رفتار محوري و خمشي ستون هاي بتن آرمه ي تقويت شده با كامپوزيت هاي FRP تحت بارگذاري محوري چرخه اي با خروج از مركزيت دو طرفه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

عمران

كارشناسي ارشد

با توجه به نقش حياتي ستون‌ها در پايداري سازه‌هاي بتن ‌آرمه و آسيب ‌پذيري آن‌ها در برابر بارهاي لرزه‌اي، مقاوم ‌سازي اين اعضا همواره مورد توجه محققان بوده است. يكي از روش‌هاي نوين و مؤثر در زمينه¬ي مقاوم سازي اين اعضا، استفاده از كامپوزيت‌هاي FRP است كه جاي¬گزين مناسبي براي روش‌هاي سنتي نظير ژاكت‌هاي بتني و فولادي به شمار مي‌آيند. در سال‌هاي اخير، اكثر پژوهش‌ها به بررسي رفتار ستون‌هاي تقويت‌ شده با كامپوزيت¬هاي FRP تحت بارگذاري‌ يكنوا پرداخته‌اند؛ اما مطالعات محدودتري روي رفتار اين اعضا تحت بارگذاري چرخه‌اي انجام شده است؛ اين در حالي است كه اين نوع بارگذاري، شرايط واقع بينانهتري از زلزله را شبيه ‌سازي مي‌كند. در پژوهش حاضر، با بهره‌گيري از دستگاه بارگذاري چرخه‌اي موجود در دانشگاه صنعتي اصفهان كه داراي قابليت اعمال بار با خروج از مركزيت دو طرفه مي¬باشد، به بررسي رفتار ستون‌هاي بتن ‌آرمه¬ي تقويت‌ شده با كامپوزيت¬هاي FRP تحت بارگذاري رفت و برگشتي پرداخته شده است. در پژوهش حاضر 12 نمونه¬ي ستون بتن ‌آرمه¬¬¬ با مقطع مربعي به ابعاد 125×125 ميلي‌ متر و ارتفاع 500 ميلي ‌متر در سه خروج از مركزيت‌ صفر، 30 و 90 ميلي ‌متر مورد بررسي قرار گرفتند. به منظور ساخت نمونه‌ها از بتن خود تراكم با مقاومت فشاري 35 مگا پاسكال استفاده گرديد. در هر خروج از مركزيت يك نمونه¬ي بدون تقويت (REF)، يك نمونه¬ي تقويت شده با روش دورپيچ متناوب (IW) و دو نمونه¬ي تقويت شده با روش¬هاي شيار زني (EBROG و EBRIG) مورد آزمايش قرار گرفتند. در اين پژوهش از ديدگاهي جديد در مقايسه¬ي روش¬هاي شيار زني استفاده گرديد؛ به نحوي كه در هر دو روش از گروه شيار با ابعاد 10×10 ميلي متر، فاصله¬ي مركز تا مركز 25 ميلي متر و عرض ورق FRP يكسان استفاده شد. بدين ترتيب در نمونه¬ي تقويت شده با روش EBROG از سه شيار طولي، و در نمونه¬ي تقويت شده با روش EBRIG از دو شيار طولي در وجوه مورد نظر استفاده گرديد. در نهايت نمونه‌ها تحت بارگذاري محوري چرخه‌اي دو طرفه با خروج از مركزيت¬هاي عنوان شده مورد آزمايش قرار گرفتند. نتايج حاكي از افزايش ظرفيت باربري در تمامي روش‌هاي تقويت نسبت به نمونه¬ي بدون تقويت بود. تقويت با كامپوزيتهاي FRP به صورت طولي و با روشهاي EBROG و EBRIG عملكرد بسيار مطلوبي در افزايش ظرفيت باربري (به ‌ويژه در خروج از مركزيت‌هاي بالاتر) از خود نشان داد؛ دو روش مذكور به ترتيب سبب افزايش 42 و 50 درصدي ظرفيت باربري در خروج از مركزيت 90 ميلي متر شدند. علت اين امر غالب بودن تنشهاي كششي ناشي از خمش در مقطع در خروج از مركزيتهاي بالاتر و در نتيجه عملكرد مطلوب روشهاي تقويت مذكور در كشش ميباشد. شايان ذكر است در خروج از مركزيتهاي كوچك، روش دورپيچ متناوب (IW) در مقايسه با روش‌هاي شيار زني به سبب اثر محصورشدگي عملكرد بهتري در بهبود شاخص شكل ‌پذيري و استهلاك انرژي نمونه از خود نشان داد؛ در حالي كه با افزايش خروج از مركزيت و كاهش اثر محصورشدگي، كارايي روش IW كاهش يافت. به عنوان مثال تقويت نمونه¬ها با روش IW سبب افزايش 59 درصدي شاخص شكل‌ پذيري و 144 درصدي استهلاك انرژي در خروج از مركزيت صفر شد. در پايان نتايج نشان داد در تمامي خروج از مركزيت¬ها، استفاده از روش شيار زني EBRIG در مقايسه با نمونه¬ي تقويت شده به روش EBROG (با وجود تعداد شيار كم¬تر، كاهش حجم عمليات شيار زني و هم¬چنين كاهش 33 درصدي مصرف اپوكسي) موجب بهبود ظرفيت باربري مي¬گردد.

234583

سازه

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان