مقاوم سازی تیر های T شکل با الیاف کامپوزیتی CFRP

نمودار-مقاوم-سازی-تیر-B

از آﻏﺎز دﻫﻪ ﺷﺼﺖ ﻣﯿﻼدی مقاوم‌سازی سازه‌های ﺑﺘﻨﯽ آﻏﺎز ﮔﺸﺖ. ﯾﮑﯽ از اوﻟـﯿﻦ روش‌های مقاوم‌سازی دورﮔﯿـﺮی ﺗﯿﺮﻫﺎ و ستون‌های ﺑﺘﻨﯽ ﺑﺎ ورق‌های ﻓﻮﻻدی ﺑﻮد. اﯾﻦ روش ﺑﻪ دﻻﯾﻠﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ اﻋﻤﺎل وزن اﺿﺎﻓﯽ ﺑﻪ ﺳﺎزه و ﺳﺨﺖ ﺑﻮدن اﺟﺮا اﻣـﺮوزه ﮐﻤﺘـﺮ مورداستفاده ﻗـﺮار می‌گیرد. ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد دﯾﮕﺮی ﮐﻪ بعدازآن ﺑﺮای مقاوم‌سازی سازه‌های ﺑﺘﻨﯽ اراﺋﻪ ﮔﺸﺖ، اﺳـﺘﻔﺎده از ﭘﻠﯿﻤﺮﻫـﺎی الیاف ﻣﺼـﻨﻮﻋﯽ (FRP) ﺑـﻮد. اوﻟـﯿﻦ ﻣﻘﺎﻟـﻪ در راﺑﻄﻪ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﭘﻠﯿﻤﺮﻫﺎ در ﺳﺎل 1973 اراﺋﻪ ﮔﺸﺖ. اوﻟﯿﻦ ﭘﻞ در ﺳﻮﺋﯿﺲ در ﺳـﺎل 1986 ﺑـﺎ FRP مقاوم‌سازی ﮔﺸـﺖ و به‌تدریج اﺳـﺘﻔﺎده از اﯾـﻦ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﮔﺴﺘﺮش ﯾﺎﻓﺖ به‌گونه‌ای ﮐﻪ در آﻏﺎز ﻫﺰاره ﺳﻮم ﻣﯿﻼدی FRP ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺑﻪ مهم‌ترین ﻣﺼـﺎﻟﺢ مقاوم‌سازی در ﺳـﻄﺢ ﺟﻬـﺎن ﮔﺮدﯾـﺪ. ﺧـﻮاص ﺑﺴـﯿﺎر ﻣﻨﺎﺳﺐ ﭘﻠﯿﻤﺮﻫﺎی اﻟﯿﺎف ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ و ﺳﺎدﮔﯽ اﺟﺮای آن ﺑﺎﻋﺚ ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﻬﻨﺪﺳﺎن ﺗﻤﺎﯾﻞ ﺑﺴﯿﺎری ﺑﻪ اﺳﺘﻔﺎده از آن داﺷـﺘﻪ ﺑﺎﺷـﻨﺪ. ﻋـﻼوه ﺑـﺮ اﯾـﻦ ﺗـﻮان FRP درترمیم سازه‌های ﺑﺘﻨﯽ در ﺧﻤﺶ و ﺑﺮش، ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺗﻮاﻧﺎﯾﯽ درترمیم سازه‌های ﺑﻨﺎﯾﯽ و ساختمان‌های ﺑﺎﺳﺘﺎﻧﯽ ﺑﺮ ﻣﺤﺒﻮﺑﯿﺖ اﯾﻦ ﻣﺼﺎﻟﺢ اﻓﺰوده اﺳـﺖ. در ﮐﻨﺎر ﻫﻤﻪ ﻣﺰاﯾﺎی ﻓﻨﯽFRP ﻗﯿﻤﺖ تمام‌شده اﯾﻦ ﻣﺼﺎﻟﺢ ﻧﯿﺰ نسبتاً ﻣﻨﺎﺳﺐ اﺳﺖ. اﮔﺮﭼﻪ اﻣﺮوزه FRP ﺑﻪ پرکاربردترین ﻣﺼﺎﻟﺢ مقاوم‌سازی در ﺟﻬﺎن تبدیل‌شده اﺳﺖ، اﻣﺎ ﻣﺘﺄﺳﻔﺎﻧﻪ در اﯾـﺮان ﻣﻬﻨﺪﺳـﺎن از اﯾـﻦ ﻣﺼـﺎﻟﺢ ﺷـﻨﺎﺧﺖ ﮐﺎﻓﯽ ﻧﺪارﻧﺪ و از آن به‌صورت ﺑﺴﯿﺎر ﻣﺤﺪود اﺳﺘﻔﺎده می‌شود. ﺷﺎﯾﺪ ﯾﮑﯽ از دﻻﯾﻞ اﯾﻦ اﻣﺮ ﻋﺪم اﻫﻤﯿﺖ مقاوم‌سازی در اﯾـﺮان ﺑﺎﺷـﺪ. به‌هرحال بی‌تردید اﻣﺮوزه ﺷﻨﺎﺧﺖ و ﺗﺮوﯾﺞ ﻓﺮﻫﻨﮓ مقاوم‌سازی و ﻣﺼﺎﻟﺢ آن‌یکی از ضروری‌ترین ﻣﺴﺎﺋﻞ ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﮐﺸـﻮر ﻣﺎﺳـﺖ. در اﯾـﻦ ﺗﺤﻘﯿـﻖ ﺳـﻌﯽ ﮔﺮدﯾـﺪه اﺳـﺖ ﮐـﻪ وﺿﻌﯿﺖ مقاوم‌سازی ﺗﯿﺮﻫﺎی T ﺷﮑﻞ ﺗﺤﺖ ﺑﺮش و ﺧﻤﺶ موردبررسی ﻗﺮار ﮔﯿﺮد.

خواص FRP

در ﺣﺎل ﺣﺎﺿﺮ FRP ﻣﺼﺎﻟﺤﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻً در ﺑﻬﺴﺎزی و مقاوم‌سازی سازه‌های ﺑﺘﻨﯽ مورداستفاده ﻗـﺮار می‌گیرد. ﮔﺮﭼـﻪ اﺧﯿـﺮاً ﺗﺤﻘﯿﻘـﺎﺗﯽ ﺑـﺮ روی FRP به‌عنوان ﻣﺴﻠﺢ ﮐﻨﻨﺪه اﺻﻠﯽ ﺑﺘﻦ ﻧﯿﺰ انجام‌گرفته اﺳﺖ اﻣﺎ ﺑﯿﺸﺘﺮﯾﻦ ﮐﺎرﺑﺮد اﺟﺮاﯾﯽ FRP تاکنون در ﺷﺎﺧﻪ مقاوم‌سازی ﺑـﻮده اﺳـﺖ. در این صورت اﯾـﻦ ﻣﺼﺎﻟﺢ در ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت اوﻟﯿﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﺎزه موردمحاسبه ﻗﺮار نمی‌گیرند ﺑﻠﮑﻪ ﻋﻤﻮﻣﺎً ﺟﻬﺖ اﻓﺰاﯾﺶ ﻃﻮل ﻋﻤﺮ ﺳﺎزه و تعمیر ﯾﺎ ﺑﻬﺴـﺎزی آن مورداستفاده ﻗـﺮار می‌گیرند. اﮔﺮﭼﻪ درترمیم سازه‌های ﺑﻨﺎﯾﯽ ﻧﯿﺰ از FRP استفاده‌شده اﺳﺖ، اﻣﺎ ﻋﻤﻮم ﮐﺎرﺑﺮد آن در ﺗﯿﺮﻫﺎ، ستون‌ها و اﺗﺼﺎﻻت ﺑﺘﻨﯽ می‌باشد. درمجموع FRP بانام ﮐﺎﻣﻞ Fiber Reinforced Polymer ﻧﻮﻋﯽ ﮐﺎﻣﭙﻮزﯾﺖ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ آن ﭘﻠﯿﻤﺮ اﻟﯿﺎف ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ ﻧﯿﺰ می‌گویند.

کاربرد

ﺑﺮای مقاوم‌سازی ﺑﻪ دو ﺷﮑﻞ لایه‌های ﭘﯿﻮﻧﺪی و میله‌های ﻧﺰدﯾﮏ ﺑﻪ ﺳﻄﺢ (NSM) می‌باشد. ﻫﺮ دو ﻣﻮرد ﻓـﻮق ازنظر ﻓﻨـﯽ ﻏﺎﻟـﺐ ﻣﺸﺨﺼـﺎت ﺑـﺘﻦ را ﺗﻘﻮﯾﺖ می‌نمایند ازجمله ﮐﺎراﯾﯽ در کرنش‌های ﺑﺎﻻ را امکان‌پذیر می‌سازند و در ﺑﺮاﺑﺮ ﺧﺴﺘﮕﯽ ﻣﻘﺎوﻣﺖ زﯾﺎدی اﯾﺠﺎد می‌کنند و دارای ﻋﻤـﺮ ﻣﻨﺎﺳـﺐ می‌باشند. اﻏﻠﺐ سازه‌هایی ﮐﻪ از اواﯾﻞ دﻫﻪ ﻫﺸﺘﺎد ﻣﯿﻼدی ﺑﺎ FRP ﺑﻬﺴﺎزی شده‌اند ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻗﺎﺑﻞ ﻗﺒﻮﻟﯽ را اراﺋﻪ داده‌اند ﺑﻄﻮرﯾﮑﻪ اﻣﺮوزه ﺑﺴـﯿﺎری از سازه‌های ﺣﯿﺎﺗﯽ ﺑﺎ FRP مقاوم‌سازی می‌شوند. میله‌های ﻧﺰدﯾﮏ ﺑﻪ ﺳﻄﺢ میله‌هایی از ﺟﻨﺲ FRP ﻫﺴﺘﻨﺪ ﮐﻪ در ﻧﺰدﯾﮑﯽ ﺳﻄﺢ ﺑﺘﻦ ﺟﺎﺳﺎزی می‌شوند اﻣـﺎ لایه‌های ﭘﯿﻮﻧﺪی ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺑﺎﻧﺪ دور ﺗﯿﺮ ﯾﺎ ﺳﺘﻮن ﺑﺘﻨﯽ ﭘﯿﭽﯿﺪه می‌شوند. اﯾﻦ لایه‌ها از دو ﺑﺨﺶ ﻣﺘﻤﺎﯾﺰ اﻟﯿﺎف و ﻣﺎﺗﺮﯾﺲ تشکیل‌شده‌اند. اﻟﯿﺎف ﻋﻀﻮ ﺑﺎرﺑﺮ ﺳﺎزه ﺑـﻮده و ﺑﺴـﺘﻪ ﺑﻪ ﻧﻮع، ﻗﻄﺮ ﻓﯿﺒﺮ آن 5 ﺗﺎ 25 ﻣﯿﮑﺮون می‌باشد و ﻣﺎﺗﺮﯾﺲ الیاف‌ها را در ﻣﺤﻞ و آراﯾﺶ ﻣﻄﻠﻮب ﻧﮕﻪ می‌دارد. الیاف‌ها ﮐﻪ ﻓﺎز تقویت‌کننده ﻫﺴـﺘﻨﺪ ﻗﺴـﻤﺖ اﺻﻠﯽ مقاوم‌سازی را ﺑﺮ عهده‌دارند و درواقع ﻗﺴﻤﺖ اﻋﻈﻢ ﻧﯿﺮو را ﺗﺤﻤﻞ می‌نمایند و ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ الیاف‌ها ﺑﺎﯾﺴـﺘﯽ اﺳـﺘﺤﮑﺎم ﮐﺸﺸـﯽ ﺑـﺎﻻﯾﯽ داﺷـﺘﻪ ﺑﺎﺷـﻨﺪ. اﻣـﺎ ﻣﺎﺗﺮﯾﺲ ﭘﻠﯿﻤﺮی اﺳﺖ ﮐﻪ اﻟﯿﺎف را در برمی‌گیرد و ﺿﻤﻦ ﺣﻔﺎﻇﺖ اﻟﯿﺎف از ﺻﺪﻣﺎت ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ و ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ، ﮐﺎر اﻧﺘﻘﺎل ﻧﯿﺮو را ﺑﻪ اﻟﯿﺎف اﻧﺠـﺎم می‌دهد. ﺿـﻤﻨﺎً ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﯾﮏ ﭼﺴﺐ اﻟﯿﺎف را ﮐﻨﺎر ﻫﻢ ﻧﮕﻪ می‌دارد و اﻟﺒﺘﻪ ﮔﺴﺘﺮش ﺗﺮک را ﻣﺤﺪود می‌نماید. ﻋﻤﻮﻣﺎً ﺑﻪ ﻣﺎﺗﺮﯾﺲ ﻗﺒﻞ از سخت شدن رزﯾﻦ ﻣﯽﮔﻮﯾﻨﺪ. اﻣﺎ ﺟﺪا از ﺑﺤﺚ مقاوم‌سازی اﺧﯿﺮاً ﮐﺎرﺑﺮد FRP به‌عنوان ﻣﺴﻠﺢ ﮐﻨﻨﺪه اﺻﻠﯽ ﺑﺘﻦ موردنظر ﻣﺤﻘﻘﺎن واﻗﻊ ﮔﺮدﯾﺪه اﺳﺖ.

بیشتر بخوانید:   بررسی آزمایشگاهی رفتار مقاومتی خاک بهسازی شده با الیافCFRP در دستگاه برش مستقیم

ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺑﺮﺷﯽ و ﺧﻤﺸﯽ ﺗﻮﺳﻂ اﻟﯿﺎف

گسیختگی‌های ﺑﺮﺷﯽ و ﺧﻤﺸﯽ از مهم‌ترین ﻣﺪﻫﺎی ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﺑﺮای ﺗﯿﺮﻫﺎی ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻧﺸﺪه می‌باشند. ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﺧﻤﺸﯽ ﻋﻤﻮﻣﺎً ﺑﺮ ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﺑﺮﺷـﯽ ارﺟـﺢ می‌باشد. زﯾﺮا ﮐﻪ اوﻟﯽ ﻧﺮم و دوﻣﯽ ﺗﺮد می‌باشد. ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﻧﺮم اﺟﺎزه می‌دهد ﮐﻪ ﺗﻨﺶ ﺑﺎر ﺗﻮزﯾﻊ ﺷﻮد و اﯾﻦ ﺧﻮد می‌تواند ﻫﺸـﺪاری ﺑـﺮای ﮐـﺎرﺑﺮ ﺑﺎﺷـﺪ درصورتی‌که ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ ﺗﺮد ﺑﺎﺷﺪ، می‌تواند به‌صورت ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﯽ ﺳﺒﺐ ﻓﺎﺟﻌﻪ ﮔﺮدد. در مقاوم‌سازی ﺧﻤﺸﯽ ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ورقه‌های ﺧـﺎرﺟﯽ FRP، ﻧﺸـﺎن داده‌شده ﮐﻪ شکل‌پذیری ﺗﯿﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺣﺎﻟﺖ مقاوم‌سازی ﻧﺸﺪه ﺑﺴﯿﺎر ﮐﻤﺘﺮ می‌باشد. بااین‌وجود اﯾﻦ ﻣﺪ ﮔﺴﯿﺨﺘﮕﯽ از گسیختگی ﺑﺮﺷﯽ نرم‌تر می‌باشد ﺑﻨـﺎﺑﺮاﯾﻦ ﯾﮏ ﺗﯿﺮ مقاوم‌سازی ﺷﺪه ﺑﺎﯾﺪ دارای ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺮﺷﯽ ﮐﺎﻓﯽ ﺑﻮده به‌طوری‌که ﺑﻪ ﻇﺮﻓﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺑﺮﺳﺪ. زﻣﺎﻧﯽ ﮐﻪ ﯾﮏ ﺗﯿﺮ بتن‌آرمه دربرش ﻧـﺎﻗﺺ ﺑﺎﺷـﺪ ﯾـﺎ ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺮﺷﯽ آن از ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺧﻤﺸﯽ ﺗﯿﺮ ﮐﻤﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ ﭘﺲ از اﻧﺠﺎم مقاوم‌سازی ﺧﻤﺸﯽ، مقاوم‌سازی ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺎﯾﺪ موردتوجه ﻗﺮار ﮔﯿﺮد. ﺑﺎﯾﺪ داﻧﺴﺖ ﮐﻪ اندازه‌گیری ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺮﺷﯽ ﺗﯿﺮ مقاوم‌سازی ﺷﺪه ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻬﻢ می‌باشد مقاوم‌سازی ﺑﺮﺷﯽ، ﺑﺮﺧﯽ ﻣﻮاﻗﻊ ﻧﻘﺸﯽ ﮐﻠﯿﺪی از اﺳﺘﺮاﺗﮋی مقاوم‌سازی ﺑـﺮای ساختمان‌های بتن‌آرمه را ﺑﺎزی می‌کند. اﺧﯿﺮاً اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﻮارﻫﺎی FRP ﺑﺮای ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺧﻤﺸﯽ و ﺑﺮﺷﯽ ﺑﯿﺸﺘﺮ موردتوجه قرارگرفته اﺳﺖ. در ﮐﻨﺎر ﺳﺎﯾﺮ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻋـﺎﻟﯽ FRP ﻫﺎ ازجمله ﻣﻘﺎوﻣﺖ در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺧﻮردﮔﯽ و ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎﻻ در ﻣﻘﺎﺑﻞ وزن ﮐﻢ انعطاف‌پذیری FRP ﻫﺎ ﺟﻬﺖ ﻓﯿﺖ ﺷﺪن ﺑـﺎ ﺳـﺎﯾﺮ شکل‌ها و گوشه‌ها ﻫﻤـﻮاره ﺑﺮای مقاوم‌سازی ﺳﻮدﻣﻨﺪ واقع‌شده‌اند ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﺑﺮ روی مقاوم‌سازی ﺑﺮﺷﯽ از ﺳﺎل 1990 شروع‌شده اﺳﺖ.

نمونه‌های آزﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻫﯽ

به‌منظور ﺑﺮرﺳﯽ رﻓﺘﺎر ﺗﯿﺮﻫﺎی T ﺷﮑﻞ ﺑﺘﻨﯽ تقویت‌شده ﺑﻪ اﻟﯿﺎف CFRP 4 ﺗﯿﺮ ﺑﺘﻨﯽ ﺳﺎﺧﺘﻪ و ﺗﺤﺖ آزﻣـﺎﯾﺶ ﻗـﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨـﺪ، نمونه‌های آزﻣﺎﯾﺸـﮕﺎﻫﯽ ﺑـﻪ دو ﮔﺮوه ﺗﻘﺴﯿﻢ ﺷﺪﻧﺪ.

بیشتر بخوانید:   ارزیابی عددی مقاومت تیر های مقاوم سازی شده با CFRP در حرارت بالا و یخ زدگی

ﮔﺮوه اول ﺷﺎﻣﻞ ﺗﯿﺮﻫﺎی A1 و A2 ﺑﻮدﻧﺪ ﮐﻪ اﯾﻦ ﺗﯿﺮﻫﺎ دارای ﺿﻌﻒ ﺧﻤﺸﯽ ﺑﻮدﻧﺪ. در ﮔﺮوه دوم ﺗﯿﺮﻫﺎی B1 و B2 ﺑﻮدﻧﺪ ﮐـﻪ ﺿـﻌﻒ اﯾـﻦ ﺗﯿﺮﻫـﺎ در ﺑﺮش ﺑﻮد. شکل‌های (1) ﺗﺎ (4) ﺗﯿﺮﻫﺎی A1 و B1 ﺑﺪون ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻣﻮرد آزﻣﺎﯾﺶ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ و ﺗﯿﺮﻫﺎی A1 و B2 ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻧﯿﺎز ﺳﺎزهای ﺗﻮﺳﻂ ورق‌های CFRP ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺷﺪﻧﺪ. ﺑﺎرﮔﺬاری ﺗﻮﺳﻂ ﺟﮏ10 ﺗﻨﯽ ﺗﺎ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺷﮑﺴﺖ اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ. اﻃﻼﻋﺎت ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﮐﺮﻧﺶ و ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑﺎن وﺳﻂ در ﻫـﺮ ﻣﺮﺣﻠـﻪ از ﺑﺎرﮔـﺬاری اندازه‌گیری و ﺛﺒﺖ ﮔﺮدﯾﺪ. ﻫﺪف از اﻧﺠﺎم اﯾﻦ آزمایش‌ها، ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺧﻤﺸﯽ و ﺑﺮﺷﯽ ﺗﯿﺮﻫﺎی تقویت‌شده ﺑﺎ ورق‌های CFRP ﺑﺎ رزﯾﻦ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺗﺤﺖ ﺑﺎر اﺳـﺘﺎﺗﯿﮑﯽ و ﻫﻤﭽﻨـﯿﻦ ﺑﺮرﺳﯽ ﻧﻮع ﺷﮑﺴﺖ و ﻋﻠﻞ ﺷﮑﺴﺖ ﺗﯿﺮﻫﺎ ﻗﺒﻞ و ﺑﻌﺪ از ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺑﻮد.

