تقویت خمشی دالهای بتنی با بتن های UHPC بدون میلگرد و مسلح شده با صفحات کربنی CFRP

امروزه دال های بتنی نقش بسیار مهمی را در بخش های مختلف نظیر سقف ساختمان هاف عرشه پل ها، رویه راه ها و نیز به صورت پیش ساخته جهت دریچه های انتقال تاسیسات برقی و آبی ایفا می کنند. ایراد وارده اساسی به این دال ها که همواره محققین را در بدست آوردن راهی برای بهبود ان مصر ساخته است هزینه زیاد میلگرد به کار رفته در آن ها ضخامت زیاد این دال ها در بارگذاری های مختلف و در نهایت وزن بسیار زیاد آنهاست . بنابراین ایده استفاده از دال بتنی که بتواند با حذف میلگرد و کاهش ضخامت بتن، عملکردی نظیر دال های بتن آرمه ایجاد نماید مناسب به نظر می رسید. لذا در این پژوهش از بتن فوق توانمند (UHPC) به جای بتن های معمولی و نیز الیاف کربنی FRP به عنوان مسلح کننده استفاده گردید. دلیل استفاده از بتن فوق توانمند این بود که مقاومت این نوع از بتن به قدری است که می توان ضخامت این دال ها را تا حد زیادی کاهش داد. نهایتا در این پژوهش 5 دال بتنی به ابعاد 31*190*380 میلی متر ساخته شد و هر کدام به نحوی توسط ورق CFRP تسلیح شد و سپس در آزمایشگاه تحت بارگذاری چهار نقطه ای قرار گرفت. نتایج آزمایش ها توسط دستگاه Data Logger ثبت شد و در آن مقادیر بار و تغییر مکان کلیه دال ها در هر لحظه بدست آمد. با توجه به نوع گسیختگی ایجاد شده برای کلیه دال ها که همگی از نوع جدایش بتن از FRP در محل چسب بود رابطه ای بین سطح مقطع FRP و تنش برشی ایجاد شده در سطح مشترک بین بتن و FRP توسط نرم افزار MATLAB بدست آمد که توسط آن می توان پیش بینی تقریبا دقیقی از میزان حداکثر بار قابل تحمل به ازای مقادیر مختلف سطح مقطع FRP بدست آورد با مقایسه نتایج آزمایشگاهی و تئوری حداکثر بار قابل تحمل توسط هر دال نمودار نسبت بار نهایی وارد شده آزمایشگاهی به بار نهایی تئوریک بر حسب سطح مقطع FRP ترسیم شد و در نهایت دال بتنی بهینه مورد آزمایش بدست آمد.

Keywords:

بتن فوق توانمند (UHPC) , پلیمر تقویت شده الیافی (FRP) , دال بتنی بدون میلگرد , تقویت خمشی