بررسي تجربي رفتار اتصال ورق FRP به بتن در روش EBRIG

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

كارشناسي ارشد

امروزه بهره گيري از كامپوزيت‌هاي FRP به يكي از متداول‌ترين روش‌ها در تقويت سازه‌هاي بتن آرمه تبديل شده است. كامپوزيت‌هاي FRP به كمك روش نصب خارجي (EBR) به سطح بتن متصل مي‌شوند. بزرگ‌ترين مشكلي كه اعضاي بتن آرمه‌ي تقويت شده با روش EBR با آن مواجه هستند، وقوع پديده‌ي جدا شدگي كامپوزيت‌هاي FRP از سطح بتن است. در سال‌هاي گذشته، تلاش‌هاي محققين دانشگاه صنعتي اصفهان در راستاي بهبود عمل‌كرد اتصال كامپوزيت‌هاي FRP به بتن منجر به ابداع روش‌هاي جديد شيار زني شده است. اين روش‌ها با نام‌هاي نصب خارجي روي شيار (EBROG)، نصب خارجي داخل شيار (EBRIG) و نصب خارجي داخل و روي شيار (EBRIOG) شناخته مي‌شوند. بررسي‌هاي اوليه حاكي از برتري روش EBRIG در مقايسه با ساير روش‌ها است. به جهت وجود چالش‌هاي متعدد در انجام آزمايش برش مستقيم براي نمونه‌هاي تقويت شده به روش EBRIG، مطالعات معدودي براي شناخت رفتار اتصال FRP به بتن در اين روش انجام شده است. در پژوهش حاضر، براي اولين بار تاثير پارامتر‌هاي عمق و عرض شيار بر روي عمل‌كرد اتصال FRP به بتن در روش EBRIG مورد بررسي قرار گرفت. هم‌چنين با معرفي مفهوم عرض موثر ورق تقويتي، شرايط مشابهي به منظور مقايسه‌ي اتصال در روش‌هاي EBROG و EBRIG ايجاد شد. در همين راستا 30 نمونه‌ي منشور بتني با ابعاد 350×150×150 ميلي متر ساخته شد و با استفاده از روش‌هاي EBR، EBROG و EBRIG تقويت شدند. نتايج حاصل از آزمايش برش مستقيم نشان داد كه روش‌هاي شيار زني با انتقال تنش‌هاي برشي به لايه‌هاي قوي‌تر بتن منجر به افزايش مقاومت اتصال نسبت به روش EBR مي‌شوند به طوري كه تنش نهايي ايجاد شده در كامپوزيت FRP در روش‌هاي EBROG و EBRIG به ترتيب به ميزان 133 و 239 درصد افزايش يافت. در نمونه‌هاي تقويت شده به روش EBRIG مشاهده شد كه در عمق شيار ثابت 5 و 10 ميلي متر ، افزايش عرض شيار از 5 به 10 ميلي متر و از 10 به 15 ميلي متر به ترتيب موجب افزايش و كاهش تنش كامپوزيت FRP به هنگام گسيختگي اتصال مي‌شود. لازم به ذكر است به ازاي عمق ثابت 15 ميلي متر، افزايش عرض شيار از 5 به 10 ميلي متر و از 10 به 15 ميلي متر باعث افزايش تنش نهايي ايجاد شده در ورق FRP شد. هم‌چنين به ازاي عرض ثابت شيار، افزايش عمق شيار از 5 به 10 ميلي متر باعث افزايش تنش نهايي ورق تقويتي شد اما با افزايش عمق شيار از 10 به 15 ميلي متر، تنش نهايي FRP كاهش يافت. در اين مطالعه، نمونه‌ي تقويت شده به روش EBRIG با شيار مربعي با ابعاد 10 ميلي متر بهترين عمل‌كرد را از خود نشان داد و با تحمل تنشي معادل 97 درصد ظرفيت نهايي كامپوزيت FRP منجر به حذف پديده‌ي جدا شدگي ورق تقويتي شد. در اين نمونه گسيختگي اتصال به صورت پارگي ورق FRP بود. در ادامه نتايج به دست آمده از تحليل PIV حاكي از كاهش طول موثر اتصال در نمونه‌هاي تقويت شده به روش EBROG در مقايسه با روش EBR بود. از طرفي روش EBRIG باعث افزايش طول موثر اتصال در مقايسه با روش‌هاي EBR و EBROG شد؛ به طوري كه استفاده از شيار با عمق 15 ميلي متر در روش EBRIG منجر به گسترش تنش و كرنش ناشي از بارگذاري در تمام طول اتصال FRP به بتن شد. در نهايت، نتايج بررسي‌ها نشان داد كه استفاده از روش EBRIG در اتصال FRP به بتن، باعث افزايش سطح زير نمودار بار-لغزش در مقايسه با روش EBR و EBROG به ترتيب به مقدار 270 و 185 درصد ‌شد.

231569

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان