بسیاری از سازه های بتن‌آرمه یا به اصطلاح بتنی به دلایل مختلفی از جمله خطاهای حین طراحی و یا ساخت،

تغییر کاربری سازه و از دست رفتن بخشی از ظرفیت سازه به علت خوردگی میلگردهای فولادی نیاز به مقاوم سازی،

ترمیم، تقویت و بهسازی پیدا می‌کنند. یافتن راه حل مناسبی جهت مقاوم سازی سازه های بتنی و ارتقای

ظرفیت باربری چنین سازه‌ هایی همواره دغدغه‌ طراحان و مجریان سازه‌ها بوده است.

دلایل مقاوم سازی سازه های بتنی

سازه های بتنی به عنوان بخش گسترده ای از سازه ها چنانچه بر حسب محاسبات دقیق و روابط شکل پذیری طراحی و اجرا شوند ساختمان های بسیار مطلوبی خواهند بود اما کیفیت ساخت در برخی سازه ها به دلایل مختلف بسیار نامطلوب است.

کیفیت بد بتن، آرماتور گذاری نامناسب، اجرای بد بتن ریزی، مصالح نامرغوب، خطاهای طراحی، خطاهای اجرایی، افزایش بار سازه، تاثیر شرایط محیطی مخرب و خطر زلزله در اکثر نقاط کشور ایران از جمله عواملی هستند که باعث ضعف سازه های بتنی می شوند.

جهت بررسی مقاوم سازی سازه های بتنی، بدون تردید شناسایی گونه‌های مختلف خسارت در ساختمان های بتنی امری مهم و اجتناب ناپذیر می‌باشد. بنابراین انواع مختلف ضعف‌های سازه های بتنی به شرح زیر می‌باشد:

• ضعف های سازه های بتنی
• ایجاد ترک های مورب در هسته بتن
• ورقه ورقه شدگی هسته مرکزی بتن دراکثر ترکهای مورب رفت و برگشتی ناشی از زلزله
• جدا شدگی پوشش بتن
• کنده شدن تنگها و خاموتها و خارج شدن از محل های خود
• شکست برشی المان‌های کوتاه یا اعضایی که به اطراف متصل شده اند و طول موثر آزاد آنها کم است.
• پدیده کمانش در آرماتورهای طولی
• خارج شدن میلگردها از محل‌های اولیه و در رفتن به نواحی تنش های متناوب زیاد
• گسیخته شدگی دال ها بتن آرمه در کناره های غیر ممتد
• ترک های مورب در دیوار برشی، بخصوصبه صورت متمرکز در اطراف بازشوها
• ایجاد ترک برشی در محل گره ها و محل اتصال تیر ستون

بتن مصالح ساختمانی با مقاومت فشاری نسبتا خوب و مقاومت کششی پایین است و در صورتی که عضو بتنی بدون میلگرد در نظر گرفته شود با اعمال بار در عضو ترک خوردگی ایجاد شده و این ترک خوردگی تا تخریب نهایی عضو پیش می رود (گسیختگی بتن تنها به صورت ترد و ناگهانی می باشد). در بتن مسلح با استفاده از آرماتورهای تقویت کششی این مشکل بر طرف می‌گردد. این مسئله از جمله نقاط ضعف سازه های بتنی مسلح و پیچیدگی آن در امر تقویت سازه های بتنی، ترمیم و مقاوم سازی آن می باشد. ارزیابی و انتخاب مصالح تعمیری موجود مرحله دشواری در تعمیر بتن و بازسازی بتن می باشد ضرورت تعداد بیشمار مصالح تعمیری و تقویتی جدید در سال‌های اخیر، باعث توسعه روشهای مختلف مقاوم سازی سازه های بتنی شده است می‌باشد

یکی از ایده های ابتدایی و تکنیک‌های مرسوم بهسازی و مقاوم سازی سازه های بتنی و تقویت سازه‌ها، شکافتن پوشش بتنی عضو سازه ای و قرار دادن میلگردهای فولادی اضافی در المان و سپس پوشاندن آن قسمت به وسیله‌ چسب‌ها و رزین های پر مقاومت بوده است. این ایده علی رغم آنکه ظرفیت سازه را مقداری بهبود می‌بخشد لیکن هم چنان مشکل خوردگی میلگردهای فولادی را بی پاسخ می‌گذارد؛ تکنیک دیگری که برای تقویت سازه های بتنی مورد استفاده قرار می‌گیرد، بکارگیری ورق های فولادی یا تکنیک ژاکت فولادی هست که در آن ورقهای فولادی از بیرون به اجزاء بتنی چسبانده می‌گردد. روش اتصال ورق فولادی، روشی ساده و اقتصادی است؛ اما از جهات زیر مسئله‌ ساز است:

• وزن بالای ورق های فولادی و مشکلات ساخت این اجزاء
• دسترسی سخت به اجزاء و نیاز داشتن داربست
• ضعف ایجاد شده در چسبندگی بین فولاد و بتن که ناشی از خوردگی فولاد می‌باشد
• داشتن محدودیت طولی در انتقال ورقهای فولادی به کارگاه با توجه به این نکته که در پروژه های مقاوم سازی سازه های بتنی، طولهای تیر عموماً بلند می‌باشند.

روش سنتی دیگر در مقاوم ‌سازی سازه های بتنی، استفاده از ژاکت های بتنی یا پوشش‌هایی از نوع بتن‌آرمه، می‌باشد. استفاده از این روش سبب افزایش سختی و شکل ‌پذیری و در مجموع تقویت سازه های بتنی می‌باشد؛ از ضعف های این روش افزایش ابعاد مقاطع و بار مرده سازه بتنی می‌باشد. استفاده از این روش همچنین نیازمند تخلیه ساختمان و تخریبهای زیاد سازه بتنی است و باعث افزایش نامطلوب سختی اعضای بتنی می‌گردد.

با توجه به موارد اشاره شده، در امر مقاوم سازی سازه های بتنی نیاز به مصالحی احساس می‌شود که علاوه بر افزایش مناسب ظرفیت سازه بتواند در مقابل شرایط محیطی نامساعد نیز دوام خوبی را برای بتن از خود نشان دهد. گسترش تکنولوژی های جدید علم مواد و پلیمرها با مشخصات مکانیکی مختلف، جامعه مهندسی را برآن داشته تا از قابلیت‌ها و کاربردهای متنوع محصولات پلیمری و کامپوزیتی استفاده نموده و جایگزینی آنها را با مصالح و مواد سنتی اجتناب ناپذیر ساخته است. با ورود پلیمرهای مسلح شده با الیاف FRP به صنعت ساختمان، به عنوان یکی از جالب‌ترین و نوید بخش ترین فناوری‌ها، بسیاری از مشکلات فراروی فعالان امر بهسازی مقاوم سازی سازه های بتنی برطرف شد و روش‌های نوینی در زمینه‌ تقویت و ترمیم سازه‌ های بتنی پدیدار گشت. در این روش‌ها از اشکال مختلف مصالح FRP نظیر الیاف، ورقه و آرماتور به منظور بهبود ظرفیت باربری، ترمیم، تقویت و مقاوم سازی سازه‌ ها بتنی استفاده می‌گردد.

همانگونه که اشاره شد، مصالح کامپوزیتی FRP، کاربردهای فرآوانی را برای مقاوم ‌سازی سازه های بتنی به ‌خود اختصاص داده است. FRP ماده کامپوزیتی با مقاومت کششی بالاست که با رزین آغشته می‌گردد و بدلیل مقاومت کششی بالا، وزن پایین و دوام مناسب (در مقابل خوردگی و شرایط محیطی سخت) دارای کاربرد گسترده‌ای در مقاوم سازی سازه های بتنی در مقابل نیروی زلزله است. از این رو استفاده از ورق FRP در سال های اخیر، گزینه مناسبی جهت تقویت و مقاوم سازی ساختمان های بتنی بوده است. سهولت استفاده، عدم نیاز به نیروی کار ماهر، سبکی و مقاومت کم، FRP را راهکار مناسبی جهت ترمیم سازه های بتنی، تقویت و مقاوم سازی بدون بر هم زدن عملکرد عادی فضا ساخته، به همین دلیل این مصالح مورد توجه معماران به ویژه در ترمیم سازه ها و بهسازی و تقویت سازه های بتنی و  بناهای قدیمی قرار گرفته است. روش تسلیح خارجی با مصالح FRP و روش‌های خانواده‌ آن، رایج‌ترین روش‌ها در تقویت سازه های بتنی می‌باشند. با این حال این روش‌ها با چالش‌هایی جدی نظیر جداشدگی زودرس عامل تقویت کننده و آسیب‌پذیری سازه بتنی در مقابل شرایط نامساعد محیطی نظیر تغییرات شدید دمایی، ضربه، آتش‌سوزی و خرابکاری مواجه می‌باشند.

تقویت سازه ‌های بتنی با مواد FRP

در دهه 80 میلادی سیستم های پلیمر مسلح شده با الیاف Fibre Reinforced Polymers به نام اختصاری FRP در دنیا lعرفی شدند که به دلیل داشتن دو جزء اصلی شامل الیاف و ماده چسباننده آن ها به یکدیگر به عنوان نوعی ماده مرکب یا کامپوزیت به شمار می رود. در کامپوزیت ها مشخصات شیمیایی و فیزیکی هر کدام از اجزای متشکله به تنهایی محفوظ است، اما در کنار یکدیگر تشکیل ماده ای جدید با خصوصیات فیزیکی و رفتار مکانیکی تازه ای را می دهند که کاربردهای ویژه دارند.

در کامپوزیت های FRP مشخصات فیزکی جدید، سبکی وزن، نازک بودن، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت کششی بالا و چندین برابر فولاد و ضریب ارتجاعی مناسب که تقریبا در حدود فولاد است، کاربردهای آن ها را در مقاوم سازی و بازسازی سازهای بتنی، فولادی و بنایی بسیار فراگیر و گسترده کرده است.

مزایای کامپوزیت های پلیمری FRP :

• وزن کم
• انعطاف پذیری بالا
• سهولت در حمل و نصب
• عدم نیاز به سیستم های محافظ در برابر خوردگی
• برشکاری در قطعات دلخواه
• نسبت بالای مقاومت به وزن
• مقاومت و سختی بالا
• امکان تقویت به دو صورت داخلی و خارجی

 معایب کامپوزیت پلیمری FRP :

• آسیب پذیری در مقابل اتش سوزی
• کم تجربگی مشاوران و پیمانکاران
• عدم امکان استفاده از ورق های FRP در سطوح ناصاف
• افزایش وقوع شکست ترد با مصرف این گونه کامپوزیت ها

کامپوزیت ها می توانند به صورت ورقه هایی با جنس های مختلف باشند که به دسته های CFRP، GFRP و AFRP تقسیم بندی می شوند که اولی از جنس کربن، دومی از جنس شیشه و سومی نیز از جنس آرامید می باشد.

الیاف FRP را می‌توان جایگزین ورق های فولادی کرد. مصالح FRP  برخلاف فولاد، زوال الکتروشیمیایی نداشته و در مقابل خوردگی ناشی از اسیدها، بازها و نمک‌ها در دماهای مختلف مقاومت بالایی دارند. این مزیت سبب کاهش هزینه در نصب پوشش های حفاظت از خوردگی ‌باشد. همچنین آماده سازی سطوح بتن قبل از نصب مصالح و ورقه های FRP، سهل‌تر از ورق‌های فولادی است.

از الیاف FRP به منظور افزایش ماکزیمم بازدهی و کارایی می‌توان در شکل های مشخص و در نسبت ها و جهات مختلف درون رزین استفاده کرد. سیستم‌های FRP بسیار سبکتر از صفحات فولادی بوده و در عوض مقاومت و سختی بالایی در جهت الیاف دارند. وزن سبک FRP سبب می شود حمل و نقل آنها راحت تر بوده و به داربست کمتری جهت اجرای آن نیاز باشد. سیستم‌های FRP در محل‌هایی که دسترسی محدودی دارند، بسیار گزینه کاربردی می‌باشند و پس از نصب، بار اضافی به سازه بتنی تقویت شده تحمیل نمی‌کنند.

جدول1- چگالی مواد FRP رایج بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب

ضریب انبساط حرارتی

ضریب انبساط حرارتی مواد FRP تک جهتی در جهت طولی و عمود بر آن متفاوت است و به نوع الیاف، رزین و مقدار الیاف به کار رفته بستگی دارد. جدول زیر ضریب های طولی و عرضی انبساط حرارتی برای مواد FRP تک جهتی رایج را نشان می دهد.

جدول2- ضریب انبساط حرارتی مواد FRP

مشخصات مکانیکی مواد مرکب FRP

تاکنون از هر سه نوع FRP یعنی GFRP، CFRP و AFRP برای مقاصد عملی مقاوم سازی استفاده شده است. جدول زیر مشخصات بدست آمده از مصالح FRP با الیاف یک جهتی یا خطی را نشان می دهد. باید یادآور شد که این ارقام و محدوده ها برای مصالح معمولی و متداول FRP تهیه شده است و ممکن است محصولی خاص در شرایطی خاص، مشخصات دیگری را از خود بروز دهد. همچنین وقتی الیاف دو یا سه جهتی باشند، مشخصات FRP با آنچه ذکر شده، متفاوت خواهد بود.

جدول3- مشخصات مصالح FRP با الیاف خطی

دو روش متداول برای استفاده از FRP در مقاوم سازی سازه های بتن مسلح وجود دارد. روش اول چسباندن تر است. در این روش در محل اجرا از رزین برای آغشته سازی الیاف به هم بافته نشده یا الیاف در یک جهت نگه داشته شده استفاده می شود.

روش دوم استفاده از مصالح FRP پیش ساخته است. مصالح پیش ساخته FRP را می توان به اشکال متفاوتی تولید کرد که هم مناسب برای مقاوم سازی تیرها در برابر خمش باشند و هم به شکل صفحاتی باشند که بتوان از آن ها برای دور پیچ کردن ستون ها استفاده کرد. مصالح FRP به طور معمول به صورت بسته بندی شده و همراه با دستورالعمل استفاده عرضه می شود. از جمله خصوصیات فیزیکی این گونه مصالح می توان به موارد زیر اشاره کرد که به صورت ازمایشگاهی نیز اثبات شده اند.

الیاف FRP را می‌توان دور ستون های بتنی به منظور افزایش ظرفیت و شکل ‌پذیری پیچاند؛ این امر سبب تغییر در سختی نمی‌شود. در استفاده از مصالح FRP باید دقت شود که درجه مقاوم‌ سازی یا نسبت مقاومت المان مقاوم سازی شده بتنی به مقاومت عضو مقاوم سازی نشده محدود گردد تا تعادل سازه بتنی در حوادثی شبیه حریق و آتش ‌سوزی و نیز دست کاری و خرابک اری عضو مقاوم سازی شده، حفظ گردد.

مدفون ساختن عامل تقویت کننده در پوشش عضو بتنی در تکنیک نصب در نزدیک سطح (NSM)، در زمینه‌ برطرف کردن این مشکلات توفیق بیش‌تری دارد. هم چنین در روش NSM می‌توان از نوارها، آرماتورهای FRP و نیز میله های دست ساز MM FRP به عنوان عامل تقویت سازه های بتنی استفاده نمود. میله هایMM FRP از پیچاندن ورقه های FRP حول یک هسته‌ تولید می‌شوند. مزیت کلیدی این نوع میله‌ها امکان تعبیه‌ سیستم مهاری بر روی آن‌ها می‌باشد که عملکرد پیوستگی آن‌ها را بهبود می‌بخشد و در رفتارکلی تقویت سازه های بتنی تاثیر می‌گذارد.

روش های طراحی

برای طراحی سازه های بتن آرمه، سه روش کاربرد بیشتری دارند که عبارتنداز :

• روش تنش مجاز
• روش مقاومت نهایی
• روش طراحی بر مبنای حالات حدی

روش تنش مجاز :

این روش که پیش از این، روش تنش بهره برداری یا روش تنش باز نامیده می شد و اکنون با نام روش دیگر طراحی آیین نامه شناخته می شود، اولین روشی است که به صورت مدون برای طراحی سازه های بتن آرمه به کار گرفته شد. در این روش، یک عضو سازه ای به نحوی طراحی می شود که تنش های ناشی از بارهای بهره برداری (سرویس)، که به کمک نظریه های خطی مکانیک جامدات محاسبه می شوند، از مقادیر مجاز تنش های تجاوز نکنند.

روش مقاومت نهایی :

روش مقاومت نهایی، که در آیین نامه ACI به روش طراحی بر مبنای مقاومت موسوم است، حاصل پژوهش گسترده روی رفتار غیرخطی بتن و تحلیل عمیق مسئله ایمنی در سازه های بتن آرمه است.

روند طراحی را در این روش می توان به صورت زیر خلاصه کرد :

بار بهره برداری به وسیله ضریبی موسوم به ضریب بار افزایش داده می شود. بار حاصل را در اصطلاح، بار ضریب دار یا بار نهایی می نامند.

 روش طراحی بر مبنای حالات حدی :

به منظور تکامل روش مقاومت نهایی، به ویژه از نظر نحوه منظور کردن ایمنی، روش طراحی بر مبنای حالات حدی ابداع شد.

آنچه به طور خلاصه در مورد روش طراحی بر مبنای حالت های حدی می توان گفت این است که این روش از نظر اصول محاسبات، مشابه روش مقاومت نهایی است، تفاوت عمده آن با این روش در نحوه منطقی تر ارزیابی ظرفیت باربری و احتمال ایمنی اعضاست. اعضا و سازه های بتن آرمه باید با توجه به سه حالت حدی زیر آنالیز و طراحی شوند :

• حالت حدی نهایی که مربوط به ظرفیت باربری می شود (مانند مقاومت و پایداری)
• حالت حدی تغییر شکل (مانند تغییر مکان و ارتعاش اعضا)
• حالت حدی ترک خوردگی یا باز شدن ترک ها
• به حالت تغییر شکل و ترک خوردگی یا باز شدن ترک ها، به طور معمول حالت های حدی بهره برداری گفته می شود.

محدودیت های مقاوم سازی با مصالح FRP در حالت مقاومت نهایی :

توصیه های طراحی در آیین نامه ACI بر اساس اصول حالت مقاومت نهایی پایه گذاری شده است. این روش بر اساس درجه ایمنی است و بر خلاف دو حالت دیگر طراحی (حالت حدی سرویس که بر اساس تغییر شکل زیاد و ترک خوردگی است و حالت نهایی که بر اساس شکست، گسیختگی تنش و خستگی است) می باشد.

گسیختگی :

ملاحظات دقیق و معقولی باید برای تعیین محدودیت های مقاوم سازی اختصاص داده شود. این محدودیت ها به دلیل تضمین عدم فروریختن سازه و وقوع دیگر گسیختگی های سیستم FRP، ناشی از آتش سوزی، خرابکاری یا دلایل دیگر است. به این منظور توصیه می شود که باید اعضای سازه ای مقاوم سازی نشده، بدون نصب تقویت کننده های FRP، ظرفیت تحمل کافی برای مقاومت در برابر مقدار مشخص از بار را داشته باشند.

بر اساس این ایده، در حوادثی که خرابی در سیستم FRP منجر می شود، سازه هنوز قادر به مقاومت مناسبی در برابر بارها بدون این که دچار تخریب شود، خواهد بود.

توصیه لازم برای کافی بودن مقاومت موجود سازه برای تحمل بار در رابطه زیر آورده شده است:

در این رابطه φ ضریب کاهش ظرفیت و Rn مقاومت مقطع است.

ضریب کاهش مقاومت اسمی

تحمل سازه در برابر آتش :

میزان مقاوم سازی سازه به وسیله سیستم های FRP چسبیده به صورت خارجی، اغلب توسط آیین نامه های مربوط به آتش سوزی محدود می شود. رزین های پلیمری، یکپارچگی و استحکام سازه ای خود را در درجه حرارت های محدوده 60 تا 80 درجه سلسیوس از دست خواهند دادو اگرچه سیستم FRP خود به تنهایی مقاومت کمی در برابر اتش سوزی دارد، اما با ترکیب با عضو بتنی موجود، سبب مقاومت کافی عضو بتنی در برابر حریق می گردد.

ظرفیت کلی سازه :

سیستم های FRP برای مقاوم سازی اعضا به صورت خمشی و برشی و … موثرند، با این حال ممکن است در سایر حالت های گسیختگی مانند برش سوراخ کننده و ظرفیت باربری پی ها تاثیری نداشته باشند. بنابراین مهم است که مطمئن شویم همه اعضای سازه می توانند افزایش بارهای وارد بر اعضای تقویت شده را تحمل کنند. به علاوه، باید انالیزی بر روی اعضای مقاوم سازی شده با سیستم FRP برای بررسی بیشتر بودن احتمال وقوع گسیختگی خمشی به گسیختگی برشی صورت گیرد.

مقاومت کششی نهایی طراحی باید با تعیین ضریب کاهش وابسته به شرایط، از جدول زیر به دست آید. این جدول بر اساس نوع الیاف و شرایط محیطی تنظیم شده است.

ضرایب کاهش محیطی

محدودیت های مقاوم سازی با مصالح FRP در حالت حدی :

فلسفه طراحی در آیین نامه BS :

توصیه های طراحی در آیین نامه BS بر اساس اصول حالت حدی پایه گذاری شده است. منظور از طراحی حالت حدی، دستیابی به عملکرد قابل قبول از سازه مقاوم سازی شده در طول عمر کاربری است، به عبارتی سازه باید به گونه ای کنترل شود که در طول عمر خود به حالت حدی نرسد تا موجب عملکرد نامناسب نشود.

طراحی سیستم های مقاوم سازی FRP، بر حالت حد نهایی مقاومت متمرکز می شود. این حالت شامل کنترل خمش، برش و فشار، شکل پذیری و همچنین کنترل جدا شدن صفحه FRP است. از آنجایی که مقاوم سازی خمش، سختی عضو و به دنبال آن احتمال خطر گسیختگی تر را افزایش می دهد، باید شکل پذیری اعضای خمشی کنترل شود.

رابطه های ارائه شده برای طراحی سیستم های مقاوم سازی FRP بر اساس فرض رابطه سهموی برای بتن فشاری و رابطه دو خطی الاستیک و پلاستیک برای آرماتور فولادی است. بر خلاف آرماتورهای فولادی، همه FRP دارای یک رفتار الاستیک خطی تا لحظه شکست بدون هیچ ناحیه پلاستیکی می باشد.

بررسی خمش در تیرهای بتن آرمه :

وقتی یک تیر بتن آرمه تحت خمش قرار می گیرد، نمودار لنگر – انحناء آن مطابق شکل زیر می باشد.

حال اگر منحنی بار – تغییر مکان را برای تیر تقویت شده با FRP با تیر تقویت نشده مقایسه کنیم، به نتایج مهمی خواهیم رسید.

بررسی معایب مقاوم سازی خمشی تیرها با کامپوزیت FRP :

به دلیل برخی خواص رفتاری مواد کامپوزیتیFRP، مودهای گسیختگی یک عضو بتن آرمه تقویت شده در خمش به وسیله FRP به حالت های زیر تقسیم می شود :

• شکست در اثر گسیختگی FRP در اثر کشش ناشی از خمش
• شکست در اثر خرد شدن بتن فشاری تیر در اثر فشار ناشی از خمش در وجه بالایی تیر
• شکست برشی
• جدا شدن پوشش بتن
• جدا شدن انتهای لایه مقاوم کننده چسبانده شده از بتن
• از بین رفتن چسبندگی در سطح تماس FRP

مود های گسیختگی تیر بتنی تقویت شده با ورق FRP

بررسی خمش در دال های بتن آرمه :

دال ها متداول ترین نوع پوشش کف را در سازه های بتن آرمه تشکیل می دهند. دال ها با توجه به رفتار خمشی به دو دسته دال های یکطرفه و دوطرفه تقسیم می گردند و از نظر ساخت به دال های تیر و دال و تخت و قارچی و مجوف و انواع دیگر اجرا می گردند. در حالی که تحقیقات موجود در زمینه مقاوم سازی خمشی تیرها در بسیاری موارد در مورد دال ها هم قابل استفاده است، اما این دو بحث تفاوت هایی با هم دارند. در هر صورت، اساس مقاوم سازی خمشی در دال ها بر استفاده از مصالح مرکب FRP و چسباندن نوارها یا صفحات FRP بر روی سطوح تحت کشش استوار است.

تقویت دال در جهت اصلی

بررسی برش در تیرهای بتن آرمه :

برای درک بهتر نحوه انتقال بار در مقاطع تحت برش، پدیده ترک خوردگی، نوع گسیختگی و نقش آرماتورهای برشی و چگونگی مقاوم سازی برشی تیرها، بررسی رفتار تیرهای بتنی تحت برش در مراحل مختلف بارگذاری ضروری است.

رفتار برشی تیرها

شکست های برشی و خمشی، دو حالت عمده شکست در تیرهای معمولی بتن مسلح هستند.

افزایش مقاومت برشی تیرها به روش چسباندن صفحات FRP، احتمال گسیختگی خمشی را نسبت به گسیختگی برشی بیشتر کرده و در نتیجه عضو سازه ایف شکل پذیرتر می شود.

طرح های مختلفی برای استفاده از مصالح FRP در مقاوم سازی برشی پیشنهاد شده است. این طرح ها شامل چسباندن FRP به سطوح جانبی تیر، استفاده از پوشش U شکل برای سطوح جانبی و سطح زیرین تیر و نیز دورپیچ کردن مقطع با استفاده ار الیاف و نوارهای FRP است.

بررسی رفتار ستون های بتن آرمه :

به طور کلی هر عضوی که تحت بار محوری فشاری یا کششی قرار داشته باشد، یک عضو محوری نامیده می شود. این نامگذاری شامل اعضایی که به طور هم زمان تحت خمش قرار دارد نیز می شود. متدال ترین روشمقاوم سازی ستون ها با FRP، دورپیچ کردن سطح خارجی ان ها با نوارهای FRP است. اساس این مقاوم سازی که در واقع محصور کردن ستون و ایجاد فشار جانبی بر بتن آن است، بر این اصل استوار است که وجود فشار محیطی بر روی یک المان بتنی، سبب افزایش مقاومت فشاری و شکل پذیری آن می شود. روش های مقاوم سازی را می توان به سه گروه عمده تقسیم بندی کرد :

1. دورپیچ کردن مقطع ستون
2. پیچیدن مارپیچی
3. پوشاندن با پوسته های پیش ساخته

حالت های مختلف مقاوم سازی ستون

بهسازی با استفاده ازمهاربندهای فولادی

اضافه نمودن مهاربندی های فولادی به سازه بتنی، افزایش سختی، کاهش نیاز شکل پذیری و افزایش مقاومت برشی سیستم را به همراه خواهد داشت ضمن آنکه افزایش ناچیزی را در وزن سازه موجب می شود. عموما استفاده از سیستم های مهاربندی واگرا (EBF) در ساختمان های بتنی به دلیل پر هزینه بودن و مشکلات موجود در اجرا و تامین جزییات تیر پیوند مرسوم نمی باشد. اما انواع سیستم های مهاربندی همگرا می تواند در این نوع بهسازی مورد توجه قرار می گیرد.

بهسازی با استفاده ازمیان قاب های صفحه ای بتنی یا بنایی

افزایش مقاومت و سختی سیستم و همچنین کاهش نیاز شکل پذیری اعضا و اجزای سازه را می توان با اضافه نمودن میان قاب های صفحه ای بتن مسلح و یا دیوارهای آجری ایجاد نمود که یکی از رایج ترین روش ها در سازه های بتنی است. دیوارهای اضافه شده می توانند به صورت دیوار های برشی جدید که در محل اجرا شده و یا دیوارهای بنایی شاتکریت شده باشند.

در بهسازی سازه ها با استفاده از این روش باید به این موضوع توجه نمود که آیا قاب بتنی موجود می تواند به عنوان قسمتی از سیستم مرکب باشد یا خیر. به عبارت دیگر باید کفایت باربری ستون های موجود سازه در صورتی که به عنوان اعضا و اجزای مرزی دیوارهای برشی عمل نمایند مورد کنترل قرار می گیرد.در صورت عدم کفایت مقاومتی ستون های سازه می توان دیوار برشی را به صورت کامل به همراه اعضا و اجزا مرزی و به صورت مجزا از قاب بتنی موجود احداث نمود و یا با تقویت ستون های سازه دیوار بتنی را به این اعضا متصل نمود. مزیت حالت دوم استفاده از بار محوری فشاری ستون های موجود در کاهش بار برکنش اعمالی ناشی از زلزله می باشد.

افزودن میانقاب بتنی به سازه بتنی

اضافه کردن قاب های خمشی

قاب هاي خمشي در صورت ارضاي ضوابط تعيين شده ، داراي شكل پذيري و اتلاف انرژي بسيار بالايي مي باشند . به علت سختي كم پاسخ اين سيستم به نيروهاي جانبي باتغيير شكل هاي فزاينده همراه است كه براي اجزاي غير سازه اي مشكلاتي را بوجود مي آورد و همچنين با افزايش تغييرشكل هاي ثانويه حتي به ناپايداري كلي سازه منجر مي شود.

اين سيستم ها با توجه به سختي كمتر و نرم بودن ، پس از خرابي سيستمهاي سخت، مي توانند نيرو جذب كنند و در صورت پاسخگو نبودن سيستم مقاوم اصلي، از خرابي سازه جلوگيري نمايند.

لازم به ذكر است قابهاي اضافه شده مي توانند بصورت خارجي نيز باشند

بهسازي با اضافه كردن قاب خمشي در خارج از ساختمان

منبع : شرکت مقاوم سازی افزیر

با توجه به لرزه‌خیز بودن مناطق مختلف ایران و قرارگیری کشور ایران بر روی کمربندهای

مهم لرزه‌ای جهان و وقوع زمین‌لرزه‌های کوچک و بزرگ زیاد در اقصی نقاط کشور اهمیت 

بهسازی و تقویت سازه‌های موجود در برابر زلزله‌ها بخصوص تقویت و بهسازی سازه‌ها و

همچنین سازه‌های آسیب‌دیده پس از وقوع زلزله به دلیل آسیب‌ها و خساراتی که در سازه‌ها

ایجاد می‌شود شامل :

• خسارات سازه‌ای در سازه‌های بتنی

اعم از :

1. ایجاد ترک‌ها
2. از بین رفتن پوشش بتن
3. کمانش آرماتورهای اصلی
4. شکست‌ها
5. خستگی در اعضا
6. ایجاد تنش‌های پسماند
7. تغییر شکل اعضا تحت اثر نیروی وارده بیش از تنش تسلیم
8. تخریب کلی اعضا

• خسارات غیر سازه‌ای

سازه زمانی که تحت اثر نیروی زلزله بخصوص زلزله‌های بزرگ با PGA  های بالا قرار می‌گیرد، مقاومت

و توان تحمل نیروهایی که برای آن طراحی شده است را ندارد. در اثر آسیب‌های ایجادشده و تنش‌های وارده

ظرفیت باربری اولیه و طراحی خود را تا حد قابل‌توجهی از دست می‌دهد و این امر خود عامل اصلی تخریب

سازه‌ها و مرگ میرهای زیاد در زمان پس‌لرزه‌های قوی در مناطق زلزله‌زده می‌باشد.

با تقویت و بهسازی سازه‌ها پس از وقوع زلزله می‌توان ظرفیت باربری آن سازه‌ها را افزایش قابل‌توجهی داد و

با اعتماد از آن‌ها بهره‌برداری کرد و ضریب اطمینان بالاتری جهت زلزله‌های بعدی که احتمال وقوع آن‌ها وجود

دارد به دست می‌دهد.

این روش‌ها باعث افزایش باربری جانبی، افزایش شکل‌پذیری سازه، افزایش پریود و زمان تناوب سازه و همچنین

کاهش نیروهای وارده به سازه تحت اثر زلزله (مانند برش پایه اعمالی به سازه) می‌شوند که بسته به نوع و

روش مقاوم‌ سازی یکی از این نتایج از آن حاصل می‌شود.

سازه‌های بتن آرمه که امروزه استفاده و کاربردهای فراوان و فراگیر در سراسر جهان مانند کشور ما دارند

در موارد زیادی اعم از سازه‌های ساختمانی و غیر ساختمانی مانند ساختمان‌های مسکونی، پل‌ها، مخازن،

سیلوها، دیوارهای حایل، جداره تونل‌ها، سدهای بتنی، تاورها و برج‌ها و …. مورد استفاده قرار می‌گیرند.

به علت این گستردگی در استفاده و همچنین ضوابط و آیین‌نامه‌های طراحی و بعلاوه ضوابط و الزامات

اجرایی که متأسفانه به شکل کامل و صحیح رعایت نمی‌شوند باعث می‌شود که این سازه‌ها دارای

نقاط ضعف و افت‌های سازه‌ای و مقاومتی باشند و این خود اهمیت موضوع مقاوم سازی را برای

سازه‌های بتن آرمه چندین برابر می‌کند.

روش‌های مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی تخریب شده در زلزله

برای مقاوم‌سازی سازه‌ها (مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی، …) و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها روش‌های زیادی وجود

دارد که برخی از روش‌های رایج در مقاوم‌سازی سازه‌ها در زیر شرح داده می‌شوند. قابل ذکر است برای مقاوم‌سازی

سازه‌ها روش‌های بسیار متنوعی وجود دارد که روش‌های مقاوم‌سازی مذکور در واقع متداول‌ترین روش‌های

مقاوم‌سازی محسوب می‌شوند.

• مقاوم‌سازی سازه‌ها و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها با FRP
• مقاوم‌سازی سازه‌ها و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها با اضافه نمودن دیوار برشی و یا مقاوم‌سازی سازه‌ها ومقاوم سازی ساختمان‌ها با اضافه نمودن بادبند فلزی
• مقاوم‌سازی و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها سازه‌ها با استفاده از میراگر یا دمپر
• مقاوم‌سازی سازه‌ها و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها با استفاده از جرم‌های متمرکز پاندولی
• مقاوم‌سازی سازه‌ها و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها با استفاده از ژاکت‌های فلزی و بتنی
• مقاوم‌سازی سازه‌ها و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها با استفاده از بادبندهای کمانش تاب
• مقاوم‌سازی سازه‌ها و مقاوم‌سازی ساختمان‌ها با استفاده از جداگرهای لرزه‌ای

مقاوم‌سازی باFRP

بطور کلی مقاوم سازی سازه‌های بتنی و به طور کل مقاوم‌سازی ساختمان‌ها به منظور تقویت آن‌ها برای

تحمل بارهای وارده، بهبود نارسایی‌های ناشی از فرسایش، افزایش شکل‌پذیری سازه یا سایر موارد با

استفاده از مصالح مناسب و شیوه‌های اجرایی صحیح انجام می‌گردد. استفاده از مواد کامپوزیت به

شکل پلیمرهای مسلح شده با الیاف (Fiber Reinforced Polymers) که به اختصار FRP

نامیده می‌شوند به عنوان یک روش مدرن مقاوم‌سازی و جایگزین مصالح سنتی و شیوه‌های موجود

شناخته می‌شود. مصالح FRP از ترکیب الیاف و رزین ساخته می‌شوند، در فرایند مقاوم‌سازی از

رزین (رزین اپوکسی) برای ایجاد لایه یکپارچه، همچنین چسبیدن سیستم FRPبه سطح بتن زیرین

و ایجاد پوشش به منظور محافظت مصالح استفاده می‌شود. استفاده از FRP به دلیل وزن کم‏‏،

سرعت اجرای بالا‏، مقاومت بالا و عدم ایجاد محدودیت معماری به خصوص در ساختمان‌های بتنی بسیار مورد توجه می‌باشد.

یکی از روش‌های مقاوم‌سازی برای انواع ساختمان‌ها استفاده از الیاف پلیمری می‌باشد. این روش به

لحاظ اقتصادی با روش‌های سنتی مقاوم‌سازی ساختمان قابل رقابت بوده و همچنین دارای قابلیت

اجرای سریع و آسان می‌باشد. مقاوم‌سازی با الیاف پلیمری نسبت بهروش‌های سنتی تداخل کمتری

در کاربری ساختمان در حین اجرا ایجاد می‌کند. در مواردی که استفاده از ماشین‌آلات سنگین و

یا توقف کاربری ساختمان در هنگام اجرا امکان‌پذیر نیست استفاده از الیاف پلیمری (FRP) تنها

روش مقاوم‌سازی می‌باشد. از دیگر مزایای مصالح پلیمری  یا به عبارتی پلیمرهای مسلح شده با

الیاف (FRP) نسبت بالای مقاومت به وزن و سختی به وزن می‌باشد. مقاوم‌سازی با FRP

در قسمت‌های متنوعی از سازه انجام می‌شود. که از جمله می‌توان به مقاوم‌سازی ستون‌ها با

 FRP، مقاوم‌سازی تیر با  FRP، مقاوم‌سازی دال با  FRPو مقاوم‌سازی دیوار با FRP اشاره کرد.

هم اکنون استفاده از این روش در مورد مقاوم سازی ساختمان‌ها، مقاوم‌سازی پل‌ها، مقاوم‌سازی سازه‌های

صنعتی، مقاوم‌سازی سازه‌های بنایی، مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی، مقاوم‌سازی ساختمان‌های مسکونی، 

مقاوم‌سازی ساختمان‌های تجاری و … متداول می‌باشد.  همچنین از این روش در مقاوم‌سازی  سیلوها، 

مقاوم‌سازی خطوط لوله،  مقاوم‌سازی نیروگاه‌ها،  مقاوم‌سازی پایه پل‌ها،  و موارد متنوع دیگر استفاده شده است.

روش سنتی استفاده از صفحات فولادی یا همان ژاکت فولادی در مقاوم‌سازی تیرها و عرشه پل  دارای مشکلاتی 

از جمله افزایش وزن سازه، تغییر در سختی سازه ( افزایش نیرو بر روی عضو)، دشواری در دسترسی، 

و زمان بالای اجرا می‌باشد.  استفاده از ژاکت بتنی نیز  مشکلات مشابهی دارد علاوه بر این موارد در

تمامی روش‌های سنتی مقاوم‌سازی ساختمان مشکل تخریب معماری و آسیب به زیبایی ساختمان نیز یکی

از دغدغه‌ها می‌باشد. گاهی حتی استفاده از روش‌های  مقاوم‌سازی ساختمان یعنی ژاکت‌های فلزی

ژاکت‌های بتنی  مشکلاتی از جمله حذف پارکینگ و یا محدودیت‌های دیگر را ایجاد می‌کند.

تقویت ستون‌های بتنی با  FRP

در ستون‌های بتنی مسلح به عنوان اعضای کلیدی مقاوم در برابر نیروهای جانبی و قائم در سازه‌ها،

آسیب‌پذیری بیشتری در برابر زلزله دارند، بنابراین در هر طرح بهسازی موفق، مقاوم‌سازی این اعضا

نقش مهمی را ایفا می‌کند.

هنگامی که یک ستون تحت بارگذاری لرزه‌ای قرار می‌گیرد، ظرفیت جذب انرژی آن بیش از ظرفیت

باربری‌اش می‌باشد و این اصلی‌ترین مسئله است به طور معمول روکش کردن ستون‌ها با بتن مسلح و

یا ورق‌های فولادی افزایش شکل‌پذیری را به همراه دارند البته دو روش فوق معایبی به همراه خواهد

داشت که علاوه بر آن، روکش‌های بتنی و فولادی افزایش سختی ستون را به همراه خواهد داشت که به

نوبه خود باعث ایجاد نیروهای زلزله اضافه به ستون خواهد شد.

در روش بهسازی در جهت افزایش مقاومت، صفحات FRP جهت افزایش مقاومت خمشی ستون به صورت

طولی به آن چسبانده می‌شود (چسباندن طولی FRP) درحالی‌که در رو­ش بهسازی در جهت افزایش شکل‌پذیری FRP ها

 با الیاف اصلی در جهت حلقوی دور ستون و به منظور افزایش شکل‌پذیری آن پیچانده می‌شوند(چسباندن جانبی FRP)

که در هر دو روش ظرفیت جذب انرژی ستون بهبود می‌یابد.

روکش‌های FRP با الیاف افقی

روکش‌های FRP در افزایش ظرفیت برشی و شکل‌پذیری ستون در برابر تحریکات لرزه‌ای مؤثر می‌باشند.

برای تأمین این منظور می‌توان روکش‌های FRP را از روش لایه گذاری‌تر و با دورپیچ کردن صفحات الیاف FRP

و یا دور پیچ کردن با رشته‌های الیاف پیوسته و آغشته نمودن آن‌ها در رزین و پیچاندن آن دور ستون به نحوی که تارهای

اصلی الیاف در جهت افقی باشند به صورت پیش ساخته تهیه نمود. ستون‌های تقویت‌شده با FRP  وقتی در برش قرار گیرند

تنش‌های کششی در FRP در مقاومت برشی کل ستون سهیم می‌شوند. همچنین وقتی این ستون‌ها تحت خمش می‌گیرند، با ایجاد

خاصیت محصور کنندگی خود باعث افزایش مقاومت و کرنش نهایی بتن می‌گردند. افزایش کرنش نهایی بتن در بهسازی لرزه‌ای

از اهمیت خاصی برخوردار است. چرا که این امر باعث افزایش هر چه بیشتر سطح شکل‌پذیری ستون برای رسیدن به تغییر شکل‌های

غیر ارتجاعی می‌گردد.

چنانچه تقویت برشی ستون مد نظر باشد، معمولاً کل ارتفاع ستون توسط FRP روکش می‌شود، ولی در مورد مفاصل

پلاستیک و تقویت محل  وصله‌ها معمولاً لازم است تقویت با روکش فقط در نقاط مستعد مفصل پلاستیک و یا در نزدیکی

این نقاط انجام گردد. برای آنکه روکش FRP مستقیماً تحت بار محوری قرار نگیرد، توصیه می‌شود که بین روکش FRP و

هر عضو سازه‌ای عرضی مجاور (مثلاً شالوده) یک فاصله کوچک (تقریباً 20 میلی‌متر) ایجاد گردد. به عبارت دیگر روکش،

20 میلی‌متر مانده به عضو جانبی قطع شود.

چنانچه در بهسازی لرزه‌ای ستون‌های مستطیلی جهت افزایش اثر محصورکنندگی تغییر شکل مقطع ستون  مد نظر باشد،

بر خلاف تقویت در برابر بار محوری که اصلاح شکل ستون در تمام طول خود انجام می‌گرفت، تغییر شکل فقط در نقاط

مستعد مفصل پلاستیک و نزدیکی آن انجام می‌شود. فاصله بین انتهای ستون و انتهای بتن اضافه شده باید به طور مناسبی

بزرگتر از ستون‌های بدون اصلاح در شکل مقطعشان در نظر گرفته شود تا بار اضافی مستقیماً به بتن و FRP وارد نشود.

ایجاد قید طولی با FRP

محصورکنندگی جانبی FRP به ویژه اگر بار محوری قابل توجهی به ستون اعمال شود باعث افزایش ظرفیت خمشی آن

خواهد شد. ولی چنانچه این افزایش در ظرفیت خمشی جوابگوی بارهای لرزه‌ای مورد انتظار نباشد،  می‌توان از FRP هایی

که الیاف اصلی آن در راستای طولی ستون قرار می‌گیرند استفاده نمود.

به این ترتیب با بهره‌گیری از FRP ستون هم به صورت جانبی و هم در جهت طولی تقویت خواهد شد. به عنوان مثال در

ضرورت تقویت طولی ستون‌ها با FRP می‌توان به ستون بلندی اشاره نمود که در آن به دلیل قطع آرماتورهای طولی در

مقاطع مختلف، ظرفیت خمشی در آن مقاطع کاهش‌یافته است.

نتایج تجربی حاکی از آن است که استفاده از FRP های طولی به همراه FRP  های جانبی در نواحی قطع آرماتورهای طولی اثر بیشتری روی جابجایی خرابی خمشی به نواحی مستعد مفاصل پلاستیک تحت لنگرهای حداکثر (ابتدا و انتهای ستون) دارد.

تقویت دیوارهای برشی با FRP

FRP  می‌تواند تأثیر زیادی در تقویت خمشی و برشی دیوارهای برشی داشته باشد.

تقویت دال‌ها با  FRP

از FRP به شکل مؤثری می‌توان برای تقویت دال‌ها استفاده نمود. افزایش ظرفیت خمشی مثبت و منفی دال‌ها و کنترل ترک‌ها و حتی تغییر شکل دال‌ها از کاربردهای FRP برای تقویت دال‌ها می‌باشد.

تقویت برشی و خمشی تیرها با FRP

بهترین شیوه تقویت برشی تیرها wrapping تیرها توسط ورق‌های FRP می‌باشد. همچنین به راحتی و به شکل بسیار مؤثری می‌توان تیرها را در خمش توسط FRP تقویت کرد.

تقویت اتصالات با  FRP

اتصالات آسیب‌پذیرترین قسمت سازه بوده و در عین حال سخت‌ترین جزء سازه جهت تقویت می‌باشند. تقویت توسط FRP یکی از مؤثرترین و ساده‌ترین روش‌های تقویت اتصالات سازه در مقابله با نیروهای لرزه‌ای (زلزله) می‌باشد.

تقویت تیرها و دال‌ها با FRP

یکی از جدیدترین روش‌های تقویت تیرها در مقابل بارهای لرزه‌ای (زلزله) و کنترل خیز تیرها استفاده از پیش تنیدگی در FRP می‌باشد. استفاده از این تکنیک نیاز به نیروهای متخصص و تجهیزات مخصوص دارد.

روش مقاوم‌سازی با FRP به روش Near Surface Mount) NSM)

در سال‌های اخیر پیش‌تنیده کردن نوارها و تسمه‌های FRP نیز مورد توجه پروژه‌های عمرانی قرار گرفته است. پیش‌تنیده کردن یک عضو باعث بهبود در عملکرد خمشی عضو در محدوده خدمت‌رسانی می‌شود. ایجاد پیش‌تنیدگی باعث کاهش خیز عضو، کاهش ترک‌ها، افزایش بار ترک‌خوردگی و افزایش بار تسلیم آرماتور‌های کششی می‌شود. این عمل زمانیکه در پل‌ها با دهانه بلند بکار گرفته می‌شود نقش اصلی خود را نشان می‌دهد. زیرا در این پل‌ها به علت دهانه بزرگ معمولاً شاه تیر‌ها دچار تغییر شکل زیادی می‌شوند اما پیش تنیدگی باعث اعمال خیز منفی اولیه به تیر شده و خیز حداکثر آن را کاهش می‌دهد. مزیت بزرگ دیگر اعمال پیش‌تنیدگی در پل‌ها افزایش مقاومت خستگی المان‌ها می‌باشد. شاه تیر‌ها و پایه‌ی پل‌ها تحت بار متناوب ناشی از عبور و مرور وسایل نقلیه می‌باشند که همین امر باعث وقوع خستگی در این اعضا می‌شود. پیش‌تنیده کردن این اعضا باعث باربرداری آرماتور‌های کششی این اعضا شده و مقاومت خستگی عضو را به طرز چشمگیری بهبود می‌بخشد.

در مواقعی که امکان ایجاد یک شکاف سطحی بر روی سطح بتن وجود داشته باشد، روش مقاوم‌سازی به روش NSM انتخاب بسیار عاقلانه‌ای می‌باشد. این روش نیاز به آماده‌سازی سطح را به میزان بالایی کاهش می‌دهد و همچنین ریسک ایجاد شرایط بحرانی در اجرای موفق و مؤثر سیستم مقاوم سازی و نیاز به اجرای سیستم‌های Lay-Up در کارگاه را از بین می‌برد. به دلیل اینکه میلگرد و یا لمینیت در سطح بیشتری به بتن چسبیده، لذا در این سیستم هنگام انتقال یک نیروی مشابه در روش EBR میزان کمتری تنش برشی در بتن ایجاد می‌شود. از این رو طول توسعه (Development Length) در روش NSM بسیار کمتر بوده و می‌توان تقریباً از کل ظرفیت مقاومت FRP استفاده کرد پیش از آن که گسیختگی ناشی از چسبندگی حاصل شود. اجرای این سیستم نیاز به نیروی آموزش‌دیده خاصی ندارد و طراحی آن با در نظر گرفتن راهنمایی‌های ACI 440-2 انجام می‌شود.

به عبارت دیگر در روش NSM، نوارها یا میلگردهای مصالح مقاوم کننده در شیارهایی که در وجه کششی بتن ایجاد شده‌اند، چسبانده می‌شوند و پوشش سیمانی و یا چسب اپوکسی روی آن‌ها قرار می‌گیرد. به طور کلی برخی از مزایای روش‌های NSM  نسبت به روش EBR عبارت‌اند از: بهبود پیوستگی و انتقال نیرو به بتن اطراف به دلیل محصور شدن نوار داخل شیار، محافظت از نوار در برابر عوامل محیطی خارجی و عدم نیاز به آماده‌سازی سطحی بتن بعد از ایجاد شیارها.

