![]() |
![]() |
|
| سايت تخصصي مهندسي عمران |
|
ایرادات در طراحی بادبند های خارج از محور نوع جدیدی از بادبندها كه به تازگی استفاده از آن رو به افزایش می باشد سیستم بادبندی خارج از محور1(EBF) میباشد. اما متاسفانه اكثر طراحان آشنایی اندكی با نحوه طراحی این سیستم بادبندی دارند.و اكثرآ به این سیستم به چشم یك بادبند پرده ای و در جهت تطبیق با نقشه معماری (به طور مثال در محل در و پنجره )نگاه میشود ؛ به همین جهت به نظر می رسد لازم باشد كه در این زمینه بحث بیشتری انجام گیرد. در طرح و
محاسبه شكلهای مشبك و خرپاها تاكید بر این نكته هست كه تلاشهای به وجود آمده همه
به صورت نیروهای محوری باشند و امتداد محور اعضای جمع شده در یك گره تا حد امكان
در یك نقطه تلاقی نماید تا از به وجود آمدن لنگرهای خمشی جلوگیری شود. تحقیقات
سالهای اخیر در طراحی سازه های مقاوم در برابر زلزله نشان داده كه با طرح مهاربندی
خارج از مركز، در سازه های فولادی می توان مزایایی در تامین شكلپذیری سازه و
اطمینان بر رفتار آن در زلزله به دست آورد. چنانچه در شكل (1) دیده می شود
مهاربندی خارج از محور به این ترتیب به عمل می آید كه طراح به میل خود مقداری خروج
از مركز (e) را در مهاربندیهای نوع 7 و8 (و
یا انوا ع دیگر) تعبیه می كند ، به طوری كه لنگر خمشی و نیروی برشی در طول كوتاهی
از تیر (یعنیe) كه به نام تیرچه ارتباطی (Link
beam) نامیده می شود به وجود آید. تیرچه ارتباطی ممكن است در اثر لنگر
خمشی به جاری شدن برسد؛ در این صورت ارتباط را خمشی(Moment
link) میگویند ویا اینكه اگر طول (e) خیلی
كوتاه باشد جاری شدن در برش اتفاق افتد كه در این صورت ارتباط را برشی(Shear
link) می نامند. به این ترتیب می توان با كنترل شكلپذیریی تیرچه
ارتباطی، شكلپذیری قابل اطمینانی برای كل سازه ، درزلزله به دست آورد. مطابق آیین
نامه 2800 ضریب شكلپذیری برای این سیستم سازه ای R=7 میباشد،
كه در مقایسه با سیستم هم محور R=6)) حدود
15 درصد شكلپذیرتر میباشد ، كه همین مساله باعث كاهش برش پایه زلزله به همین میزان
می شود.
|
|
+ نوشته شده در
چهارشنبه 17 تیر1388ساعت 23:0 توسط سلامت بخش |
|
|
|
|
+ نوشته شده در
چهارشنبه 17 تیر1388ساعت 22:59 توسط سلامت بخش |
|
|
بتن انتقال دهنده نور با نام تجاری ™ Litracon محصول نسبتا جدیدی است که در سال 2004 توسط یک معمار 27 ساله مجارستانی به نام آرن لوسونزی ابداع گردید. این محصول با ترکیب 96% بتن معمولی و 4% فیبرهای نوری محصولی منحصر به فرد را برای هزاره جدید به ارمغان آورده است. هم اکنون بتن لیتراکن با دانسیته 2400-2100 کیلو گرم بر متر مکعب ، مقاومت فشاری 50 نیوتن بر میلیمتر مربع و مقاومت کششی 7 نیوتن بر میلیمتر مربع در سه رنگ خاکستری، سیاه و یا سفید و با ابعاد استاندارد 300*600 میلیمتر و با ضخامت 500-25 میلیمتر تولید میگردد. ازنظر تئوری فیبرهای به کار رفته در لیتراکن قادر به انتقال نور در بتنی به ضخامت 20 متر می باشد. همچنین استفاده از فیبر نوری در اجزای باربر سازه ای بدون تاثیر منفی در مقاومت بالای فشاری و کششی آن می تواند اثری خوب با ایجاد فضاهایی روشن و جذاب داشته باشد. لایتراکان ،Litracon Light Transmiting Concrete ، بتن عبور دهنده نور، امروزه به عنوان یک متریال ساختمانی جدید با قابلیت استفاده بالا مطرح است. این متریال ترکیبی از فیبر های نوری و ذرات بتن است و می تواند به عنوان بلوک ها و یا پانل های پیش ساخته ساختمانی مورد استفاده قرار گیرد. فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و ترکیبی از یک متریال دانه بندی شده را تشکیل می دهند. به این ترتیب نتیجه کار صرفا ترکیب دو متریال شیشه و بتن نیست، بلکه یک متریال جدید سوم که از لحاظ ساختار درونی و همچنین سطوح بیرونی کامل همگن است، به دست می آید.