مقاوم سازی ساختمانها، ترمیم بتن و تقویت سازه ها، سیستم های FRP

در ادبیات فنی، بکارگیری روش ها و تمهیدات فنی تایید شده توسط مراجع معتبر و یا سیستمهای از پیش آزمایش شده، جهت رفع آسیب پذیری و بازیابی سختی و مقاومت و همچنین پایایی (دوام) مورد انتظار مصالح بتن مسلح در المانهای سازه ای، ترمیم بتن نامیده میشود. منظور از آسیب پذیری بتن شرایطی است که تحت یک یا چند عامل مخرب بتن، آثار ضعف در المان سازه ای پدیدار میشود. طرح اختلاط یا اجرای نامناسب بتن، یخ زدگی و یا قرارگیری بتن محافظت نشده تحت محیط های خورنده حاوی سولفات ها یا یون کلراید و ...، از جمله عوامل مخرب بتن محسوب شده و عدم رعایت ضوابط فنی، اجرایی و نگهداری از بتن و در نتیجه حاکم شدن عوامل مخرب، آثار ضعف مانند: ترک خوردن، مقاومت پایین، کرمو شدن، خوردگی میلگردها و ... در المان بتنی را سبب میگردد. فرآیند ترمیم بتن برابر ضوابط فنی استانداردها و آیین نامه های مرتبط، هفت گام (1) تعیین دلایل آسیب، (2) ارزیابی میزان و عمق آسیب، (3) تعیین هدف از ترمیم و نیازهای سازه که باید با ترمیم پوشش داده شود، (4) انتخاب یک سیستم ترمیم مناسب، (5) آماده سازی بتن موجود، (6) اجرای سیستم ترمیم و (7) نگهداری از ترمیم اجرا شده، را در برمی گیرد. لذا جهت محقق نمودن اهداف ترمیم بتن و بازیابی مقاومت، سختی و شکل پذیری المان سازه ای، پرهیز از روشهای تجربی و سنتی غیر استاندارد و معطوف داشتن نگاه کاملا فنی و علمی به فرآیند ترمیم بتن اجتناب ناپذیر است.

رفع ضعف سازه موجود در تامین سختی، مقاومت مورد نیاز جهت باربری ثقلی و جانبی و همچنین اطمینان از عملکرد و شکل پذیری مورد نیاز سازه تحت بارهای لرزه ای، از طریق روشهای تقویت سازه محقق میگردد. بدین منظور و با توجه به مشخصات و نیازهای سازه، دو روش (1) تقویت جزیی المانهای آسیب پذیر و  (2) اضافه نمودن المانهای جدید، و یا ترکیب این دو روش مورد استفاده قرار میگیرد. عمدتا در روش اول، تکنیکهایی مانند: سیستمهای تقویت FRP، ژاکت  فلزی و ژاکت بتنی و ...، با هدف تقویت خمشی، برشی و یا فشاری المانهای خطی، صفحه ای و پوسته ای و در روش دوم تقویت سختی و مقاومت قابهای سازه با استفاده از  اضافه کردن المانهای جدید مانند سیستمهای مهاربندی فلزی و دیوارهای برشی در دستور کار مقاوم سازی و یا بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود قرار میگیرد. همچنین کنترل رفتار سازه تحت بارهای لرزه ای با استفاده از المانهای جاذب انرژی و میراگرها، از جمله دیگر تکنیکهای بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود می باشد.

از بین گزینه های تعریف شده جهت تقویت سازه های بتنی، استفاده از سیستمهای تقویت پلیمرهای مسلح شده با الیاف (FRP Strengthening) و در اصطلاح عام، مقاوم سازی با استفاده از FRP یک راهکار مناسب محسوب می گردد. دلیل اصلی این امر را میتوان از یک سو به مواردی چون سرعت بالای اجرا و همچنین عدم وجود تغییرات معماری در ساختمان و از سوی دیگر به امکان تحقق کنترل کیفیت بالا و وجود مبانی روشن فنی جهت طراحی و اجرای آنها نسبت داد.  FRP یک کامپوزیت پلیمر تقویت شده با الیاف بوده و معمولا الیاف در انواع شیشه، کربن و آرامید (GFRP، CFRP و AFRP) در آن مورد استفاده می گیرد. (جهت دریافت اطلاعات فنی بیشتر به مقاله FRP چیست؟ در بخش گزارشهای فنی ام.اس.دی مراجعه فرمایید). اساس طراحی و عملکرد این سیستم ها، بر پایه استفاده از مقاومت کششی و مدول الاستیسیته بالای  FRP (به عنوان نمونه در خصوص CFRP، مقاومت کششی در حدود 10 برابر و مدول الاستیسیته در حدود 1.2 برابر فولاد می باشد) استوار است. استفاده از سیستمهای تقویت FRP جهت کاربردهایی مانند (1) افزایش مقاومت فشاری ستونها (از طریق ایجاد محصورشدگی ناشی از دور پیچ اف آر پی، (2) افزایش مقاومت برشی المانهای خطی (تیرها و ستونها) و یا المانهای صفحه ای (مانند دیوارها) و (3) افزایش مقاومت خمشی (بویژه در خصوص تیرها) در صنعت ساختمان مرسوم است. لذا توجه به مواردی چون: شناسایی صحیح نیازهای سازه، بکارگیری روش درست تقویت، شناخت مودهای شکست حاکم بر المان سازه ای تقویت شده با استفاده از FRP و بررسی آنها و رعایت جزییات و ضوابط فنی جهت ایجاد پیوستگی لازم، در طراحی و اجرای سیستمهای تقویت FRP بسیار حائزاهمیت بوده و جهت محقق نمودن شرایط مورد انتظار سازه تقویت شده، وجود تخصص و دانش فنی و حضور تجربه لازم در این خصوص را انکار ناپذیر میسازد. همچنین تاکید میگردد، میزان و نحوه استفاده از سیستمهای مقاوم سازی با استفاده از FRP، تابع نیروهای وارده بر المان (بویژه در خصوص دورپیچ FRP در ستونها)، شرایط المان سازه ای، ابعاد و اندازه ها، مقاومت مصالح، میزان میلگرد مقطع بتنی و هر عامل تعیین کننده مقاومت عضو بتن مسلح بوده و باید در یک روند محاسباتی استاندارد استخراج و طراحی گردد. از این رو هر گونه اظهارنظر کیفی در این خصوص غیرفنی محسوب میگردد. (گزارش کاربرد سیستمهای FRP در مقاوم سازی و تقویت ساختمانها یا سازه های بتنی موجود).   

شرکت حاضر ضمن دارا بودن تجربیات فراوان و موثر در خصوص ترمیم بتن و طراحی سیستمهای تقویت سازه، از توان فنی و اجرایی قابل ملاحظه (چه از منظر نیروی انسانی متخصص مهندسی و پرسنل ماهر فنی و اجرایی، و چه از منظر تجهیزات لازم) برخوردار بوده و آماده ارایه خدمات مطلوب و با کیفیت در زمینه فعالیتها به شرح زیر میباشد.

• مشاوره فنی در خصوص ارزیابی و شناسایی آسیب پذیری سازه ها و تعیین دلایل و میزان آسیب ها؛
• ارزیابی مقاومتی ساختمان های بتنی موجود برابر ضوابط استاندارد ACI 437R-03؛
• طراحی و اجرای سیستم های FRP جهت تقویت سازه های بتنی برابر ضوابط استانداردهای: ACI440-08 و ISIS design manuals
• برنامه ریزی، طراحی و اجرای سیستم های استاندارد ترمیم بتن، برابر ضوابط استانداردهایی مانند ACI 546R-04، ACI 503.4، استانداردهای مرتبط ASTM و یا استاندارد BS-1505؛
• طراحی و ارزیابی امکان سنجی روش های استاندارد بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود و سیستم های تقویت انواع سازه های بتنی، فولادی و مصالح بنایی برابر ضوابط آیین نامه ها و استانداردهای مرتبط مانند ASCE-41-06، FEMA 547 و آیین نامه مقاوم سازی ساختمان های بتنی ژاپن؛