مقاوم سازی ساختمان با ژاکت بتنی

یکی از روش‌های مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی استفاده از پوشش بتنی در پیرامون المان‌های مختلف از قبیل دیوار برشی، ستون و تیر می‌باشد. در این روش ابتدا سوراخ‌های به فواصل معین در وجوه پیرامونی  المان‌های ضعیف ایجاد می‌گردد. سپس یک مش فولادی با آرماتورهای آجدار در پیرامون عضو مورد نظر قرار می‌گیرد. اندازه و فاصله این آرماتورهای فولادی با استفاده از نتایج تحلیلی طراحی می‌گردد. سپس سوراخ‌هایی ایجاد شده  توسط چسب اپوکسی پر شده و آرماتورهای دوخت L شکل  در داخل آن قرار می‌گیرد. قالب‌هایی  در پیرامون عضو قرارداد شده و داخل آن توسط بتن پر می‌گردد.  پوشش بتنی جدید به همراه آرماتورهای آن باعث افزایش مقاومت و شکل‌پذیری المان سازه‌ای موجود می‌گردد.  این روش می‌توانند برای افزایش مقاومت کمانشی ستون‌ها، مقاومت و شکل‌پذیری تیرها، ستون‌ها و دیوارهای برشی مورد استفاده قرار بگیرد.

میزان و فاصله سوراخ‌های ایجاد شده در عضو باید به گونه‌ای باشد که باعث ایجاد ضعف عمده  در المان موجود نگردد. همچنین در هنگام اجرای عملیات سوراخ‌کاری باید دقت نمود که  سر مته  باعث قطع آرماتور  ستون نگردد.  در صورت برخورد سرمته با آرماتور باید دستگاه  دریل  از سوراخ بیرون شده و سوراخ جدیدی در کنار آن ایجاد شود  تا هیچ آرماتوری قطع نگردد.

ژاکت بتنی یک روکش برای عضو بتنی است که از میلگردهای فولادی و بتن تشکیل شده است. برای اجرای ژاکت بتنی ابتدا شبکه‌ای از میلگردها را بر روی عضو قدیمی آرماتوربندی می‌کنند و سپس بعد از قالب‌بندی آن را بتن‌ریزی می‌کنند. ژاکت بتنی مقاومت خمشی و برشی ستون را افزایش می‌دهد و افزایش شکل‌پذیری ستون در این حالت کاملاً مشهود است.

برای اینکه بدانیم چه زمانی باید از این روش مقاوم‌سازی برای ستون را انتخاب کنیم باید شناخت درستی از خسارت‌های احتمالی ساختمان در وقوع زلزله داشته باشیم. از جمله مواردی که استفاده از ژاکت بتنی برای مقاوم‌سازی ستون مناسب به نظر می‌رسد می‌توان در مواردی که میزان آسیب‌های وارده به ستون زیاد باشد و یا در مواردی که ستون قادر به تحمل نیروهای فشاری و همچنین نیروهای جانبی وارده نباشد اشاره کرد.

مقاوم‌سازی با ژاکت فولادی

استفاده از ژاکت فلزی روشی مناسب برای مقاوم سازی ساختمان‌های بتنی بوده ضمن افزایش مقاومت و شکل‌پذیری اعضای این نوع سازه‌ها وزن قابل ملاحظه‌ای را نیز به ساختمان اضافه نمی‌نماید.  در این روش ورق‌های فلزی در محل آسیب‌پذیر ساختمان بر روی سطح بتنی عضو قرار گرفته و توسط بولت به عضو مربوطه متصل می‌گردد.

مقاوم‌سازی با ژاکت فلزی بر حسب مورد می‌تواند به صورت دورپیچ، نواری و یا موضعی باشد. در مواردی که اتصال تیرها و ستون‌های ساختمان بتنی ضوابط شکل‌پذیری از جمله فاصله بین خاموت‌ها را رعایت نمی‌کنند ورق‌ها پیرامون تیر و ستون قرار گرفته و با جوشکاری به یکدیگر متصل می‌گردند. همچنین این ورق‌ها  باید با بولت  به تیرها و ستون‌ها  وصل گردند تا بتوانند در تحمل لنگرهای خمشی و نیروهای برشی ایجاد شده در اتصال مشارکت نمایند. ورق‌های فلزی پیرامونی به علاوه با ایجاد محصور شدگی در محل اتصال تیرها و ستون‌ها خردشدگی بتن را به تأخیر انداخته و باعث افزایش مقاومت فشاری آن می‌گردند.

همچنین برای مقاوم سازی ستون‌های ضعیف سازه که فاقد آرماتورهای عرضی و یا طولی کافی می‌باشند استفاده از ژاکت فلزی مرسوم است.  برای این کار نیز مشابه قبل ورق‌های فلزی در اطراف ستون قرار گرفته و توسط بولت به ستون متصل می‌گردند.این ورق‌ها همچنین در بالا و پایین ستون باید به نحو مناسبی به تیرها و فونداسیون متصل گردند.استفاده از ژاکت فلزی برای مقاوم سازی ستون‌ها ضمن افزایش مقاومت برشی و خمشی ستون با ایجاد تنش محصورشدگی مقاومت فشاری بتن را نیز افزایش داده و همچنین از کمانش آرماتورهای طولی جلوگیری می‌نماید.

در مواردی که هدف مقاوم‌سازی تنها افزایش مقاومت برشی تیر و یا جبران کمبود خاموت در ستون‌ها برای جلوگیری از کمانش آرماتورهای طولی باشد به جای ورق فلزی  می‌توان از نوارهای فلزی پیرامونی استفاده نمود.

برای این که نیروی برشی بتواند بین عضو بتنی و ورق فلزی منتقل گردد باید اتصال مناسب بین آن دو برقرار گردد. روش مرسوم برای ایجاد این اتصال  آن است که قبل از نصب ورق‌ها  سوراخ‌هایی در عضو بتنی و ورق‌های فلزی  ایجاد شده،  سپس ورق‌ها بر روی عضو قرار گرفته و بولت ها داخل سوراخ نصب می‌گردند، سپس فضای باقی‌مانده داخل سوراخ توسط اپوکسی پر می‌گردد.

به طور کلی می‌توان کاربرد روش مقاوم سازی با ژاکت فولادی را در موارد زیر دسته‌بندی کرد :

• محصورسازی بتن
• افزایش مقاومت برشی عضو
• افزایش مقاومت خمشی عضو
• افزایش سختی جانبی سازه (تا حدودی)

از جمله مزیت‌های  این روش امکان اصلاح اغلب مشکلات سازه‌ای در قاب‌های بتنی می‌باشد.

مقاوم‌سازی با اضافه نمودن دیوار برشی

افزایش مقاومت و سختی سیستم و همچنین کاهش نیاز شکل پذیری اعضا و اجزا سازه را می توان با اضافه نمودن میان قاب های صفحه ای بتن مسلح و یا دیارهای بنایی ایجاد نمود که یکی ااز رایج ترین روش ها در سازه های بتنی است. دیواهای اضافه شده می توانند به صورت دیوارهای برششی جدید که در محل اجرا شده و یا دیوارب بنایی شاتکریت شدباشند

همچنین به علت سختی بیشتر دیوار برشی نسبت به بادبند، تعداد دهانه‌های لازم برای تعبیه دیوار برشی کمتر از دهانه‌های لازم برای بادبند است که در نتیجه طرح مقاوم سازی مشکلات کمتری در زمینه معماری بوجود می‌آورد. برای اتصال دیوار به ستون باید از خاموت یا بولت به عنوان برشگیر در ارتفاع ستون استفاده کرد. همچنین برای اتصال دیوار به سقف هم باید تمهیداتی اندیشید. نکته مهم دیگری هم که در مورد استفاده از دیوار برشی باید به آن توجه کرد این است که نیروی زیادی در پی دیوار برشی بوجود می‌آید، که برای انتقال این نیرو‌ها به زمین احتمالاً نیاز به تعبیه شمع وجود دارد.

از نکات مهمی که در مورد اجرای دیوارهای برشی باید مد نظر قرار گیرد، افزایش وزن سازه، تقارن در سیستم باربر جانبی جدید و همچنین تقویت فونداسیون به خاطر افزایش نیروی های واژگونی می باشد.

مقاوم‌سازی با استفاده از مهاربندهای فولادی

اضافه نمودن مهاربندهای فولادی به به سازه بتنی، افزایش سختی، کاهش نیاز شکل پذیری و افزایش مقاومت برشی سیستم را به همراه خواهد داشت ضمن آنکه افزایش ناچیز را در وزن سازه موجب می شود. عموما با اتفاده از سیستم های مهاربندی واگرا (EBF) در ساختمان های بتنی به دلیل پر هزینه بودن و مشکلات موجود در اجرا و تامین جزییات تیر پی وند مرسوم نمی باشد. اما انواع سیستم های مهاربندی همگرا می تواند در این نوع بهسازی مورد توجه قرار گیرد.

مقاوم‌سازی با استفاده از جداگرهای لرزه‌ای

نصب جداسازهای لرزه‌ای در تراز پایه ساختمان، با هدف جداسازی حرکتی بین سازه و زمین صورت می‌گیرد. جداسازهای لرزه‌ای، المان‌هایی هستند که سختی جانبی آن‌ها نسبت به سختی محوری‌شان بسیار کمتر می‌باشد، لذا با وقوع زلزله، این المان‌ها می‌بایستی مانع انتقال نیرو به سازه‌ی اصلی شوند و سازه‌ی اصلی یک حرکت صلب را در حین وقوع لرزش‌های زمین تجربه نماید. عملکرد جداگرها فقط در محدوده خاصی از جرم و ارتفاع ساختمان مطلوب است و به همین دلیل این روش بصورت خیلی محدود و فقط برای ساختمان‌های دارای وزن و ارتفاع مشخصی مؤثر بوده و به همین دلیل کمتر از سایر روش‌ها در جهان مورد استقبال کارشناسان قرار گرفته و در پروژه‌های بسیار کمی مورد استفاده قرارگرفته است.

مقاوم‌سازی با استفاده از سیستم‌های جاذب انرژی (دمپر)

در روش‌های کنترل غیر فعال سازه نظیر استفاده از مستهلک کننده‌های ویسکوز و ویسکوالاستیک، جذب انرژی حاصل از حرکات نیرومند زمین توسط مستهلک کننده‌ها صورت گرفته و به سیستم سازه اجازه داده نمی‌شود که وارد ناحیه غیر خطی گردد. این امر موجب می‌شود که مقاومت سازه در برابر زلزله‌های با دوره بازگشت طولانی‌تر (که طبیعتاً شدیدتر نیز می‌باشند) بیشتر گردد یا به تعبیر دیگر احتمال فروریزش سازه در برابر این زلزله‌ها کاهش می‌یابد .سیستم های جاذب یا مستهلک کننده انرژی (Dampers) بر پایه افزایش ضریب میرایی ساختمان بنا شده‌اند. مهمترین تأثیر میرایی، کاهش دامنه نوسان و پاسخ ساختمان نسبت به نیروهای وارده می باشد و بدین وسیله قسمت عمده‌ای از انرژی ارتعاشی را قبل از رسیدن پاسخ سازه به حد نهایی به هدر می‌دهند. اتلاف کننده‌های انرژی ممکن است در مهاربندی‌ها، اتصالات و اجزای غیر سازه‌ای و یا دیگر مکان‌های مناسب در ساختمان‌های موجود قرار داده شوند، لیکن ساده‌ترین و پرکاربردترین آن‌ها استفاده از میراگر در مهاربندها می‌باشد که می‌توان از آن‌ها در تمامی طبقات ساختمان سود جست در برخی از انواع میراگرها ملاحظات زیبایی نیز مد نظر قرار گرفته شده است تا چنانچه بصورت نمایان بکار برده شوند مشکلی از لحاظ معماری ایجاد ننماین

مقاوم سازی دال بتنی با FRP به منظور افزایش ظرفیت باربری دال، افزایش مقاومت دال در برابر خوردگی، کمبود مقاومت فشاری بتن، افزایش مقاومت خمشی، برشی و… بطور موضعی انجام می‌شود. دال ها عملا وظیفه تحمل بارهای قائم را دارند ولی چون عملکرد دیافراگم افقی نیز دارند، باید با اعضای مقاوم جانبی سازه اتصال داشته و از سختی و مقاومت کافی برخوردار باشند. در واقع مقاوم سازی دال های بتنی با FRP می تواند ظرفیت خمشی آن را افزایش دهد. 

مقاوم‌ سازی تیر بتنی با FRP جهت رسیدن به عملکرد دلخواه از طریق افزایش ظرفیت باربری خمشی و برشی، افزایش مقاومت در برابر سایش، افزایش مقاومت در برابر خوردگی و حتی حرارت می باشد. برای مقاوم‌ سازی تیر بتنی با FRPکه آرماتور آنها به دلیل حضور در شرایط نامساعد خورده شده اند، نیز می­توان از مصالح FRP استفاده کرد. بدین ترتیب تیر بتنی ضمن افزایش مقاومت خمشی و برشی، در مقابل شرایط محیطی خورنده نیز با استفاده از FRP محافظت می شوند.

مقاوم سازی ستون بتنی مطابق آیین نامه‌های طراحی باید از حداقل بعد عرضی کافی برخوردار باشند. زمانی که ستونهای بتنی دارای نسبت طول به عرض زیاد می‌باشند تحت خمش‌های دو محوره دچار خرابی می‌گردند.

تقویت ستون بتنی به منظور افزایش مقاومت محوری، خمشی و برشی و همچنین برای افزایش ظرفیت شکل‌پذیری ستون در نزدیکی محل اتصال به تیر و مقاوم نمودن محل وصله‌های ضعیف نیز صورت می‌پذیرد.

در ستون های بتن مسلح خرابیهای ناشی از زلزله مربوط به شکستهای ناشی از طول وصله ناکافی، شکستهای ناشی ازبرش، خمش و اندرکنش برش و خمش، شکست ستون کوتاه و گسیختگیهای ناشی از کمانش میلگردهای طولی می‌باشد.شکست تُرد و برشی ستون‌های بتنی به دلیل ماهیت ناگهانی آن بدترین نوع شکست می‌باشد. به همین دلیل همواره سعی بر آن است که مکانیسم کنترل کننده خرابی ستون بصورت خمشی باشد و ستون نباید به عنوان عضوی ضعیف در قاب سازه‌ای عمـل نماید. در شکل 1 نمونه‌ای از شکست برشی ستون دیده می‌شود.

منبع:افزیر

در ساختمان‌ های با قاب خمشی، اتصال صلب تیر به ستون عامل اصلی باربری جانبی سازه می‌باشد. خسارات وارده به این نوع قاب‌ها در ناحیه اتصال تیر به ستون رخ می‌دهد. در گذشته تحقیقات و در نتیجه دستورالعمل‌های آیین نامه‌ای در اتصالات بتنی بسیار محدود بود و در نتیجه مهندسین کمتر به جزئیات این ناحیه توجه می‌کردند و تنها خود را ملزم به رعایت تأمین طول مهاری کششی برای میلگردهای منفی تیر می‌دانستند. همچنین جزئیات سخت در آرماتوربندی ناحیه اتصال و اجرای ضعیف آن منجر به نامناسبی رفتار این جزء سازه‌ای شده است. نمونه ای از مقایسه جزئیات آرماتوربندی صحیح و ناصحیح اتصال بتنی تحت بارهای رفت و برگشتی در شکل 1 نشان داده شده است.

ه منظور شناخت بهتر از رفتار لرزه ای اتصالات بتنی در اشکال شکل 2 و شکل 3 نمونه‌ای از آزمایش انجام شده بر روی اتصال بتنی کناری و میانی تحت بار دینامیکی رفت و برگشتی به همراه منحنی نیرو -تغییرمکان و شکل خرابی آنها تحت تغییرمکانهای مختلف نشان داده شده است. مقایسه دو شکل بیانگر رفتار ترد نمونه شکل 2 نسبت به نمونه شکل 3 است.

منبع:افزیر

دال ها عملاً وظیفه تحمل بارهای قائم را دارا می‌باشند ولی چون عملکرد دیافراگم افقی را نیز دارند، باید بـا اعضای مقاوم جانبی سازه اتصال داشته و از سختی و مقاومت کافی برخوردار باشند. راهکار مقاوم سازی دال بتنی: آسیبهای دال معمولاً در قسمت های نامنظم آن مانند محل برخورد با راه پله، دیوار برشی و یا در نزدیکی بازشوهای کف مشاهده می‌شوند.

اصلاح دال ها نسبت به سایر اعضای سازه ساده‌تر می‌باشد و در صورتی که دال به هر دلیلی مقاومت لازم در برابر بارهای وارد بر آن را نداشته باشد می‌توان از روش‌های بسیار ساده‌ای برای تقویت آن استفاده کرد.

برای تعمیر دال بتنی و ترک‌های موجود در بتن، مواد پلیمری اپوکسی یا دوغاب سیمان را  می‌توان در داخل ترک ها تزریق نمود.

برای خردشدگی بتن و کمانش و شکست میلگردها باید از راهکارهای تعویض استفاده نمود.

ترمیم دال را می‌توان مطابق شکل 1 انجام داد. بدین گونه که بعد از جدا نمودن مصالح آسیب دیده، آرماتورهای جدید جای‌گذاری و به آرماتورهای موجود جوش می‌گردند. مشخصات بتن جدید باید شبیه به بتن موجود باشد. در مکان هایی کـه خـوردگی شدید باشد، آرماتورهای جدید جایگذاری شده نباید نو و بدون خوردگی باشند، چرا که آرماتورهای جدید و قدیم بـا یکدیگر تـشکیل پیل الکتریکی می‌دهند که این امر منجر به خوردگی شدید آرماتورها  می‌گردد.

در مواردی که مقاومت و سختی دال کم باشد، با افزایش ضخامت آن می‌توان این عیب را رفع نمود. بتن و میلگردهای جدید بر روی سطح و یا زیر دال موجود می‌تواند اجرا گردد .

در روشی که افزایش ضخامت از قسمت فوقانی آن صورت می‌گیرد، مقاومت خمشی نیز افزایش می‌یابد، زیـرا علاوه برافزایش عمق مؤثر،آرماتورهای منفی نیز اضافه می‌گردند.

در روش دیگر که افزایش ضخامت از قسمت زیرین دال می‌باشد، مقاومت خمشی به علت افزایش آرماتورهای کششی اضافه می‌گردد.

با بتن ریزی معمولی می‌توان ضخامت دال را از قسمت فوقانی افزایش داد، ولی برای افزایش ضخامت دال از قسمت تحتانی آن بهتر است از روش بتن پاشی استفاده نمود.

با افزایش ضخامت از روی دال، سختی مورد نیاز برای عملکرد دیافراگمی کف نیز افزایش یافته و بـه طور کلی این روش نسبت به روش افزایش ضخامت از قسمت تحتانی دال، روش متداولتر و آسانتری می‌باشد. 

اگر افزایش ضخامت دال از قسمت تحتانی آن صورت گیرد، برای بهبود عملکرد دیافراگمی باید تیرها نیز با ژاکت بتنی تقویت شوند.

منبع:افزیر

هر تغییری در ساختار و ابعاد پی، شامل مقاوم سازی فونداسون می شود. مقاوم سازی عموما در شرایط محدود شده و نامساعد انجام می شود، در نتیجه مشکلات و پیچیدگی های خاص خود را دارد.

گسیختگی های موجود در پی ساختمان ها  به دو صورت نهان و یا قابل مشاهده ایجاد می شوند. قسمت های قابل مشاهده به شکل خرد شدگی و … 
آشکار است و قسمت های نهان به دلیل نشست، تورم خاک، ناپایداری ساختمان و … ایجاد می شوند و با گذشت زمان به شکل گسیختگی های قابل ملاحظه در می آیند.

