مطالعه عددی تاثیر ورق FRP در تقویت تیرهای بتنی شیاردار دارای آرماتورهای برشی دورپیچ شده

چکیده ساختمانهای بتنی از جمله سیستم های ساختمانی می باشند که در ایران به وفور مورد استفاده قرار می گیرند. این دسته از ساختمان ها در اثر ضعف سازه، به مرور زمان و همچنین اشکالات اجرایی نیاز مبرمی به بهسازی و مقاوم سازی پیدا می کنند. روش های مختلفی برای بهسازی و مقاوم سازی این دسته از ساختمانها موجود است و یکی از این روش ها استفاده از الیافFRP می باشد. از این رو بحث تقویت اتصالات از مسائل مورد توجه در مهندسی عمران می باشد. بنابراین این تحقیق نیز در این راستا به بررسی اثر ترک خوردگی تیر بتن مسلح و تقویت آن پرداخته شده است. برای این منظور بعد از اطمینان از صحت نتایج عددی با استفاده از نرم افزار آباکوس، در این تحقیق به مدل سازی ۱۱ تیر بتنی با نرم افزار آباکوس پرداخته شده است. بتن کلیه نمونه ها با مقاومت فشاری ۳۰ مگاپاسکال بوده و شیارهایی با زاویه قرارگیری ۶۰ و۹۰ درجه در دو موقعیت قرارگیری ابتدا- انتها و وسط تیر در نظر گرفته شده است. در کلیه حالات مورد بررسی، از ورق های FRP به شکل U در محل شیارها در موقعیت وسط و ابتدا-انتهای تیر استفاده شده و به عنوان بررسی تاثیر شیار و ورق FRP، نمونه بدون شیار و ورق نیز به عنوان نمونه شاهد بررسی شده است. از نظر عددی در نمونه های بدون شیار استفاده از ورق FRP به طور متوسط ۶۸/۵ درصد ظرفیت باربری را افزایش داده است. همچنین از نظر عددی به طور متوسط نمونه های با ورق FRP دارای زاویه شیار ۶۰ درجه نسبت به نمونه های دارای شیار ۹۰ درجه، ۲۳/۵ درصد ظرفیت باربری بیشتری داشته اند. همچنین نمونه های دارای شیار در ابتدا- انتهای تیر در هر دو زاویه ۶۰ و ۹۰ درجه دارای افت منحنی با شیب کمتری نسبت به نمونه هایی با شیار واقع در وسط تیر و نمونه بدون شیار می باشند. به طور کلی می توان گفت که شکست تیرهای تقویت شده شکست برشی است. شکست برشی بسیار ترد است و با توجه به اینکه مقاومت برشی تیرهای بتن مسلح در حدی طرح می شود تا شکست تیر فقط بصورت خمش رخ دهد ولی چنانچه تیر بتن مسلح، با ورق های FRP بهسازی گردد، مقاومت خمشی آن افزایش می یابد اما بدلیل مشارکت اندک ورق FRP در مقاومت برشی تیر، شکل شکست تیر از حالت خمشی به برشی تغییر یافته است.

Keywords:

کلمات کلیدی: ورق FRP , ظرفیت باربری , شکست برشی , تیر بتنی , ترک خوردگی , بهسازی