مطالعه تجربی و تحلیلی تقویت خمشی اتصالات کناری تیر-ستون بتن آرمه با استفاده از کامپوزیت های FRP

اتصالات تیر به ستون در قاب های خمشی بتن آرمه یکی از کلیدی ترین اعضا در مسیر انتقال بارهای جانبی بوده که بروز ضعف در عملکرد آن ها سبب انهدام کل سازه می گردد. نیاز به تقویت خمشی اتصالات در قاب های خمشی یکی از رایج ترین مواردی است که مهندسین در طرح های بهسازی با آن مواجه می گردند. استفاده از کامپوزیت های FRP (Fiber reinforced polymer) در تقویت و ترمیم این اعضا به عنوان یک راهکار موثر جایگاه ویژه ای در صنعت ساختمان به خود اختصاص داده است، اما کاربرد این مواد در جهت تقویت خمشی اتصالات تیر-ستون بتن آرمه به دلیل عدم امکان نصب پیوسته ی ورق کامپوزیت با توجه به وجود ستون و هم چنین جدا شدگی ورق تقویت با محدودیت هایی روبرو است. مطالعه ی حاضر به بررسی تجربی و تحلیلی تقویت خمشی اتصالات تیر-ستون بتن آرمه با کامپوزیت های FRP تحت اثر بارهای رفت و برگشتی اختصاص یافته است. بدین منظور، در مرحله ی اول الگوی مناسب تقویت اتصالات با بهره گیری از FRP باد بزنی و روش شیار زنی توسعه یافته و کارآیی آن با انجام مطالعات تجربی بر روی 2 اتصال کناری نیم مقیاس بتن آرمه ارزیابی شد. نتایج مطالعات تجربی نشان دهنده ی عملکرد بسیار مطلوب FRP باد بزنی برای مهار ورق طولی تقویتی نصب شده بر سطح فوقانی و تحتانی تیر در بر اتصال با ستون می باشد. به علاوه، روش شیار زنی سبب حذف جدا شدگی سطحی ورق تقویت در کشش و یا کمانش ورق تحت فشار با توجه به ماهیت رفت و برگشتی بار جانبی شد. ظرفیت باربری و استهلاک انرژی اتصال تقویت شده با توجه به طول ورق تقویتی نصب شده به ترتیب حدود 23 و 31 درصد نسبت به نمونه ی کنترلی افزایش یافت. در گام دوم، مدل تحلیلی غیر خطی از اتصالات تقویت شده در نرم افزار OpenSees توسعه یافته که نتایج حاصل از تحلیل مزبور، انطباق مطلوبی را با نتایج آزمایشگاهی مطالعه ی حاضر نشان داد.

Keywords:

اتصال تیر-ستون بتن آرمه , کامپوزیت های FRP , تقویت خمشی , نصب خارجی ورق روی شیار , تحلیل غیر خطی