معمول‌ترین موارد آسیب‌پذیری فونداسیون و پی به قرار زیر است:

آسیب‌پذیری فونداسیون  

– وجود نیروی کششی بلند کننده
– عدم کفایت ظرفیت خمشی یا برشی (برش خمشی یا برش سوراخ کننده) مقطع پی
– تهاجم مواد شیمیایی مضر موجود در خاک و آب زیرزمینی به بتن پی
– عدم کفایت مقاومت جانبی برای تحمل نیروهای جانبی وارد بر پی
– وجود نیروی فشاری یا کششی بیش از ظرفیت سازه‌ای در شمع ها
– وقوع تنش فشاری بیش از ظرفیت باربری پی در زیر فونداسیون
– وجود نیروی فشاری یا کششی بیش از ظرفیت ژئوتکنیکی سازه‌ای در شمع‌ها
– وجود نشست‌های زیاد و غیرقابل قبول در پی
– وجود پتانسیل روانگرایی، ماسه سریع و تورم در خاک زیر فونداسیون
– عدم پایداری ساختگاه سازه، مخصوصاً برای ساختمانهایی که بر روی زمینهای شیبدار احداث شده‌اند.

روند مطالعات ارزیابی شرایط پی و شالوده شامل موارد زیر می‌باشد:
– تحقیق اسناد و بایگانی مدارک طراحی ساختمان برای گزارش مکانیک خاک
– بررسی خاک‌ها در قالب نمونه‌گیری و انجام آزمایش های مرتبط، اندازه‌گیری سطح آب زیرزمینی و میزان فشار آب 
– برآورد ابعاد پی ساختمان و شالوده دیوارها. در صورت لزوم بعضی از پی ها تحت گمانه‌زنی قرار گرفته و در این گمانه‌ها میزان زوال مصالح را بررسی می‌کنند.
– بررسی آثار نشست پی شامل شکل‌گیری ترک‌ها و کج شدن دیوارها، برآمدگی مناطق مجاور و مسیرهای قائم و افقی پی
– کسب اطلاعات لازم از هندسه، پیکربندی و نقشه‌های اجرایی ساختمان و شالوده و بارگذاری
– مدل‌سازی و تحلیل
– ارزیابی
– ارائه طرح مقاوم سازی شالوده

منبع:افزیر

جهت تامین ظرفیت و عملکرد مورد انتظار، تقویت، ترمیم و مقاوم سازی دیوار بتنی و نیز بنایی می‌توان از سیستم FRP استفاده کرد. استفاده از سیستم مقاوم سازی دیوار برشی با FRP، ضمن افزایش مقاومت خمشی و برشی، باعث توزیع تنش در کل صفحه به جای تمرکز در یک نقطه خاص می‌شود. لذا دیوار در مقابل بارهای جانبی دینامیکی و رفت و برگشتی زلزله و محیط های مستعد خوردگی محافظت می‌گردد.

در مجموع می‌توان با مصالح FRP به موارد زیر دتسترسی پیدا کرد:

• مقاوم سازی دیوار های بتنی با FRP جهت افزایش مقاومت خمشی
• مقاوم سازی دیوار های برشی بتنی با FRP جهت افزایش مقاومت برشی
• افزایش سختی دیوار بتنی با FRP
• افزایش مقاومت در برابر انفجار
• کنترل گسترش ترک
• افزایش دوام و عمر – افزایش مقاومت در برابر خوردگی
• آب بند و عایق نمودن دیوار بتنی با FRP
• افزایش شکل پذیری دیوار بتنی با استفاده از FRP
• ترمیم ناشی از خوردگی دیوار بتنی با استفاده از FRP

تقویت سازه ای دیوارهای برشی با FRP

انواع مختلف دیوارهای سازه ای مسلح و غیر مسلح را می‌توان با مصالح FRP مقاوم سازی کرد که عبارتند از:

مقاوم سازی دیوارهای برشی بتنی با FRP، تقویت دیوارهای بتنی غیر مسلح با FRP و مقاوم سازی دیوارهای بنایی با FRP.

 منبع:افزیر

از جمله راه های مقاوم سازی تیر فولادی، تقویت با روکش فولادی می‌باشد. این روش در شکل 1 نشان داده شده است. با افزایشضخامت بال از کمانش موضعی بال تیر نیز جلوگیری شده است.

برای تقویت برشی جان تیر می‌توان از دو روش استفاده نمود:
1- اضافه نمودن ورق های موازی با جان تیر
2- اضافه نمودن سخت کننده های جان

اضافه نمودن  ورقهای موازی با جان تیر
اضافه نمودن ورقهای موازی با جان تیر که منجر به افزایش مقاومت برشی می‌شود. این روش در شکل 2 نشان‌داده شده است.

اضافه نمودن سخت کننده های جان
استفاده از ورق‌های سخت کننده جان که این روش در شکل 3 نشان داده شده است.
استفاده از  سخت کننده‌های جان یکی از مؤثرین روشهای افزایش مقاومت برشی تیر می‌باشد. سخت کننده‌های عرضی ورق‌هایی هستند که به صورت تیغه‌های قائم و در فواصل معینی از یکدیگر قرار داده می‌شوند و به جان و بال فشاری جوش می‌شوند.

منبع:افزیر

یکی دیگر از کاربردهای FRP  افزایش مقاومت موضعی تیرهای دارای سوراخ  (معمولا تأسیساتی) می‌باشد. در این روش می‌توان اطراف سوراخ‌ها را بطور موضعی با FRP تقویت کرد.

مقاوم سازی از طریق سیستم مهاربندی اصولاً به این جهت مورد استفاده قرار می‌گیرد که بتوان از ظرفیت باربری سیستم FRP  نهایت استفاده را برد. گسیختگی های ناشی از جداشدگی لایه‌هایFRP عموماً در اثر نبود چنین سیستمی می‌باشد. در این روش از دور آرماتور کردن کامل انتهای FRP توسط نوارهایی از FRP استفاده می‌گردد.

با توجه به اینکه معمولاً، ناحیه فوقانی تیرهای موجود به دلیل وجود دال، قابل دستیابی نیستند، از نوارهایی که فقط سطوح پایینی و جانبی تیر را می‌پوشانند استفاده می‌گردد. از سایر روش ها نیز می‌توان به استفاده از آرماتورهای مخصوص در انتهای لایهFRP  نام برد. این روش یکی از اولین روشها بوده که جهت نصب و مهاربندی صفحات فولادی مورد استفاده قرارمی‌گرفت. بر اساس مطالعات انجام شده، این روش بر روی لایه‌های کامپوزیتی نیز مناسب بوده و اثر مثبتی از خود نشان می‌دهد ولی مشکلی که ایجاد می‌کند سوراخ شدن لایه FRP بوده که اثر نامطلوبی بر عملکرد آن خواهد داشت و باعث ایجاد تمرکز تنش در FRP  می‌گردد. 

منبع:افزیر

افزایش سرعت ساخت و ساز و انبوه سازی، سال هاست که مورد توجه کشورهای مختلف قرار دارند؛ بنابر این احداث ساختمان های پیش ساخته بتنی متداول شده است. رشد سریع جمعیت و افزایش تقاضا، نیاز به کاهش زمان تحویل پروژه­ های عمرانی و کاهش زمان برگشت سرمایه سرمایه­ گذاران و عواملی از این قبیل باعث شده ­اند تا ضرورت ایجاد تحول در شیوه­ های سنتی صنعت ساختمان روز به روز بیشتر شود.

منبع:افزیر

با توجه به اهمیت پدافند غیرعامل و ضرورت افزایش انعطاف‌پذیری و مقاوم سازی سازه‌ها در برابر انفجار، برخورد و ضربه نیاز به مقاوم سازی ساختمان ها در برابر اینگونه بارها در سراسر جهان به چشم می خورد. از جمله سازه‌های حیاتی که باید پدافند غیرعامل را در مورد آن‌ها رعایت کرد می‌توان به ساختمان‌های دولتی، بانک‌ها، پل‌ها، ساختمان‌های نظامی، تاسیسات شهری، سفارت‌خانه‌ها و … اشاره کرد. علاوه بر انفجارهایی که عامل انسانی دارند، انفجارهایی که ناشی از وقوع حادثه در نیروگاه، پتروشیمی و … نیز هستند، جای نگرانی فراوانی دارند.

منبع:افزیر

بطورکلی مقاوم سازی سازه های بتنی موجود یا مرمت آنها به منظور تحمل بارهای مضاعف طراحی،بهبود نارسایی های ناشی از فرسایش، افزایش شکل پذیری سازه یا سایر موارد با استفاده از مصالح مناسب و شیوه های اجرایی صحیح بطور متعارف انجام می گردد. استفاده از صفحات فولاد ی به صورت پوشش خارجی، غلاف های بتنی یا فولادی و پس کشیدگی خارجی تعدادی از روش های موجود است. استفاده از  کامپوزیت های FRP از جمله روش های نوین بهسازی سازه است که در سال های اخیر در صنعت مقاوم سازی بسیار مورد توجه بوده است.

منبع:افزیر

مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای سازه ها در کشورهای لرزه خیز مانند کشور ایران امری مهم و اجتناب ناپذیر است و یافتن راه حل مناسب جهت مقاوم سازی ساختمان ها و ترمیم و تقویت سازه ها اهمیت شایانی پیدا کرده است. انتخاب شیوه مناسب جهت انجام مقاوم سازی امری مهم و حرفه دای است. روش های متفاوتی جهت انجام پروژه های مقاوم سازی وجود دارد. از جمله روش های سنتی مقاوم سازی می توان به استفاده از روکش یا ژاکت بتنی و فلزی، شاتکریت، کابل های پیش و پس تنیده اشاره کرد. اجرای روش های سنتی نیاز به فضای زیادی دارند و اغلب در برابر شرایط محیطی آسیب پذیر می باشند. استفاده از کامپوزیت های FRP از روش های نوین مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای سازه ها است. محصولات FRP مقاومت مناسبی در برابر کشش، خوردگی،خستگی و خزش دارند و علاوه بر این چگالی پایین و وزن اندکی دارند. اجرای کامپوزیت های FRP به سهولت انجام گرفته و نیاز به فضای زیادی ندارد.