بهینه سازی و مقاوم سازی

امروزه تقویت و بهسازی سازه‌های موجود بخش اعظم فعالیتهای ساختمانی را به ویژه در کشورهای پیشرفته تشکیل می‌دهد. وجود ضعف اولیه در طراحی و اجرا، تغییر کاربری برخی سازه‌ها و افزایش بارهای وارده و همچنین کاهش سطح عملکرد سازه‌های بتن مسلح به علت گذشت زمان و زوال بتن از دلایل نیاز به بهسازی و تقویت سازه‌های بتن مسلح می‌باشند. روشهای مختلفی جهت مقاوم سازی سازه‌های بتن مسلح وجود دارد. یکی از تکنیک‌های مقاوم سازی و بهبود رفتار سازه‌ای از جمله شکل پذیری مقاطع، محصور کردن مقاطع می‌باشد. در مطالعات انجام شده به دو روش، محصور سازی با ورق FRP (فیبرهای پلیمری تقویت شده) (Fiber Reinforced Plastic) و استفاده از خاموت توصیه شده است. تقویت بتن با الیاف پلیمر (FRP) در دهه گذشته به عنوان یک ماده جدید در مهندسی سازه مورد استفاده قرار گرفته است، با توجه به خواص مکانیکی آن، به تازگی در سراسر جهان به رسمیت شناخته شده است. ورق FRP به عنوان تقویت برای افزایش انعطاف پذیری و افزایش ظرفیت مقاومت مقطع در اعضای ساختمانی مورد استفاده قرار گرفته است. در نتیجه، این مواد پتانسیل بسیار زیادی در تبدیل شدن به یک گزینه جذاب برای بتن و حتی پوشش فولاد می‌باشد. این صفحات به روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. بیشتر مطالعات انجام شده بر روی ستون‌های دایره‌ای می‌باشد، ولی در خصوص ستون‌های مربعی و مستطیلی مطالعات کمتری صورت پذیرفته است. به طور کلی اثر محصور شدگی بر نمونه‌های دایره‌ای بیشتر از مربعی و نمونه‌های مربعی بیشتر از مستطیلی می‌باشد ستونهاي بتن آرمه موجود ميبايست به كمك تكنيكهاي بهسازي لرزهاي به منظور اجتناب از خرابي‌هاي شديد در طول زلزله مقاوم سازي شوند. در حالت كلي مقاوم سازي به كمك فولاد به منظور بهبود مقاومت خمشي و برشي يك ستون بتن آرمه استفاده ميشود؛ با اين حال آرماتورهاي فولادي در طول زمان دچار خوردگي شده و نيازمند نگهداري مستمر ميباشند. با آنكه هزينه خريد مصالح فولادي تا حدي كم ميباشد؛ اما نصب و نگهداري منظم آنها نيازمند استفاده از نيروي انساني بوده و بنابراين گران تمام مي‌شود.كامپوزيت‌هاي FRP، مقاومتي در حدود دو برابر فولاد بوده و وزن آنها در مقايسه با فولاد، 20% کمتر مي‌باشد.محصور سازی اجزاء بتن مسلح با پوشش FRP باعث بهبود رفتار منحنی تنش-کرنش بتن و افزایش مقاومت، سختی و تغییر شکل آن می‌گردد، که در نهایت باعث بهبود عملکرد لرزه‌ای سازه خواهد شد. پوشش FRP به منظور محصور کردن ستون‌های RC (Reinforced Concrete) (بتن آرمه) که میلگردهای عرضی موجود در مقطع ناکافی باشد. از FRP در تقویت ستون‌ها، تیرها، دال‌ها، اتصالات، دیوارهای برشی بتنی، دیوارهای آجری، پایه و عرشه پل‌ها و غیره، می‌توان استفاده نمود. تکنیک مقاوم سازی ستون‌های مسلح بتنی با استفاده از کامپوزیت‌های FRP به طور گسترده‌ای به جای پوشش نمودن به وسیله فولاد مورد کاربرد قرار گرفته است. ورق FRP می‌تواند شکل پذیری دیوارهای بنایی را نیز افزایش دهد و آنها را مهار نماید