X

آیین‌نامه‌ها و مبانی محاسباتی مش‌های الیافی

 

محاسبات تسلیح دیوارهای غیر سازه‌ای که نقش میانقابی در سازه ندارند، به‌وسیله شبکه‌های الیاف شیشه مقاوم به قلیا بر مبنای تأمین ظرفیت خمشی و برشی دیوار در جهت خارج از صفحه در برابر بارهای وارده است. در دیوارهایی که نقش میانقابی ندارند (دیوارهای جداکننده و پارتیشن‌ها)، مجزا بودن دیوار غیر سازه‌ای در راستای داخل صفحه باعث عدم وارد شدن نیروهای جانبی از سوی سازه اصلی به دیوار و عدم تخریب دیوار در زلزله می‌شود. در این راستا دیوار دارای طول بلندی است که باعث می‌شود بدون وجود عامل تسلیح کننده، خمش و برش وارده ناشی از نیروی لرزه‌ای خود دیوار در جهت داخل صفحه را با اطمینان بالایی تحمل کند. هرچند که الیاف نصب‌شده در وجوه دیوار مستقیماً ظرفیت خمشی و برشی داخل صفحه دیوارها را نیز افزایش می‌دهند.
بارهای واردشده بر این‌گونه دیوارها عموماً شامل بار لرزه‌ای برای تمامی دیوارها و بار ضربه و باد بر دیوارهای پیرامونی سازه می‌شود. مبنای محاسبه بار لرزه‌ای این اجزای غیر سازه‌ای بر اساس فصل چهارم استاندارد 2800 و مبنای بارگذاری بار باد بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان است.
محاسبه مقاومت‌ها و روند طراحی دیوار بنایی مسلح شده به روش الیاف مش بر اساس استاندارد ACI549.4R-13 و ضابطه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی انجام می‌شود. استاندارد ACI549.4R-13 مشخص‌کننده حالت‌های شکست و خرابی در دیوارهای مسلح شده با سیستم مش و پلاستر (FRCM)، تاریخچه، نمونه‌های کاربردی و ضرایب لازم برای در نظرگیری اطمینان کافی در برابر مودهای خرابی است. همچنین ضابطه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی راهنمای داخلی طرح دیوارهای مسلح شده را مشخص می‌کند. قابل ذکر است سیستم FRCM، تحت عنوان سیستم TRC نیز شناخته شده است که اصطلاح صحیحی نیست و در واقع سیستم TRC به کاربرد شبکه‌های الیاف مقاوم به قلیا برای تسلیح بتن سازه‌ای اشاره دارد.

در ادامه ضوابط و دستورالعمل‌های مورد استفاده در طرح مش‌های الیافی آورده شده‌اند.


استاندارد 2800: فصل 4 این آیین‌نامه ضوابط بارگذاری لرزه‌ای اجزای غیر سازه‌ای اعم از دیوارهای جداسازی شده را بیان می‌کند.
پیوست ششم استاندارد 2800: پیوست حاضر ضوابط طرح و اجرای اجزای غیر سازه‌ای اعم از دیوارهای جداسازی شده را بیان می‌کند. این پیوست به معرفی تسلیح با شبکه‌های الیاف شیشه مقاوم به قلیا می‌پردازد.
ضابطه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی: ضابطه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی راهنمای داخلی طرح دیوارهای مسلح شده را مشخص می‌کند. همچنین جزییات لازم برای تسلیح با روش مش‌های الیافی در این راهنما مورد بررسی قرار گرفته است.
دستورالعمل ACI549.4R-13: استاندارد ACI549.4R-13 مشخص‌کننده حالت‌های شکست و خرابی در دیوارهای مسلح شده با مش‌های الیافی، تاریخچه، نمونه‌های کاربردی و ضرایب لازم برای در نظرگیری اطمینان کافی در برابر مودهای خرابی است.
استاندارد ASTM E2098: این استاندارد روش آزمایش مش‌های الیافی را برای تعیین مشخصات مقاومتی و محاسباتی ارائه می‌کند. نمونه مش‌های الیافی شرکت بهساز اندیشان تهران بر اساس این استاندارد در بخش سازه مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی مورد آزمایش قرار گرفته و مشخصات الیاف شیشه مقاوم به قلیا تعیین شده است.
استاندارد AC434: این استاندارد ضوابط و روش آزمایش سیستم کامپوزیت مش‌های الیافی را در محیط پلاستر سیمانی بیان می‌کند.
ضابطه شماره 729: ضابطه شماره 729 با عنوان راهنمای طراحی لرزه‌ای دیوارهای بنایی غیر سازه‌ای مسلح به میلگرد بستر، رفتار دیوارهای غیر سازه‌ای و مشخصات محاسباتی بلوک‌ها و ملات یا چسب بستر را مشخص می‌کند.

در ادامه مهم‌ترین ضوابط استانداردهای فوق به تشریح آمده است:

 

استاندارد 2800

 

 

ضوابط اصلی در بارگذاری لرزه‌ای به روش استاتیکی در زیر ارائه شده است: 

2-4 ﻧﻴﺮوی زﻟﺰﻟﻪ:

1-2-4 ﻧﻴﺮوی ﺟﺎنبی زﻟﺰﻟﻪ:

ﻧﻴﺮوی جانبی ﻣﺆﺛﺮ ﺑﺮ اﺟﺰای ﻏﻴﺮﺳﺎزه‌ای را می‌ﺗﻮان ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از روش ﺗﺤﻠﻴـﻞ استاتیکی ﻣﻌﺎدل، ﻃﺒﻖ ﺑﻨﺪ 4-2-1-1 و ﻳﺎ روش ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻃﻴﻔـی ﻃﺒـﻖ ﺑﻨـﺪ (4-2-1-2) ﻣﺤﺎﺳـﺒﻪ ﻧﻤﻮد. در ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﻧﻴﺮوی جانبی ﺿﺮﻳﺐ ﻧﺎمعینی ρ و ﺿﺮﻳﺐ اﺿﺎﻓﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ Ω0 ﻣﺮﺑـﻮط ﺑـﻪ ﺳﺎزه اصلی ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ 1/0 ﻣﻨﻈﻮر می‌ﺷﻮﻧﺪ.

1-1-2-4 روش ﺗﺤﻠﻴﻞ اﺳﺘﺎتیکی ﻣﻌﺎدل:

در اﻳﻦ روش ﻧﻴﺮوی ﺟﺎنبی زﻟﺰﻟﻪ ﻃﺒﻖ راﺑﻄﻪ (4-1) ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺷﺪه و ﺑﺮ ﻣﺮﻛﺰ ﺟﺮم ﺟﺰء اﺛﺮ داده می‌ﺷﻮد. ﺗﻮزﻳﻊ اﻳﻦ ﻧﻴﺮو ﺑﻴﻦ ﺑﺨﺶ‌ﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺟﺰء ﺑﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺟﺮم آﻧﻬﺎﺳﺖ.

(1-4)                                                                                                            

در اﻳﻦ راﺑﻄﻪ:
Vpu= ﻧﻴﺮوی جانبی زﻟﺰﻟﻪ در ﺣﺪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ. ﺑﺮای ﺗﻌﻴﻴﻦ اﻳﻦ ﻧﻴﺮو در ﺣﺪ ﺗـﻨﺶ‌ﻫـﺎی ﻣﺠـﺎز ﺑﺎﻳﺪ اﻳﻦ ﻣﻘﺪارﺑﻪ 1/4 ﺗﻘﺴﻴﻢ ﺷﻮد.

A= ﺷﺘﺎب ﭘﺎﻳﻪ، ﻃﺒﻖ ﺑﻨﺪ 2-2

1+S= ضریب شتاب طیفی طبق بند (2-3-1)

ap= ضریب بزرگنمایی ﺟﺰء طبق جدول (4-1) یا (4-2)

Ip= ضریب اهمیت ﺟﺰء طبق بند (4-1-3)

Wp= وزن ﺟﺰء سازه‌ای همراه با محتویات آن در زمان بهره‌برداری

Rpu= ضریب رفتار ﺟﺰء طبق جدول (4-1) یا (4-2)

Z= ارتفاع مرکز جرم ﺟﺰء از تراز پایه. مقدار Z لازم نیست بیشتر از H در نظر گرفته شود 

H= ارﺗﻔﺎع ﻣﺘﻮﺳﻂ ﺑﺎم ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن از ﺗﺮاز ﭘﺎیه

 

ﻣﻘﺪار Vpu در ﻫﻴﭻ ﺣﺎﻟﺖ ﻧﺒﺎﻳﺪ ﻛﻤﺘﺮ از ﻣﻘﺪار زﻳﺮ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد.

(2-4)                                                                                                            

ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﻘﺪار Vpu ﻟﺰومی ﻧﺪارد ﺑﻴﺸﺘﺮ از ﻣﻘﺪار زﻳﺮ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد.

(3-4)                                                                                                          

پیوست ششم استاندارد 2800

 

 

