سقف کامپوزیت

سقف کامپوزیت

اسلاید 1:   سقف کامپوزیت

اسلاید 2: ک مثل کامپوزیت .کامپوزیت مثل کاهگلمواد کامپوزیتی به موادی گفته می شوند که از ترکیب چند ماده به وجود آمده اند.وقتی می گوییم از ترکیب چند ماده ،منظوراین است که هر کدام از این مواد ترکیب شده،قابلیت استفاده به صورت یک ماده مستقل را دارند.

اسلاید 3: To compose : یعنی ترکیب کردنcomposite : یعنی مر کبمرکب:چیزی که از ترکیب چند چیز مختلف به دست آمده است

اسلاید 4: اولین کامپوزیتی که بشر با آن سروکار پیدا کرد ،کاهگل بود.قدیم ها برای ساختن خانه از گل استفاده می کردند،اما چون گل بعداز خشک شدن ترک می خورد ،مقداری کاه به آن افزودند تا حفره ها را پر کند و مانع ترک خوردن گل شود .علت استفاده از کامپوزیت همین خواص است ،یعنی ما برای اینکه خواص بد یک ماده را بر طرف کنیم ،ماده دیگری را که مکمل خواص ماده اولیه است به آن می افزایم .

اسلاید 5:

اسلاید 6: برای اینکه یکپارچگی این سقف رعایت شود از برشگیر (نبشی)استفاده می شود که این نبشی با بتن درگیری ایجاد کرده و یکپارچگی درست می کندمیلگردهایی که روی سقف کامپوزیت قرار دارند میلگردهایی حرارتی هستند که در جهت مخالف با تیرهایی فرعی باعث یکپارچه شدن بتن و درگیری با سقف کامپوزیت می شود وبا جوش دادن به تیرهای فرعی مانع ترک خوردن بتن می شود

اسلاید 7: قالب بندی این سقفها معمولا از تخته کوبی استفاده می شود و بعد از اتمام بتن ریزی نایلون باعث راحت جدا شدن تخته ها می شود و در برخی موارد از یونولیت استفاده می شود که به علت محکم نبودن باید شمع کوبی کنند و مشکلات اجرایی بیشتری دارد و دلیل دیگر اینکه یونولیت زیر سقف می ماند و ما نمی توانیم از فضای زیر سقف کامپوزیت که تیر های فرعی آنها معمولا زنبوری هستند برای عبور لوله تاسیساتی استفاده کنیم در ضمن عایق خوبی برای حرارت بالا نیست.

اسلاید 8: در تعریف مواد کامپوزیت یک استاندارد مشخص وجود ندارد . اگر چند ماده را با هم ترکیب کنیم و این ترکیب نه به صورت یک الیاژ بلکه به صورت یک مخلوط این مواد در کنار هم قرار بگیرند میتوانند سبب تقویت همدیگر شوند و ماده جدیدی بوجود اورند که دارای خواص بالایی نسبت به مواد سازنده اولیه هستند.این مواد به راحتی زنگ نمی زند . در برابر باد های شدید مقاوم است.عمر طولانی دارد.در برابر خوردگی و حرارت پایدار است.سبک می باشد.

اسلاید 9: فرضی بودن محور افقی یا تار خنثی که با ازدیاد یا کاهش بتن و یا عدم تراز درست در هنگام بتن ریزی ، این محور جابجا شده ودر عملکرد سازه موثر خواهد بود.سقف کامپوزیت خطرناک ترین سقف به هنگام آتش سوزی با وجود آهن اکسپوزهر2یا 3 سال یک بار،باید بازدید و مرمت(ضد زنگ زدن،در صورت نمایان بودن) شود.

