تقوية مع FRP

التقویه باستخدام FRP هو الطريقة التي يتم بها إدخال أنظمة البوليمر المقواة بالألياف (البلاستيك المقوى بالألياف أو البوليمر) بالاختصار FRP في العالم ، والتي تعتبر نوعًا من المواد المركبة نظرًا لوجود مكونين من الألياف والمواد اللاصقة.

تاريخ استخدام التقویه  لـ FRP

بدأ استخدام FRP لتقوية الهياكل الخرسانية في أوروبا واليابان في منتصف الثمانينيات للمیلاد. في هذه السنوات ، تم إجراء العديد من الأبحاث من أجل استخدام هذه المواد على النحو الأمثل وأيضًا لتطوير استخدام FRP في الهياكل والبنى التحتية في ظروف بيئية مختلفة ، والنتيجة هي صياغة لوائح مختلفة في مجال التحسين و تصميم التقویه . في السنوات العشر الماضية ، قدمت جمعية المهندسين اليابانية (JSCE) عدة تقارير حول كيفية تصميم أنظمة FRP.

في الوقت نفسه ، في أوروبا ، قدمت المنظمة الدولية للهياكل الخرسانية (FIB) مجموعة مبادئ لتقوية وتصميم الهياكل الخرسانية بمواد FRP. طورت جمعية المعايير الكندية (CSA) أيضًا مجموعات مماثلة لتقوية المباني الخرسانية. في الولايات المتحدة ، يُعهد بتقویه FRP إلى جمعية الخرسانة الأمريكية (ACI) ، التي جمعت سبع لوائح وإرشادات تصميم ، اللجنة 440.

تطبيق FRP في تقوية الأعضاء الخرسانية

•  تقوية العضو الهيكلي التالف
•  تقوية مقاومة العضو السليم
• إصلاح مشاكل التنفيذ في المنشآت تحت الإنشاء
•  بناء أعضاء هيكلية جديدة (تقوية العوارض و الاعمده)

استخدام خاصية الحبس لزيادة مقاومة الانضغاط في العمود وزيادة قوة القص والانحناء في العوارض

مزايا استخدام تقوية FRP

* قوة شد عالية جدا ، الميزة الرئيسية لاستخدامها في التقوية

قوة ألياف FRP هي ضعف قوة الفولاذ على الأقل ، والتي قد تزيد حتى 10 مرات ، في حين أن وزنها لا يتجاوز 20٪ من وزن الفولاذ. يسهل خفة وزن هذه المواد نقلها  وتقليل تكلفة استخدامها والعمالة في تنفيذ التقویه .

* مقاومة عالية للتآكل

مقاومتها للتآكل هي سبب متانتها وموثوقيتها.

المزايا الأخرى لـ FRP هي:

* قابلية عالية للتشوه ، مما يسهل الاستخدام في المساحات ذات الوصول المحدود في تنفيذ التقویه .

* صلابة متغيرة يتم تحديدها حسب الاحتياجات وظروف التصميم.

* لا حاجة للسقالات والرافعات لتنفيذ التقویه .

* التقليل من عمليات الهدم وعدم تغيير بنية الهيكل أثناء التعديل التحديثي

* تغطية مناسبة للوصلات

* سرعة التقویه  عالية جدًا مقارنة بطريقة السترة الفولاذية

* عدم وجود مشاكل شائعة في طريقة التقویه  للسترات الفولاذية ، مثل: مشكلة صدأ الصفائح الفولاذية ، وعدم التوافق المناسب للخرسانة والفولاذ ، ومشاكل اللحام غير القياسي ، إلخ.

الخصائص الميكانيكية لـ FRP:

ألياف FRP إلى ثلاثة أنواع من ألياف الكربون GFRP (الألياف الزجاجية)

 و AFRP (ألياف الأراميد) مصنفة.

الراتنجات المستخدمة هي: بوليستر ، فينيل إستر ، إيبوكسي

الخصائص الميكانيكية لجميع أنواع الألياف

---

يتم إجراء التقویه باستخدام FRP بواسطة   شرکه بیکران سازان شمال. للحصول على استشارة مجانية والاستعلام عن السعر اتصل على ۸۸۷۹۷۹۲۸-۰۲۱

---

تقویه العوارض والأعمدة الخرسانية باستخدام FRP

أ- سلوك الانحناء للشعاع المقوى FRP

العوارض الخرسانية المسلحة تحت الانحناء ، وكذلك التغيرات التي تحدث في مراحل مختلفة من التحميل في قيم الإجهاد والانفعال للأقسام ، يمكن فحصها تحت تأثير الأحمال المركزة. يحتوي منحنى الإزاحة بالقوة في هذه الحزم على ثلاثة منحدرات مختلفة ، ويرتبط الجزء الأول من المنحنى بمسافة الشق للخرسانة الشد ، والتي تكون في هذه المرحلة صلابة الشعاع عالية (على غرار العارضة غير المقواة). يرتبط الجزء بمسافة الشق للخرسانة الشد حتى عند تدفق حديد التسليح ينخفض ​​منحدر الرسم البياني ، لكن صلابته لا تزال أعلى من تلك الخاصة بالعوارض غير المقوی ، والجزء الثالث مرتبط بنقطة إنتاج حدید التسلیح حتى ينكسر FRP أو ينفصل FRP عن سطح الخرسانة.

ب. سلوك القص من عوارض FRP المقوى

إذا كانت الحزمة الخرسانية ضعيفة في تحمل القص أو بعد تقوية الانحناء ، فإن قدرتها على القص في تحمل قوى القص أضعف من قدرة الانحناء ، يجب أيضًا مراعاة تقوية القص. في معظم الحالات ، يعد تقوية القص خطوة أساسية وأساسية في التعزيز الفعال للحزم الخرسانية.

إن استخدام الصفيحة السفلية FRP لتقوية الانحناء لحزم الخرسانة المسلحة ليس له تأثير كبير على زيادة قوة القص ، لذلك يتم تجاهل تأثير تقوية الانحناء للحزم عند التصميم لتقوية القص.

يجب التأكيد هنا على أنه على الرغم من أن الألياف الملحقة بالسطوح الجانبية على طول طول الحزمة لا تساهم بشكل كبير في قدرة القص للحزمة ، إلا أن الألياف المرتبطة بهذه الوجوه تحت زوايا أخرى تساهم في زيادة مقاومة القص من الشعاع. معظم الزوايا الخاصة بربط الألياف بالوجوه الجانبية ، باستثناء الزاوية الموازية لشقوق القص ، مفيدة وفعالة في تقييد وتقليل عرض الشقوق.

<> تم اقتراح تصميمات مختلفة لاستخدام مواد FRP في تقوية القص. تتضمن هذه الخطط لصق FRP على الأسطح الجانبية للحزمة ، باستخدام غطاء على شكل حرف U للأسطح الجانبية (U-JACKET) والسطح السفلي للحزمة ، بالإضافة إلى الالتفاف حول القسم باستخدام ألياف وشرائط FRP.

تقوية وزيادة مقاومة قص العارضة باستخدام غطاء على شكل حرف U للأسطح الجانبية (U-JACKET)

نظرًا لمعامل المرونة العالي لمواد FRP ، فإن لصقها على العارضة يزيد من الصلابة ويقلل من انحراف الحزمة. أيضًا ، تُظهر مواد FRP سلوك إجهاد – إجهاد خطي حتى لحظة التمزق ، وبدون امتصاص طاقة كافية وعدم وجود منطقة إنتاج مماثلة لمنطقة إنتاج الفولاذ ، فإنها تنكسر.

