تقويت خمشي و برشي ديوار برشي بتن آرمه با استفاده از كامپوزيت FRP به روش شيار زني و مهارهاي بادبزني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

عمران

دكتري

ديوارهاي برشي بتن‌آرمه يكي از مهم‌ترين سيستم‌هاي مقاوم در برابر بارهاي جانبي هستند كه به دليل سختي بالا، نقش كليدي در كنترل تغيير مكان جانبي سازه ايفا مي‌كنند. با اين حال، به دلايلي نظير ضعف در طراحي و اجرا، تغيير آيين‌نامه‌ها، خوردگي ميلگردها، تغيير كاربري سازه و آسيب‌ديدگي ناشي از زلزله، مقاوم‌سازي اين ديوارها ضروري مي‌شود. يكي از روش‌هاي مؤثر براي اين منظور، استفاده از كامپوزيت‌هاي FRP به دليل مزايايي هم‌چون مقاومت كششي بالا، وزن كم، دوام مناسب و سهولت نصب است. با اين وجود، چالش‌هايي مانند جدا شدگي ورق‌هايFRP از سطح بتن و عدم استفاده كامل از ظرفيت آن‌ها، محدوديت‌هايي در كارآيي اين روش ايجاد كرده است. در اين رساله، به‌منظور بهبود عملكرد ديوارهاي برشي تقويت‌شده با FRP، از روش نصب شيارزني نوع EBROG همراه با مهارهاي بادبزني استفاده شد. براي درك بهتر اين سيستم، در فاز اول، رفتار مهارهاي FRP تحت شرايط مختلف بررسي شد كه نتايج نشان داد اشباع‌سازي ناحيه دفن‌شده مهار، عملكرد بهتري نسبت به ساير روش‌هاي نصب دارد و افزايش طول مهار دفن‌شده، ظرفيت باربري را بهبود مي‌بخشد. در فاز دوم، رفتار اتصالات FRP نصب ‌شده به روش EBROG تحت بارگذاري چرخه‌اي بررسي شد. يافته‌ها نشان داد كه اين روش تعداد چرخه‌هاي لازم براي شكست اتصال را به ‌طور قابل‌توجهي افزايش مي‌دهد و ابعاد شيار 5×5 ميلي‌متر با فواصل 17 ميلي‌متري بهترين عملكرد را داشت. در فاز سوم، تقويت ديوارهاي برشي بتن‌آرمه با مودهاي شكست برشي و خمشي تحت بار چرخه‌اي متغير جانبي و بار ثابت قائم با استفاده از روش شيارزني EBROG و مهارهاي بادبزني FRP انجام شد. بدين منظور هشت عدد ديوار برشي شامل چهار ديوار با مود شكست برشي و چهار ديوار با مود شكست خمشي ساخته شدند. نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه تقويت ديوارها با FRP موجب افزايش ظرفيت باربري و سختي ديوارهاي تقويت ‌شده نسبت به نمونه‌هاي بدون تقويت گرديد؛ به‌طوري كه ظرفيت باربري ديوارهاي داراي مود شكست برشي و خمشي به ترتيب %55 و %61 افزايش يافت. همچنين، استفاده از بتن UHPC و FRP در ترميم ديوارهاي آسيب‌ديده، موجب بازيابي مقاومت اوليه و بهبود شكل‌پذيري آن‌ها شد. علاوه بر اين، تقويت ديوارهاي برشي با FRP به ‌طور مؤثر موجب تغيير مود شكست از برشي به خمشي گرديد و شكل‌پذيري را افزايش داد. روش شيارزني EBROG نيز به‌ طور كامل از جداشدگي ورق‌هاي FRP از سطح بتن جلوگيري كرد و مهارهاي بادبزني FRP نقش موثري در انتقال نيروها ايفا كردند.

233320

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان