مقاومسازی ستونهای بتن مسلح با استفاده از کامپوزیتهایFRP چند جهته
نویسندگان
1 کارشناس ارشد عمران-سازه
2 استادیار مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی
doi
چکیده
معمولترین روش مقاومسازی ستونها با FRP، محصور کردن محیط خارجی آنها است. محصور کنندگی برای اعضای فشاری موثراست و بهمنظور افزایش ظرفیت تحمل بار، یا افزایش شکلپذیری استفاده میشود. هدف اصلی در این تحقیق، بررسی مقاومسازی ستونهای بتن مسلح دایروی با کامپوزیتهای FRP چند جهته میباشد. برای این منظور، ابتدا سه نمونه آزمایشگاهی موجود، عینا در نرمافزار ABAQUS مدلسازی شدند؛ بدین ترتیب با مقایسه و نزدیک بودن نتایج نرمافزاری و آزمایشگاهی، صحت مدلسازیها به اثبات رسید. سپس با در نظر گرفتن متغیرهایی مانند جنس الیاف، جهت لایههای کامپوزیت و درصد فولاد طولی مقطع ستون، 18 نمونه تحلیلی تعریف و در نرمافزار ABAQUS مدلسازی شدند. نمونههای تحلیلی به دو گروه، نیمی با میزان فولادی طولی 2 درصد و نیمی دیگر با میزان فولاد 4 درصد تقسیم شدند. در هر گروه، یک نمونه بدون تقویت، چهار نمونه محصور شده با ورقهای CFRP و چهار نمونه تقویت شده با ورقهای GFRP در نظر گرفته شد. همچنین نمونههای هر گروه با لایههای کامپوزیت در جهات مختلف 0،0، 0 درجه و 90، 0، 90 درجه و 45-، 45، 0 درجه و 45-، 45، 90 درجه تقویت شدند. نتایج بهدست آمده از تحلیل مدلهای اجزای محدود این نمونهها نشان داد که کامپوزیتهای FRP چند جهته، ظرفیت باربری محوری ستونهای تقویت شده را 43/1 تا 77/2 برابر و شکلپذیری آنها را 5/5 تا 13 برابر افزایش میدهند. مقاومسازی بهوسیله کامپوزیتهای FRP با لایههای در جهت0 و45 و45- درجه، راهکار خوبی برای افزایش شکلپذیری ستونهای بتن مسلح است. همچنین اثر مقاومسازی روی نمونههای با فولاد مقطع دو درصد، 8 الی 16 درصد بیش از نمونههای با فولاد مقطع چهار درصد میباشد.