ارزيابي خرابی در تيرهاي بتنی و تقویت آن

ارزيابي میزان خرابی در تيرهاي بتنی:

تعمیر و نگهداري سازه هاي بتنی در زمان بهره برداري، عمر سرویس دهی سازه ها را افزايش ميدهد. با شناسايي درست تركها و ترميم اعضاي سازه، از شكست ناگهاني كل سازه پيشگيري خواهد کرد. اين كار براي سازه هاي زيرساختي مهم كه با گسترش شهرها بر شمار آنها افزوده شده است، اهميت بيشتري دارد. به همين دليل مهندسان پژوهشگران همواره به دنبال روشهايي هستند تا بتوانند به آساني وضعيت هر سازه را از ابتداي ساخت تا پايان بهره برداري ارزيابي كنند. روشهاي ارزيابي مخرب هزينه زيادي مي برند و كاربرد آنها در همه جا امكانپذير نيست. روشهاي ارزيابي غيرمخرب مانند پرتوهاي x فراصوتي از روشهاي مخرب بهتر هستند، ولي توانايي ارزيابي كل سازه را ندارند به كمك آنها تنها ميتوان تغيير ويژگيهاي محلي را بررسي كرد. يكي از روشهاي ارزيابي غيرمخرب كه كاربردهاي گستردهاي پيدا كرده، آزمايش ارتعاشي است.

توضیحات

ارزيابي خرابی در تيرهاي بتنی و تقویت آن:

ارزيابي میزان خرابی در تيرهاي بتنی:

تعمیر و نگهداري سازه هاي بتنی در زمان بهره برداري، عمر سرویس دهی سازه ها را افزايش ميدهد. با شناسايي درست تركها و ترميم اعضاي سازه، از شكست ناگهاني كل سازه پيشگيري خواهد کرد. اين كار براي سازه هاي زيرساختي مهم كه با گسترش شهرها بر شمار آنها افزوده شده است، اهميت بيشتري دارد. به همين دليل مهندسان پژوهشگران همواره به دنبال روشهايي هستند تا بتوانند به آساني وضعيت هر سازه را از ابتداي ساخت تا پايان بهره برداري ارزيابي كنند. روشهاي ارزيابي مخرب هزينه زيادي مي برند و كاربرد آنها در همه جا امكانپذير نيست. روشهاي ارزيابي غيرمخرب مانند پرتوهاي x فراصوتي از روشهاي مخرب بهتر هستند، ولي توانايي ارزيابي كل سازه را ندارند به كمك آنها تنها ميتوان تغيير ويژگيهاي محلي را بررسي كرد. يكي از روشهاي ارزيابي غيرمخرب كه كاربردهاي گستردهاي پيدا كرده، آزمايش ارتعاشي است.

به كمك برسی و تحلیل ارتعاش های سازه ها مي توان ويژگي بسامد، ميرايي شكل مودها را به دست آورده و پيشروي تركها را بررسي کرد. اما اين ويژگيها براي بررسي سازه كافي نيستند. به همين علت روش دیگری با عنوان “عامل هاي مودال يافتني” نیز مورد استفاده قرار می گیرد. در اين روش، با پردازش عاملهاي مودال بنيادي كميتهايي مانند انرژي كرنشي، انحناي شكل مودها ماتريس نرمي را مي يابند.

تا كنون، روشهاي بسياري براي تعيين خسارت با هدف ارزيابي خرابی در تيرهاي بتنی و تقویت آن بر اساس داده هاي مودال پيشنهاد شده اند اما ارائه يك راهكار براي همه سازه ها براي همه موقعيتها مناسب نيست و بايد بتوان با توجه به خطي یا غيرخطي بودن، دامنه زماني يا بسامدي تغييرپذيري يا تغييرناپذيري نسبت به زمان، راهكار مناسب را برگزيد. در واقع همه كميتهاي مودال حساسيت يكساني نسبت به خسارت ندارند. هنگامي كه در سازه بيش از يك ناحيه خسارت باشد، برخي از روشهاي ارزيابي خسارت نميتوانند مكان دقيق خسارت را نشان دهند.

يك روش کارا در ارزيابي خرابی در تيرهاي بتنی و تقویت آن، روشیست که در آن بتواند خسارتي را كه در گامهاي نخست روي داده شناسايي و مكان يابي کرده و برآوردي از گسترش خسارت بدهد و عمر باقيمانده سازه را پيش بيني كند. براي رسيدن به اين هدف بايد روشهاي ارزيابي خسارت بهبود يابند. يكي از روشهاي ارزيابي بررسي تغييرات ماتريس هاي نرمي سازه ها پس از خسارت است. برخي از الگوهاي پيشنهادي بر پايه ماتريس نرمي ابتكاري هستند بدون اثبات رياضي براي گونه ويژه اي از سازه ها پاسخ رضايتبخشي دارند. از اين رو در يك چارچوب رياضي قابل اثبات، خسارتها در تيرهاي بتن مسلح با كمك ماتريس نرمي تجربي ارزيابي می شوند.

به كمك ماتريس نرمي كه از داده هاي تجربي محاسبه ميشود مي توان مكان خسارتها را پيدا كرد . ماتريس نرمي به تغييرات مودها در بسامدهاي پايينتر حساستر است. بنابراين ميتوان در آزمايشگاه با اندازه گيري تعداد محدودي از مودهاي ارتعاشي نخست، ماتريس نرمي را با دقت مناسبي محاسبه كرد.  يكي از روشهای آشکار سازی میزان خسارتها بدون نياز به محاسبات پيچيده در يك چارچوب رياضي بررسي تغييرات بردارهاي Ritz است. بردارهاي Ritz كه با كمك ماتريس نرمي به دست مي آيند و در ديناميك سازه ها برتريهاي نهفته فراواني دارند که از داده هاي مودال بنيادي در آشكارسازي خسارتها كارآيي بهتري دارند. بردارهاي Ritz از حاصل ضرب ماتريس نرمي بردار نيروهاي گسترده وارد بر سازه به دست مي آيند.

چگونگي در نظر گرفتن بردار نيروهاي گسترده در روشهاي آشكارسازي خسارت بسيار با اهميت است. رفتار تيرهاي بتن مسلح خسارت ديده تقويت شده با ورقهاي FRP به كمك داده هاي مودال تجربي قابل بررسي و تغييرات بسامدهاي ويژه نسبتهاي ميرايي، شكل مودهاي تجربي، كرنشهاي مودال، كارمايه كرنشي مودال ماتريس نرمي در تيرهاي بتن مسلح پس از خسارت و تقويت با ورقهاي FRP  قابل حصول می باشد.

تقویت تیرهای ترک خورده:

در ارزيابي خرابی در تيرهاي بتنی و تقویت آن، تیرهای ترک خورده و معیوب پس از ارزیابی میزان آسیب دیدگی، با توجه به میزان کمبود مقاومتی موجود بایستی مورد ترمیم و مقاوم سازی قرار گیرند تا سرویس گیری از آنها امکانپذیر باشد. برای تقویت تیر قبل از مقاوم سازی بایستی ترکها و خرابی های بوجود آمده را ترمیم و برطرف کرد. برای اینکار می توان از روش تزریق رزین اپوکسی به داخل ترک و یا دوخت بتن استفاده کرد. کاری که تزریق رزین اپوکسی انجام می دهد درواقع ایجاد یک پیوند پلیمری بسیار قوی بین جداره های ترک می باشد که باعث می شود تیر ترک خورده بصورت یکپارچه در آمده و ترمیم شود. همچنین روشهای مختلفی برای تقویت سازه وجود دارد که با توجه به شرایط موجود و الزامات قید شده پس از بازطراحی انتخاب و اجرا گردد.

در اکثر اوقات طرح های بهسازی به روش FRP ارائه می گردد. این روش به دلیل کم هزینه بودن و سرعت بالا و راحتی اجرا یکی از روشهای مورد علاقه مهندسان می باشد. نوع الیاف و تعداد لایه های مورد نیاز برای مقاوم سازی مواردیست که پس از بازطراحی حاصل می شود.

روشهای دیگری نیز برای ترمیم و مقاوم سازی تیرها وجود دارد که به نوعی روشهای سنتی محسوب می شوند. از آن جمله می توان به ژاکت فولادی و ژاکت بتنی اشاره کرد که بدلیل نیازمندی به هزینه و زمان زیاد طرفداران محدودی دارند.

در گالری زیر تصاویری از پروژه مقاوم سازی برج عقاب به روش FRP کربن واقع در منطقه ۲۲ تهران را مشاهده می فرمایید:

برای اخذ مشاوره رایگان با ما تماس بگیرید

۰۹۱۲۴۸۷۳۲۲۸

یا با ارسال تصویر به تلگرام زیر ترکهای موجود در سازه های خود را ارزیابی کنید

۰۹۳۷۲۴۹۴۹۳۵