دانلود پاورپوینت استفاده از کامپوزیت های FRP در ساخت، بهسازی و تقویت سازه ها

‌با توجه به پیشرفت تکنولوژی و کاربرد سازه های بتنی در ساختمان، صنعت ساختمان سازی در حال پیشرفت است. کامپوزیت FRP یکی از نوین ترین مصالح به کار رفته در صنعت ساختمان می باشد که در دهه اخیر پیشرفت چشمگیری پیدا کرده است. به دلیل مقاومت بسیار زیاد کامپوزیت در مقابل خوردگی ایده استفاده از این کامپوزیت به شدت رشد کرده است. الیاف به کار رفته در ساخت میلگردها ار هر سه نوع کربن – شیشه و آرامید هستند. تنس تسلیم میلگردها حداقل 660 و حداکثر 3000 مگاپاسکال است. فروشگاه معماری نوین پروژه تخصصی ترین وب سایت معماری برای شما پاورپوینت استفاده از کامپوزیت های FRP در ساخت، بهسازی و تقویت سازه ها را در 35 اسلاید (قابل ویرایش) برای شما آماده و تدوین کرده اند که به طور کامل با نحوه ی اجرا و مزایای استفاده آن آشنا خواهید شد.

فهرست مطالب:‎

• چکیده
• کامپوزیت چیست؟
• الیاف
• زرین
• میلگردهای FRP
• شکل های مختلف کامپوزیت FRP در مهندسی عمران
• سیستم های تقویت سازه ها با استفاده از کامپوزیت های FRP
• قابلیت های بالقوه FRP درتقویت و ترمیم سازه ها
• مزایای استفاده از ورقه های FRP
• بررسی محدودیت های تقویت خمشی تیرهای بتن آرمه با FRP و ارائه ی راه کارهای پیشنهادی
• دال هاي طره اي تقويت شده با FRP
• خلاصه و نتيجه گيري
• منابع

اجزا تشکیل دهنده کامپوزیت FRP تکنوپل

چکیده:

استفاده از کامپوزیت های FRP در مهندسی عمران در سال های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. وزن سبک، مقاومت زیاد و مقاومت در برابر خوردگی از جمله خواصی است که این نوع مواد را در قالب های گوناگون در امر مهندسی ساختمان مطرح ساخته است.

کامپوزیت چیست:

کامپوزیت ها موادی هستند که از دو قسمت تشکیل یافته اند: قسمت اول از ماده کامپوزیت FRP که قسمت بار بر آن نیز محسوب می شود الیاف است. قسمت دوم که بیشتر نقش نگهداری الیاف را در کنار یکدیگر بر عهده دارد چسب یا رزین نامیده می شود.

1. اجزای میکروسکوپی
2. غیر قابل حل در یکدیگر

کامپوزیت FRP

الیاف:

از موادی کاملا الاستیک –شکننده و بسیار مقاوم ساخته می شود. قطر این الیاف بسته به جنس بین 5 تا 25 میکرون است. الیاف ها امروزه در شکل ها – اندازه ها و جنس های گوناگون موجود است. جنس الیاف می تواند از شیشه – کربن – آرامید یا ونیلن باشد. نام کامپوزیت ساخته شده با هر یک از این مواد با حرف اول نام ماده تشکیل دهنده الیاف شروع می شود که عبارتند از:

• (FRP ای که با الیف کربن ساخته شده است).
• CFRP: که با الیاف شیشه ساخته شده است.
• FRP ) :GFRP ساخته شده است).
• FRP) : AFRP که با الیاف آرامید ساخته شده است).

زرین:

رزین به کار رفته به صورت یک محیط چسباننده برای نگهداری الیاف در کنار مقاوت پایینی که دارد نقش چندان مهمی در خواص مکانیکی کامپوزیت ساخته شده بر عهده ندارد. علاوه بر نگهداری الیاف در کنار هم رزین موجود در کامپوزیت به عنوان عامل محافظت الیاف در برابر عوامل محیطی و همچنین عامل توزیع تنش روی وجه ورقه کامپوزیت نیز عمل می کند.

میلگردهای FRP:

بسیاری از سازه های بتنی مسلح در محیط های خورنده در اثر حمله سولفات ها – کلریدها و انواع مواد خورنده دیگر دچار اسیب های گوناگونی مانند ریزش بتن پوششی و خوردگی آرماتور می شوند. تعمیر و تعویض این سازه های بتنی خسارت دیده در سراسر دنیا هر ساله میلیون ها دلار هزینه در بر دارد برای رفع این مشکل فنون گوناگونی گسترش یافته است با این وجود هر یک از این روش ها موفقیتی نسبی داشته اند. برای رفع کامل این مشکل جایگزینی آرماتور در سازه های بتنی مسلح با یک ماده مقاوم در برابر خوردگی راه حل مناسبی است.

دانلود پاورپوینت استفاده از کامپوزیت‌های FRP در ساخت، بهسازی و تقویت سازه‌ها

پلیمرهای مسلح شده با الیاف یا کامپوزیت‌های FRP (Fiber-Reinforced Polymers)، یکی از نوآورانه‌ترین و پرکاربردترین دسته‌های مصالح در مهندسی سازه معاصر به شمار می‌روند. این مواد پیشرفته که از ترکیب الیاف بسیار مقاوم (مانند کربن، شیشه یا آرامید) در یک بستر پلیمری (رزین) ساخته می‌شوند، به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی چون مقاومت کششی فوق‌العاده بالا، وزن بسیار کم، و مقاومت عالی در برابر خوردگی، به عنوان یک جایگزین یا مکمل قدرتمند برای مصالح سنتی مانند فولاد و بتن مطرح شده‌اند. کاربرد FRPها از تقویت و بهسازی لرزه‌ای ساختمان‌های موجود گرفته تا ساخت پل‌ها و اجزای معماری جدید، افق‌های نوینی را در طراحی سازه‌های بادوام، سبک و کارآمد گشوده است.

مبانی نظری پروژه: اصول مکانیک کامپوزیت‌ها و مهندسی ارزش

درک عملکرد و مزایای FRPها بر پایه دو مبنای نظری استوار است:

1. مکانیک مواد کامپوزیت (Mechanics of Composite Materials): یک ماده کامپوزیت، ماده‌ای است که از ترکیب دو یا چند ماده مجزا با خواص متفاوت به وجود می‌آید و محصول نهایی، خواصی برتر از هر یک از اجزای تشکیل‌دهنده خود را به نمایش می‌گذارد.
   • اصل عملکرد ترکیبی: در کامپوزیت‌های FRP، الیاف (Fibers) به عنوان عنصر اصلی باربر عمل کرده و مقاومت و سختی فوق‌العاده‌ای را (به خصوص در جهت طول خود) فراهم می‌کنند. ماتریکس پلیمری یا رزین (Matrix)، الیاف را در کنار هم نگه داشته، آن‌ها را از آسیب‌های محیطی محافظت کرده و امکان انتقال نیرو بین الیاف را فراهم می‌آورد. این عملکرد ترکیبی، مانند سیستم عملکردی بتن مسلح است که در آن میلگردهای فولادی کشش را تحمل کرده و بتن، فشار را تحمل می‌کند و میلگردها را در بر می‌گیرد.
   • رفتار آنایزوتروپیک (Anisotropic Behavior): برخلاف فولاد که در تمام جهات خواص یکسانی دارد (ایزوتروپیک)، خواص مکانیکی FRPها به شدت به جهت‌گیری الیاف وابسته است. این مواد در راستای الیاف، مقاومت بسیار بالایی دارند اما در جهت عمود بر الیاف، مقاومتشان به مراتب کمتر است. این ویژگی به مهندسان اجازه می‌دهد تا با چینش دقیق الیاف در راستای نیروهای اصلی، یک عضو سازه‌ای بسیار بهینه و هدفمند طراحی کنند.
2. مهندسی ارزش و تحلیل چرخه عمر (Value Engineering & Life Cycle Analysis): اگرچه هزینه اولیه تهیه مصالح FRP ممکن است بالاتر از فولاد باشد، اما ارزیابی آن‌ها بر اساس مهندسی ارزش، مزایای بلندمدتشان را آشکار می‌سازد.
   • کاهش هزینه‌های اجرایی: وزن بسیار کم FRPها (حدود یک‌پنجم وزن فولاد) باعث کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل، نیاز به جرثقیل‌های سنگین و نیروی کار کمتر برای نصب می‌شود.
   • افزایش طول عمر و کاهش هزینه‌های نگهداری: مهم‌ترین مزیت FRP، مقاومت کامل آن در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی است. این ویژگی در محیط‌های خورنده مانند مناطق ساحلی یا سازه‌های در معرض مواد شیمیایی، هزینه‌های تعمیر و نگهداری را در طول عمر سازه به شدت کاهش می‌دهد و دوام آن را افزایش می‌دهد.

