاص) توسط سیستم های کامپوزیتی
- تقویت عرشه پل با استفاده از الیاف کربن
مزایای مقاوم سازی تیر بتنی با FRP
ایجاد سیستمی یکپارچه و کامل: سیستم مقاوم سازی FRP مجموعه کاملی از پارچه‌ها، لمینت‌های از پیش آماده شده FRP، پوشش‌های حفاظتی در برابر آتش با رزین‌های اشباع سازگار را ارائه می‌دهد که به راحتی می‌توان آنها را در اطراف پیچیده و از بیرون به عناصر ساختاری متصل کرد.
کاربری بالا: کاربری در انواع سازه‌ها، از جمله ساختمان‌ها، حمل و نقل، خطوط لوله و سازه های ذخیره سازی مایعات، تاسیسات صنعتی و تولید انرژی، و سازه‌های دریایی و ساحلی.
عملکرد عالی: با استفاده از مواد بادوام و با استحکام بالا، عمر مفید بسیار طولانی را ارائه می دهد.
سبک وزن: افزایش قابلیت بارگذاری با حداقل تغییر وزن عناصر تقویت شده.
