بررسی اثر زوایای الیاف FRP در مقاوم سازی تیر ستون های بتن مسلح

مقاوم سازی ستون بتن مسلح با کامپوزیت های FRP با هدف افزایش توان باربری و شکل پذیری آنها صورت می پذیرد. یکی از روش های رایج در این حالت، محصورنمودن سرتاسری سطح خارجی ستون با لایه های FRP می باشد. در تحقیق حاضر به مقاوم سازی تحت بار محوری با خروج از محوریت، با لایه های FRP پرداخته شده است. نمونه ها با مقطع دایره به قطر ۱۲۵ میلی متر و ارتفاع ۸۰۰ میلی متر می باشند. حالت اول بارگذاری با خروج از مرکزیت به اندازه دو برابر شعاع ستون(۲R) و حالت دوم به اندازه چهار برابر شعاع ستون(۴R). با توجه به خروج از مرکزیت بارگذاری، بخش هایی از ستون تحت کشش ناشی از خمش قرار می گیرد. بنابراین علاوه بر تقویت در جهت شعاع ستون، نیاز به تقویت طولی عضو نیز می باشد. لذا با دو متغیر خروج از مرکزیت بار و جهات الیاف لایه های FRP ، ۱۰ نمونه نرم افزاری در دو گروه (۲R و ۴R) با استفاده از نرم افزار Abaqus مدل سازی و تحلیل گردید. جهت اثبات صحت مدل سازی ابتدا دو نمونه آزمایشگاهی موجود با نرم افزار شبیه سازی ونتایج راستی آزمایی شد. نتایج تحقیق نشان داد با افزایش خروج از مرکزیت بار، به تدریج اثرگذاری کامپوزیت های طولی بیش از کامپوزیت های عرضی در تحمل نیرو و جابجایی افزایش می یابد و اثر مقاوم سازی به صورت افزایش شکل پذیری بیشتر از افزایش تحمل نیرو در ستون نمایان می شود. به طوریکه در گروه ۲R نمونه-های با کامپوزیت عرضی نسبت به طولی حدود ۱۴درصد نیرو و ۱۵ درصد جابجایی بیشتری تحمل کرده اند. برعکس در گروه ۴R اعداد فوق در نمونه های با کامپوزیت طولی نسبت به عرضی افزایشی در حدود ۷ و۳۳۲ درصد داشته اند.

Keywords:

ستون بتن مسلح , بارگذاری خارج از مرکز , جهات الیاف درکامپوزیت های FRP , مقاوم سازی