فیبر های شیشه باعث نفوذ نور به داخل بلوک ها می شوند. جالب تریت حالت این پدیده نمایش سایه ها در وجه مقابل ضلع نور خورده است. همچنین رنگ نوری که از پشت این بتن دیده می شود ثابت است به عنوان مثال اگر نور سبز به پشت بلوک بتابد در جلوی آن سایه ها سبز دیده می شوند. هزاران فیبر شیشه ای نوری به صورت موازی کنار هم بین دو وجه اصلی بلوک بتنی قرار می گیرند. نسبت فیبر ها بسیار کم و حدود 4 درصد کل میزان بلوک ها است. علاوه بر این فیبر ها بخاطر اندازه کوچکشان با بتن مخلوط شده و تبدیل به یک جزء ساختاری می شوند بنابر این سطح بیرونی بتن همگن و یکنواخت باقی می ماند. در تئوری، ساختار یک دیوار ساخته شده با بتن عبور دهنده نور، می تواند تا چند متر ضخامت داشته باشد زیرا فیبر ها تا 20متر بدون از دست دادن نور عمل می کنند و در دیواری با این ضخامت باز هم عبور نور وجود دارد.ساختارهای باربر هم میتوانند از این بلوکها ساخته شوند. زیرا فیبر های شیشه ای هیچ تاثیر منفی روی مقاومت بتن ندارند. بلوکها می توانند در اندازه ها ی متنوع و با عایق حرارتی خاص نصب شده روی آنها تولید شوند. این متریال در سال 2001 توسط یک معمار مجار به نام «آرون لاسونسزی» اختراع شد و به ثبت رسید. این معمار زمانیکه در سن 27 سالگی در کالج سلطنتی هنر های زیبای استکهلم مشغول به تحصیل بود این ایده را بیان کرد و در سال 2004 شرکت خود را با نام لایتراکان تاسیس کرد و با توجه به نیاز و تمایل جامعه امروز به استفاده از مصالح جدید ساختمانی، از سال 2006 با شرکت های بزرگ صنعتی به توافق رسیده و تولید انبوه آن به زودی آغاز خواهد شد. • موارد کاربرد دیوار: به عنوان متداول ترین حالت ممکن این بلوک می تواند در ساختن دیوارها مورد استفاده قرار گیرد. به این ترتیب هر دو سمت و همچنین ضخامت این متریال جدید قابل مشاهده خواهد بود. بنابر این سنگینی و استحکام بتن به عنوان ماده اصلی « لایتراکان» محسوس تر می شود و در عین حال کنتراست بین نور و ماده شدید تر می شود. این متریال می تواند برای دیوارهای داخلی و خارجی مورد استفاده قرار گیرد و استحکام سطح در این مورد بسیار مهم است. اگر نور خورشید به ساختار این دیوار می تابد قرار گیری غربی یا شرقی توصیه می شود تا اشعه آفتاب در حال طلوع یا غروب با زاویه کم به فیبر های نوری برسد و شدت عبور نور بیشتر شود. بخاطر استحکام زیاد این ماده می توان از آن برای ساختن دیوار های باربر هم استفاده کرد. در صورت نیاز، مصلح کردن این متریال نیز ممکن است همچنین انواع دارای عایق حرارتی آن نیز در دست تولید است. پوشش کف: یکی از جذاب ترین کاربرد ها، استفاده از «لایتراکان» در پوشش کف ها و درخشش آن از پایین است. در طول روز این یک کفپوش از جنس بتن معمولی به نظر می رسد و در هنگام غروب آفتاب بلوک های کف در رنگهای منعکس شده از نور غروب شروع به درخشش می کنند. طراحی داخلی: همچنین از این نوع بتن عبور دهنده نور می توان برای روکش دیوار ها در طراحی داخلی استفاده کرد به صورتی که از پشت نور پردازی شده باشند و می توان از نور های رنگی متنوع برای ایجاد حس فضایی مورد نظر استفاده کرد. کاربرد در هنر: بتن ترانسپارانت برای مدتها به عنوان یک آرزو برای معماران و طراحان مطرح بود و با تولید لایتراکان این آرزو به تحقق پیوست. کنتراست موجود در پشت متریال تجربه شگفت آوری را برای مدت طولانی در ذهن بیننده ایجاد می کند. در واقع با نوعی برخورد سورئالیستی محتوای درون در ارتباط با محیط پیرامون قرار می گیرد و به این ترتیب بسیاری از هنرمندان تمایل به استفاده از این متریال در کارهای خود دارند. به طور کلی با پیشرفت های تکنولوژیکی و ارائه خلاقیت طراحان و مجسمه سازان با ابزار های مختلف، پتانسیل و قابلیت بتن توسط هنرمندان گوناگون در تمام جهان مورد استفاده قرار گرفته است. • بلوکها مصلح کردن بلوک بتنی عبور دهنده نور: در صورت نیاز به مصلح کردن این بتن شیار هایی در داخل آن تعبیه می شوند. در حین ساختن دیوارها میلگرد ها بصورت عمودی یا افقی در این شیار ها قرار می گیرند و فیبر های اپتیکی بخاطر خاصیت انعطاف پذیری خود در اطراف میلگردها جمع می شوند و به این ترتیب میلگرد ها دیده نمی شوند. از این روش بصورت موفقیت آمیزی در چند پروژه و طراحی نمایشگاه استفاده شده است. رنگها و بافت ها: با توجه به رنگ خاکستری متداول بتن معمولی، لایتراکان دارای رنگهای متنوعی است و بافت سطوح بیرونی آن نیز می تواند متنوع باشد، به گونه ای که بلوکهای متنوع در کنار هم قرار گیرند و یک ساختار واحد را به وجود آورند. توزیع فیبرها: اندازه و ترتیب فیبر ها در هر بلوکی می تواند متفاوت باشد و این ترتیب قرار گیری می تواند کاملا منظم یا کاملا ارگانیک مانند مقطع چوب باشد. مشخصات تکنیکی: ترکیبات:بتن و فیبر اپتیکی، میزان فیبر حد اکثر 5درصد کل بلوک، عبور 3درصد نور تابیده از هر 4 درصد کل فیبر موجود، چگالی 2400-2100 کیلوگرم بر سانتیمتر مکعب، مقاومت فشاری49 نیوتن بر میلی متر مربع در بد ترین حالت و 56نیوتن بر میلی متر مربع در بهترین حالت، مقاومت خمشی معادل 7/7 نیوتن بر میلی متر مربع. اندازه بلوکها: ضخامتmm500-25 ، عرض حداکثرmm600 ، ارتفاع حد اکثرmm300. لامپ لایترا کیوبLitracub Lamp یکی از محصولات موفق لایترا کان در زمینه طراحی، لامپ لایترا کیوب است که در آن بلوکها با قرار گیری روی هم مکعبی را تشکیل می دهند که منبع نور در داخل آن قرار دارد و نور با عبور از بتن به بیرون ساطع می شود. به این ترتیب این ماده جدید می تواند در عرصه های مختلف طراحی و همچنین در ایجاد فضاهای پویا و انعطاف پذیر داخلی بسیار مورد استفاده قرار گیرد. |
|
+ نوشته شده در
جمعه 3 آبان1387ساعت 1:16 توسط سلامت بخش |
|
Fiber Reinforced Polymer (FRP) Composite Bridge Technology
For more than 25 years, the FHWA, AASHTO, and NCHRP has researched and demonstrated the use of fiber reinforced polymer (FRP) composites, space age technology for bridge construction. New breeds of this high performance and innovative material developed in the last 70 years are making headway into the civil and bridge infrastructures. Structural components for hybrid bridge construction such as FRP deck panels and slabs, reinforcing elements, cable and tendon systems, and laminates have been successfully demonstrated in highway bridges. Currently, there are more vehicular bridge projects using FRP composite materials in the United States than in any other country. Many of these projects have been funded through FHWA's Innovative Bridge Research and Construction and Innovative Bridge Research and Deployment programs. The current focus for the FHWA is to advance the FRP composite technology to rebuild the American transportation infrastructure in new bridge construction as well as the rehabilitation and maintenance of the existing bridge inventory. The use of the FRP materials for repair and strengthening of structural concrete members is increasing, and when properly designed and applied, it can be effective and efficient. The rebuilding of the Nation's highway system presents a tremendous market opportunity well into the 21st Century. |
|
+ نوشته شده در
شنبه 13 مهر1387ساعت 21:54 توسط سلامت بخش |
|
|
بسیاری از سازههای بتن آرمة موجود در دنیا در اثر تماس با سولفاتها،
كلریدها و سایر عوامل خورنده، دچار آسیبهای اساسی شدهاند. این مساله
هزینههای زیادی را برای تعمیر، بازسازی و یا تعویض سازههای آسیب دیده
در سراسر دنیا موجب شده است. این مساله و عواقب آن گاهی نه تنها به عنوان
یك مسالة مهندسی، بلكه به عنوان یك مسالة اجتماعی جدی تلقی شده است .
تعمیر و جایگزینی سازههای بتنی آسیبدیده میلیونها دلار خسارت در دنیا
به دنبال داشته است. در امریكا، بیش از 40 درصد پلها در شاهراهها نیاز به
تعویض و یا بازسازی دارند . هزینة بازسازی و یا تعمیر سازههای پاركینگ در
كانادا، 4 تا 6 میلیارد دلار كانادا تخمین زده شده است . هزینة تعمیر
پلهای شاهراهها در امریكا در حدود 50 میلیارد دلار برآورد شده است؛ در
حالیكه برای بازسازی كلیة سازههای بتن آرمة آسیبدیده در امریكا در اثر
مسالة خوردگی میلگردها، پیشبینی شده كه به بودجة نجومی 1 تا 3 تریلیون
دلار نیاز است! در مناطق مختلف ایران نیز اثرات مخرب كلریدها و سولفاتهای
مهاجم در محیط های دریایی و ساحلی بر پایههای پل، آبگیرها، سدها و
كانالهای بتن آرمه که باعث ایجاد خوردگی فولاد بتن میشود سبب اعمال هزینه
های سنگین جهت مرمت ویا بازسازی ابنیه ها خواهد بود. حال اگر بخواهیم تمامی این ابنیه ها را از نو بسازیم متحمل هزینه های گزافی خواهیم گشت فلذا با اعمال تمهیداتی جهت مرمت و ترمیم سازه ها می توان هزینه ها را پایین آورد. تكنیكهایی چند، جهت جلوگیری از خوردگی قطعات فولادی الحاقی به سازه و نیز فولاد در بتن مسلح توسعه داده شده و مورد استفاده قرار گرفته است كه از بین آنها میتوان به: پوشش اپوكسی بر قطعات فولادی و میلگردها، تزریق پلیمر به سطوح بتنی و حفاظت كاتدیك میلگردها اشاره نمود. با این وجود هر یك از این تكنیكها فقط تا حدودی موفق بوده است محققان امروزه به جانشین كردن قطعات فولادی و میلگردهای فولای با مصالح جدید مقاوم در مقابل خوردگی، معطوف گردیده اند. مواد كامپوزیتی (Fiber Reinforced Polymers/Plastics) FRP موادی بسیار مقاوم در مقابل محیطهای خورنده همچون محیطهای نمكی و قلیایی هستند به همین دلیل امروزه كامپوزیتهای FRP، موضوع تحقیقات توسعهای وسیعی به عنوان جانشین قطعات و میلگردهای فولادی و كابلهای پیشتنیدگی شدهاند. چنین تحقیقاتی به خصوص برای سازههای در مجاورت آب و بالاخص در محیطهای دریایی و ساحلی، به شدت مورد توجه قرار گرفتهاند. آشنائی با FRP: FRP (Fiber Reinforcement polymer ) نوعی ماده کامپوزیت متشکل از دو بخش فیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله یک ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطه شده است. که به دو شکل ورق های FRP و میلگردهای FRP وجود دارد. نقش اصلی ماتریس عبارت است از : 1-انتقال برش از فیبر تقویتی به ماده مجاور 2- محافظت از فیبر در شرایط محیطی 3- جلوگیری از خسارات مکانیکی وارد بر الیاف 4- کنترل کمانش موضعی الیاف تحت فشار به طور کلیFRP ها بر اساس فیبر تشکیل دهنده ی آنها به چند دسته زیر تقسیم می شوند: 1- CFRP با الیافی از جنس کربن 2-GFRP با الیافی از جنس شیشه 3- AFRP با الیافی از جنس آرامید v مزایای استفاده از FRP : 1 - وزن کم (چگالی آن در حدود 20% فولاد است .) 2 - مقاومت در برابر خورندگی 3 - نفوذناپذیری مغناطیسی 4 - امکان تقویت به صورت خارجی 5- حمل و نقل آسان وسرعت اجرای بالابه دلیل وزن کم مواد FRP از دو جزء اساسی تشكیل میشوند؛ فایبر (الیاف) و رزین (مادة چسباننده). فایبرها كه اصولاً الاستیك، ترد و بسیار مقاوم هستند، جزء اصلی باربر در مادة FRP محسوب میشوند. بسته به نوع فایبر، قطر آن در محدودة5 تا 25 میكرون میباشد. رزین اصولاً به عنوان یك محیط چسباننده عمل میكند، كه فایبرها را در كنار یكدیگر نگاه میدارد. با این وجود، ماتریسهای با مقاومت كم به صورت چشمگیر بر خواص مكانیكی كامپوزیت نظیر مدول الاستیسیته و مقاومت نهایی آن اثر نمیگذارند. ماتریس (رزین) را میتوان از مخلوطهای ترموست و یا ترموپلاستیك انتخاب كرد. ماتریسهای ترموست با اعمال حرارت سخت شده و دیگر به حالت مایع یا روان در نمیآیند؛ در حالیكه رزینهای ترموپلاستیك را میتوان با اعمال حرارت، مایع نموده و با اعمال برودت به حالت جامد درآورد. به عنوان رزینهای ترموست میتوان از پلیاستر، وینیلاستر و اپوكسی، و به عنوان رزینهای ترموپلاستیك از پلیوینیل كلرید (PVC)، پلیاتیلن و پلی پروپیلن (PP)، نام برد . فایبر ممكن است از شیشه، كربن، آرامید و یا وینیلون باشد كه در اینصورت محصولات كامپوزیت مربوطه به ترتیب به نامهای GFRP، CFRP،AFRP و VFRP شناخته میشود. در ادامه شرح مختصری از بعضی از فایبرهای متداول ارائه خواهد شد. 1-الیاف شیشه: فایبرهای شیشه در چهار دسته طبقهبندی میشوند : 1-E-Glass: متداول ترین الیاف شیشه در بازار با محتوای قلیایی كم، كه در صنعت ساختمان به كار میرود، (با مدول الاستیسیتة، مقاومت نهایی ، و كرنش نهایی ). 2 – Z-Glass: با مقاومت بالا در مقابل حملة قلیائیها، كه در تولید بتن الیافی به كار گرفته میشود. 3 – A-Glass: با مقادیر زیاد قلیایی كه امروزه تقریباً از رده خارج شده است. 4 – S-Glass: كه در تكنولوژی هوا-فضا و تحقیقات فضایی به كار گرفته میشود و مقاومت و مدول الاستیسیتة بسیار بالایی دارد، ( و). 2- الیاف كربن: الیاف كربن در دو دسته طبقهبندی میشوند: 1- الیاف كربنی از نوع PAN در سه نوع مختلف هستند. تیپ I كه تردترین آنها با بالاترین مدول الاستیسیته محسوب میشود. ( و). تیپ II كه مقاومترین الیاف كربن است ( و)؛ و نهایتاً تیپ III كه نرمترین نوع الیاف كربنی با مقاومتی بین تیپ I و IIمیباشد. 2 – الیاف با اساس قیری(Pitch-based) كه اساساً از تقطیر زغال سنگ بدست میآیند. این الیاف از الیافPAN ارزانتر بوده و مقاومت و مدول الاستیسیتة كمتری نسبت به آنها دارند ( و). لازم به ذكر است كه الیاف كربن مقاومت بسیار خوبی در مقابل محیط های قلیایی و اسیدی داشته و در شرایط سخت محیطی از نظر شیمیایی كاملاً پایدار هستند. 3- الیاف آرامید: آرامید،یك كلمة اختصاری از آروماتیك پلیآمید است [12].آرامیداساساً الیاف ساختة دست بشر است كه برای اولین بار توسط شركت DuPont در آلمان تحت نام كولار (Kevlar) تولید شد.چهارنوع كولار وجود دارد كه از بین آنها كولار 49 برای مسلح كردن بتن، طراحی و تولید شده و مشخصات مكانیكی آن بدین قرار است: و. انواع محصولات FRP: 1- میله های كامپوزیتی: میلههای ساخته شده از كامپوزیتهای FRPهستند كه جانشین میلگردهای فولادی در بتن آرمه خواهند شد. كاربرد این میلهها به دلیل عدم خوردگی، مساله كربناسیون و كلراسیون را كه از جمله مهمترین عوامل مخرب در سازههای بتن آرمه هستند، به كلی حل خواهند نمود. 2- شبكههای كامپوزیتی: شبكههای كامپوزیتی FRP (Grids) محصولاتی هستند كه از برخورد میلههای FRP در دو جهت و یا در سه جهت ایجاد میشوند. نمونهای از این محصول، شبكة كامپوزیتی NEFMAC است كه از فایبرهای كربن، شیشه یا آرامید و رزین وینیل استر تولید میشود و منجمله برای مسلح كردن بتن مناسب است. 3- كابل: طناب و تاندنهای پیشتنیدگی: محصولاتی شبیه میلههای كامپوزیتی FRP، ولی به صورت انعطافپذیر هستند، كه در سازههای كابلی و بتن پیش تنیده در محیطهای دریایی و خورنده كاربرد دارند. این محصولات در اجزاء پیشتنیدة در مجاورت آب نیز بكار گرفته میشوند. 4- ورقههای كامپوزیتی: ورقههای كامپوزیتی Sheets) FRP)، ورقههای با ضخامت چند میلیمتر از جنس FRP هستند. این ورقهها با چسبهای مستحكم و مناسب به سطح بتن چسبانده میشوند. ورقههای FRP پوشش مناسبی جهت ایزوله كردن سازههای آبی از محیط خورندة مجاور هستند. همچنین از ورقههای كامپوزیتی FRP جهت تعمیر و تقویت سازههای آسیب دیده (ناشی از زلزله و یا ناشی از خوردگی آبهای یوندار) استفاده میشوند. 5- پروفیلهای ساختمانی: مصالح FRP همچنین در شكل پروفیلهای ساختمانی به صورت I شكل، T شكل، نبشی و ناودانی تولید میشوند. چنین محصولاتی میتوانند جایگزین بسیار مناسبی برای قطعات و سازههای فولادی در مجاورت آب تلقی شوند. v مشخصات اساسی محصولات كامپوزیتی FRP: 1- مقاومت در مقابل خوردگی: بدون شك برجسته ترین و اساسی ترین خاصیت محصولات كامپوزیتیFRP مقاومت آنها در مقابل خوردگی است. در حقیقت این خاصیت مادهFRP تنها دلیل نامزد كردن آنها به عنوان یك گزینة جانشین برای اجزاء فولادی و نیز میلگردهای فولادی است. به خصوص در سازههای بندری، ساحلی و دریایی، مقاومت خوب كامپوزیت FRP در مقابل خوردگی، سودمندترین مشخصة میلگردهای FRP است. 2- مقاومت: مصالح FRPمعمولاً مقاومت كششی بسیار بالایی