بررسی رفتار خمشی و شکل‌پذیری تیرپل‌های بتنی T شکل مقاوم‌سازی شده با CFRP پیش‌تنیده

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران- دانشگاه صنعتی سهند

2 گروه مهندسی عمران دانشگاه صنعتی سهند

3 استاد تمام دانشکده عمران دانشگاه صنعتی سهند

doi
10.22124/jcr.2024.26364.1642
چکیده

یکی از روش‌های موثر در مقاوم‌سازی اعضای بتن‌آرمه، استفاده از کامپوزیت‌های CFRP می‌باشد. با وجود اینکه این روش دارای مزایای بسیاری می‌باشد، نتایج آزمایشات نشان داده‌اند که CFRPها از 30% الی 40% ظرفیت خود در حین مقاوم‌سازی تیرها و دال‌های بتنی استفاده کرده و پیش از رسیدن به حداکثر ظرفیت خود دچار پدیده جداشدگی (Debonding) می‌شوند. بدین دلیل ایجاد پیش‌تنیدگی در CFRP از راهکارهای مناسب جهت استفاده حداکثری از ظرفیت آن‌ها و نیز به تاخیر انداختن پدیده جداشدگی هنگام مقاوم‌سازی می‌باشد. هدف تحقیق حاضر بررسی تاثیر این روش مقاوم‌سازی در‌ رفتار خمشی و شکل‌پذیری تیرپل‌های بتن‌آرمه می‌باشد. در این تحقیق 8 نمونه تیر T شکل بتنی مقیاس‌ شده به ابعاد (mm 3000×300×250) در چهار سری، نمونه‌های کنترلی، نمونه‌های مقاوم‌سازی شده با CFRP، نمونه‌های مقاوم‌سازی شده با CFRP پیش‌تنیده به میزان 20% و 35%، ساخته شده‌‌اند. به منظور ایجاد پیش‌تنیدگی در CFRPها، از یک چینش مکانیکی نوین استفاده شده است. در ادامه، نمونه‌ها تحت بارگذاری خمشی چهار نقطه‌ای فزاینده قرار‌ گرفته‌ و رفتار آنها بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که ایجاد پیش‌تنیدگی در کامپوزیت باعث افزایش محسوس ظرفیت باربری و نیز بهبود مکانیزم شکست نسبت به حالت مقاوم‌سازی شده با CFRP بدون پیش‌تنیدگی شده است. همچنین نتایج نشان می‌دهند که کاهش شکل‌پذیری تیرها با افزایش میزان پیش‌تنیدگی کامپوزیت تا 35%، نسبت به حالت بدون پیش‌تنیدگی، کمتر از 10% می‌باشد. به علاوه، یک روش عددی جهت شبیه‌سازی مناسب رفتار تیرهای بتنی مقاوم‌سازی شده با CFRP پیش‌تنیده با استفاده از کدنویسی سابروتین‌ها در نرم‌افزار ABAQUS ارائه شده است.