Categories: مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای

بررسی عوامل موثر بر افزایش مقاومت برش پانچ در اتصالات دال تخت مقاوم سازی شده با FRP

دال تخت بتن مسلح از سیستم های مرسوم سازه ایست که برای پوشش کف در سازه های با بار سبک و دهانه های 4.5 تا 6 متر مناسب می باشد. عدم وجود تیر در این قاب ها موجب آسانی اجرا، افزایش سرعت ساخت، افزایش ارتفاع خالص طبقه و کاهش ارتفاع کلی سازه می شود. با این وجود خطر شکست ترد پانچ در اتصالات دال و ستون باعث شده این سیستم مستعد خرابی پیش رونده ای باشد که با بروز گسیختگی در یک اتصال همراه خواهد بود. این نوع شکست بدلیل عدم پیش آگهی و ترد بودن مطلوب نیست.
در این جا مقاوم سازی دال های تخت با الیاف پلیمری مورد بررسی قرار می گیرد. برای انجام مطالعات مقاوم سازی ابتدا تعدادی نمونه مشابه با نمونه شاهد مدل سازی و سپس بصورت خارجی با استفاده از صفحات

AFRP , میلگرد FRP , CFRP و با الگوهای مختلف مقاوم سازی شدند. الگوهای مورد مطالعه الگوی شطرنجی موازی آرماتورهای طولی با نام H و الگوی شطرنجی مورب با نام O بودند.

بررسی تاثیر تعداد ،مساحت و جنس لایه های FRP

با مقایسه پاسخ بار تغییرمکان نمونه ها مشاهده می شود که مقاوم سازی با صفحات CFRP سختی خمشی نمونه ها را افزایش داده و باعث بهبود در ظرفیت مقاومت اتصال می شود. همچنین با افزایش مساحت لایه های مقاوم سازی مقاومت نهایی اتصال افزایش می یابد. این افزایش مقاومت در نمونه های گروه H بیشترین نمود را دارد. در هر دو الگوی مقاوم سازی با افزایش تعداد نوارهای FRP مقاومت نهایی افزایش یافته است. این افزایش در الگوی مقاوم سازی H به میزان متوسط 7% بیش تر از مورد مشابه در الگوی O است. همچنین با افزایش تعداد نوارها ظرفیت تغییر مکان کاهش می یابد. این کاهش در الگوی مقاوم سازی O به میزان 16% بیش تر است. با افزایش تعداد نوارها انرژی جذب شده در نمونه های H به میزان 20% بیش تر از الگوی O است.

با توجه به افزایش بیشتر در ظرفیت مقاومت اتصال در نمونه های مقاوم سازی شده با الگوی H نسبت به O می توان نتیجه گرفت اثر نوارهای FRP هنگامی که الیاف این نوارها در راستای آرماتورهای طولی قرار می گیرند در مقایسه با سایر حالات بهینه خواهد بود.

بررسی تاثیر جنس صفحات

در مقاوم سازی سازه ها بعلت کرنش کسیختگی بالا از الیاف GFRP برای تقویت برشی استفاده می شود. در مقابل الیاف CFRP بدلیل مقاومت کششی بالا اغلب برای تقویت خمشی مورد استفاده قرار می گیرند. مشخصات مکانیکی سه نوع الیاف در جدول زیر آورده شده است.

با مقایسه ظرفیت باربری حاصل شده از سه نوع مختلف الیاف پلیمری مشخص می شود که الیاف CFRP دارای مقاومت و سختی بیش تری در مقایسه با دو نوع دیگر است. این امر سبب افزایش کاربرد این صفحات در مقایسه با سایر مصالح شده است.

صفحات CFRP درمقایسه با صقحات GFRP تغییر مکان نهایی کمتری دارند. این امر بدلیل کمتر بودن مقاومت نهایی و در نتیجه کرنش نهایی CFRP در مقایسه با GFRP است. درنتیجه می توان بسته به نوع و محل مقاوم سازی از صفحات پلیمری از جنس شیشه یا کربن استفاده کرد. انرژی جذب شده در سه نمونه نسبت به نمونه شاهد کاهش دارد که بیانگر ناگهانی بودن شکست و عدم قابلیت جذب انرژی در نمونه های مقاوم سازی شده است.

بررسی تاثیر تعداد لایه های صفحاتFRP در افزایش مقاومت اتصال

افزایش تعداد لایه ها از 1 به 2 باعث افزایش ظرفیت باربری نمونه به میزان 37% نسبت به نمونه شاهد شد ولی با افزایش تعداد لایه ها از 1 به 3 میزان افزایش در مقایسه با حالت قبلی کاهش یافته است. این امر نشان دهنده وجود نسبت مصالح FRP متعادل در مقطع است. علاوه بر این استفاده از دو لایه FRP روی هم باعث ایجاد نیروهای زیادی در FRP و درنتیجه تمرکز بالای تنش افقی در حد واسط بین صفحات و بتن می شود و دال های مسلح شده با دو لایه FRP متحمل گسیختگی ناشی از جداشدگی صفحات خواهند شد. بنابراین سهم نوارهای FRP در مقاومت خمشی در این حالت به صورت کارآمدی مورد استفاده قرار نمی گیرد. و مقاومت پانچ نمونه های تقویت شده در مقایسه با نمونه های مشابه با یک لایه نوار FRP تفاوت چندانی از خود نشان نخواهد داد.