کتاب تقویت سازه‌های بتن مسلح با FRP

کتاب تقویت سازه‌های بتن مسلح با FRP : 

در سال‌های اخیر تقویت سازه‌های بتنی مسلح با استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری مسلح شده با الیاف (FRP) به ویژه رفتار سازه‌های بتنی مسلح تقویت شده با الیاف بسیار عمومیت یافته است. این امر به واسطه ضرورت پشتیبانی و بروز رسانی زیرساخت‌ها‌ی اصلی در اقصی نقاط دنیا و نیز مزایای کاملا شناخته شده کامپوزیت‌های FRP  شامل مقاومت در برابر خوردگی بالا، سهولت حمل مواد در کارگاه به دلیل وزن اندکشان و کاهش مستمر قیمت این کامپوزیت‌ها می‌باشد.

کتاب تقویت سازه‌های بتن مسلح با FRP خلاصه‌ای از دانش روز تحقیقات علمی و آزمایشگاهی انجام شده موجود بر روی ساز‌ه‌های بتنی مسلح تقویت شده با الیاف را با تاکید بر رفتار سازه‌ای و مدل‌های مقاومتی بیان می‌دارد. موضوعات اصلی کتاب تقویت سازه‌های بتن مسلح با FRP شامل مواد، رفتار چسبندگی، تقویت برشی و خمشی تیرها، تقویت ستون‌ها، تقویت خمشی دال‌ها می‌باشد. که برای هر کدام از این موضوعات ابتدا روش‌های تقویت بحث شده و سپس با توصیف رفتار و مدل‌های خرابی، توصیه‌های طراحی به منظور استفاده مستقیم در طرح‌های عملی ارائه شده است.

امید است که این کتاب بتواند به عنوان یک منبع کمکی برای محققین، مهندسان اجرائی، نویسندگان آئین‌نامه‌ها، دانشجویان کارشناسی ارشد سازه و مواد، مهندسین مشاور و شرکت‌های پیمانکاری، موسسات و اداره‌های دولتی و تهیه‌کنندگان مواد FRP مفید واقع شود.

مقدمه

امروزه تقویت سازه‌ها بتنی موجود یا دیگر سازه‌ها و مرمت آنها به منظور تحمل بارهای مضاعف طراحی، افزایش شکل پذیری سازه با استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری پلاستیکی مسلح شده با الیاف بسیار یافته است. در گذشته اغلب، استفاده از صفحات فولادی به صورت پوشش خارجی، غلاف‌های بتنی یا فولادی و پس کشیدگی خارجی در تفویت این سازه‌ها مرسوم بوده است.

استفاده از مواد مرکب مسلح شده با الیاف به عنوان یک ضرورت در جایگزینی مصالح سنتی وشیوه‌های متعارف معرفی شده است. این امر بواسطه ضرورت پشتیبانی و بروز رسانی زیرساخت‌های اصلی در افقی نقاط دنیا و نیز مزایای کاملا شناخته شده کامپوزیت های frp شامل مقاومت در برابر خوردگی بالا، سهولت حمل مواد در کارگاه به دلیل وزن اندکشان و کاهش مستمر قیمت این کامپوزیت‌ها می‌باشد. رشد قابل ملاحظه در مقالات علمی و تحقیقات صورت گرفته در دنیا گواهی بر گستره شناخت صحیح از اهیمت این فناوری جدید و چه بسا این تحقیقات باعث توسعه روش‌های مقاوم سازی نوین با استفاده از کامپوزیت‌های frp گردد.

 هدف از ترجمه کتاب تقویت سازه های بتنی مسلح با FRP

هدف از ترجمه کتاب فراهم ساختن خلاصه‌ای از دانش روزتحقیقات عملی و آزمایشگاهی انجام شده موجود که تاکید آن بر بهسازی عمیق در رفتارهای بنیادین و نیز مقاومت سازه‌های بتنی تفویت شده با frp است، می‌باشد. آنچه که این کتاب را از دیگر کتب منتشر شده در این زمینه مستثنی می‌سازد، نمایش مجموعه جامعی از توصیه‌های طراحی بدقت پایه ریزی شده کاربردی می‌باشد