انواع الیاف و کاربردهای FRP

بسته به نوع الیاف به کار رفته، سه نوع اصلی FRP وجود دارد:

1. CFRP (Carbon Fiber-Reinforced Polymer): با الیاف کربن. دارای بالاترین مقاومت کششی، سختی و دوام و البته بالاترین قیمت است. به دلیل عملکرد فوق‌العاده، برای تقویت خمشی تیرها، افزایش مقاومت محوری ستون‌ها و در صنایع هوافضا و خودروسازی پیشرفته استفاده می‌شود.
2. GFRP (Glass Fiber-Reinforced Polymer): با الیاف شیشه. رایج‌ترین و اقتصادی‌ترین نوع FRP است. مقاومت خوبی دارد اما سختی آن کمتر از کربن است. میلگردهای GFRP به عنوان جایگزین میلگردهای فولادی در محیط‌های خورنده (مانند اسکله‌ها و عرشه پل‌ها) بسیار پرکاربرد هستند.
3. AFRP (Aramid Fiber-Reinforced Polymer): با الیاف آرامید (مانند کولار). این نوع FRP مقاومت بسیار بالایی در برابر ضربه و انفجار دارد و برای مقاوم‌سازی سازه‌های در معرض بارهای دینامیکی و انفجاری به کار می‌رود.

کاربردها در صنعت ساختمان:

• بهسازی و تقویت سازه‌های موجود (Retrofitting): این گسترده‌ترین کاربرد FRPهاست.
  • تقویت خمشی: چسباندن ورق‌ها یا لمینیت‌های CFRP به وجه کششی تیرها و دال‌های بتنی، ظرفیت باربری آن‌ها را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
  • دورپیچ کردن ستون‌ها (Confinement): پیچیدن نوارهای CFRP یا GFRP به دور ستون‌های بتنی (دایره‌ای یا مستطیلی)، شکل‌پذیری و مقاومت فشاری آن‌ها را به شدت افزایش داده و عملکرد لرزه‌ای سازه را بهبود می‌بخشد.
  • تقویت برشی: نصب نوارهای FRP به صورت U شکل در اطراف تیرها، مقاومت برشی آن‌ها را افزایش می‌دهد.
• ساخت اعضای سازه‌ای جدید:
  • میلگردهای FRP: جایگزینی کامل میلگردهای فولادی در سازه‌های بتنی که در معرض خوردگی شدید قرار دارند.
  • پروفیل‌های سازه‌ای FRP: ساخت تیرها، ستون‌ها و خرپاهای کامل از پروفیل‌های FRP که برای ساخت پل‌های عابر پیاده، سازه‌های دریایی و ساختمان‌های موقت به کار می‌روند.
  • پانل‌های پیش‌ساخته: استفاده از پانل‌های ساندویچی GFRP برای نما، دیوار و سقف که همزمان نقش سازه‌ای، عایق و پوشش نهایی را ایفا می‌کنند.
• کاربردهای معماری:
  • نماهای پیچیده و فرم آزاد: به دلیل سبکی و شکل‌پذیری، از کامپوزیت‌ها می‌توان برای ساخت پوسته‌های نما با فرم‌های پیچیده و ارگانیک استفاده کرد که ساخت آن‌ها با مصالح دیگر دشوار یا غیرممکن است. (مانند برخی آثار زاها حدید)

روش‌های اجرا: متداول‌ترین روش برای تقویت سازه‌ها، سیستم “چسباندن مرطوب” (Wet Layup) است. در این روش، ابتدا سطح بتن آماده‌سازی شده، سپس یک لایه رزین اپوکسی روی آن اعمال می‌شود. در ادامه، پارچه‌های خشک FRP روی سطح قرار گرفته و با لایه دیگری از رزین اشباع می‌شوند. این فرآیند تا رسیدن به ضخامت مورد نظر تکرار می‌شود.

نتیجه‌گیری

کامپوزیت‌های FRP دیگر یک ماده آزمایشگاهی و عجیب نیستند، بلکه به یک ابزار استاندارد و کارآمد در جعبه ابزار مهندسان سازه تبدیل شده‌اند. این مواد با ارائه ترکیبی بی‌نظیر از سبکی، مقاومت و دوام، به ما این امکان را می‌دهند که عمر سازه‌های حیاتی موجود را افزایش دهیم، آن‌ها را در برابر زلزله ایمن‌تر کنیم، و سازه‌های جدیدی بسازیم که سبک‌تر، بادوام‌تر و از نظر معماری جسورانه‌تر باشند. با ادامه تحقیقات و کاهش هزینه‌های تولید، نقش این مواد پیشرفته در شکل دادن به آینده محیط ساخته شده، روز به روز پررنگ‌تر خواهد شد.

فروشگاه معماری نوین پروژه تخصصی ترین وب سایت معماری آماده ارائه خدمات در حوزه پروژه معماری، پاورپوینت معماری (تمامی دروس معماری)، رساله های معماری، فیلم آموزشی معماری و … می باشد تا دانشجویان رشته معماری را همراهی و راهنمایی کنند.