مقاوم سازی دال بتنی با FRP

مقاوم سازی دال بتنی با FRP به منظور افزایش ظرفیت باربری دال، افزایش مقاومت دال در برابر خوردگی، کمبود مقاومت فشاری بتن، افزایش مقاومت خمشی، برشی و… بطور موضعی انجام می‌شود. دال ها عملا وظیفه تحمل بارهای قائم را دارند ولی چون عملکرد دیافراگم افقی نیز دارند، باید با اعضای مقاوم جانبی سازه اتصال داشته و از سختی و مقاومت کافی برخوردار باشند. در واقع مقاوم سازی دال های بتنی با FRP می تواند ظرفیت خمشی آن را افزایش دهد. با این روش همچنین ظرفیت اصلی دال که به دلیل خوردگی فولاد کاهش پیدا کرده است را می‌توان باز گرداند. بکارگیری مصالح پلیمری مسلح شده با الیاف بجای مصالح سنتی و شیوه‌های موجود روشی است که امروزه در دنیا متداول می‌باشد. تقویت دال با FRP ضمن سبک بودن از مقاومت‌ کششی بالائی برخوردار می‌باشند. امروزه قیمت مقاوم سازی دال بتنی با FRP  در مقایسه با سایر روش های مقاوم سازی ساختمان بتنی بسیار پایین بوده و نحوه اجرای آن بسیار آسان و ارزان می‌باشد.

مشابه مقاوم سازی سقف وافل با FRP و برای مقاوم سازی دال بتنی با FRP، مصالح مرکب FRP را می‌توان بصورت نوارها و یا صفحاتی بر روی سطوح تحت کشش برای افزایش مقاومت خمشی اجرا نمود. دال یک طرفه با تکیه گاه ساده را می توان با چسباندن نوارها یا صفحات FRP در سطوح تحتانی آنها و در راستای طولی، مقاوم سازی نمود. در دال دو طرفه مقاوم سازی با نوارهای FRP  در هر دو جهت صورت گیرد. البته اگر دال دارای تکیه گاه گیردار باشد، نوارهای FRP را باید در قسمت فوقانی دال نیز اجرا نمود. همچنین تقویت و بهسازی دال بتنی با FRP به منظور افزایش ظرفیت برشی پانچ دال بتنی در اطراف ستون ها، و تقویت مناطق اطراف بازشو ها انجام می شود. استفاده از ورق های CFRP در ناحیه کششی اتصال دال می‌تواند تشکیل و گسیختگی ترک های برشی را بوسیله افزایش مقاومت خمشی دال در مجاورت ستون به تعویق اندازد و در نتیجه باعث بهبود مقاومت برشی دو طرفه اتصال گردد. در مقاوم سازی دال بتنی با FRP به دلیل ضخامت کم ورقه های FRP (حدود 05/0 اینچ یا 3/1 میلی متر)، ورقه ها براحتی می توانند تحت پوشش کف پنهان شوند و همچنین کاهش هزینه ها و اقتصادی بودن این روش باعث برتری آن نسبت به روش های معمول دیگر می باشد. مهندسان شرکت مقاوم سازی افزیر جهت مقاوم سازی دال بتنی با FRP، با استفاده از آئین نامه های داخلی و بین المللی نظیر ACI4402R، تعداد و جهت گیری فیبرها در هر لایه FRP را بطور دقیق طراحی و محاسبه کرده و محاسبات مهندسی و اقتصادی را برای ترمیم و مقاوم سازی دال بتنی با CFRP ارائه می دهند.

کاربرد مصالح FRP در دال بتنی کدام است؟

انوع سقف‌ ها و کف های سازه ای که می‌توان با مصالح FRP مقاوم سازی کرد عبارتند از:

• سقف های کامپوزیت
• دال یک طرفه بتنی
• دال دو طرفه بتنی
• سقف های طاق ضربی
• سقف های تیرچه بلوک
• سقف های تیرچه کرومیت

پیشنهاد برای مطالعه

دلایل اصلی استفاده از سیستم مقاوم سازی دال بتنی با FRP

• کمبود آرماتورهای فوقانی یا تحتاتی
• کمبود مقاومت فشاری بتن مورد استفاده
• ضعف در محل اتصال دال به دیوار
• ضعف در عملکرد دیافراگمی دال
• کمبود آرماتورهای اجرا شده (برخلاف نقشه ها)
• طراحی اولیه نامناسب دال
• خیز بعد از اجرا
• ضعف در قسمت های دارای بازشو

مزایا و خصوصیات مقاوم سازی دال بتنی با FRP

• افزایش مقاومت خمشی دال یک طرفه
• افزایش مقاومت خمشی دال دو طرفه
• تقویت و افزایش مقاومت برشی
• افزایش سختی و کاهش خیز در بارهای سرویس
• افزایش شکل پذیری
• ترمیم و تقویت ناشی از خوردگی
• افزایش مقاومت در برابر خوردگی
• صرفه اقتصادی نسبت به روش های معمول
• سهولت در اجرا

تقویت دال با FRP  برای مقاوم سازی دال بتنی

• برای بهسازی دال ها، تقویت دال با FRP  را می‌توان بصورت نوارها و یا صفحاتی بر روی سطوح تحت کشش اجرا نمود.
• دال های یک طرفه با تکیه‌گاه ساده را می‌توان با چسباندن نوارها یا صفحات FRP در سطوح تحتانی آنها و در راستای طولی، مقاوم‌ سازی نمود.
• در دال های دو طرفه بهسازی دال با FRP ، در هر دو جهت صورت گیرد. البته اگر دال دارای تکیه‌گاه گیردار باشد، نوارهای FRP را باید در قسمت فوقانی دال نیز اجرا نمود.
• در صورت وجود تکیه‌گاه گیردار در لبه‌های دال و ایجاد لنگر منفی در مقطع آن، می‌توان مطابق شکل زیر از نوارهای FRP در وجه فوقانی دال استفاده نمود.

تقویت دال های طره ای با کامپوزیت FRP

تفاوت عمده این دال ها با دال های یک طرفه و دو طرفه با تکیه گاه ساده این است که اولا لنگر آن منفی است و ثانیاً بزرگترین مقدار لنگر در محل تکیه گاه رخ می دهد بنابراین نمی توان نوار FRP یا الیاف FRP را به نحو مناسبی در انتهای دال مهاربندی کرد. با توجه به شرایط مقاوم سازی و شکل دال، طرح های متفاوتی برای مهاربندی انتهای FRP در تکیه گاه این دالها پیشنهاد شده است.

در دالهایی که به صورت کنسول به یک تیر بزرگ و یا یک دیوار متصل هستند یک گزینه ساده برای مهاربندی این است که الیاف FRP یا صفحه FRP را تا قسمتی از سطح دیوار بالا برده و چسبانده شود. مطالعات و بررسی های انجام گرفته نشان داده اند که این روش مهار بندی چندان مناسب نبوده زیرا زمانیکه تنش در نوار FRP در حد پایینی است قسمت چسبانده شده بر روی دیوار جدا می شود.

راه موثرتر برای مهاربندی قسمت‌ های طره‌ای دالها، هدایت مصالح FRP به درون سوراخ هایی است کـه از قبل در دیوار تعبیه شده باشد.

یکی از روش های مرسوم تامین طول مهاری برای الیاف FRP این است که الیاف بر روی دیوار و یا ستون ادامه پیدا کند و سپس با استفاده از الیاف ها و یا ورق های FRP که عمود بر این الیاف هستند، الیاف های تحت کشش مهار گردند. (در مواقعی که الیاف بر روی ستون آمده باشد، می توان با دورپیچی FRP ستون، الیاف تحت کشش FRP را مهار نمود).

راه موثر دیگر برای مهاربندی این است که نوارهای FRP را به درون سوراخ هایی که از قبل در دیوار ایجاد شده است هدایت کرد. به دلیل وجود فولاد داخل مقطع این نوع مهاربندی تنها در صورتی می تواند استفاده شود که عرض نوار FRP کم باشد تا در سوراخ های ایجاد شده  بین دو میلگرد دیوار بتواند قرار گیرد. این نوع مهاربندی FRP، عملکرد خوبی دارد. سوراخ های ایجاد شده را نیز می بایست پس از قرار گرفتن FRP مجددا با ملات اپوکسی پر کرد . برای پر کردن این سوراخ ها ملات سیمان مناسب نیست زیرا افت سیمان سبب تاثیر منفی بر مقاومت مهاربندی می گردد.