تاثیر نوع، ضخامت و نحوه شبکه بندی الیاف FRP در بهسازی دال‌های بتنی دارای بازشو

نوع مقاله : مقاله علمی-پژوهشی

نویسندگان

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

2 کارشناس ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشگاه غیرانتفاعی ایوان‌کی، سمنان، ایران

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

چکیده

این تحقیق به بررسی نوع، ضخامت و نحوه شبکه بندی و قرارگیری صفحات FRP با دال بتنی یک طرفه دارای بازشو  می پردازد. شکست های برشی و خمشی، دو حالت عمده شکست در اعضای بتنی می باشد. یکی از راه های تقویت اعضای سازه­ای استفاده از صفحات پلیمری می باشد که به دلیل ضخامت کم و تاثیر خوب و قیمت متعادل مورد استفاده قرار می گیرد. در این مطالعه، ۹ نمونه دال تقویت شده یک طرفه با کامپوزیت های تقویتی (FRP) به صورت تکی، دوبل و محل قرار گیری مختلف مدل سازی و نتایج بررسی شده، که از این مقدار ۲ نمونه به صورت تک، ۳ نمونه به صورت دوبل و ۳ مورد با شبکه بندی مختلف می باشد که در انتها به مقایسه هریک از آنها پرداخته می­شود. دال بتنی مسلح با ابعاد ۳۴۰۰ میلیمتر طول، ۲۵۰۰ میلیمتر عرض و ۱۶۰ میلیمتر  ضخامت می باشد. میلگرد های طولی و عرضی با نمره ۱۲ و در فاصله ۲۰ میلیمتری از سطح دال قرار گرفته اند­. پس از بررسی های صورت گرفته، مشخص شد که به طور کلی دال هایی که با الیاف CFRP تقویت شدند عملکرد بهتری به جهت باربری و شکست داشتند و با دو برابر کردن این صفحات تاثیر بهتری مشاهده می­شود. در بحث قرار گیری FRP، هرچه نحوه شبکه بندی منظم و در محل قرار گیری نیرو قرار داده شود، تاثیر به سزایی دارد.

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 Reibforced Concrete Flexural Members, M.Sc. thesis, North Carolina State University.
[5]- ACI Committee 440, 2008, Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI.
[6]- Fam, A., Eldridge, A. and Misra, M., 2013, Mechanical characteristics of glass fibre reinforced polymer made of furfuryl alcohol bio-resin, Journal of Material Structure, 47 (7) 1195–1204
[7]- Smith, S. T. and Kim, S. J., 2009, Strengthening of one-way spanning RC slabs with cutouts using FRP composites, Construction and Building materials, 1578-1590
[8]- Pawtucket, R. I., 2012, Abaqus, Abaqus/standard. Version 6.11, ABAQUS, Inc.
[9]-شهبازی، ر.، یکرنگ نیا، م.،  1395، راهنمای کاربردی ABAQUS به همراه مسائل مهندسی عمران سازه و ژئوتکنیک. تهران: علم عمران.
[10]- Ebead, U., Marzouk, H. and  Lye, M., 2013, Strenghening of two-way slabs using FRP materials : a simplified analysis based on response surface methodology, Second World Engineering  Congress ,Sarawak ,Malaysia.
[11]- Garter, A.,  Douglas, E., Dolan, C., Hamilton, H., 2013, Small beam bond test method for CFRP composites applied to concrete, Journal of Composites Construction, 15(1), 52–61.
[12]-Ebead, U., and Marzouk, H., 2004, Tension-stiffening model for FRP- strengthening RC concrete two-way slabs, Materials and structures, 38, 193-200.
[13]- Williams, G. and Wool, R., 2017, Composites from natural fibers and soy oil resins, Application Composites Material, 7(5), 421–432.
[14]- Martin, R. H., 2016, Fiber Reinforced Plastic Standards for the Offshore Industry. SAMPE Journal, Society for the Advancement of Material and Process Engineering, 37-41.
[15]- Mohammed Hassan, E., Ahmed, A., Benmokrane, B., 2013, punching shear strength of glass fiber-reinforced polymer reinforced concrete flat slabs, Canadian journal of civil Engineering, 40(10), 951-960.