نمونه-های-تیر-Tشکل-مقاوم سازی-FRP
نمونه-های-تیر-Tشکل-مقاوم سازی-FRP

ﭘﺲ از ﭼﺴﺒﺎﻧﺪن ورق‌های ﺗﻘﻮﯾﺘﯽ، ﺣﺪاﻗﻞ ﺑﺎﯾﺪ ﯾﮏ ﻫﻔﺘﻪ ﻣﻨﺘﻈﺮ ﻣﺎﻧﺪ ﺗﺎ ﭼﺴﺐ به‌خوبی ﺧﻮد را ﺑﮕﯿﺮد و ﺑﻌﺪ ﻋﻤﻞ ﺑﺎرﮔﺬاری را اﻧﺠﺎم داد ﮐﻪ ﺑﺮای اﻧﺠﺎم اﯾـﻦ آزﻣﺎﯾﺶ 10 روز ﭘﺲ از ﺗﻘﻮﯾﺖ اﻗﺪام ﺑﻪ ﺑﺎرﮔﺬاری ﮔﺮدﯾﺪ. ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺑﺎرﮔﺬاری ﺑﺮ روی ﺗﯿﺮ 2 A دﻗﯿﻘﺎً ﺑﺎ ﺗﯿﺮ A1 ﺑﻪ یک‌شکل اﻧﺠﺎم ﮔﺮﻓﺖ. در اﯾﻦ ﺗﯿﺮ ﻧﯿﺰ ﻧﺘﺎﯾﺞ کرنش‌سنج و ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻣﮑـﺎن وﺳـﻂ ﺗﯿـﺮ ﺑﻌـﺪ از ﻫـﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﺎرﮔﺬاری ﺛﺒﺖ ﺷﺪﻧﺪ. ﮐﻪ در شکل‌های (5) ﺗﺎ (7) مشخص‌شده اﺳﺖ. اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ایجادشده در اﯾﻦ ﺗﯿﺮ از ﻧﻮع ﺧﻤﺸﯽ و ﺑـﻪ ﻣﻘـﺪار 1.3ton ﺑـﻮده ﮐﻪ ﺑﯿﺶ از 2 ﺑﺮاﺑﺮ ﺗﯿﺮ A 1 می‌باشد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ﺑﺮﺷﯽ آن ﻧﯿﺰ در ﺑﺎر 1.3ton ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺖ ﮐﻪ ﺗﻘﺮﯾﺒﺎً ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﺗﯿﺮ A 1 می‌باشد.ﺷﮑﺴﺖ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ در ﺑﺎر 3.4ton اﺗﻔﺎق اﻓﺘﺎد و ﻧﻮع ﺷﮑﺴﺖ آن ﻧﯿﺰ به‌صورت ﺑﺮﺷﯽ ﺑﻮد و اﻣﺘﺪاد ﺷﮑﺴﺖ آن از ﻣﺤﻞ بارگذاری ﺷـﺪه به‌صورت ﻣﻮرب ﺗﺎ نزدیکی‌های تکیه‌گاه اداﻣﻪ می‌یابد.

ﺗﯿﺮﻫﺎی ﮔﺮوه A

ﺗﯿﺮ A1: ﻃﺮاﺣﯽ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺻﻮرﺗﯽ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ ﮐﻪ ﺿﻌﻒ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ در ﺧﻤﺶ ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﻘﺎوﻣﺖ 28 روزه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﮑﻌﺒﯽ آن 20 مگا پاسکال ﺑﻮد.