فهرست مطالب کتاب تقویت سازه‌های بتن مسلح با FRP

مقدمه مترجمین
فهرست نمادگذاری كتاب

فصل اول / كامپوزیت‌های FRP در تقویت سازه‌های بتنی مسلح 

۱- مقدمه
۲- روش‌های تشكیل كامپوزیت‌های FRP
۳- خواص مكانیكی كامپوزیت‌های FRP
۴- رزینها
۵- مقایسه عملكردی كامپوزیت‌های FRP درتقویت سازه‌ها
۶- ضرائب جزئی ایمنی
۷- سخن پایانی
Reference

فصل دوم / مقاومت چسبندگی اتصالات FRP به بتن 

۱- مقدمه
۲- روش‌های آزمایشی، رفتار و مود خرابی
۳- مدل‌های مقاومت چسبندگی
۳-۱ مدل‌های تجربی
۳-۲ مدل مبتنی بر مكانیك شكست
۳-۳ پیشنهادات طراحی
۳-۴ عملكرد مدل‌های مقاومت چسبندگی
۴- مدل چن و تنگ
۵- توصیه‌های طراحی
۶- نتیجه‌گیری
Reference

فصل سوم / تقویت خمشی تیرها 

۱- مقدمه
۲- روش‌های تقویت
۲-۱ روش عمومی
۲-۲ ورقه‌ای فاقد پیش تنیدگی در وجه تحتانی تیرها
۲-۳ مهار انتهایی در ورق‌های فاقد پیش تنیدگی در وجه تحتانی تیر بتنی مسلح
۲-۴ ورقه‌ای پیش تنیده تحتانی
۲-۵ سخن پایانی
۳- رفتار و مودهای خرابی
۳-۱ طبقه‌بندی مودهای خرابی
۳-۲ خرابی خمشی
۳-۳ خرابی برشی
۳-۴ خرابی به دلیل جدایش در قسمت انتهایی ورق FRP
۳-۴-۱ جدایی پوشش بتنی
۳-۴-۲ جدایش بین لایه‌ای انتهای ورق FRP
۳-۵ جدایش بین لایه‌ای به دلیل ترك در قسمت میانی ورق
۳-۵-۱ جدایش بین لایه‌ای به دلیل ترك خمشی در قسمت میانی
۳-۵-۲ جدایش بین لایه‌ای به دلیل ترك برشی _ خمشی در قسمت میانی
۳-۶ مودهای خرابی جدایشی دیگر
۳-۷ جنبه‌های دیگری از جدایش
۳-۷-۱ آماده‌سازی سطح بتن
۳-۷-۲ لایه پیوندساز (چسب)
۳-۷-۳ آماده‌سازی سطح FRP
۳-۸ مهارهای انتهایی به صورت نوارهای U شكل

۴- تقویت خمشی 

۴-۱ كلیات
۴-۲ معادلات طراحی
۴-۳ اثر پیش بارگذاری
۵- تنش‌های بین لایه‌ای
۵-۱ کلیات
۵-۲ روش‌ها یا راه حلهای تحلیلی تقریبی
۵-۳ نتایج روش اجزاء محدود
۵-۴ روش‌های تحلیلی مرتبه بالاتر
۵-۵ ملاحظات
۶- مدلهای مقاومتی جدایش انتهائی ورق
۶-۱ کلیات
۶-۲ مروری بر مدل‌های مقاومتی جدایش
۶-۲-۱ مدل‌های مبتنی بر ظرفیت برشی
۶-۲-۲ مدل‌های دندانه‌ای بتن
۶-۲-۳ مدل‌های مبتنی بر تنش بین لایه ای
۶-۲-۴ محدودیت‌های مدل
۶-۳ داده‌های تجربی
۶-۳-۱ معیار انتخابی در پایگاه داده‌های اسمیت و تنگ
۶-۳-۲ فرضیات مربوط به خصوصیات هندسی و مشخصات مصالح
۶-۴ عملكرد مدل‌های مقاومتی جدایش
۶-۴-۱ جدائی پوشش بتن: مدل برتر
۶-۴-۲ جدائی پوشش بتن: مدل‌های ضعیف تر
۶-۴-۳ نتایج همه آزمایشات
۶-۴-۴ مقایسه نموداری مدلهای مقاومتی جدایش
۶-۴-۵ سایر ملاحظات در مورد مدل‌های مقاومتی جدایش
۶-۵ مدل اسمیت وتنگ
۶-۵-۱ مدل اهلر
۶-۵-۲ مدل اسمیت و تنگ
۶-۵-۳ مزایای مدل اسمیت و تنگ

۷- مدل مقاومتی جدایش بین لایه‌ای به دلیل ترک میانی
۷-۱ کلیات
۷-۲ جدایش به دلیل ترک خمشی میانی
۷-۳ جدایش بین لایه‌ای به دلیل ترک خمشی – برشی میانی
۸- توصیه‌های طراحی
۸-۱ مقاطع بحرانی و مهار انتهائی ورق
۸-۲ کنترل مقاومت
۸-۳ ضرایب جزئی ایمنی
۸-۴ نحوه کاربرد روند طراحی تیرهای ساده برای تیر‌های نامعین
۹- نتیجه‌گیری
۱۰- پیوست (الف)
۱۱- پیوست (ب)
۱۱-۱ مدل‌های مبتنی بر ظرفیت برشی
۱۱-۱-۱ مدل اهلر
۱۱-۱-۲ مدل جانسز
۱۱-۱-۳ مدل احمد و ون جمرت
۱۱-۲ مدل‌های دندانه‌ای بتن
۱۱-۲-۱ مدل رئوف و ژنگ
۱۱-۲-۲ مدل ونگ و لینگ
۱۱-۲-۳ مدل رئوف و حسانن
۱۱-۳ مدل‌های مبتنی بر تنش بین لایه‌ای
۱۱-۳-۱ مدل‌های زیرابا و همکاران
۱۱-۳-۲ مدل وارسته پور و حاملین
۱۱-۳-۳ مدل سعادتمنش و مالک
۱۱-۳-۴ مدل تومیالان و همکاران
Reference

فصل چهارم / تقویت برشی تیرها 

۱- مقدمه
۲- روش‌های تقویت
۲-۱ طرح‌های تقویت
۲-۲ انتخاب روش تقویت
۳- مودهای خرابی
۳-۱ كلیات
۳-۲ خرابی برشی با گسیختگی FRP
۳-۳ خرابی برشی بدون گسیختگی FRP
۳-۴ خرابی برشی ناشی از جدایش FRP
۳-۵ خرابی‌های موضعی در اطراف مهارهای مكانیكی
۴- تحقیقات موجود در زمینه مدل‌های مقاومت برشی
۵- مدل مقاومت برشی چن و تنگ
۵-۱ كلیات
۵-۲ خرابی برشی کنترل شونده با گسیختگی FRP
۵-۳ خرابی برشی کنترل شونده با جدایش FRP
۶- توصیه‌های طراحی
۶-۱ معادلات كلی
۶-۲ خرابی برشی کنترل شونده با گسیختگی FRP
۶-۳ خرابی برشی کنترل شونده با جدایش FRP
۶-۴ فاصله مورد نیاز برای نوارهای FRP
۶-۵ طرح تقویت برای تیرهای نامعین
۷- مقایسه مدل پیشنهادی با مشاهدات تجربی
۸- نتیجه‌گیری
Reference

فصل پنجم / تقویت خمشی دال‌ها 

۱- مقدمه
۲- روش‌های تقویت
۲-۱ کلیات
۲-۲ دال‌های یکطرفه یا دوطرفه با تكیه‌گاه ساده
۲-۳ دال‌های طره‌ای
۳- رفتار و مودهای خرابی
۳-۱ دال‌های طره‌ای و دال‌های یکطرفه
۳-۲ دال‌های دوطرفه
۴- توصیه‌های طراحی برای دال‌های یکطرفه
۵- توصیه‌های طراحی برای دال‌های دو طرفه
۵-۱ مقاومت خمشی با روش ضریب لنگر
۵-۲ تعیین مقاومت خمشی با تحلیل خطوط تسلیم
۵-۳ مقاومت‌های جدایشی
۵-۴ مهار کردن نوارها یا صفحات FRP
۶- نتیجه‌گیری
Reference

فصل ششم / تقویت ستون‌ها تحت بار محوری و بار خارج از محور 

۱- مقدمه
۲- روش‌های تقویت
۲-۱ كلیات
۲-۲ دور پیچ كردن
۲-۳ دورپیچ كردن با رشته‌های الیاف یکپاچه
۲-۴ روکش کردن با ورق‌های پیش ساخته
۲-۵ مقایسه روش‌های تقویت
۲-۶ جنبه‌‌های ساختمانی
۲-۷ اصلاح شكل مقطع
۳- مودهای خرابی و نحوه رفتار ستون‌های محصور شده با ورق‌های FRP
۳-۱ ستون‌های بتنی با مقطع دایره
۳-۲ ستون‌های بتنی با مقطع مستطیلی
۳-۳ ستون‌های بتنی با مقطع بیضی

۴- مقاومت فشاری ستون‌های محصور شده با FRP
۴-۱ كلیات
۴-۲ مروری بر مدل‌های مقاومتی
۴-۳ داده‌های تجربی
۴-۴ بررسی روند داده‌های آزمایشی
۴-۵ عملکرد مدل‌های مقاومتی موجود
۴-۶ مدل لم و تنگ
۵- رفتار تنش-كرنش بتن‌های محصور شده باFRP
۵-۱ كلیات
۵-۲ مرور مدل‌های تنش- كرنش
۵-۳ داده‌های تجربی
۵-۴ بررسی روند داده‌های تجربی
۵-۴-۱ كرنش محوری نهائی
۵-۴-۲ نقطه برخورد قسمت خطی دوم منحنی تنش-کرنش با محور تنش
۵-۴-۳ كرنش حلقویFRP در زمان گسیختگی
۵-۵ عملكرد مدل‌های تنش- كرنش موجود
۵-۵-۱ كرنش محوری نهائی
۵-۵-۲ منحنی‌های تنش- كرنش
۵-۶ مدل تنش-كرنش لم و تنگ
۵-۶-۱ بهترین برازش مدل تنش-كرنش
۵-۶-۲ مدل تنش-كرنش جهت استفاده در مقاصد طراحی

۶- ستون‌های بتنی مستطیلی محصور شده با FRP
۶-۱ كلیات
۶-۲ مدل‌های موجود
۶-۲-۱ معادلات كلی
۶-۲-۲ ضریب شکل
۶-۲-۳ قطر ستون دایروی معادل
۶-۳ داده‌های تجربی
۶-۴ مدل لم و تنگ
۷- ستون‌های بیضوی محصور شده با FRP
۸- توصیه‌های طراحی برای ستون‌های تحت بار محور
۸-۱ کلیاتی در مورد مقاومت محوری بتن‌های محصور شده با FRP
۸-۲ مقاومت نهائی ستون‌های بتن مسلح محصورشده با FRP تحت بار‌های محوری
۹- توصیه‌های طراحی برای ستون‌های تحت بار خروج از محور
۹-۱ کلیات
۹-۲ مطالعات موجود روی ستون‌های بتنی مسلح محصور شده با FRP تحت بار خروج از محور
۹-۳ مقاومت نهائی ستون‌های بتنی مسلح محصور شده با FRP تحت بارهای خروج از محور
۹-۴ تحلیل لنگر -انحنای ستون‌های بتن مسلح محصور شده با FRP
۹-۵ منحنی‌های اندرکنش نمونه
۱۰- نتیجه‌گیری
Reference

فصل هفتم / بهسازی لرزه‌ای ستون‌ها 

۱- مقدمه
۲- مودهای معمول خرابی ستون‌های بتن مسلح تحت اثر بار‌های لرزه‌ای
۲-۱ کلیات
۲-۲ خرابی برشی
۲-۳ خرابی ناشی از ایجاد مفصل پلاستیک خمشی
۲-۴ خرابی در محل وصله پوششی آرماتورها
۲-۵ خرابی برشی-خمشی ستون‌ها در محل قطع آرماتورهای طولی
۲-۶ خرابی شالوده
۳- روش‌های بهسازی
۳-۱ روکش‌های FRP با الیاف افقی
۳-۲ ایجاد قید طولی با FRP
۴- شکل‌پذیری خمشی ستون‌های بهسازی شده
۴-۱ ضرایب شکل‌پذیری
۴-۲ شکل‌پذیری ستون‌های بتنی مسلح بهسازی شده
۵- حالت یا وضعیت نهائی ستون‌های بهسازی شده
۵-۱ کلیات
۵-۲ خرابی برشی
۵-۳ خرابی ناشی از ایجاد مفصل پلاستیک خمشی
۵-۴ خرابی در محل وصله پوششی
۵-۵ خرابی خمشی ستون‌های تقویت شده با FRP طولی
۶- توصیه‌های طراحی
۶-۱ کلیات
۶-۲ مقاومت برشی
۶-۳ محصور نمودن مفصل پلاستیک خمشی
۶-۴ ایجاد محدودیت در محل وصله پوششی
۶-۵ جزئیات طراحی
۷- نتیجه‌گیری
Reference
واژه‌نامه

منابع و مآخذ کتاب تقویت سازه‌های بتن مسلح با FRP