12297

12297

تقويت خمشي - محوري ستونهاي بتني با استفاده از الياف FRP وآرماتورهاي FRP

دكتري

عمران - سازه

آبان 1392

آبان 1392

دكتر محمد علي برخورداري - دكتر احمد نيكنام

دكتر عبدالله حسيني

چكيده تقويت ستونهاي بتن¬آرمه با استفاده از ژاكت هاي پليمري FRP يك روش معمول جهت افزايش ظرفيت محوري، مقاومت برشي و افزايش ظرفيت شكل¬پذيري است، اما تاثيري در افزايش ظرفيت خمشي ستونها ندارد. باتوجه به اينكه تاكنون در تقويت خمشي ستونها، تنها از الياف پليمري FRP بصورت قائم استفاده شده و مسائل اجرايي مهار آنها تا حدي مشكل¬ساز است، از روش نصب نزديك سطح ياNear Surface Mounted كه به اختصار NSM ناميده مي¬شود، استفاده گرديده است. با توجه به آنكه در تحقيقات صورت گرفته در تقويت خمشي ستونهاي بتن آرمه در روش NSM، عملكرد آرماتورهاي FRP در مقدار كم درصد آرماتور طولي داخلي قابل تامل بوده و آزمايشات اندكي در تقويت خمشي ستونها با استفاده از آرماتورهاي پليمري از نوع شيشه يا Glass Fiber Reinforced Polymer كه به اختصار GFRP ناميده مي¬شود انجام شده است، در اين پژوهش از آرماتورهاي GFRP جهت بهسازي و افزايش ظرفيت خمشي ستونها استفاده گرديده¬اند. بدين منظور دو نمونه شاهد و پنج ستون تقويت شده با آرماتورهاي GFRP در مقياس 1:2 تحت بار قائم ثابت و بار جانبي رفت و برگشتي مورد آزمايش قرار گرفته¬اند. متغيرهاي آزمايشگاهي دو نسبت متفاوت آرماتورهاي طولي تقويتي GFRP، شامل 4 آرماتور GFRP و 6 آرماتور GFRP به قطر 10 ميلي متر و سه تراز متفاوت بار قائم فشاري (0 ، 1/0 و 2/0 ) مورد استفاده قرار گرفته¬اند. تهيه منحني¬هاي هيسترسيس و بررسي ميزان تا¬ثير درصد آرماتورهاي طولي GFRP، ، ( نسبت سطح مقطع آرماتورهاي طولي GFRP به سطح مقطع بتن آرمه) در افزايش ظرفيت خمشي ستونها از نتايج اين تحقيق مي¬باشند. در مطالعات آزمايشگاهي، 2 الگوي برابر با، 5/0% و 75/0% و در مطالعات تحليلي بر اساس مدل فيبري علاوه بر 2 نسبت فوق، 4 نسبت تقويت برابر 1/0%= ، 2/0%= ، 3/0%= و 4/0%= به همراه سه لايه الياف GFRP دورپيچ شده جهت بررسي ميزان افزايش مقاومت خمشي نمونه¬هاي تقويت شده، مورد بررسي قرار گرفته¬اند. آزمايشها افزايش قابل ملاحظه¬ 70% الي 90% در ظرفيت خمشي ستونهاي بتن آرمه را نشان داده¬اند. الگوي خسارت در تمامي نمونه¬هاي تقويت شده مشابه و شامل پارگي آرماتورهاي طولي GFRP و رسيدن آرماتورها به حداكثر ظرفيت خود بدليل كافي بودن طول مهاري در پاي ستون مي¬باشند. همچنين در نمونه¬هاي شاهد، الگوي خسارت شامل رشد و گسترش ترك در محدوده مفصل پلاستيك همراه با خرد شدگي بتن فشاري و كمانش آرماتورهاي طولي فولادي مي¬باشند. مشاركت تغييرمكان ناشي از لغزش آرماتورهاي فولادي طولي منبع اصلي تغييرمكان جانبي در همه نمونه-ها مي¬باشد. واژه¬هاي كليدي: آرماتورهاي GFRP، دورپيچ GFRP، نصب نزديك سطح يا Near Surface Mounted، بارگذاري سيكليك، تقويت خمشي، مدل المان فيبري.