پ6-1-4-2-11-روش‌ﻫﺎی ﻧﻮﯾﻦ ﻣﻬﺎر دﯾﻮار 

پ6-1-4-2-11-1-مسلح کردن دیوار با شبکه الیاف 

ﯾﮏ روش ﻣﻬﺎر ﻟﺮزه‌ای دﯾﻮارﻫﺎ ﻣﺴﻠﺢ ﮐﺮدن آن ﺑﺎ ﺷﺒﮑﻪ اﻟﯿﺎف ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ. در اﯾﻦ روش ﺧﻤﺶ دﯾﻮار، ﯾﮏ ﻃﺮﻓﻪ و در راﺳﺘﺎی ﻗﺎﺋﻢ ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ دﯾﻮار ﻧﯿﺎزی ﺑﻪ وادار ﻧﺪارد و ﻣﺤﺪودﯾﺘﯽ در ﻃﻮل دﯾﻮار وﺟﻮد ﻧﺪارد. ﺗﻮﺟﻪ ﺷﻮد ﮐﻪ در اﯾﻦ ﺣﺎﻟﺖ در ﻟﺒﻪ‌ﻫﺎی دﯾﻮار و ﮐﻨﺎر ﺑﺎزﺷﻮﻫﺎ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺮ روی دﯾﻮار از ﻧﻮار ﺷﺒﮑﻪ اﻟﯿﺎف اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد. در اﯾﻦ روش ﻧﻮارﻫﺎی ﺷﺒﮑﻪ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه از اﻟﯿﺎف ﮐﺮﺑﻦ ﯾﺎ ﺷﯿﺸﻪ ﺑﺮ روی دﯾﻮار ﻗﺮار داده ﺷﺪه و ﻧﺎزک‌ﮐﺎری ﺑﺮ روی آن ﺑﻪ ﺻﻮرت دﺳﺘﯽ ﭘﺎﺷﯿﺪه ﻣﯽ‌ﺷﻮد. ﺑﻌﺪ از اﻧﺠﺎم ﻻﯾﻪ اول ﭘﺎﺷﺶ ﺑﺎﯾﺪ ﻧﺒﺸﯽ ﻣﻬﺎر ﺧﺎرج ﺻﻔﺤﻪ دﯾﻮار در ﺑﺎﻻ و ﭘﺎﯾﯿﻦ دﯾﻮار اﺟﺮا ﺷﺪه و ﻻﯾﻪ ﻧﻬﺎﯾﯽ ﻧﺎزک ﮐﺎری دﯾﻮار ﺑﺮ روی ﻧﺒﺸﯽ اﺟﺮا ﺷﻮد (ﺗﻮﺟﻪ ﺷﻮد ﮐﻪ ﻧﺒﺎﯾﺪ ﭘﺎﺷﺶ ﺑﺮ روی ﻧﺒﺸﯽ اﺟﺮا ﺷﻮد و از ﺣﺮﮐﺖ داﺧﻞ ﺻﻔﺤﻪ دﯾﻮار ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی ﻧﻤﺎﯾﺪ). در ﺻﻮرت وﺟﻮد ﺣﺪاﻗﻞ 50 ﻣﯿﻠﯽ‌ﻣﺘﺮ ﮐﻒ‌ﺳﺎزی ﮐﻪ ﭘﺎﯾﯿﻦ دﯾﻮار در داﺧﻞ آن ﻗﺮار ﮔﯿﺮد ﻧﯿﺎزی ﺑﻪ اﺟﺮای ﻧﺒﺸﯽ ﭘﺎﯾﯿﻨﯽ ﻧﻤﯽ ﺑﺎﺷﺪ. در اﯾﻦ روش، درﺻﻮرﺗﯽ ﮐﻪ ﻧﺎزک‌ﮐﺎری روی دﯾﻮار از ﺟﻨﺲ ﺳﯿﻤﺎن اﻧﺘﺨﺎب ﺷﺪه ﺑﺎﺷﺪ، اﻟﯿﺎف ﺷﯿﺸﻪ ﻣﻘﺎوم ﺑﻪ ﻗﻠﯿﺎ (AR-Glass) ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺗﺴﻠﯿﻢ ﺑﯿﺶ از MPa 1000 ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﻮده و در ﺻﻮرﺗﯽ ﮐﻪ ﻧﺎزک‌ﮐﺎری از ﺟﻨﺲ ﮔﭻ ﻣﻨﻈﻮر ﺷﺪه ﺑﺎﺷﺪ، اﺳﺘﻔﺎده از اﻟﯿﺎف ﺷﯿﺸﻪ E-Glass ﻧﯿﺰ ﺑﺎ ﻫﻤﺎن ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺗﺴﻠﯿﻢ ﻣﺠﺎز ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ (ﺷﮑﻞ ﻫﺎي پ6-19 و پ6-20). در ﻫﺮ دو ﺻﻮرت، ﻣﻘﺪار اﻟﯿﺎف ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺸﺨﺼﺎت آﻧﻬﺎ در ﺣﺎﻟﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﻮاری ﺣﺪاﻗﻞ gr/m2 100 و در ﺣﺎﻟﺖ اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺳﺮﺗﺎﺳﺮی gr/m2 50 (در ﻫﺮ ﺳﻤﺖ دﯾﻮار) ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﺪ. از ﺷﺒﮑﻪ اﻟﯿﺎف ﮐﺮﺑﻦ ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺗﺴﻠﯿﻢ ﺑﯿﺶ از MPa 3000  ﻧﯿﺰ ﻣﯽ‌ﺗﻮان ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺟﺎﯾﮕﺰﯾﻦ اﻟﯿﺎف ﺷﯿﺸﻪ اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد. اﯾﻦ روش ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺣﺬف وادارﻫﺎ ﻣﯽ‌ﺗﻮاﻧﺪ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺳﺎﯾﺮ روش ﻫﺎ از ﻫﺰﯾﻨﻪ ﮐﻤﺘﺮی ﺑﺮﺧﻮردار ﺑﻮده و ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺘﻤﺎن ﻫﺎی ﻣﻮﺟﻮد ﻧﯿﺰ ﻗﺎﺑﻞ ﮐﺎرﺑﺮد ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.

 

ﺷﺒﮑﻪ اﻟﯿﺎف ﯾﮏ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺷﺒﮑﻪ‌ای ﻣﺘﺸﮑﻞ از ﻧﺦ‌ﻫﺎی ﻣﺘﻌﺪد اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه‌اﻧﺪ. ﺷﺒﮑﻪ اﻟﯿﺎف ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ دارای ﺳﺎﺧﺘﺎر ﯾﮏ ﺟﻬﺘﻪ ﯾﺎ دو ﺟﻬﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ. ﺳﺎﺧﺘﺎر ﯾﮏ ﺟﻬﺘﻪ ﺑﻪ ﻣﻌﻨﺎی اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻧﺦ‌ﻫﺎ در ﯾﮏ راﺳﺘﺎ از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﻣﻨﺎﺳﺒﯽ ﺑﺮﺧﻮردار ﻫﺴﺘﻨﺪ اﻣﺎ در ﺟﻬﺖ دﯾﮕﺮ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﻤﺘﺮی داﺷﺘﻪ و ﻧﺦ‌ﻫﺎی ﺿﻌﯿﻒ‌ﺗﺮ ﺗﻨﻬﺎ ﺑﺮای اﺗﺼﺎل و ﮐﻨﺎر ﻫﻢ ﻧﮕﻬﺪاﺷﺘﻦ ﻧﺦ‌ﻫﺎی ﻗﻮی‌تر اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه‌اﻧﺪ؛ ﻟﺬا در ﻃﺮاﺣﯽ و ﮐﺎرﺑﺮد ﺑﺎﯾﺪ ﺟﻬﺖ ﻗﻮی ﻣﻼک ﺑﺎرﺑﺮی ﺑﺎﺷﺪ. در ﻣﺶ دوﻃﺮﻓﻪ در ﻫﺮ دو ﺟﻬﺖ ﻧﺦ‌ﻫﺎ از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﺑﺎﻻﯾﯽ ﺑﺮﺧﻮردار ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﻨﺪ. ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﯿﻦ ﭼﺸﻤﻪ ﻫﺎ (ﯾﮏ ﻧﺦ ﺗﺎ ﻧﺦ ﻣﺠﺎور) در ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺷﺒﮑﻪ‌ای ﺑﻨﺎ ﺑﻪ ﻃﺮاﺣﯽ ﻣﯽ‌ﺗﻮاﻧﺪ ﻣﺘﻔﺎوت ﺑﺎﺷﺪ. اﻣﺎ اﯾﻦ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﻧﺒﺎﯾﺪ از 5 ﻣﯿﻠﯽ‌ﻣﺘﺮ ﮐﻤﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺣﺪاﮐﺜﺮ اﻧﺪازه ﺳﻨﮕﺪاﻧﻪ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در ﻣﻼت، ﺑﺮای اﺗﺼﺎل ﺷﺒﮑﻪ اﻟﯿﺎﻓﯽ ﺑﺎﯾﺪ از ﻧﺼﻒ ﻓﺎﺻﻠﻪ ﺑﺎز ﺑﯿﻦ ﭼﺸﻤﻪ‌ﻫﺎ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﻧﺒﺎﺷﺪ.    

ژﺋﻮﮔﺮﯾﺪﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺷﺒﮑﻪ‌ای ﭘﻠﯿﻤﺮی داﺷﺘﻪ و از ﻧﺦ و اﻟﯿﺎف ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻧﺸﺪه‌اﻧﺪ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﭘﺎرﭼﻪ اﻟﯿﺎﻓﯽ ﮐﻪ ﻋﻤﻮﻣﺎً در ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی ﮐﺎﻣﭙﻮزﯾﺖ FRP ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽ ﮔﯿﺮد، ﻧﺒﺎﯾﺪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺷﺒﮑﻪ اﻟﯿﺎﻓﯽ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﯿﺮﻧﺪ. ﺷﮑﻞ پ6-21 ﻧﻤﻮﻧﻪ‌ای از ﺷﺒﮑﻪ‌ﻫﺎی اﻟﯿﺎﻓﯽ را ﻧﻤﺎﯾﺶ ﻣﯽ‌دﻫﺪ.

ﻻزم ﺑﻪ ذﮐﺮ اﺳﺖ اﻟﯿﺎف ﺷﯿﺸﻪ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده در ﻣﺤﯿﻂ ﺳﯿﻤﺎﻧﯽ ﺣﺘﻤﺎً ﺑﺎﯾﺪ از اﻟﯿﺎف ﺷﯿﺸﻪ ﻣﻘﺎوم ﺑﻪ ﻗﻠﯿﺎ ﺑﺎﺷﻨﺪ، ﺑﻪ ﻋﻠﺖ اﯾﻨﮑﻪ در ﻣﺤﯿﻂ ﺳﯿﻤﺎﻧﯽ (ﺑﺎ pH>12/5)، اﻟﯿﺎف ﺷﯿﺸﻪ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻗﻠﯿﺎﯾﯽ ﻣﺤﯿﻂ ﭘﯿﺮاﻣﻮن ﺧﻮد ﻗﺮار ﻣﯽ ﮔﯿﺮﻧﺪ و ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﭘﯿﺪا ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ. در ﻧﻬﺎﯾﺖ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺧﻮردﮔﯽ در ﻣﺤﻠﻮل ﻗﻠﯿﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﮔﺬﺷﺖ زﻣﺎن می‌ﺗﻮاﻧﺪ ﺗﺎ ﺗﺨﺮﯾﺐ ﮐﺎﻣﻞ ﺷﺒﮑﻪ اداﻣﻪ ﭘﯿﺪا ﮐﻨﺪ و ﺑﻪ اﯾﻦ ﺗﺮﺗﯿﺐ ﻃﻮل ﻋﻤﺮ اﻟﯿﺎف ﻻﯾﻪ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽ‌ﯾﺎﺑﺪ. ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻘﺪار ﻗﻠﯿﺎی ﺳﯿﻤﺎن و اﯾﺠﺎد ﯾﮏ ﻻﯾﻪ ﺳﺪ ﻣﺤﺎﻓﻈﺘﯽ روی اﻟﯿﺎف در ﺑﺮاﺑﺮ اﺛﺮات ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﻣﺤﯿﻂ، ﻫﺮﭼﻨﺪ راﻫﮑﺎرﻫﺎی ﻣﻮﺛﺮی در ﺑﻬﺒﻮد ﺧﻮردﮔﯽ اﻟﯿﺎف ﺷﯿﺸﻪ ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﻨﺪ اﻣﺎ ﮐﺎﻓﯽ ﻧﯿﺴﺖ و ﺣﺘﻤﺎً ﻻزم اﺳﺖ از اﻟﯿﺎف ﺷﯿﺸﻪ ﻣﻘﺎوم ﺑﻪ ﻗﻠﯿﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد. اﻟﯿﺎف ﺷﯿﺸﻪ ﻣﻘﺎوم ﺑﻪ ﻗﻠﯿﺎ ﺑﺎﯾﺪ دارای ﺣﺪاﻗﻞ 16 درﺻﺪ زﯾﺮﮐﻮﻧﯿﺎ (ZrO2) ﺑﺎﺷﺪ.  
ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻧﺦ، داﻧﺴﯿﺘﻪ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ و ﻣﺪول اﻻﺳﺘﯿﺴﯿﺘﻪ، ﺗﻌﯿﯿﻦ درﺻﺪ زﯾﺮﮐﻮﻧﯿﺎ در اﻟﯿﺎف و آزﻣﻮن ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﻪ ﻗﻠﯿﺎ از ﺟﻤﻠﻪ آزﻣﻮن‌ﻫﺎی ﺿﺮوری ﺑﺮای ﺷﻨﺎﺧﺖ وﯾﮋﮔﯽ ﻫﺎی ﻣﺶ ﺷﯿﺸﻪ ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﻨﺪ.  
ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺳﻄﺢ ﻣﻘﻄﻊ ﻧﺦ، داﻧﺴﯿﺘﻪ، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ و ﻣﺪول اﻻﺳﺘﯿﺴﯿﺘﻪ، ﺗﻌﯿﯿﻦ درﺻﺪ ﮐﺮﺑﻦ ﯾﺎ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻃﯿﻒ ﻣﺎدون ﻗﺮﻣﺰ FTIR از ﻧﻤﻮﻧﻪ از ﺟﻤﻠﻪ آزﻣﻮن‌ﻫﺎی ﺿﺮوری ﺑﺮای ﺷﻨﺎﺧﺖ وﯾﮋﮔﯽ ﻫﺎی ﻣﺶ ﮐﺮﺑﻨﯽ ﻣﯽ‌ﺑﺎﺷﻨﺪ. 

 

ضابطه شماره 819 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی

 

 

این راهنما شامل ضوابط بارگذاری‌های باد، زلزله، ضربه و سایر ضوابط لازم برای پذیرش دیوارها است. ضوابط لازم برای بارهای ضربه‌ای در این راهنما، که در استاندارد 2800 و مبحث ششم آورده نشده‌اند در زیر ارائه شده است.

9-1- ارزیابی دیوارهای خارجی ساختمان در مقابل بارهای ضربه‌ای

1-9-1- مقدمه

یکی‌ از الزامات در طراحی‌ دیوارهای خارجی‌ و نمای ساختمان، تحمل‌ آن در مقابل‌ ضربات در طول دوره بهره‌برداری است‌. این‌ ضربات می‌تواند شامل‌ ضربات سنگین‌ اتومبیل‌ها، ضربات ناشی‌ از برخورد افراد یا سایر اجسام باشد. بنا بر رویکرد استانداردها به‌طورمعمول جدار خارجی‌ ساختمان مورد ارزیابی‌ در مقابل‌ ضربه‌ قرار می‌گیرد. این‌ جدار می‌تواند شامل‌ دیوار خارجی‌ و نمای چسبیده به‌ آن بوده یا شامل‌ نمای پرده‌ای و سازه مجزای نگه‌دارنده نما که‌ به‌ آن متصل‌ است‌ باشد. ازآنجاکه‌ معیارهای پذیرش مبتنی‌ بر امکان ادامه‌ بهره‌برداری ایمن‌ از قطعات است‌ لذا این‌ آزمون‌ها برای دیوارهای خارجی‌ و نمای ساختمان الزامی‌ است‌. در حالتی‌ که‌ نمای ساختمان از طریق‌ یک‌ سازه نگه‌دارنده به‌ قطعات سازه‌ای متصل‌ باشد (نمای پرده‌ای)، آزمون‌های ضربه‌ فقط‌ بر روی آن انجام می‌شود.

بدین‌ منظور دو راهکار وجود دارد

الف‌ - مدل‌سازی اجزای محدود دیوار و نما با جزییات و اتصالات آن و انجام تحلیل‌ عملکرد تحت‌ اثر بار دینامیکی‌ ضربه‌

ب - در صورت عدم انجام تحلیل‌ دیوار در برابر بارهای ضربه‌ای، انجام آزمایش‌ بر روی نمونه‌ دیوار و نما ساخته‌شده از جنس‌ موردنظر بر اساس ضوابط‌ این‌ بخش‌

روش عمومی‌ انجام آزمون‌های ضربه‌ بر اساس استاندارد ملی‌ ایران به‌ شماره ١١٢٧٢ با عنوان ”اجزای قائم‌ ساختمان - آزمون مقاومت‌ در برابر ضربه‌ - اجسام ضربه‌ای و روش‌های عمومی‌ آزمون” می‌باشد. ضربات موردبررسی‌ در این‌ فصل‌ شامل‌ ضربه‌های ایجادکننده شوک در انواع مشخصی‌ از دیوارها و ضربه‌های ناشی‌ از حرکت‌ با سرعت‌ بالای یک‌ شی‌ء (مانند پرتابه‌ اسلحه‌ گرم یا چکش‌) نمی‌شود.

١ - ٩ - ٢ - آزمون ضربه‌

آزمون‌های ضربه‌ شامل‌ جسم‌ ضربه‌ زننده‌ای است‌ که‌ مانند آونگ‌ روی سطح‌ نمونه‌ قائم‌ دیوار که‌ در یک‌ قاب جاسازی‌شده است‌، سقوط می‌کند. در هنگام برگشت‌، جسم‌ ضربه‌ زننده عقب‌ نگه‌داشته‌ می‌شود و اصابت‌ مجدد صورت نمی‌گیرد.

برای دیوار و نمای متصل‌ به‌ آن دو نوع آزمون شامل‌ ضربه‌ اجسام سخت‌ و ضربه‌ اجسام نرم بزرگ در نظر گرفته‌ می‌شود.

١ - ٩ - ٢ - ١ - ضربه‌های اجسام سخت‌

ضربه‌ اجسام سخت‌ فقط‌ حاصل‌ ضربه‌هایی‌ است‌ که‌ از جابجایی‌ یا پرتاب اشیاء غیرقابل‌ تغییرشکل‌ حاصل‌ می‌شود (به‌طور مثال پرتاب یک‌ قطعه‌ سخت‌ یا یک‌تکه‌ سنگ‌).

ابزار اعمال این‌ آزمون، گوی فولادی ساده است‌. جهت‌ ارزیابی‌ حفظ‌ قابلیت‌ خدمت‌رسانی‌ قطعات نما جسم‌ سخت‌ یک‌ گوی فولادی پانصد گرمی‌ به‌ قطر٥٠ میلی‌متر است‌ که‌ جرم آن با مهره اتصال حدود (٥±٥٠٠) گرم خواهد بود ضربه‌هایی‌ که‌ با این‌ نوع گلوله‌ اعمال می‌شود با علامت‌ H1 شناخته‌ می‌شود.

جهت‌ ارزیابی‌ حفظ‌ معیار ایمنی‌ ساکنین‌، جسم‌ سخت‌ یک‌ گوی فولادی یک‌ کیلوگرمی‌ به‌ قطر 62/5 میلی‌متر است‌ که‌ جرم آن با مهره اتصال حدود (١٠±١٠٠٠) گرم خواهد بود، ضربه‌هایی‌ که‌ با این‌ نوع گلوله‌ اعمال می‌شود با علامت‌ H2 شناخته‌ می‌شود.

در شکل‌ (١ - ٣) روش انجام آزمون نمایش‌ داده‌شده است‌. ارتفاع سقوط بر مبنای انرژی ضربه‌ای تعیین‌ می‌شود. این‌ ارتفاع بر اساس انرژی ضربه‌ موجود در جدول (١ - ٥) تعیین‌ می‌گردد.

١ - ٩ - ٢ - ٢ - ضربه‌ جسم‌ نرم بزرگ

ضربه‌ جسم‌ نرم بزرگ حاصل‌ ضربه‌هایی‌ است‌ که‌ از برخورد بدن انسان روی سطح‌ اتفاق می‌افتد (به‌طور مثال ضربه‌ شانه‌، ضربه‌ حاصل‌ از دویدن و برخورد به‌ دیوار و یا ضربه‌ حاصل‌ از نردبان مورداستفاده به‌ دیوار).

جسم‌ ضربه‌ زننده یک‌ کیسه‌ کروی مخروطی‌ به‌ جرم kg ٥٠ است‌. این‌ کیسه‌ از هشت‌ قطعه‌ پارچه‌ کرباسی‌ قیراندود که‌ به‌ هم‌ دوخته‌شده‌اند، تشکیل‌ یافته‌ است‌. کیسه‌ با گلوله‌های شیشه‌ای به‌ قطر سه‌ میلی‌متر پر شده است‌. جرم کیسه‌ (0.5±50 kg) است‌. ضربه‌هایی‌ که‌ با این‌ کیسه‌ اعمال می‌شود با علامت‌ S2 نمایش‌ داده می‌شود. در شکل‌ (١ - ٤) نمایی‌ از کیسه‌ مورداستفاده در آزمون نشان داده‌شده است‌.

ضربه به وسیله سقوط آونگی کیسه کروی مخروطی که در بالا شرح داده شده است، اعمال می‌شود. ابزاری که برای کنترل سقوط کیسه به کار می‌رود، در شکل (1-6) نشان داده شده است. قرقره و چرخ بالابر به کار گرفته شده در صفحه سقوط کیسه قرار می‌گیرند. کیسه وقتی بالا برده می‌شود، در موقعیت قائم قرار می‌گیرد. ارتفاع سقوط H با به‌کارگیری میله اندازه‌گیری قائم که روی زمین افقی تکیه دارد، اندازه‌گیری می‌شود. ارتفاع سقوط برابر با تفاوت بین تراز خط افقی مشخص‌شده در مرکز کیسه تا تراز محل برخورد بر روی دیوار است. ارتفاع سقوط مطابق بند (1-6-3-3) و مبتنی بر انرژی ضربه‌ای که در جدول (1-6) ارائه شده است تعیین می‌گردد.

 

 

١ - ١٠ - نحوه اعمال بارها و ترکیبات بارگذاری

به‌منظور بررسی‌ عملکرد دیوار و اتصالات آن پس‌ از محاسبه‌ نیروهای وارده شامل‌ بار ثقلی‌، بار زلزله‌، باد و ضربه‌ و تعیین‌ عکس‌العمل‌ها، باید با انجام تحلیل‌ و ترکیب‌ بارهای وارده نسبت‌ به‌ بررسی‌ نیروهای وارده بر مهارها اقدام شده و با میزان تحمل‌ آن‌ها مقایسه‌ شود. کنترل مهارها و خود دیوار باید برای موارد زیر انجام شود که‌ عبارت‌اند از:

- اتصالات باید قابلیت‌ تحمل‌ نیروی برشی‌ ناشی‌ از بارهای جانبی‌ را داشته‌ باشند

- دیوار باید قابلیت‌ تحمل‌ نیروی برشی‌ و خمشی‌ خارج از صفحه‌ وارده بر آن را داشته‌ باشد

- دیوار و اتصالات آن باید قابلیت‌ تحمل‌ نیروهای وارده از نما و اتصالات آن را داشته‌ باشند

- نیروی زلزله‌ باید در جهت‌ افقی‌ به‌ مرکز جرم دیوار وارد شود و با نیروهای بهره‌برداری وارد به‌ آن ترکیب‌ گردد.

در مورد طراحی‌ اتصالات، روش LRFD بکار گرفته‌ می‌شود. ظرفیت‌ بسیاری از اجزاء استاندارد مانند میلیارد، پیچ‌ها و با استفاده از روش ASD مشخص‌شده است‌. برای اجزائی‌ که‌ ظرفیت‌ آن‌ها بر اساس روش ASD به‌ دست‌ می‌آیند می‌توان بارهای حاصل‌ از روش LRFD را طبق‌ روابط‌ (١ - ١) الی‌ (١ - ٨) با 1/4 برابر ظرفیت‌ به‌دست‌آمده بر اساس روش ASD مقایسه‌ نمود.

١ - ١٠ - ١ - ترکیب‌ بار

(12-1)                                                                                                                                                  

 

دستورالعمل ACI549.4R-13

 

 

ضوابط اصلی لازم برای انجام محاسبات تقویت دیوارهای بنایی با سیستم پلاستر و مش (FRCM) در زیر ارائه شده است:

 

CHAPTER 13—STRENGTHENING OF MASONRY WALLS WITH FRCM

13.1—Out-of-plane loads
13.1.1 Nominal flexural strength—The FRCM composite material bonded to surfaces of masonry may be used to enhance the design flexural strength out of the plane of the wall by acting as additional tension reinforcement. In such cases, the section analysis is based on the following assumptions:

a) Strain compatibility between masonry, steel reinforce-ment (if any), and FRCM composite material

b) Plane sections remain plane after loading

c) The maximum usable compressive strain in the masonry is per MSJC-11 or from field tests as per 13.1

d) FRCM has a bilinear behavior to failure where FRCM contribution prior to cracking is neglected. The out-of-plane flexural strength of a (reinforced or unreinforced) masonry wall depends on the controlling failure mode. Failure modes for an FRCM-strengthened wall include:

i. Crushing of the masonry in compression (before steel yielding, if present)

ii. Debonding of the FRCM from the masonry substrate (FRCM debonding)

iii. Slippage of the fiber mesh within the cementitious matrix

iv. Tensile yielding of the steel reinforcement (if present)

The effective tensile strain level in the FRCM composite material attained at failure, εfe, should be limited to the design tensile strain of the FRCM composite material, εfd, defined in Eq. (13.1.1a)

The effective tensile stress level in the FRCM reinforce-ment attained at failure, ffe, is calculated in accordance with Eq. (13.1.1b)

where Ef is the tensile modulus of elasticity of the cracked FRCM composite material.
The design flexural strength is calculated in accordance with Eq. (13.1.1c)

where Mn is the nominal flexural strength, and Mm and Mf are the contribution of reinforced masonry and FRCM composite material to the nominal flexural strength, respectively. In the case of unreinforced masonry (URM) not subjected to axial load, only the term Mf is considered. The strength reduc-tion factor for flexure, φm, is equal to 0.6 for reinforced and unreinforced masonry. Similarly, the corresponding strength reduction factor for shear, φv,f, is equal to 0.8.
For the computation of Mn, when the FRCM composite material is applied on both sides of the wall, the contribution of FRCM in the compression side is neglected.

FRCM application does not contribute to the enhancement of the nominal out-of-plane shear strength of the masonry wall that is calculated according to MSJC-11.
13.1.1.1 Design limitations—In the case of URM, when subjected to out-of-plane loading, the wall behaves as a simply supported element or very nearly so, and the influ-ence of wall arching mechanisms can be neglected. An arching mechanism can potentially develop in a wall with a height-to-thickness ratio (H/t) of less than 8 when the wall is built between stiff supports. The influence of arching in the out-of-plane behavior decreases for walls with H/t greater than 14. As a reference, Tables 7-5 and 7-10 of ASCE 41-06 provide H/t where a URM wall does not need to be analyzed for out-of-plane seismic forces and, therefore, does not require strengthening.
For URM out-of-plane strengthening, the maximum force transferred by the FRCM to the masonry substrate should not be larger than 6000 lbf/ft (87.6 kN/m). For conventionally reinforced masonry walls, to limit the total force per unit width transferred to the masonry, the increment in flexural strength provided by the FRCM reinforcement should not exceed 50 percent of the existing capacity of the structure without strengthening.

استاندارد ASTM E2098

 

 

ضوابط لازم برای انجام آزمایش و پذیرش مش‌های الیافی که در ایران مورد تأیید و پذیرش است مطابق این استاندارد است و در زیر ارائه شده:

3. Summary of Test Method

3.1 Specimens are tested for breaking force with and with-out conditioning. Conditioning is immersion for 28 days in an aqueous solution of 5% sodium hydroxide.
3.2 Breaking force is determined by mounting a test speci-men in a tensile testing machine and applying a force to the specimen until it breaks.

4. Significance and Use

4.1 Glass fiber reinforcing meshes are used to strengthen EIFS. The reinforcing meshes are embedded into base coats that contain portland cement, which potentially exposes the glass fibers in the reinforcing meshes to weakening by the action of alkali. The breaking force following alkali exposure as determined by this method, is a factor used to comparatively evaluate the alkali resistance of EIFS glass fiber reinforcing meshes in the laboratory.
4.2 This test method does not purport to simulate the conditions that may be encountered in service. The perfor-mance of an EIFS is a function of many factors, such as proper installation, rigidity of supporting construction and resistance of the EIFS to deterioration by other causes.

5. Apparatus and Reagents

5.1 Tensile Testing Machine, of the controlled rate of extension type, as defined in Specification D76, clumps and jaw faces conforming to those in Test Method D 5035.
5.2 Container and container cover for alkali solution—material inert to alkali of suitable dimensions to permit unbent mesh specimens to be fully covered with a depth of 25 mm (1 in.) of alkali solution. The cover for the container shall be of suitable design to prevent evaporative loss from the solution which would increase its concentration.

5.3 Distilled water
5.4 Reagent Grade Sodium Hydroxide

استاندارد AC434

 

 

ضوابط انجام آزمایش و پذیرش سیستم مش و الیاف به‌صورت یکپارچه که در ایران مورد تأکید نیست، مطابق این استاندارد است و در زیر ارائه شده:

4.0 MATERIAL TEST METHODS 

4.1 General: Required FRCM composite material physical, mechanical, and durability properties are described in this section along with the test procedures. Properties obtained from these tests shall be considered in the design criteria and limitations described in Section 8.0. Evaluation of test results shall be made on the basis of the average values obtained from a minimum of five specimens for each condition. Table 1 offers a summary of the minimum material tests required for each FRCM material system. 

4.2 Physical and Mechanical Properties of FRCM Composite Material: 

4.2.1 Drying Shrinkage: A panel of FRCM material for this test shall be cured, tested, and measured in accordance with general procedures outlined in ASTM C 157. Coupon specimens shall be cut from larger size panels. Five coupon specimens shall be used for drying shrinkage measurements for each FRCM configuration. The size of specimens shall be 3 by 16 inches (76 by 400 mm). Caution shall be used to eliminate bending error that may occur.
4.2.2 Void Content: Five FRCM specimens shall be tested for each FRCM configuration. The size of specimens shall be 3 by 6 inches (75 by 152 mm). The tests shall be conducted in accordance with ASTM C 138. Air content and unit weight shall be measured. 
4.2.3 Tensile Strength: Tensile testing to determine the tensile strength, elongation, and modulus of elasticity shall be conducted on coupons cut from FRCM panels laid up using a procedure similar to that in the actual in-service application and according to the applicant’s instructions. The test procedures shall comply with the “Tensile Testing of Fiber-Reinforced Cementitious Matrix (FRCM) Composite Specimens” included in Annex A. Tests shall be conducted for both primary and secondary grid directions, if different and required in the structural application. A minimum of five specimens are required for each FRCM configuration. 
4.2.4 Composite Interlaminar Shear Strength: Composite interlaminar shear strength tests on FRCM panels shall follow general procedures of ASTM D 2344. Alternatively, test procedures of ASTM C 947 can be adopted for FRCM in conjunction with provisions of ASTM D 2344 for interpretation of results and reporting regarding interlaminar related issues. A minimum of five specimens are required for each FRCM configuration. 
4.3 Properties of Mortar Matrix: Mortar used in FRCM composite material as matrix shall comply with ASTM C 387/C 387M, which covers the production, properties, packaging, and testing of packaged, dry, combined materials for mortars. Normal-strength mortar shall have minimum compressive strengths of 2,500 and 3,500 psi (17.0 and 24.0 MPa) at seven and 28 days, respectively. A minimum of five specimens are required for each mortar type to be recognized in the ICC-ES evaluation report. 
 

 

ضابطه شماره 729

 

 

مشخصات محاسباتی بلوک‌ها که در محاسبات تقویت و مهار دیوارها با شبکه‌های الیافی نیز مورد استفاده است، در زیر آورده شده است:

 

 

 

1. برای مشاهده مطلب معرفی شبکه‌های الیاف شیشه مقاوم به قلیا اینجا کلیک نمایید.

2. برای مشاهده مطلب آیین‌نامه‌ها و مبانی محاسباتی شبکه‌های الیاف شیشه مقاوم به قلیا اینجا کلیک نمایید. (همین صفحه)

3. برای مشاهده مطلب عرض ناکافی تکیه‌گاه در دیوارها و پارتیشن‌های داخلی اینجا کلیک نمایید.

4. برای مشاهده مطلب سوالات متداول شبکه‌های الیاف شیشه مقاوم به قلیا اینجا کلیک نمایید.