لذلك فإن تقويتها وتركيبها على العارضة يقلل من قابلية التشكيل وكمية امتصاص الطاقة ، وتجدر الإشارة إلى أن تقليل الطاقة الممتصة يرجع بشكل أساسي إلى العائد الموضعي للقضبان الطولية في منطقة تمزق FRP ، وذلك لأن في العوارض غير المقواة ، تكون الحزمة في نطاق واسع.تنتج الشقوق والقضبان ، بينما في الحزم المقواة ، تتشوه القضبان وتمتص الطاقة فقط في مرحلة تمزق FRP. بشكل عام ، تقل ليونة الحزمة مع زيادة طبقات FRP.

لذلك ، مع الأخذ في الاعتبار أن قيمة الإجهاد القصوى لمواد FRP عالية جدًا مقارنة بالفولاذ ، عندما يتم ربط هذه المواد بواسطة الايبوكسي بسطح الشد للحزمة لتقوية وتقوية الانحناء قبل أن يبدأ مركب FRP في تحمل حمولة كبيرة ، الصلب لحالة الخضوع تصل نفسها.

لذلك ، لا يمكن زيادة صلابة الحزمة أو حملها الناتج دون زيادة مساحة المقطع العرضي لـ FRP ، لمزيد من التعاون في حمل العارضة ، قبل إنتاج الفولاذ. بشكل عام ، يزيد التعديل التحديثي وتقوية الحزمة بنظام FRP من السعة النهائية للقسم.

استخدام اللوح السفلي FRP لتقوية الانحناء لعوارض الخرسانة المسلحة

ج- زيادة قدرة التشوه في العمود المقوى FRP

عندما يقترب الإجهاد من قوة الضغط للخرسانة ، يتم إنشاء تشققات داخل الخرسانة وتنقسم الخرسانة في الاتجاه العمودي لاتجاه القوة. في هذه الحالة ، إذا منعنا الحركة العرضية للخرسانة عن طريق حديد التسليح المستعرض أو أي أداة أخرى ، فإن قوة ومرونة الخرسانة ستزداد.

يتم عرض مثال على أداء تغليف الألياف الزجاجية (GFRP) في زيادة قوة وليونة العينات الأسطوانية في الشكل أدناه. في هذه التجارب التي أجريت في جامعة الشريف للتكنولوجيا ، بإضافة طبقات من الألياف الزجاجية ، تمكنا من زيادة القوة النهائية حتى مرتين ، لكن التأثير الأهم للألياف هو أن قدرة التشوه للخرسانة كانت زادت من حوالي 6000 ميكروسترين للخرسانة ، وزاد الحبس إلى حوالي 35000 میگرو الانفعال( میکروسترین) للخرسانة المسلحة.

وبالتالي ، إذا قمنا بتقوية العوارض والأعمدة المجاورة لعقدة إطار خرساني بهذه الطريقة ، فمن المتوقع أن تزداد سعة إزاحتها بحوالي 5 أضعاف. بمعنى آخر ، يزيد حد قبول تشوه هذه الهياكل في زلزال بمستوى الخطر المرغوب بمقدار خمس مرات.

استخدام خاصية الحبس لزيادة قوة الضغط في العمود

تطبيقات حديد التسليح FRP في التجديد والتقویه

إن حديد التسليح FRP هو في الواقع ألياف مركبة مقواة معقدة تتمتع بمقاومة عالية للتآكل ، وموصلية غير كهربائية ، وخفيفة الوزن (حوالي ربع وزن حديد التسليح الفولاذي).

تستخدم هذه القضبان لإنشاء وصلات حاملة ، وتقوية و تسلیح مكونات الهياكل الخرسانية والخشبية. الاستخدام الواسع لهذه الحدائد التسلیح هو استبدال حديد التسليح بحديد التسليح FRP في العوارض والأعمدة وألواح المباني الخرسانية. تستخدم مواد لاصقة الإيبوكسي في الغالب لتوصيل حديد التسليح FRP بالمكونات الهيكلية.

الأسئلة المتداولة حول التقویا باستخدام FRP