مقاوم‌سازی فشاری ستون فولادی دایروی با خوردگی موضعی توسط CFRP

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا

2 دانشیار، مدیرگروه ارشد عمران-سازه-دانشگاه آزاد اسلامی-واحد کرمان-کرمان-ایران

3 گروه عمران، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران

4 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد زاهدان، دانشگاه آزاد اسلامی، زاهدان، ایران

doi
10.22060/ceej.2021.19919.7290
چکیده

سازه‌های فولادی به دلایل متعدد مانند وارد شدن بارهای تصادفی، خوردگی و کاهش مقاومت دچار آسیب می‌شوند که نیاز به ترمیم و بهسازی دارند. در این تحقیق به ستون‌های دایروی شکل فولادی، آسیب به ‌صورت خوردگی موضعی اعمال شد و تأثیر استفاده از الیاف پلیمری تقویت ‌شده به فیبر کربن برای مقاوم‌سازی مطالعه شد. تعداد 19 ستون دایروی شکل فولادی با ارتفاع و ابعاد آسیب یکسان تحت بار فشاری با نرم‌افزار آباکوس مدل‌سازی شدند که از این تعداد 6 نمونه به ‌صورت آزمایشگاهی تحلیل شدند. در نمونه‌های آزمایشگاهی، از خوردگی پیش ‌رونده برای ایجاد آسیب در نمونه‌ها استفاده شد و در تحلیل نرم‌افزاری برای بالا بردن دقت تحلیل از روش ترکیبی برای مطالعه کمانش‌های ناحیه خمیری بعد از کمانش اولیه استفاده شد. به‌ این ‌ترتیب ابتدا نمونه‌ها تحت تحلیل کمانشی قرار گرفته و در ادامه از روش تحلیل غیرخطی ریکس با در نظر گرفتن ناکاملی به ‌صورت کلی و موضعی برای تحلیل نمونه‌ها استفاده شد. نتایج نشان داد که ستون‌های دارای خوردگی دچار کاهش ظرفیت باربری و سختی شدند و تخریب کامل ناحیه آسیب‌ دیده ظرفیت باربری را برای ستون با آسیب میانه به میزان 40% و برای ستون با آسیب نزدیک به تکیه‌گاه به میزان 21% کاهش داد، که نشان ‌دهنده بحرانی‌تر بودن آسیب در میانه‌ی ستون است. استفاده از الیاف کربنی توانست کاهش باربری را به میزان 33% جبران کند و تأثیر مناسبی را در کنترل گسیختگی‌ها و کاهش تنش‌ها در محل آسیب‌دیده نشان داد.