بررسی روش های جای‏گزین آماده سازی سطحی برای اتصال الیاف frp به سطح دیوار بنایی

روش های تقویت زیادی برای بهسازی لرزه ای سازه های بنایی وجود دارد؛ اما روش های موجود ضمن تطویل زمان اجرا، صعوبت اجرا را به همراه داشته و عمدتاً منجر به توقف بهره برداری از سازه در حین تقویت می شوند. هم چنین روش های متداول تقویت، جرم زیادی به سازه می افزایند که نتیجه ی آن به افزایش نیروی های جانبی زلزله و لزوم تقویت فنداسیون سازه منجر خواهد شد. یکی از روش هایی که در دو دهه ی اخیر برای مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای اعضای سازه های بنایی و بتنی متداول شده است، استفاده از انواع الیاف پلیمری (frp) است. کامپوزیت های frp ضمن دارا بودن مقاومت کششی بالا، شکل پذیری مناسب، نسبت مقاومت به وزن زیاد و سهولت اجرا می توانند بسیاری از معایب دیگر روش های تقویت را برطرف کنند. به طور کلی الیاف frp در سازه های بنایی برای تقویت قوس ها، طاق ها، ستون ها و دیوارها به کار برده می شوند. از جمله مسائل مهم در تقویت دیوارهای بنایی توسط کامپوزیت های frp، جداشدگی نا به هنگام ورقه های مذکور از سطح دیوار می باشد. از جمله دلایل جداشدگی زودرس الیاف، آماده نبودن سطح دیوار جهت اتصال مناسب بین سطح و ورق کامپوزیتی است.آماده سازی سطحی نیز با محدودیت هایی از جمله مسائل زیست محیطی، خسارت ناشی از توقف کار و هزینه ی عملیات مواجه می باشد. لذا در این تحقیق به صورت خاص به بررسی تأثیر روش های آماده سازی سطح دیوار در ظرفیت باربری و شکل پذیری دیوارهای بنایی تقویت شده با ورقه های frp پرداخته شده است. هم چنین ضمن استفاده از روش های جای گزین آماده سازی سطحی نظیر شیار زنی، سوراخ زنی و ایجاد بستری از ملات در حد فاصل دیوار و ورق تقویتی، شاخص های رفتاری و مقاومتی دیوارهای تقویت شده تحت روش های جای گزین آماده سازی سطحی مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور تحقق موضوع، تعداد 20 نمونه دیوار بنایی غیرمسلح به ابعاد 870* 870* 100 میلی متر، در آزمایشگاه ساخته شد. این نمونه ها پس از تقویت توسط سه نوع الیاف مختلف frp، به صورت قطری تحت بار یکنواخت فشاری قرار داده شدند. برای اتصال صفحات تقویتی به سطح دیوار در این نمونه ها، از روش های متفاوتی نظیر سوراخ زنی، شیار زنی، آماده سازی سطحی، میخ گذاری و پلاستر کشی استفاده شده است. نحوه ی تقویت در تمامی نمونه های تقویتی شامل یک لایه نوار frp به عرض 75 میلی متر و طول 1100 میلی متر می باشد که در راستای قطر کششی نمونه به هر دو وجه دیوار چسبانده می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ظرفیت باربری پانل های بنایی تقویت نشده متأثر از مد گسیختگی نمونه است؛ به طوری که در مدهای شکست لغزشی، ظرفیت باربری دیوار تقریباً به نصف میزان باربری دیوارهای مشابه با شکست قطری محدود می شود. در خصوص پانل های بنایی تقویت شده، علی رغم تفاوت در نحوه ی اتصال و خواص مکانیکی ورق های تقویتی مورد استفاده در این تحقیق، افزایش ظرفیت باربری دیوارهای تقویت شده در مدهای شکست لغزشی بیشتر از افزایش ظرفیت باربری در مدهای شکست قطری است. از جمله شاخصه های مهم در رفتار سازه های بنایی می توان به شاخص شکل پذیری اشاره کرد. دیوارهای بنایی غیرمسلح در زمره ی اعضای ترد شکن و با شکل پذیری کم محسوب می شوند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که این شاخص در پانل های بنایی تقویت شده با الیاف شیشه نسبت به الیاف کربن بهتر بوده و درصد افزایش شاخص شکل پذیری برای روش های مختلف اتصال ورق تقویتی به سطح دیوار به ترتیب برای روش سوراخ زنی و میخ گذاری، شیار زنی، آماده سازی سطحی، ایجاد بستر ملات و بدون آماده سازی سطحی از حدود 30 تا 110 درصد برای انواع مختلف الیاف متغیر است. نتایج فوق هم چنین نشان می دهد که صرف نظر از نوع الیاف مصرفی (شیشه یا کربن) برای تقویت دیوارهای بنایی، نحوه ی اتصال ورق تقویتی به سطح کار می تواند تأثیر قابل توجهی در ظرفیت شکل پذیری عضو ایفا نماید. از بین روش های مورد بحث در این تحقیق، روش سوراخ زنی و میخ گذاری بر اساس شاخص های محاسبه شده، ایفا کننده ی رفتار مطلوب تری است. هم چنین روش نصب ورق های تقویتی بر روی شیارهای ایجاد شده در سطح مصالح بنایی، پاسخ رفتاری قابل قبولی را از حیث شاخص های مورد بحث در این تحقیق به خود اختصاص می دهد. هر چند به لحاظ زیست محیطی روش های سایش سطح و یا شیار زنی چالش هایی را به همراه خواهد داشت.