دال‌های بتن‌آرمه بخش مهمی از سیستم باربر ساختمان هستند و تغییر کاربری، افزایش بارهای بهره‌برداری، آسیب‌های سازه‌ای، خوردگی آرماتورها، ضعف‌های طراحی یا اجرای اولیه و تغییرات معماری می‌تواند ظرفیت یا عملکرد آن‌ها را تحت تأثیر قرار دهد.
در شرایطی که افزایش ظرفیت دال مورد نیاز باشد و محدودیت‌های معماری، اجرایی یا وزنی استفاده از روش‌های متعارف را دشوار کند، سیستم‌های FRP می‌توانند به‌عنوان یکی از گزینه‌های مقاوم‌سازی مورد بررسی قرار گیرند.
انتخاب FRP باید بر اساس ارزیابی وضع موجود، رفتار سازه و مسیر انتقال نیرو انجام شود؛ نه صرفاً بر اساس مقاومت کششی اسمی الیاف.
مقاوم‌سازی دال با FRP می‌تواند، متناسب با شرایط پروژه، برای موارد زیر مورد بررسی قرار گیرد:
البته هر یک از این کاربردها نیازمند بررسی مستقل سازه است و نمی‌توان یک جزئیات اجرایی ثابت را برای تمام دال‌ها در نظر گرفت.
یکی از متداول‌ترین کاربردهای FRP در دال‌ها، افزایش ظرفیت خمشی است.
در این روش، بسته به نوع دال و ناحیه بحرانی، نوارها، لمینیت‌ها یا لایه‌های FRP در ناحیه کششی عضو قرار می‌گیرند تا در تحمل نیروهای کششی ناشی از خمش مشارکت کنند.
در دال‌های یک‌طرفه، جهت اصلی مقاوم‌سازی معمولاً با جهت عملکرد خمشی دال مرتبط است. در دال‌های دوطرفه، وضعیت انتقال بار و عملکرد دال در دو راستای اصلی باید در تحلیل در نظر گرفته شود.
در دال‌های پیوسته، علاوه بر نواحی مثبت در دهانه‌ها، نواحی منفی در نزدیکی تکیه‌گاه‌ها نیز ممکن است نیازمند بررسی و مقاوم‌سازی باشند.
محل، جهت، مقدار و طول مؤثر FRP باید بر اساس محاسبات و مکانیزم انتقال نیرو تعیین شود. افزایش تعداد یا ضخامت لایه‌های FRP به‌تنهایی به معنای افزایش متناسب ظرفیت دال نیست.
در برخی دال‌ها، به‌ویژه دال‌های تخت، برش پانچ در اطراف ستون‌ها می‌تواند یکی از حالت‌های مهم کنترل‌کننده باشد.
در چنین شرایطی، ابتدا باید مشخص شود که مسئله اصلی دال ناشی از ظرفیت خمشی است یا برش، پانچ، تغییرشکل و یا ترکیبی از این موارد.
استفاده از FRP برای افزایش ظرفیت برشی یا پانچ، به هندسه دال، ضخامت، جزئیات آرماتورها، شرایط دسترسی، محل ستون‌ها، وجود بازشوها، مشخصات بتن و نحوه انتقال نیرو میان سیستم FRP و بتن وابسته است.
بنابراین، مقاوم‌سازی ناحیه اطراف ستون با FRP نباید صرفاً بر اساس یک الگوی اجرایی ثابت انجام شود؛ جزئیات باید از تحلیل سازه و مکانیزم مورد انتظار انتقال نیرو حاصل شود.
ایجاد یا توسعه بازشو برای تأسیسات، پله، آسانسور یا تغییرات معماری می‌تواند مسیر انتقال نیرو در دال را تغییر دهد.
در این شرایط، حذف بخشی از بتن و آرماتورها ممکن است باعث افزایش تقاضا در اطراف بازشو و تغییر رفتار موضعی دال شود.
در صورت مناسب بودن شرایط، FRP می‌تواند به‌عنوان بخشی از راهکار مقاوم‌سازی در اطراف بازشو مورد استفاده قرار گیرد؛ اما ابتدا باید اثر بازشو بر مسیر انتقال نیرو، آرماتورهای موجود، خمش، برش و تغییرشکل بررسی شود.
وجود ترک، پوسته‌شدگی، جداشدگی بتن، خوردگی آرماتورها یا کاهش سطح مقطع میلگردها به معنای آماده بودن سطح برای اجرای FRP نیست.
در این شرایط، ابتدا باید علت آسیب و میزان کاهش ظرفیت عضو مشخص شود. بتن‌های سست و آسیب‌دیده باید اصلاح شوند و در صورت وجود خوردگی آرماتورها، وضعیت میلگردها و نیاز به تعمیر یا جایگزینی آن‌ها بررسی شود.
FRP جایگزین تعمیر بتن آسیب‌دیده نیست.
پس از اصلاح بستر و اطمینان از مناسب بودن شرایط اتصال، می‌توان سیستم FRP را به‌عنوان بخشی از طرح مقاوم‌سازی اجرا کرد.
عملکرد FRP تا حد زیادی به کیفیت انتقال نیرو میان بتن، چسب و سیستم FRP وابسته است.
به همین دلیل، آماده‌سازی سطح باید با دقت انجام شود و بسته به شرایط پروژه می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
در دال‌ها، دسترسی به سطح زیرین یا فوقانی نیز یکی از عوامل مهم در انتخاب روش مقاوم‌سازی است.
یکی از مسائل مهم در مقاوم‌سازی خمشی دال با FRP، نحوه انتقال نیروی کششی از بتن به سیستم FRP است.
ظرفیت نهایی سیستم تنها به مشخصات الیاف وابسته نیست و عواملی مانند:
می‌توانند بر عملکرد نهایی تأثیرگذار باشند.
جداشدگی FRP از بتن می‌تواند قبل از استفاده کامل از ظرفیت مصالح رخ دهد؛ بنابراین کنترل این مکانیزم در طراحی اهمیت ویژه‌ای دارد.
مقاوم‌سازی دال فقط به افزایش ظرفیت نهایی محدود نمی‌شود.
در بسیاری از پروژه‌ها، افزایش بار یا تغییر کاربری می‌تواند باعث افزایش خیز و تغییرشکل شود. بنابراین، در ارزیابی دال باید علاوه بر ظرفیت خمشی و برشی، وضعیت تغییرشکل، ترک‌خوردگی و شرایط بهره‌برداری نیز بررسی شود.
در صورتی که مسئله اصلی پروژه ناشی از خیز زیاد، تغییرشکل یا تغییر در شرایط تکیه‌گاهی باشد، استفاده از FRP بدون بررسی علت اصلی مسئله ممکن است راهکار مناسبی نباشد.
سیستم‌های FRP می‌توانند بر پایه الیاف مختلفی مانند موارد زیر باشند:
انتخاب نوع سیستم باید بر اساس الزامات طراحی، مدول و مقاومت مورد نیاز، شرایط محیطی، مشخصات بستر، نوع رزین، دوام، جزئیات اتصال، روش اجرا و الزامات پروژه انجام شود.
بنابراین، انتخاب FRP صرفاً بر اساس بیشترین مقاومت کششی اسمی، معیار مناسبی برای انتخاب سیستم نیست.
کیفیت اجرای FRP تأثیر مستقیمی بر عملکرد نهایی سیستم دارد.
در فرآیند اجرا، مواردی مانند مشخصات و شرایط نگهداری مصالح، آماده‌سازی سطح، شرایط محیطی، نسبت اختلاط رزین، جهت قرارگیری الیاف، تعداد لایه‌ها، میزان آغشته‌شدن الیاف، طول همپوشانی، جزئیات انتهایی، یکنواختی اجرا و کیفیت اتصال باید کنترل شوند.
پس از اجرا نیز سطح FRP باید از نظر یکنواختی، آسیب‌های احتمالی، حباب، جداشدگی، نقص‌های موضعی و سایر موارد مؤثر بر عملکرد بررسی شود.
FRP یک راهکار عمومی برای تمام مشکلات دال نیست.
در شرایطی مانند آسیب شدید بتن، کاهش قابل توجه سطح مقطع، ضعف جدی بستر، نیاز به افزایش بسیار زیاد ظرفیت، تغییرات عمده در سیستم باربر یا وجود یک مشکل اساسی در مسیر انتقال بار، ممکن است روش‌هایی مانند ژاکت بتنی یا فولادی، اضافه‌کردن عناصر باربر یا ترکیب چند روش مقاوم‌سازی مناسب‌تر باشند.
همچنین اگر علت اصلی مشکل دال، نشست، تغییرشکل تکیه‌گاه، ضعف ستون‌ها یا یک مسئله در سیستم کلی سازه باشد، مقاوم‌سازی خود دال به‌تنهایی الزاماً مسئله را حل نمی‌کند.
طراحی و اجرای سیستم‌های مقاوم‌سازی با FRP، متناسب با شرایط پروژه، بر اساس مراجع و استانداردهای معتبر از جمله ACI 440.2R، ACI 562، ACI 318، اسناد fib، ASTM و EN 1504 و الزامات فنی مرتبط پروژه انجام می‌شود.
هدف از مقاوم‌سازی، صرفاً افزودن یک لایه FRP به سازه نیست. ابتدا باید مشخص شود دال چرا به مقاوم‌سازی نیاز دارد، کدام مکانیسم رفتاری کنترل‌کننده است و چه راهکاری می‌تواند با کمترین مداخله، عملکرد مورد انتظار را تأمین کند.
ژیارکو این مسیر را از ارزیابی وضع موجود تا طراحی، اجرای تخصصی، کنترل کیفیت و ارزیابی نهایی دنبال می‌کند.