دارند، كه از مقاومت كششی فولاد به مراتب بیشتر است. مقاومت كششی بالای میلگردهای FRP كاربرد آنها را برای سازههای بتن آرمه، خصوصاً برای سازههای پیشتنیده بسیار مناسب نموده است. مقاومت كششی مصالح FRP اساساً به مقاومت كششی، نسبت حجمی، اندازه و سطح مقطع فایبرهای بكار رفته در آنها بستگی دارد. مقاومت كششی محصولات FRP برای میلههای با الیاف كربن 1100 تا MPa2200، برای میلههای با الیاف شیشه 900 تا MPa1100، و برای میلههای با الیاف آرامید 1350 تا MPa 1650 گزارش شده است . با این وجود، برای بعضی از این محصولات، حتی مقاومتهای بالاتر از MPa 3000 نیز گزارش شده است. توجه شود كه بطور كلی مقاومت فشاری میلههای كامپوزیتی FRP از مقاومت كششی آنها كمتر است؛ به عنوان نمونه مقاومت فشاری محصولات ISOROD برابر MPa 600 و مقاومت كششی آنها MPa700 است. 3- مدول الاستیسیته: مدول الاستیسیتة محصولات FRP اكثراً در محدودة قابل قبولی قرار دارد؛ اگر چه اصولاً كمتر از مدول الاستیسیتة فولاد است. مدول الاستیسیتة میلههای كامپوزیتی FRP ساخته شده از الیاف كربن، شیشه و آرامیدبه ترتیب در محدوده 100 تا GPa 150، GPa 45 و GPa 60 گزارش شده است. 4- وزن مخصوص: وزن مخصوص محصولات كامپوزیتی FRP به مراتب كمتر از وزن مخصوص فولاد است؛ به عنوان نمونه وزن مخصوص كامپوزیتهای CFRP یك سوم وزن مخصوص فولاد است. نسبت بالای مقاومت به وزن در كامپوزیتهایFRP از مزایای عمدة آنها در كاربردشان به عنوان مسلح كنندة بتن محسوب میشود. 5- عایق بودن: مصالح FRP خاصیت عایق بودن بسیار عالی دارند. به بیان دیگر، این مواد از نظر مغناطیسی و الكتریكی خنثی بوده و عایق محسوب میشوند. بنابراین استفاده از بتن مسلح به میلههای FRP در قسمتهایی از بیمارستان كه نسبت به امواج مغناطیسی حساس هستند، و در مسیرهای هدایتی قطارهای شناور مغناطیسی و همچنین در باند فرودگاهها و مراكز رادار بسیار سودمند خواهد بود. 6- خستگی : خستگی خاصیتی است كه در بسیاری از مصالح ساختمانی وجود داشته و در نظر گرفتن آن ممكن است به شكست غیر منتظره، خصوصاً در اجزایی كه در معرض سطوح بالایی از بارها و تنشهای تناوبی قرار دارند، منجر شود. در مقایسه با فولاد، رفتار مصالح FRP در پدیدة خستگی بسیار عالی است؛ به عنوان نمونه برای تنشهای كمتر از یك دوم مقاومت نهایی، مواد FRP در اثر خستگی گسیخته نمیشوند. 7- خزش : پدیدة گسیختگی ناشی از خزش اساساً در تمام مصالح ساختمانی وجود دارد؛ با این وجود چنانچه كرنش ناشی از خزش جزء كوچكی از كرنش الاستیك باشد، عملاً مشكلی بوجود نمیآید. در مجموع، رفتار خزشی كامپوزیتها بسیار خوب است؛ به بیان دیگر، اكثر كامپوزیتهای در دسترس، دچار خزش نمی شوند. 8 – چسبندگی با بتن : خصوصیت چسبندگی، برای هر مادهای كه به عنوان مسلح كنندة بتن بكار رود، بسیار مهم تلقی می شود. در مورد میله های كامپوزیتی FRP، اگر چه در بررسی بسیار اولیه، مقاومت چسبندگی ضعیفی برای كامپوزیتهای از الیاف شیشه گزارش شده بود، تحقیقات اخیر در دنیا مقاومت چسبندگی خوب و قابل قبولی را برای میلههای كامپوزیتی FRP گزارش می كند. 9- خم شدن: چنانچه كامپوزیتهای FRP در بتن مسلح بكار گرفته شوند، به جهت مهار میلگردهای طولی، میلگردهای عرضی و تنگها، لازم است در انتها خم شوند. با این وجود عمل خم كردن میلههای FRP بسیار دشوارتر از خم كردن میلگردهای فولادی بوده و در حال حاضر برای مصالح موجود FRP، نمیتوان خم كردن را در كارگاه انجام داد. اگر چه در صورت لزوم، میتوان خم میلههای كامپوزیتی FRP را با سفارش آن به تولید كننده در كارگاه انجام داد. 10- انبساط حرارتی: خصوصیات انبساط حرارتی فولاد و بتن بسیار به هم نزدیك هستند؛ ضریب انبساط حرارتی این دو ماده به ترتیب: و میباشد. ضریب انبساط حرارتی میلههای FRP اغلب از بتن متفاوت است. به طور خلاصه ضریب انبساط حرارتی مصالح FRP با الیاف كربن و شیشه به ترتیب برابر با و میباشد. بدترین حالت مربوط به آرامید است كه ضریب انبساط حرارتی آن منفی بوده و برابر با میباشد. vاستفاده از مواد FRP به عنوان مسلح کنندة خارجی در سازهها به دنبال فرسوده شدن سازههای زیربنایی و نیاز به تقویت سازهها برای برآورده کردن شرایط سختگیرانة طراحی، طی دو دهه اخیر تأکید فراوانی بر روی تعمیر و مقاوم سازی سازهها در سراسر جهان، صورت گرفته است. از طرفی، بهسازی لرزهای سازهها بهخصوص در مناطق زلزله خیز، اهمیت فراوانی یافته است. در این میان تکنیکهای استفاده از مواد مرکب FRPبهعنوان مسلح کنندة خارجی به دلیل خصوصیات منحصر به فرد آن، از جمله مقاومت بالا، سبکی، مقاومت شیمیایی و سهولت اجرا، در مقاوم سازی و احیاء سازهها اهمیت ویژهای پیدا کردهاند. از طرف دیگر، این تکنیکها به دلیل اجرای سریع و هزینههای کم جذابیت ویژهای یافتهاند. مواد مرکب FRP در ابتدا بهعنوان مواد مقاوم کننده خمشی برای پلهای بتنآرمه و همچنین بهعنوان محصور کننده در ستونهای بتن آرمه مورد استفاده قرار میگرفتند؛ اما به دنبال تلاشهای تحقیقاتی اولیه، از اواسط دهه1980 توسعة بسیار زیادی در زمینه استفاده از مواد FRP در مقاومسازی سازههای مختلف مشاهده میشود؛ بطوریکه دامنة کاربردهای آن به سازههایی با مصالح بنایی، چوبی و حتی فلزی نیز گسترش یافته است. تعداد موارد کاربرد مواد FRP در مقاوم سازی، تعمیر و یا بهسازی سازهها از چند مورد در10 سال پیش، به هزاران مورد در حال حاضر رسیده است. اجزاء سازهای مختلفی شامل تیرها، دالها، ستونها، دیوارهای برشی، اتصالات، دودکشها، طاقها، گنبدها و خرپاها تا کنون توسط مواد FRP مقاوم شدهاند. vمقاوم سازی سازههای بتن آرمه با مواد FRP: مواد مرکب FRP، دامنة وسیعی از کاربردها را برای مقاوم سازی سازههای بتنآرمه در مواردی که تکنیکهای مرسوم مقاوم سازی ممکن است مسئله ساز باشند، به خود اختصاص دادهاند. برای نمونه، یکی از معمولترین تکنیکها برای بهسازی اجزاء بتن آرمه، استفاده از ورقهای فولادی است که از بیرون به این اجزاء چسبانده میشود. این روش، روشی ساده، مقرون به صرفه و کارا است؛ اما از جهات زیر مسئله ساز است: 1- زوال چسبندگی بین فولاد و بتن که از خوردگی فولاد ناشی میشود 2- مشکلات ساخت صفحات فولادی سنگین در کارگاه ساختمان. 3- نیاز به نصب داربست 4- محدودیت طول در انتقال صفحات فولادی به کارگاه ساخت (در مورد مقاوم سازی خمشی اجزاء بلند). نوارها یا صفحات میتوانند جایگزینی برای صفحات فولادی باشند. مواد FRP برخلاف فولاد، تحت تأثیر زوال الکتروشیمیایی قرار نمیگیرند و میتوانند درمقابل خوردگی اسیدها، بازها و نمکها و مواد مهاجم مشابه در دامنة وسیعی از دما مقاومت کنند. در نتیجه نیاز به سیستمهای حفاظت از خوردگی نمیباشد وآمادهکردن سطوح اعضاء قبل از چسباندن صفحات FRP و نگهداری از آنها بعد از نصب، از صفحات فولادی آسانتر است. علاوه بر این، الیاف مسلحکننده در FRP میتوانند در موضع معین و در نسبت حجمی و جهت خاصی درون ماتریس قرارگیرند تا بیشترین کارایی بهدست آید. مواد حاصله تنها با درصدی از وزن فولاد، مقاومت و سختی بالایی در جهت الیاف دارند. آنها همچنین حمل و نقل آسانتری داشته، نیازمند داربست کمتری برای نصب میباشند، و میتوانند برای مکانهایی که دارای دسترسی محدود هستند، مورد استفاده قرار گیرند؛ و پس از نصب، بار اضافی قابلتوجهی را به سازه تحمیل نمیکنند. روش مرسوم دیگر در مقاوم سازی اعضای بتنآرمه، استفاده از پوششهایی از نوع بتنآرمه، بتن پاشیدنی و یا فولاد میباشد. این روش تا جایی که مربوط به مقاومت، سختی و شکل پذیری میشود، کاملا مؤثر است؛ اما باعث افزایش ابعاد مقاطع و بار مرده سازه میشود. همچنین این شیوه نیازمند عملیات پر دردسر و تخلیه ساكنین است و به صورت بالقوه باعث افزایش نامطلوب سختی اعضای بتنآرمه می شود. بهعنوان یک جایگزین، صفحات FRP میتوانند به دور اجزاء بتنآرمه پیچیده شوند و افزایش قابل توجه مقاومت و شکل پذیری را به دنبال داشته باشند؛ بدون آنکه تغییر زیادی در سختی ایجاد نمایند. یک نکتة مهم در ارتباط با مقاوم سازی اعضا با استفادة خارجی از FRP آن است که باید درجة مقاوم سازی (نسبت ظرفیت نهایی عضو مقاومشده به ظرفیت نهایی عضو مقاوم نشده) را محدود کنیم تا حداقل سطح ایمنی در حوادثی مانند آتش سوزی که منجر به از دست رفتن کارایی FRP میشوند، حفظ گردد. شکل:نمونههایی از تقویت خمشی و برشی تیر بتن آرمه با ورقههای FRP امروزه مواد كامپوزیتی FRP به وفور جهت تقویت خمشی و برشی تیرهای بتن آرمه به كار میروند كه نمونهای از آن در شكل نشان داده شده است. در این شكل ملاحظه میشود كه با متصل كردن صفحات FRP به وجه پایینی تیر ظرفیت خمشی مثبت و با متصل كردن آن به وجه بالایی تیر ظرفیت خمشی منفی حاصل میشود. همچنین میتوان با اتصال صفحات FRP به دو وجه كناری تیر، ظرفیت برشی مناسبی فراهم نمود. در شکست تیرهای بتنآرمة تقویت شده با صفحات FRP مکانیزمهای مختلف شکست، ازجمله گسیختگی صفحات FRP، خرد شدگی بتن، شکست برشی بتن و ترک خوردگی در محل اتصال چسب با بتن، گزارش شده است. همچنین نشان داده شده است که نوع FRP، ضخامت و طول آن باعث ایجاد انواع مختلفی از شکست نرم یا ترد میشود. بخصوص خواص مکانیکی ناحیة اتصال FRP و بتن از اهمیت خاصی برخوردار است. در این میان جدا شدن صفحات FRP از بتن مسالة كاملا حائز اهمیت است و امروزه توجه زیادی را در دنیا به خود جلب مینماید. در این ارتباط به نظر میرسد كه استفاده از تقویتکنندههای خارجی حتی به میزان کم، میتواند ایمنی قابل ملاحظهای در برابر جدا شدن صفحات FRP از بتن، و نیز شکستهای برشی ترد فراهم آورد. از طرفی مواد كامپوزیتی FRP به وفور جهت تقویت خمشی و فشاری و نیز افزایش شكل پذیری ستونها مورد استفاده قرار میگیرند. در همین ارتباط محصور شدگی بتن مهمترین خصوصیتی است كه می توان آن را با چسباندن این مواد در اطراف ستونها فراهم نمود. از طرفی استفاده از مواد كامپوزیتی FRP برای افزایش شكل پذیری اتصالات و رفتار مناسبتر آن در زلزله نیز بسیار مطلوب خواهد بود. vخلاصه و نتیجه گیری: خوردگی اعضاء سازهای بتنی كه به صورت متداول با میلگردهای فولادی مسلح شده باشند، در محیط های خشن و خورنده یك معضل جدی محسوب میشود. این مساله برای اعضاء بتنی سازهای در مجاورت آب و به خصوص در محیط های دریایی و ساحلی كه در معرض عوامل نمكی و قلیایی، آب در تماس با خاك، هوا و آبهای زیرزمینی قرار دارند، بسیار جدیتر خواهد بود. این مساله هر ساله میلیونها دلار خسارت ر سراسر دنیا به بار میآورد. اگر چه تا كنون روشهای مختلفی نظیر حفاظت كاتدیدیك و یا پوشش قطعات فولادی و میلگردها با اپوكسی جهت فائق آمدن بر این مشكل به كار گرفته شده است، به نظر میرسد كه جانشینی كامل قطعات فولادی و میلگردهای فولادی با یك ماده مقاوم در مقابل خوردگی، یك راه حل بسیار اساسی و بدیع، در حذف كامل خوردگی اجزاء فولادی به شمار آید. محصولات كامپوزیتی FRP با مقاومت بسیار عالی، در مقابل خوردگی در محیطهای خشن و خورنده، توجه بسیاری از محققین و مهندسین در سراسر دنیا را به عنوان یك جانشین مناسب قطعات فولادی و میلگردهای فولادی در سازههای مجاور آب به خود جلب نموده است. اگر چه مزیت اصلی محصولات FRP مقاومت آنها در مقابل خوردگی است، خواص دیگری از آنها، نظیر مقاومت كششی بالا، مدول الاستیسیتة قابل قبول، وزن كم، مقاومت خوب در مقابل خستگی و خزش، خاصیت عایق بودن و چسبندگی خوب با بتن و نیز دوام بسیار خوب از اهمیت بالایی برخوردار بوده و بر جاذبة آنها افزوده است. با این وجود بعضی از اشكالات و معایب این ماده نظیر مشكلات مربوط به خم كردن میلههای FRP در محل آرماتوربندی، تفاوت خواص حرارتی آنها با بتن و نیز رفتار الاستیك خطی آنها تا لحظة شكست را نباید از نظر دور داشت. |
|
+ نوشته شده در
شنبه 13 مهر1387ساعت 21:35 توسط سلامت بخش |
|
|
صفحه نخست پست الکترونیک آرشیو وبلاگ عناوین مطالب وبلاگ |
| درباره وبلاگ |
اين وبلاگ جهت ارائه مطالب براي دوستداران صنعت ساختمان مي باشد.كليه مطالب برگرفته شده از منابع معتبر مي باشد و استفاده از مطالب با ذكر منبع آن بلا مانع است.
|
| پیوندهای روزانه |
|
بانك اطلاعات كامل براي عمراني هاwww.civil&survey.com آرشیو پیوندهای روزانه |
| نوشته های پیشین |
|
تیر 1388 آبان 1387 مهر 1387 |
| آرشیو موضوعی |
|
yaşasin türk ölkasi |
| پیوندها |
|
وبلاگ تخصصي مهندسي عمران ((نويد عمران)) |
|
RSS
|