اسلاید 10:

اسلاید 11:

اسلاید 12:

اسلاید 13:

اسلاید 14: دیگر موارد استفاده از کامپوزيت : 1- قطعات و پانل هاي پيش ساخته و سبک ساختماني 2- صفحات پوشاننده، ديواره ها، نماي بيروني ساختمان و کف پوشها 3- دکوراسيون داخلي و قالب هاي گچ بري و معماري تزئيني 4- وان هاي حمام، حوض ها، استخرها، دستشويي ها، مخازن ذخيره و کانال ها 5- چارچوب ها، درب ها، پنجره ها، کابينت آشپزخانه

اسلاید 15: عموماً سقفهاي کامپوزيت وزني سبک يا نسبتاً سبک دارند. سقفهاي کامپوزيت سرعت اجراي بالاتري نسبت به سقفهاي با تيرچه بتني و کروميت دارند. داراي مقاومت بسيار بالا و وزن بسيار اندك هستند، كاربري آنها بسيار ساده است و نياز به تخريب تعميراتي سازه يا متوقف كردن عملكرد سازه ندارند و در مقابل خوردگي­ها نيز بسيار مقاومند. محاسن :

اسلاید 16: سقف کامپوزيت بدليل هزينه کاذب کاري سنگين از عموم سقفهاي تيرچه و بلوک و کروميت هزينه تمام شده بيشتري دارد. معایب:

اسلاید 17: سقفهاي کامپوزيت بدليل داشتن لرزش ، گزينه مناسبي براي سقف پروژه‌هاي مسکوني نمي باشد مگر اينکه به هنگام بتن ريزي  زير کليه تيرآهنهاي فرعي و اصلي شمع بندي کامل شود که در اينصورت اجراي همزمان چند سقف منتفي است يا با مشکلات فراواني همراه خواهد بود

اسلاید 18: سقف کامپوزیت کُرمیت سیستمهای معمول کامپوزیت در امریکا عینا" با تیرچه های با جان باز انجام می شود و معمولا" همراه با گذاشتن یک ورق فولادی موجودار به عنوان عرشه و آرماتور بندی روی آن بتن ریخته می شود . در این سيستم قالب ماندگار است و قطعات جان نیز با بتن احاطه نمی شود. در طراحی سیستم قالب کامپوزیت کُرمیت، نظر بر آن بوده که علاوه بر سرعت و تطبیق با آیین نامه ها ، هر چه ممکن اقتصادی تر باشد. از این رو اولا" قالب باید قابل استفاده مداوم باشد، ثانیا" جان تیرچه با بتن پر شود که بتوان قطعات جان را اقتصادی تر طراحی نمود و از لرزش سقف نیز کاسته شود. سیستمهای کامپوزیت رایج در ایران که با تیرآهن ساده یا لانه زنبوری با تیر ورق استفاده می شوند، دارای جان باز نیستند.

اسلاید 19:

اسلاید 20: این قالب در بین تیرچه ها قرار گرفته و بعد از گيرش اولیه بتن قالب از زیر سقف در آورده می شود . این قالب محاسن بسیار زیادی دارد و با سرعت چیده و جمع آوری می گردد و با دقت مختصری , بارها قابل استفاده است. آخرین بررسی ها و دستاوردها نشان داد که بهتر است جهت تطبیق سیستم با سیستم تیرچه بلوک و استفاده از آرماتور حرارتی یک جهته و حذف آرماتور خمشی در دال فوقانی و در نتیجه صرفه جویی اقتصادی، فاصله لب با لب تیرچه ها حداکثر 75 سانتی متر باشد. مزیت این قالب در آن است که با رعایت دیگر شرایط آیین نامه می توان آرماتور دو جهته را حذف و فقط آرماتور عمود بر تیرچه را منظور نمود. فاصله محور به محور تیرچه ها حدود 85 سانتی متر تا 95 سانتی متر و با ارتفاع 20 تا 25 سانتی متر.

اسلاید 21: سقف کاذب سقف های کاذب اولیه به صورت قطعات پلاستیکی در سالهای 1365 به بعد در اولین سقف های کامپوزیت کُرمیت به کار رفت. اما گران بودن مصالح ، نچسبیدن به گچ و خاک و خزش (Creep) باعث گردید که استفاده از آن مقید گردد. از سوی دیگر انواع تولیدات ورق گالوانیزه به صورت رابیتس در شکلها و فرمهای مختلف و تولید مواد اولیه آن (ورق گالوانیزه) در ایران ، ما را به سمت استفاده از این محصول سوق داد.

اسلاید 22:

اسلاید 23: خواص کامپوزیت های FRP به عنوان یک جایگزین خوب آرماتور های فولادی در بتن

اسلاید 24: از این مواد به جای آرماتور های فولادی یا کابلهای پیش تنیده در سازه های بتنی پیش تنیده و یا غیر پیش تنیده استفاده می شود. مواد FRP موادی غیر فلزی و مقاوم در برابر خوردگی است که در کنار خواص مهم دیگری همانند مقاومت کششی زیاد آنها را برای استفاده بعنوان آرماتور مناسب می کند. از آنجایی که FRP ها مصالحی ناهمسانگرد هستند نوع و مقدار فیبرورزین مورد استفاده ، سازگاری فیبر و کنترل کیفیت لازم هنگام ساخت آن نقش اصلی را در بهبود خواص مکانیکی آن دارد. به طور کلی مزایای آن به صورت زیر دسته بندی می شود: 1-مقاومت کششی بیشتر از فولاد 2- یک چهارم وزن آرماتور فولادی 3- عدم تاثیر در میدانهای مغناطیسی و فرکانس های رادیویی ، برای مثال تاثیر روط دستگاه های بیمارستانی 4- عدم هدایت الکتریکی و حرارتی

اسلاید 25: لذا به دلیل مزایای بالا به عنوان یک جایگزین مناسب برای آرماتورهای فولادی در سازه های دریایی ، سازه پارکیمگ ها ، عرشه های پل ها، ساخت بزرگراه هایی که بطور زیادی تحت تاثیر عوامل محیطی هستند و در نهایت سازه هایی که در برابر خوردگی و میدانهای مغناطیسی حساسیت زیادی دارند پیشنهاد می کند.

اسلاید 26: دليل عمدة استفادة از ميلگردهاي FRP در داخل بتن، جلوگيري از پديدة خوردگي و افزايش ميرايي ارتعاشات ايجاد شده در سازه در برابر ارتعاش مي­باشد. هر چند كه استفاده از ميل­گردهاي FRP به جاي نمونه­هاي فلزي سبب كاهش وزن بنا نيز خواهد شد، اما در استفاده از اين ميل­گردها، مساله كاهش وزن اهميت ناچيزي نسبت به دو مورد بيان­شده دارد. دليل بالا بودن ضريب ميرايي كامپوزيت­ها، خواص غيركشسان آنهاست كه انرژي جذب شده را ميرا مي­كنند. در حالي كه مواد فلزي حالت كشسان داشته و انرژي جذب شده را ميرا نمي­نمايند. بنابراين مواد كامپوزيتي در برابر ارتعاشات زلزله عملكرد بهتري خواهند داشت و بهترين گزينه جهت مقاومت سازه در برابر لرزه­ها خواهند بود.

اسلاید 27: بكارگيري ميل­گردهاي FRP به جاي فلزي، به­طور قابل ملاحظه­اي از زيان­هاي ناشي از بروز خوردگي جلوگيري مي­كند. ظهور تخريب ناشي از پديدة خوردگي در بتن مسلح­شده با ميل­گرد فلزي بدين گونه است كه نخست ميله­­هاي فلزي داخل بتن دچار زنگ­زدگي شده و اكسيد مي­شوند. سپس اين اكسيد­ها به سمت سطح بيروني بتن شروع به مهاجرت كرده و با انتشار در داخل بتن باعث از بين رفتن آن مي­شوند. بدين ترتيب با خورده­شدن دو جزء فلزي و بتني سازه، زمينة تخريب كامل سازة بتني فراهم مي­گردد. روش­هاي سنتي گذشته مانند چسباندن صفحات فلزي بر روي سازه يا اضافه كردن ضخامت بتن جهت مقابله با پديدة خوردگي ضمن آنكه مشكل خوردگي فلز را مرتفع نخواهد نمود، سبب افزايش وزن سازه و آسيب­پذيرترشدن آن در برابر زلزله نيز خواهد شد. جهت جلوگيري از اين امر مي­توان با تقويت سطح خارجي سازة بتني توسط مواد مركب و استفاده از ميل­گردهاي FRP در داخل بتن، هم مشكل خوردگي فلز داخل سازه را حل نمود و هم جلوي مختل شدن كارايي سازه در صورت خورده شدن بتن را گرفت كه اين بهترين روش مقابله با پديدة خوردگي در يك سازة بتني مي­باشد .

اسلاید 28: ميل­گردهاي FRP به روش پالتروژن ساخته مي­شوند. در اين روش دسته­اي از الياف پس از آغشته­شدن با رزين پس از عبور از يك قالب در كنار هم قرار گرفته و يك پروفيل داراي مقطع ثابت را به­وجود مي­آورند. از عمده­ترين مزاياي روش پالتروژن چندمنظوره بودن آن و كاربردهاي گوناگون آن در صنايع مختلف است. به عبارتي صرفاً با تغيير قالب دستگاه مي­توان علاوه بر محصولاتي كه در صنعت ساختمان كاربرد دارد، همانند انواع آرماتورها، محصولات گوناگون ديگري در حوزه­هاي مختلف از جمله تسمه­هاي ماشين نساجي، ريل­ها، محافظ اتوبان­ها، چارچوب پنجره­ها و درها، تيرهاي با مقطع I شكل، نبشي­ها و غيره توليد نمود. عمر محصولات پالتروژني بسيار بالاست و سرعت توليد يك محصول پالتروژني نيز نسبتاً زياد است. از نظر قيمت نيز با وجود اينكه يك تير پالتروژني قيمت ظاهري بيشتري نسبت به نمونة مشابه آهني دارد ليكن مقاومت خوب آن در مصارف خاص ضدخوردگي و زلزله و عمر بالاي آن مي­تواند توجيه­گر قيمت اولية بالاي آن باشد. در مصارف عمومي مانند ساخت سازه­ها اگر نياز به مقاومت در برابر خوردگي و زلزله وجود داشته باشد، استفاده از تيرهاي پالتروژني مي­تواند توجيه اقتصادي نيز داشته باشد.

اسلاید 29: تکنیک مقاوم سازی ستون های مسلح بتنی با استفاده از کامپوزیت های FRP به طور گسترده ای به جای پوشش نمودن به وسیله فولاد مورد کاربرد قرار گرفته است.در مقایسه با استفاده از تنگ ها و مارپیچ فولادی .تکنیک محصور سازی با استفاده از FRP  قابلیت این را دارد که محصور شدگی را به صورت پیوسته برای تمام مقطع عرضی ستون تامین کنند.همچنین این موارد دارای خواص ذاتی مطلوبی (نسبت زیاد مقاومت به وزن و مقاومت بالا در برابر خوردگی و خنثی بودن الکترو مغناطیسی)هستند.به گونه ای که می توان در مقاوم سازی یا بازسازی اعضای بتنی به طور موفقیت امیزی از آنها بهره گرفت.رفتار FRP  را نمی توان مانند پوشش فولاد (خاموت)در نظر گرفت.زیرا یک ماده الاستوپلاستیک است در حالی که الیاف FRP  کاملا الاستیک می باشد.

اسلاید 30: FRP نوعی ماده کامپوزیت متشکل از دو بخش فیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله یک ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطه شده است. که به دو شکل ورق های FRP  و میلگردهای FRP  وجود دارد. نقش اصلی ماتریس عبارت است از :1-انتقال برش از فیبر تقویتی به ماده مجاور 2- محافظت از فیبر در شرایط محیطی3- جلوگیری از خسارات مکانیکی وارد بر الیاف 4- کنترل کمانش موضعی الیاف تحت فشار

اسلاید 31: به طور کلیFRP ها بر اساس فیبر تشکیل دهنده ی آنها به چند دسته زیر تقسیم می شوند. 1- CFRP  با الیافی از جنس کربن 2-GFRP با الیافی از جنس شیشه 3- AFRP با الیافی از جنس آرامید مزایای استفاده از FRP :-      وزن کم (چگالی آن در حدود 20% فولاد است)-      مقاومت در برابر خورندگی -      نفوذناپذیری مغناطیسی-      امکان تقویت به صورت خارجی -      حمل و نقل آسان وسرعت اجرای بالابه دلیل وزن کم