چکيده
يكي از مهمترين مسائلي كه امروزه دانش مهندسي عمران با آن مواجه شده است، ساختمان¬هايي است كه نياز به مقاوم¬سازي دارند. بتن يكي از رايج ترين مصالح ساختماني است كه در ساختمان¬ها¬، پل¬ها و ساير سازه¬هاي سنگين مورد استفاده قرار مي¬گيرد. اما گاهي ممكن است به دليل ترك خوردگي به علت اثرات زيست محيطي، آيين¬نامه¬هاي جديد ساختماني يا آسيب ديدگي ناشي از حوادث زلزله نياز به مقاوم¬سازي داشته باشند. در چنين شرايطي دو راه‌حل ممكن وجود دارد: جايگزيني يا مقاوم‌سازي. جايگزيني كامل سازه ممكن است معايبي مانند هزينه‌هاي بالا براي مواد و نيروي كار، تاثير محيطي قوي‌تر و مزاحمت ناشي از قطع عملكرد ساختمان به عنوان مثال مشكلات ترافيك را تعيين كند. بنابراين اصلاح و مقاوم سازي گزينه¬هاي بهتري مي¬باشند. در سه دهه گذشته با پيشرفت علم شيمي از نوعي ماده كامپوزيتي به صورت پليمرهاي مسلح با الياف (FRP) براي مقاوم¬سازي سازه¬ها استفاده مي¬شود كه خود اين مواد هم داراي انواع گوناگوني هستند. سيستم¬هاي FRP (Fiber Reinforced Polymers/Plastics) به صورت نصب روي سطح خارجي اعضا (EBR) و نصب در نزديك سطح (NSM) به منظور افزايش مقاومت و بهسازي سازه¬هاي بتني موجود از اواسط دهه 1980 تا كنون در سرتاسر دنيا مورد استفاده قرار مي¬گيرد. اعضاي سازه¬هاي تقويت شده با سيستم FRP شامل تيرها، دال¬ها، ستون¬ها، ديوارها، اتصالات، دودكش¬ها، طاق¬هاي گنبدي شكل¬، تونل¬ها، سيلو¬ها، لوله¬ها و خرپاها مي¬باشند. پوشش¬هاي FRP همچنين به منظور مقاوم¬سازي سازه¬هاي بنايي، چوبي، فولادي و چدني نيز به كار مي¬روند. پوشش¬هاي FRP به عنوان جايگزيني به جاي روش¬هاي ديگر مانند استفاده از صحفات فولادي¬، غلاف¬هاي دور ستون¬هاي بتني يا فلزي بوجود آمده¬اند. در اين مطالعه ضمن معرفي اين مواد و انواع آن، موارد كاربرد، معايب و مزاياي اين سيستم، رفتار تيرهاي بتني مسلح بهسازي شده با كامپوزيت¬هاي پليمري تقويت شده با الياف كربن (CFRP) با استفاده از نتايج آزمايشگاهي و مدل¬سازي اجزاي محدود كه توسط محققين انجام شده بررسي مي¬شود. با توجه به نتايج آزمايشگاهي محققين بر روي تير¬هاي بتني مسلح انتظار مي¬رود كه مود شكست از نوع خمشي يا برشي باشد. براي بررسي رفتار تيرهاي بتني مسلح تقويت شده با FRP ابتدا با بارگذاري چهار نقطه¬اي خمشي تير بتني مسلح بدون تقويت خارجي تا زمان ايجاد ترك بارگذاري مي¬شود، سپس تير بتني مسلح با CFRP تقويت شده و تا لحظه گسيختگي بارگذاري مي¬شود. از تحليل روابط بار-تغيير مكان تا زمان شكست، حالت‌هاي شكست و الگوهاي ترك به دست مي¬آيند. نتايج آزمايشات نشان مي¬دهد كه وقتي طول CFRP افزايش مي¬يابد ظرفيت باربري تير را نيز افزايش مي‌دهد، همچنين عرض و سختي CFRP روي حالت شكست تيرهاي مقاوم‌سازي شده تاثير مي‌گذارد.
واژه‌هاي كليدي: FRP، CFRP، پليمرهاي مسلح با الياف، رفتار تيرهاي بتني مسلح تقويت شده با CFR
