کتاب تقویت سازه های بتنی و استفاده از FRP در مهندسی عمران

Download pdf

سازه های ساخته شده از مواد مهندسی مانند بتن تقویت شده و پیش تنیده، فولاد و چدن، هرچند دوام دارند، اما عمر محدودی دارند. سازه هایی که در معرض محیط های دریایی هستند دارای مشکلات قابل توجه ای هستند.نمک های ضد انجماد در بزرگراه ها، محیط های تهاجمی صنعتی و به میزان کمتر کسانی که در معرض شرایط عادی آب و هوا هستند.

از دیدگاه اقتصادی، در صورت امکان، ترمیم به جای تخریب و بازسازی سازه ها واقع گرایانه تر است. بازسازی و یا ارتقاء بتن های مسلح در محل بازسازی و یا ارتقاء بتن های بتن مسلح با استفاده از صفحات فولادی پیوسته اثبات شده است تا یک روش موثر، راحت و اقتصادی برای بهبود عملکرد ساختاری باشد.با این حال، معایب ذاتی استفاده از فولاد، تحقیقات را در مورد امکان استفاده از مواد پلیمری تقویت شده فیبر (FRP) در جای خود تحریک کرده که یک سیستم تقویتی غیر خورنده و غیرمترقبه را فراهم کرده است. همچنین می تواند برای بتن پیش ساخته بکار رود.
صنعت ساخت و ساز در حال حاضر از مواد پلیمری برای مقاوم سازی سازه ها استفاده می کند و علاقه زیادی به استفاده از مواد FRP برای حفظ یکپارچگی ساختاری یا ارتقاء سیستم های ساختاری دارد.

مواد ساختاری کامپوزیت پیشرفته ممکن است دارای الیاف با زاویه های تراز وسط قرار گرفته در یک پلیمر باشند تا بتوانند صفحات، میله ها، لوله ها و پروفیل های ساختاری را تشکیل دهند.الیافی که مورد استفاده قرار می گیرد می تواند کربن، آرمید یا شیشه باشد. هنگامی که به عنوان یک جزء ساختاری برای تعمیر یا تقویت سیستم مورد استفاده قرار می گیرد، کامپوزیت پلیمر ممکن است در زمان اتصال به صورت بدون تنش باشد.
اگر دو ماده متفاوت و غیر مشابه که از ترکیب کامپوزیت استفاده می کنند، طراحان باید درک کامل از خواص مکانیکی و مورد نیاز مواد، روش پیوستن، رفتار کامپوزیت و مکانیسم شکست و ساختار کلی و همچنین تجزیه و تحلیل این سیستم ها داشته باشند.

این کتاب یک مطالعه دقیق از تقویت خمشی اعضای بتن تقویت شده و پیش ساخته را با استفاده از صفحات کامپوزیت پلیمر تقویت شده ارائه می دهد که شامل عملکرد کوتاه مدت و بلند مدت از طریق آزمایش های تجربی در مدل و مقیاس کامل و ملاحظات نظری و عددی می باشد. علاوه بر این در فصل 2 «بررسی مواد و تکنیک های اتصال صفحه»، این کتاب در مورد اتصال صفحه برشی ، تقویت تیرهای بتنی تقویت شده و پیش تنیده از صفحات فولادی استفاده شده است و همچنین در مورد مزایا و معایب استفاده از دو ماده ورق مختلف، یعنی فولاد و کامپوزیت نیز در این فصل بحث شده است.
فصل 11 کتاب حاوی تاریخچه موارد اعضای ساخت و ساز است که با استفاده از مواد کامپوزیتی ماتریس کربن به واحد ساختاری ارتقا داده شده یا تقویت شده است. تاریخچه پرونده ها شامل ارتقاء سیستم های تقویت شده و پیش ساخته بتنی و چوبی می باشد.
این کتاب تکنولوژی اتصال صفحات را برای ارتقاء واحدهای سازه ای با استفاده از مواد کامپوزیتی فیبر کربنی و پلیمر مطالعه کرده است. آزمایشات و تحقیقاتی به عنوان بخشی از پروژه  ROBUST (تقویت پل ها با استفاده از مواد کامپوزیتی پلیمری) انجام شده است که یکی از پروژه های چندگانه در برنامه کامپوزیت ساختاری DTI-LINK دولت انگلیس است. سردبیران می خواهند بر این نکته تأکید کنند که قصدشان این بود که مقدار بسیار زیادی از اطلاعات تحقیقاتی که از این مطالعه حاصل شده بود را در دسترس قرار دهد. کار مستمر استفاده از این اطلاعات برای تولید فرموله کردن مشخصات طراحی باید به مهندسان تمرین منتقل شود و به عنوان بخشی از هدف کتاب نبوده است. چنین مشخصاتی در حال توسعه هستند بخش مهندسی تجاری که همچنان در این تکنیک کاربرد دارد.