بررسی تجربی رفتار اعضای فولادی ترمیم شده با cfrp (پلیمر مسلح شده با الیاف کربنی) و ارائه انواع روش ها برای جلوگیری از جداشدگی ناگهانی و افزایش باربری

با توجه به افزایش ترافیک جاده ها و خوردگی و فرسودگی در اثر مرور زمان، بسیاری از پلهای فلزی موجود نیاز به تقویت و بهسازی دارند تا بتوانند افزایش بارگذاری ناشی از حجم ترافیک روز افزون را تحمل کنند. هزینه تقویت و بهسازی در اکثر مواقع کمتر از تعویض پل می باشد بعلاوه تقویت و بهسازی زمان کمتری می برد و لذا مدت زمان اختلال در حمل و نقل بسیار کاهش می یابد. در روشهای معمول از صفحات فلزی استفاده می شود که با جوش دادن یا با پیچ و یا با پرچ به سازه فلزی نصب می شود و معمولا بار مرده قابل توجهی به سازه اضافه می کند و تجهیزات سنگینی برای حمل و نقل وسایل و نصب صفحات فلزی مورد نیاز است و قسمتهای ترمیم شده در مقابل عوامل خورنده مقاومت کمتری دارند.یکی از راه حلهای ممکن این است که از موادی به غیر از فولاد استفاده نماییم که علاوه بر استحکام عالی، در مقابل عوامل خورنده هم دوام بیشتری داشته باشد. چنین موادی امروزه در دسترس می باشد که همان پلیمر مسلح شده توسط الیاف یا frp می باشد . با توجه به خصوصیات ممتاز مکانیکی مواد frp ، آنها برای ترمیم و تقویت سازه فولادی ، موادی مناسب و در بعضی شرایط ایده آل می باشند. الیاف بکار برده شده در frp، الیاف شیشه ، آرامید و کربن می باشد و کامپوزیت های حاصل به ترتیب به نام gfrp، afrp و cfrp موسومند . از میان این کامپوزیت ها ، cfrp دارای سختی و مقاومت بیشتری میباشد لذا برای ترمیم سازه های فولادی ترجیح داده می شود . آزمایشهای زیادی در مورد اینکه آیا مواد cfrp توانایی ترمیم و تقویت سازه فولادی را دارد انجام گرفته است . مسئله ای که اکنون باید مورد توجه بیشتری قرار گیرد آن است که با مهار زدن به نوارهای cfrp بتوانیم از ظرفیت کششی این نوارها بیشتر استفاده نماییم زیرا در اغلب موارد ، گسیختگی بصورت جدا شدگی ناگهانی (debonding) انجام می گیرد. آزمایش ها هم نشان می دهند که قریب به اتفاق گسیختگی ها ، بصورت جدا شدگی ناگهانی اتفاق می افتد نه اینکه تسمه cfrp در اثر کشش به تاب نهایی برسد و بریده شود و لذا مهمترین مسئله کنونی مهار زدن (anchorage) به تسمه cfrp می باشد و در این پژوهش، ما هم آزمایش های خود را روی این موضوع متمرکز کرده ایم . در این پژوهش نمونه های آزمایشی بصورت نمونه های برشی دوبل و همچنین تیر آهنهایی که بال پایینی آنها توسط تسمه cfrp ترمیم شده است، می باشد . همچنین نمونه هایی مشابه همین نمونه ها ساخته شده و در آنها تمهیداتی برای مهار تسمه cfrp در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که اولا انواع مهار زدن ها در افزایش باربری ترمیم انجام گرفته موثر بوده و همچنین یک نوع مهار زدن خاصی که در همین پژوهش ابداع شده و قبلا در هیچ جایی سابقه نداشته است علاوه بر سادگی اجرا ، افزایش باربری بیشتری را ایجاد کرده است بطوری که حدود 60% افزایش باربری در ترمیم انجام شده ، ایجاد نموده است .