روش NSM در ابتدا در سال 1940 ارائه شد. کابل های فولادی استفاده شد اما تأثیر بالای خوردگی باعث جایگزینی کابل های فولادی با FRP شد. در سال 1960 دانشمندان چسب اپوکسی محکمی تولید کردند و از آن در صنعت ساخت و ساز برای اتصال فولاد یا کامپوزیت FRP در شیارهای برش خورده  بر روی سطح بتن استفاده کردند. در روش NSM، میلگردها یا نوارهای پیش تنیده FRP در شیارهای سطح بتن وارد شده و با استفاده از چسب اپوکسی به بتن متصل می شوند. مقاوم سازی خمشی با استفاده از آرماتور FRP و روش NSM پیش تنیدگی می تواند مقاومت نهایی یک عضو بتن مسلح را به طرز چشمگیری افزایش دهد. همچنین به طور قابل توجهی رفتار عضو تحت بارهای سرویس را تغییر داده و به طور قابل توجهی سختی عضو را افزایش می دهد. FRP های پیش تنیده با استفاده از روش NSM همچنین می توانند شکل پذیری تیر مقاوم سازی شده را کاهش دهند. همچنین باید توجه داشت که در کاربرد مقاوم سازی با روش NSM، FRP بدون پیش کشیدگی تنها بخشی از مقاومت تقویت کننده FRP موثر است و این سیستم یک تکنیک مقاوم سازی غیرفعال است که تا زمان اعمال بارهای اضافی غیرفعال می ماند. بنابراین، با استفاده از پیش تنیدگی آرماتور FRP با روش NSM می توان عملکرد سرویس دهی را ارتقا داد. کاربرد روش NSM با استفاده از میلگرد FRP پیش تنیده برای تقویت تیر بتن مسلح در شکل زیر نشان داده شده است.

روش NSM

راهکار NSM برای مقاوم سازی سازه های بتنی در حال حاضر به عنوان جایگزینی برای الیاف کامپوزیت با اتصال خارجی در حال توسعه است. این فرایند شامل برش یک سری شیارهای کم عمق در سطح بتن در جهت مورد نیاز است. (بدیهی است که عمق شیار باید کمتر از پوشش باشد تا آرماتورهای موجود آسیب نبیند.) شیارها تا حدی با ملات اپوکسی پر می شوند و سپس میلگردها یا نوارهای کامپوزیت فیبر کربن در آن فشار داده می شود. باقیمانده شیار سپس با ملات اپوکسی پر شده و سطح آن مسطح و صاف می شود. از این رویکرد می توان برای افزایش خمش تیرها و دال ها یا ظرفیت برشی تیرها استفاده کرد. همچنین می توان برای مقاوم سازی دیوارهای مصالح بنایی بتنی نیز استفاده شود.

از آنجا که مواد کامپوزیت الیافی در بتن قرار داده شده اند ، مثلاً در اثر آتش سوزی، نسبت به مصالح اضافه شده به سطح کمتر در معرض آسیب اند. بدیهی است که برای مقاوم سازی سطوح بالایی دال ها، درصورتی که کامپوزیت های با اتصال خارجی به لایه محافظ نیاز داشته باشند، بسیار مناسب است. اگر لازم باشد لایه محافظتی در آینده برداشته شود، ممکن است به کامپوزیت آسیب برسد. یک مزیت بالقوه بیشتر این روش نسبت به استفاده از کامپوزیت با اتصال خارجی این است که هیچ گونه آماده سازی سطح بتن لازم ندارد. بدیهی است که یک محدودیت در این روش نیاز به پوشش کافی برای آرماتور موجود است تا بتوان شیارها را بدون خطر آسیب به آرماتورها برش داد.

روش NSM با frp

هنگام مقاوم سازی سازه ای بتن مسلح با استفاده از سیستم NSM باید عوامل زیر را در نظر گرفت:

نوع آرماتور FRP

انتخاب مصالح FRP با مقاومت کششی و مدول الاستیسیته بالاتر مانند CFRP به جای GFRP و AFRP، امکان استفاده از FRP و سطح مقطع شیار کوچکتر را فراهم می کند، از این رو خطرات کمتری برای تداخل در آرماتور داخلی وجود دارد.

بعد شیار

عرض شیار، عمق، فاصله خالص بین دو شیار مجاور و فاصله خالص بین شیار و لبه تیر همه پارامترهای سازه ای هستند که می توانند عملکرد اتصال را تحت تأثیر قرار دهند. عمق شیار با عمق پوشش بتن محدود می شود.

پرکننده شیار

از نظر رفتار سازه ای، مهمترین ویژگی مکانیکی آن مقاومت برشی و کششی است. می تواند چسب اپوکسی یا ملات سیمانی باشد.

برای تأیید مناسب بودن CFRP پیش تنیده در تقویت تیرهای بتن مسلح، محققان پانزده آزمایش تیر بتن مسلح در مقیاس کامل با طول پیوندهای مختلف انجام دادند. دو نوع CFRP مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که با استفاده از میلگردهای CFRP درجه دو پیش تنیده، ترک خوردگی، عملکرد و بارهای نهایی تیرهای مقاوم سازی شده را نسبت به تیر اولیه افزایش می یابد. در ادامه، دریافتند مزایای مقاوم سازی با CFRP غیر خورنده را در مقایسه با اثر پیش تنش خارجی مطالعه کردند. ترک خوردگی و بازده بالاتر از فولاد در تیرهای مقاوم سازی شده با نوارهای CFRP پیش تنیده رخ داده است. افزایش سطح پیش تنیدگی منجر به لنگرهای اسمی می شود. چندین محقق دیگر نیز به همین نتیجه رسیدند که کامپوزیت های پیش تنیده CFRP به دلیل ظرفیت کششی بالاتر می توانند با کارآیی بیشتری مورد استفاده قرار گرفته و در دو حالت سرویس و حالت نهایی به حفظ ظرفیت بارگذاری بالاتر کمک می کنند.

2 دیدگاه برای “روش NSM

  1. ع رحیمی گفته:

    روز بخیر
    مزیت اصلی استفاده از روش nsm نسبت به استفاده از لمینیت های اف ار پی چیست؟؟

    • اکبری گفته:

      با سلام و وقت بخیر
      از مزیت های این روش مقاوم بودن مصالح FRP در برابر آتش سوزی است. همچنین این روش نیاز به آماده سازی سطح نیز ندارد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *