مطالعه‌ي آزمايشگاهي رفتار قوس بتن آرمه ي تقويت شده با ورق كامپوزيت FRP به روش شيار زني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

در سال هاي اخير، تحقيقات بسياري در رابطه با سازه هاي بنايي و بتن آرمه ي تقويت شده با كامپوزيت هاي FRP، انجام شده است. تحقيقات قبلي عمدتا روي عناصر سازهاي مرسوم مانند ستونها، تيرها و ديوارها متمركز بوده است. در اين ميان، تحقيقات بسيار كمي در مورد عناصر و سازه هاي قوسي شكل انجام گرفته است. در تحقيق حاضر، رفتار تيرهاي قوسي بتن آرمه ي تقويت شده با كامپوزيت FRP بررسي مي گردد. به اين منظور، تعداد 15 عدد نمونه ي تير قوسي بتن آرمه با مقطع مربعي به ابعاد 150 ميلي متر، و با طول دهانه ي 947 ميلي متر، ارتفاع تاج 233 ميلي متر و شعاع قوس 725 ميلي متر مورد آزمايش قرار گرفتند. همچنين نمونه ها به دو گروه تقسيم بندي شده كه 6 نمونه ضعيف از نظر خمش (در طراحي) و 9 نمونه ي ديگر داراي ضعف برشي مي باشند. نمونه ها با روش نصب سطحي (EBR) و روش شيارزني (EBROG و EBRIG) تقويت گرديدند. نمونه هاي خمشي با الياف كامپوزيت FRP از جنس شيشه و نمونه هاي برشي با الياف كامپوزيت FRP از جنس كربن تقويت گرديدند. نتايج نشان داد افزايش ظرفيت باربري نمونه هاي تقويت شده به روش شيارزني نسبت به نمونه ي شاهد در مقايسه با افزايش ظرفيت باربري نمونه هاي تقويت شده به روش EBR، در هر دو گروه نمونه هاي خمشي و برشي بيشتر مي باشد. ميزان افزايش ظرفيت باربري براي نمونه هاي خمشي تقويت شده به روش EBR و EBROG (با يك لايه) نسبت به نمونه ي شاهد به ترتيب برابر با 65/1 و 80/2 درصد مي باشد. نمونه ي تقويت شده به روش EBROG با دو لايه نسبت به نمونه ي شاهد افزايش ظرفيت باربري برابر با 86 درصد از خود نشان داد. همچنين نمونه ي تقويت شده به روش EBROG با دو لايه و داراي بست هاي U شكل در دو طرف مركز تير، افزايش ظرفيت باربري برابر با 92/3 درصد از خود نشان داد. نمونه ي تقويت شده به صورت خمشي با روش EBRIG (با دو لايه) نيز نسبت به نمونه ي شاهد 89/6 درصد افزايش ظرفيت باربري از خود نشان داد. در نمونه هاي برشي تقويت شده به صورت دو طرفه ي غير پيوسته، ميزان افزايش ظرفيت باربري نمونه هاي تقويت شده به روش EBR و EBROG نسبت به نمونه ي شاهد به ترتيب برابر با 6/1 و 21/7 درصد و در نمونه هاي تقويت شده به صورت U شكل (غير پيوسته و يك لايه) به ترتيب برابر با 34/8 و 47/3 درصد مي باشد. همچنين نمونه ي برشي تقويت شده به صورت U شكل (غير پيوسته و دو لايه) با روش EBROG نيز سبب افزايش ظرفيت باربري به ميزان 59 درصد گرديد. همچنين نمونه هاي خمشي داراي رفتاري نرم و شكل پذير بودند. ميزان درصد افزايش شكل پذيري و صلبيت خمشي موثر نمونه هاي تقويت شده به روش شيارزني نسبت به نمونه ي تقويت نشده، بيشتر از نمونه ي تقويت شده به روش EBR مي باشد. با توجه به نتايج تحقيق حاضر، روش شيارزني جايگزين بسيار مطلوبي براي روش EBR در تقويت اعضاي بتن آرمه ي قوسي شكل با كامپوزيت FRP مي باشد.

215839

سازه

پرديس

دانشگاه صنعتي اصفهان

عليرضا سلجوقيان

ابوالفضل اسلامي، محمدرضا افتخار

داود مستوفي نژاد