ﺑﺎرﮔﺬاری ﺑﺮ روی ﺗﯿﺮ A1 اﻋﻤﺎل ﮔﺮدﯾﺪ. اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک ﺧﻤﺸﯽ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ در ﺑﺎر 0.60ton ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪ و ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺪار ﺑﺎر ﺑﻪ اﯾـﻦ ﺗﯿـﺮ، ترک‌های ﺧﻤﺸﯽ دﯾﮕﺮی ﻧﯿﺰ در اﻃﺮاف اوﻟﯿﻦ ﺗﺮک اﯾﺠﺎد ﮔﺮدﯾﺪ ﺑﺎ اداﻣﻪ ﺑﺎرﮔﺬاری، ﺗﺮکﻫﺎی ﺑﺮﺷﯽ ﻧﯿﺰ در ﺗﯿﺮ ﭘﺪﯾﺪار ﺷﺪﻧﺪ اوﻟﯿﻦ ﺗـﺮک ﺑﺮﺷـﯽ در 1.2ton به وجود آﻣﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ اداﻣﻪ روﻧﺪ ﺑﺎرﮔﺬاری، ﺗﻌﺪاد ﺗﺮکﻫﺎی ﺑﺮﺷﯽ اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺖ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻋﺮض ﺗﺮکﻫﺎی ﺧﻤﺸﯽ ﻫﻢ ﺑﻪ ﻣﯿﺰان قابل‌توجهی اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓـﺖ ﺗـﺎ اﯾﻨﮑـﻪ درﺑﺎر ton 2.6 اﯾﻦ ﺗﯿﺮ ﮔﺴﯿﺨﺘﻪ ﺷﺪ. ﺷﮑﺴﺖ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ همان‌طور ﮐﻪ اﻧﺘﻈﺎر می‌رفت از ﻧﻮع ﺧﻤﺸﯽ ﺑﻮده و ﺑـﻪ دﻟﯿـﻞ ﺟـﺎری ﺷـﺪن ﻣﯿﻠﮕﺮدﻫـﺎی ﮐﺸﺸـﯽ ﺻـﻮرت ﭘﺬﯾﺮﻓﺖ.

بیشتر بخوانید:   مقاوم سازی دیوار برشی با ورق های CFRP
نمودار-بار-تغییر-مکان-کرنشی-مقاوم-سازی
نمودار-بار-تغییر-مکان-کرنشی-مقاوم-سازی

 

ﺗﯿﺮﻫﺎی ﮔﺮوه B:

ﺗﯿﺮ:B 1 ﻃﺮاﺣﯽ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ ﺑﻪ ﺻﻮرﺗﯽ اﻧﺠﺎم ﺷﺪ ﮐﻪ ﺿﻌﻒ آن در ﺑﺮش ﺑﺎﺷﺪ. ﻣﻘﺎوﻣﺖ 28 روزه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﮑﻌﺒﯽ آن 180 مگا پاسکال ﺑـﻮد. ﺑﺎرﮔـﺬاری ﺑـﺮ روی ﺗﯿـــﺮ B1، ﻣﻄـــﺎﺑﻖ ﺗﯿﺮﻫـــﺎی ﻗﺒـــﻞ ﺻـــﻮرت ﮔﺮﻓﺘـــﻪ ﮐـــﻪ ﺑـــﺎر اوﻟـــﯿﻦ ﺗـــﺮک ﺧﻤﺸـــﯽ آن 1.01ton می‌باشد. ﺑـــﺎ اداﻣـــﻪ روﻧـــﺪ ﺑﺎرﮔـــﺬاری، ترک‌هایی به‌صورت ﺧﻤﺸﯽ، ﺑﺮﺷﯽ در ﺑﺎر 1.3ton اﯾﺠﺎد ﮔﺮدﯾﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﺑﺎر، ﺗﺮکﻫﺎی ﺑﺮﺷﯽ ﻧﯿﺰ در ﺗﯿﺮ اﯾﺠﺎد ﮔﺮدﯾﺪ. ﺑﺎ اداﻣﻪ روﻧـﺪ ﺑﺎرﮔـﺬاری، ﺑـﻪ ﺗﻌﺪادﺗﺮکﻫﺎی ﺑﺮﺷﯽ اﺿﺎﻓﻪ ﮔﺮدﯾﺪ ﺗﺎ اﯾﻨﮑﻪ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ در ﺑﺎر 2.6ton ﮔﺴﯿﺨﺘﻪ ﺷﺪ؛ و ﺷﮑﺴﺖ اﯾﻦ ﺗﯿﺮ همان‌طور ﮐﻪ اﻧﺘﻈﺎر می‌رفت از ﻧﻮع ﺑﺮﺷﯽ ﺑﻮد.

