بررسی رفتار خمشی تیرهای بتنی مسلح با میلگردهای فولادی و FRP تقویت شده با ورق‌های CFRP

نوع مقاله : مقاله علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی سازه، دانشکده عمران، دانشگاه غیرانتفاعی ایوان کی، سمنان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه غیر انتفاعی ایوان‌کی، سمنان، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه غیر انتفاعی ایوان کی، سمنان، ایران

4 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

10.30469/jnace.2020.128659

چکیده

امروزه استفاده از مصالح FRP به‌عنوان میلگردهای مصرفی در سازه­های بتنی، عرشه­ی پل‌ها و جاده‌ها به‌منظور جلوگیری از زنگ زدن میلگردهای فولادی رایج می‌باشد. هدف از انجام این پژوهش، تقویت خمشی تیرهای بتنی با میلگردهای FRP و همچنین بهسازی تیرهای ضعیفی است که با این میلگردها مسلح شدند و با چسباندن ورق­های CFRP در بخش تحتانی تیر در جهت طول آن تقویت شده است، می‌باشد. به این منظور به بررسی دو پارامتر اصلی شکل‌پذیری و مقاومت خمشی مقاطع مسلح با میلگردهای FRP که در قالب 12 مدل طراحی و در نرم‌افزار ABAQUS تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون قرارگرفته شده­اند همچنین نمونه­ی GFRP تحت بار چرخه‌ای نیز قرار داده‌شده است. نتایج نشان می­دهد که برای تقویت تیرها در صورت استفاده از این میلگردها در صورت نبود میلگرد فولادی بهتر است از میلگرد AFRP استفاده گردد زیرا مقاومت خمشی در حدود 8 الی 18 درصد بیشتر از مقاطع مسلح با میلگردهای CFRP و GFRP را تأمین می‌کند و اگر بحث شکل‌پذیری مقطع مطرح است بهتر است از میلگرد GFRP استفاده گردد که شکل‌پذیری حدود 7 الی 15 درصد بیشتر از مقاطع AFRP و CFRP دارد و در صورت تقویت مقطع ضعیف با ورق­های CFRP تحت بار چرخه‌ای می‌توان به ظرفیت خمشی در حدود 28/2 برابر بیشتر از تحلیل استاتیکی غیرخطی بار افزون دست‌یافت.

کلیدواژه‌ها


[1]-Lau, D., and Pam, H. J., 2010, Experimental study of hybrid FRP reinforced concrete beams, Engineering Structures, 32, 12, 3857-3865.
[2]- Wenwei, W., and Guo, L., 2006, Experimental study and analysis of RC beams strengthened with CFRP laminates under sustaining load, International Journal of Solids and Structures, 43, 6, 1372-1387.
[3]- Morsy, A., and Mahmoud, E. T., 2013, Bonding techniques for flexural strengthening of RC beams using CFRP laminates, Ain Shams Engineering journal, 4, 3, 369-374.
[4]- Vasquez Rayo, D. L., 2008, Plate-End Debonding of longitudinal Near-Surface Mounted Fiber Reinforced Polymer Strips on Reinforced Concrete Flexural Members, M.S. thesis, North Carolina State University
[5]- Mostofinejad, D., and Moghaddas, A., 2014, Bond efficiency of EBR and EBROG methods in different flexural failure mechanisms of FRP strengthened RC beams, Construction and Building Materials, 54, 605-614.
[6]- Abaqus, Abaqus/standard. Version 6.11, ABAQUS, Inc., Pawtucket, R.I, 2012.
[7]- شهبازی، ر.، یکرنگ نیا، م.، 1395، راهنمای کاربردی ABAQUS به همراه مسائل مهندسی عمران سازه و ژئوتکنیک، تهران: علم عمران.
[8]-ACI Committee, 2006, Guide for the design and construction of structural concrete reinforced with FRP bars, 440.1 R.
[9]- FEMA-350, 2000, recommended seismic design criteria for new steel moment frame buildings, Report no.FEMA-350, 2000, Federal Emergency Management Agency: California Universities for Research in Earthquake Engineering; 2000.