مروری بر تقویت تیرهای فولادی با استفاده ازFRP
چکیده:
در دهه های اخیر ، استفاده از کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با فیبر (FRP) برای تقویت عناصر ساختاری به یک گزینه کارآمد برای پاسخگویی به افزایش عملکردهای چرخه ای یا ترمیم به دلیل خوردگی یا ترک خوردگی تبدیل شده است.(تقویت تیرهای فولادی)
از این رو، هدف از این مطالعه کشف تکنیک های تقویت کننده FRP موجود برای مراقبت از عناصر سازه فلزی آسیب دیده فرسوده است.
این مطالعه شامل تکنیک های ترمیم سطح، بهبودی چسب و شرایط پشتیبانی تحت بارگذاری چرخه ای از جمله بازده خستگی، انتشار ترک و حالت خرابی با استفاده از عناصر محدود (FE) شبیه سازی تیرآهن های پل فولادی و عناصر ساختاری می باشد.
کامپوزیت های تقویت کننده FRP ترک خوردگی های اولیه را به تاخیر انداخته، سرعت رشد ترک را کاهش می دهند، طول عمر خستگی را افزایش داده و با انحطاط باقیمانده، پوسیدگی سختی را کم می کند.
پلیمر تقویت شده با فیبر کربن از پیش تقویت شده (CFRP) بهترین گزینه تقویت کننده است.
مهار انتهایی با کاهش فشارهای برشی و لایه برداری موضعی مکانی مانع از جداسازی نوارهای CRRP در انتهای میله می شود.
اتصال ترکیبی، نانو چسب و کربن فلکس نیز برای سیستمهای تقویتی می توانند جالب باشند.(تقویت تیرهای فولادی)
نتیجه
در این مقاله، بررسی های دقیق در مورد تحقیقات مربوطه بصورت سیستماتیک مورد بررسی قرار گرفته و با توجه به تکنیک های مقاوم سازی فلز CFRP / فولاد خسته انجام شده است.
اطلاعات مهم و توضیحی درباره تحقیقات موجود در زمینه وضع فرسودگی سازه های فولادی مقاوم شده با FRP ارائه شده است.
این مطالعه همچنین روش های سطح کاری، پخت چسب، و شرایط پشتیبانی تحت بارگذاری چرخه ای شامل عملکرد خستگی، انتشار ترک و روش های خرابی با شبیه سازی FE از تسمه های پل فلزی و عناصر ساختاری پوشش داده است.(تقویت تیرهای فولادی)
نتیجه گیری زیر را می توان از مطالعه حاضر نتیجه گرفت.
- ماندگاری سرویس سازه های پل محدوده آسیب خستگی است و برای اطمینان از ایمنی پل های فولادی، لازم است به طور مرتب ساختار را بررسی کنید تا وجود ترک های خستگی را بررسی کنید.
- استفاده از کامپوزیت های تقویت شده HM، HS، UHM و CFRP مقاوم شده و SW-BFRP نه تنها باعث تاخیر در ترک اولیه می شود، سرعت رشد ترک را کاهش داده و عمر خستگی را طولانی تر می کند
- بلکه منجر به کاهش پوسیدگی سفتی با تغییر شکل باقیمانده می گردد. به علاوه، مقاوم شدن با CFRP مقاوم سازی شده بهترین اثر تقویت کنندگی را داشت.
- استفاده از مهار انتهایی مانع از جدا شدن نوارهای CRRP در میله شده و با کاهش فشارهای برشی و لایه برداری موضعی به پایان می رسد.
- درمان چسب اپوکسی برای سازه های تقویت شده FRP بالقوه مورد نیاز است. بارگذاری چرخه ای در حین چسباندن چسب می تواند با کاهش استحکام رابط ، زمان خستگی تیرهای تقویت شده را کاهش دهد.
- تغییر در حالت های خرابی عمدتاً مربوط به استحکام خستگی و مکانیسم انتقال عملکرد مواد تقویت کننده است.
- نیروی پیشگیرنده باید با دقت زیادی آزاد شود تا از جدا شدن تیرهای فولادی تقویت شده با چسبندگی با FRP تقویت شده جلوگیری شود.
- اتصال ترکیبی ، نانو چسب و کربن فلکس نیز برای تقویت سیستمها می توانند جذاب باشند.
توصیه هایی که در ادامه آمده برای تحقیقات بیشتر ی در این زمینه پیشنهاد شده است.
- برای استفاده در عمل باید یک روش درمانی سطح مؤثر ایجاد شود که می تواند از خرابی در رابط چسب / فولاد تحت بارگذاری چرخه ای جلوگیری کند.
- تجزیه و تحلیل مقایسه ای از رفتار خستگی پرتوهای استیل تقویت شده محافظت شده بر روی یک لنت و صفحه فولادی به روش ساده پشتیبانی می شود.
- تأثیر ضخامت چسب بر روی سیستم نیازمند بررسی های بیشتری است. بعلاوه به منظور کاهش سرعت لایه برداری ضخامت مطلوب چسب باید مورد بررسی قرار گیرد.
- طول تقویت کننده بهینه باید برای از بین رفتن نارسایی خستگی مانند پایان دادن به زمان تعیین گردد.
- برای یافتن رفتار خستگی واقعی برنامه مقاوم سازی ، شرایط مختلف محیطی بایستی مورد مطالعه قرار گیرد.(تقویت تیرهای فولادی)
- تأثیر اسیدی یا قلیایی بودن محیط بر مقاومت خستگی همچنان مورد مطالعه قرار نگرفته است.
- رفتار خستگی عناصر سازه فولادی آسیب دیده تقویت شده با تکنیک های تقویت کننده کربن فلکس باید برای افزایش ظرفیت تحمل بار چرخه ای مورد بررسی قرار گیرد.
- یک روش توانبخشی مناسب با استفاده از کامپوزیت های FRP از عناصر سازه فولادی جوش داده شده تحت بارگذاری چرخه ای باید برای مقاوم سازی تیرآهن های پل فلزی جوش داده شده مورد بررسی قرار گیرد.
- استفاده از چسب های نانو در اتصالات پیوندی FRP / فولادی برای توانبخشی تیرآهن های پل فلزی برای افزایش عمر خستگی هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است.
- استفاده از اتصالات ترکیبی برای تقویت عناصر سازه فولادی با FRP نیاز به مطالعه بیشتر دارد.