نمودار-مقاوم-سازی-تیر-B
نمودار-مقاوم-سازی-تیر-B

نتیجه‌گیری

  • ﻋﻤﻞ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺮ روی ﺗﯿﺮﻫﺎﯾﯽ انجام ﮔﺮدﯾﺪ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻟﺤﺎظ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺑﻮدن ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻓﺸـﺎری از ﻣﻘﺎوﻣـﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﮐﻤﯽ ﺑﺮﺧﻮردار ﺑﻮدﻧﺪ، ﻟﺬا در اﯾﻦ ﺗﯿﺮﻫﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ رزﯾﻦ اﭘﻮﮐﺴﯽ از ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﮐﺸﺸﯽ ﺑﺘﻦ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑـﻮده و ﻗﺒـﻞ از اﯾﻨﮑـﻪ CFRP ﮔﺴـﯿﺨﺘﻪ ﺷـﻮد CFRP ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ لایه‌ای از ﺑﺘﻦ از ﺗﯿﺮ ﺟﺪا می‌شود ﮐﻪ اﯾﻦ ﺷﮑﺴﺖ نامطلوب‌ترین ﻧﻮع ﺷﮑﺴﺖ ﺗﯿﺮﻫﺎی تقویت‌شده می‌باشد. ﻋﻠـﺖ اﯾـﻦ اﻣـﺮ ﻋـﺪم اﺳـﺘﻔﺎده از ﺗﻤـﺎم ﻇﺮﻓﯿﺖ ﺑﺮﺷﯽCFRP می‌باشد.

 

  • شکل‌پذیری ﺗﯿﺮﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﺧﻤﺸﯽ و ﺑﺮﺷﯽ ﺑﺮ روی آن‌ها اﻧﺠﺎم ﺷﺪ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار اﻧﺪﮐﯽ ﮐﺎﻫﺶ ﯾﺎﻓﺖ ﮐﻪ اﯾﻦ ﻣﻘﺪار ﻗﺎﺑﻞ صرف‌نظر ﮐﺮدن اﺳﺖ.

 

  • ﻫﺮﭼﻘﺪر ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻓﺸﺎری ﺑﺘﻦ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎرﺑﺮی ﺑﯿﺸﺘﺮ می‌باشد.

 

  • ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ ﺗﯿﺮ تقویت‌شده ﺧﻤﺸﯽ ﺗﻘﺮﯾﺒﺎً ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ ﺗﯿﺮ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻧﺸﺪه ﺧﻤﺸﯽ ﺑﻮده ﮐﻪ اﯾﻦ برخلاف اﻧﺘﻈﺎر می‌باشد ﮐﻪ دﻟﯿﻞ آن ﺿﻌﻒ ﻣﻘﺎوﻣـﺖ ﺑﺘﻦ در ﺗﯿﺮ تقویت‌شده ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺗﯿﺮ ﺗﻘﻮﯾﺖ ﻧﺸﺪه می‌باشد.

 

  • در ﺗﯿﺮﻫﺎی تقویت‌شده ﺑﺮﺷﯽ ﺷﮑﺴﺖ به‌صورت ﺗﺮﮐﯽ ﮐﻪ از ﻧﻘﻄﻪ ﺑﺎرﮔﺬاری شروع‌شده و ﺗﺎ ﻧﺰدﯾﮑﯽ تکیه‌گاه ادامه‌دار می‌باشد و در اﯾـﻦ شکست‌ها نزدیک‌ترین ﻗﺴﻤﺖ ورق CFRP ﺑﻪ تکیه‌گاه از ﺗﯿﺮ ﺟﺪا می‌شود ﮐﻪ می‌بایست در نزدیکی‌های تکیه‌گاه ﺗﻤﻬﯿﺪات ﺧﺎﺻﯽ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺖ.
5/5 - (4 امتیاز)
به اشتراک بگذارید:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert