مقاوم سازی ستون های گرد بتنی با مصالح FRP

ستون‌ها از اعضای مهم سازه‌ای هستند که بایستی توانایی مقاومت در برابر بارها و نیروهای مختلف را دارا باشند. از این‌رو بایستی همواره در سازه اهتمام ویژه‌ای به مقاوم سازی ستون‌های بتنی که مستعد خرابی هستند، داشت تا بتوان از وقوع خرابی‌ها جلوگیری به عمل آمد.از جمله مواردی که ستون‌ها در آن مستعد خرابی هستند، بحث طبقه نرم می‌باشد. معمولاً در سازه‌هایی که طبقه اول آن‌ها به عنوان پارکینگ استفاده می‌شود یا در تالارها یا فروشگاه‌هایی که به دلیل ایجاد فضای بیشتر برخی از دیوارها حذف می‌شوند که همین امر سبب می‌گردد که سختی طبقه کاهش یابد و طبقه نرم ایجاد گردد لذا ستون‌های این طبقه مستعد خرابی هستند. در زلزله تغییر مکان زلزله در این طبقه بسیار شدید بوده و باعث فروریختن آن می‌شود. در عوض طبقات بالاتر چون تغییر شکل چندانی نداشته اند، کاملا سالم باقی می‌مانند.

یکی دیگر از انواع ستون‌هایی که ممکن است در معرض خرابی و به‌ویژه شکست‌های برشی قرار گیرد و نیاز به مقاوم‌سازی داشته باشد، ستون‌های کوتاه می‌باشد، ستون‌های کوتاه به ستون‌هایی اطلاق می‌گردد که نسبت ارتفاع به حداقل بعد مقطع آن  کمتر از 3 و بیشتر از 12 نباشد.

مقاوم‌ سازی ستون بتنی با FRP

به منظور تقویت و افزایش مقاومت ستون بتنی در برابر زلزله، سایش، خوردگی، حرارت، آتش سوزی و یا باز گرداندن ستون به عملکرد دلخواه مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ساختمان ها اغلب زنگ زدگی، خوردگی، افزایش بار زنده یا مرده و خطاهای ساخت، منجر به ضعیف شدن ستون ها می شود که نیاز به مقاوم سازی ستون های بتنی و بهسازی ساختمان دارند. استفاده از مصالح FRP  یک روش سریع و مقرون به صرفه برای مقاوم سازی ستون های بتنی می‌باشد. امروزه قیمت مقاوم سازی ستون های بتنی با FRP در مقایسه با روش های سنتی کم بوده و نحوه اجرای آن آسان و ارزان می‌باشد.

مزایای مقاوم سازی ستون های بتنی با استفاده از الیاف FRP

• سرعت بالای مقاوم‌سازی
• ضخامت پایین
• هزینه نسبتاً کم
• کمترین محدودیت‌های اجرایی
• وزن پایین وکمترین افزایش در ابعاد پایه

هنگامی که ستون تحت بارهای لرزه ای قرار می گیرد، مسئله ظرفیت جذب انرژی و شکل پذیری ستون اهمیت می‌یابد که استفاده از الیاف FRP ضمن افزایش ظرفیت برشی ستون، مد گسیختگی آن را از حالت برشی به خمشی تغییر داده و شکل پذیری را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. با افزایش میزان بار وارده بر ستون، بتن تمایل دارد در جهت عمود بر جهت اعمال بار از هم باز شود. محصور کردن عرضی بتن با پوشش FRP (دور پیچ کردن) توسط افزودن لایه‌هایی از الیاف شیشه و کربن مقاومت نهایی ستون را تا 2 برابر افزایش می‌دهد و البته تاثیر مهم تر این الیاف در افزایش 5 برابری در ظرفیت تغییر شکل بتن است.

در جریان مقاوم سازی ستون بتنی با FRP مقاومت فشاری ستون افزایش می‌یابد بدین ترتیب که می‌توان از سیستم های FRP ، جهت ایجاد محصورشدگی از طریق دورپیچ کامل FRP و به طبع آن افزایش مقاومت فشاری ستون بتنی استفاده نمود. در حقیقت بتن محصور شده مقاومت فشاری بسیار بالاتری نسبت به بتن محصور نشده دارد زیرا محصور کردن ستون باعث ایجاد فشار جانبی بر بتن می‌شود و وجود فشار محیطی بر ستون بتنی سبب افزایش مقاومت فشاری آن می‌شود. این امر همچنین باعث افزایش شکل پذیری اعضا تحت ترکیب نیروهای محوری و خمشی می‌شود. در این وضعیت، الیاف حلقوی FRP مشابه تنگ‌های بسته یا خاموت‌های مارپیچ فولادی عمل می‌کنند. در محاسبه مقاومت فشاری محوری عضو باید از سهم الیاف FRP موازی با راستای طولی آن صرف نظرگردد.

در این روش قرارگیری الیاف در امتداد عمود بر محور طولی عضو به صورت دورپیچ کامل، سبب ایجاد محصورشدگی انفعالی (Passive) در عضو می‌گردد. از این رو FRP تا زمان بارگذاری و رخداد تغییرشکل‌های عرضی در ستون بتنی موجود منفعل بوده و تحت تنش قرار نگرفته و تاثیری در باربری عضو ندارد. بدین سبب اجرا و نصب استاندارد و اطمینان از چسبندگی کامل بین بتن و FRP در این روش مقاوم سازی بسیار حائز اهمیت می‌باشد. از این رو شرکت مقاوم سازی افزیر با بکارگیری مهندسان و کارشناسان با تجربه و کار آزموده در زمینه طراحی و اجرای دقیق پروژه‌های مقاوم سازی ستون بتنی با FRP اطمینان کافی را  برای اجرای دقیق انواع پروژه‌های مقاوم سازی با FRP می‌دهد.