تست مقاومت ستون مقاوم سازی شده به روش محصور سازی با FRP

در سالهای اخیر کاربرد روش مقاوم سازی ستون های بتن مسلح با استفاده از مصالح FRP و به طور کلی مقاوم سازی با FRP  به جای غلاف فولادی بطور گسترده ای توسعه یافته است. مرسومترین شکل مقاوم سازی ستونهای بتن مسلح با مصالح FRP شامل دورپیچ کردن بیرونی ستون با استفاده از ورقها یا نوارهای FRP است.

تا پیش از دهه 1990، دو روش مرسوم برای مقاوم سازی ستون های بتن مسلح بی کفایت وجود داشت. یکی اجرای یک غلاف بتن مسلح اضافی به دور ستون موجود و دیگری استفاده از غلاف فولادی با تزریق دوغاب. استفاده از روش غلاف فولادی، به دلیل آنکه غلاف بتن مسلح فضای بیشتری اشغال کرده و وزن سازه را نیز افزایش می داد، فراگیرتر و مؤثرتر بوده است. البته هر دو روش یاد شده، نیازمند نیروی کار زیاد بوده و اغلب برای انجام در کارگاه مشکل می باشند. همچنین غلاف فولادی در مقابل حمله شرایط جوی مقاومت کمی دارد.

مقاوم سازی ستون های بتن مسلح با استفاده از غلاف فولادی یا FRP بر مبنای این حقیقت استوار است که محصورشدگی جانبی بتن، سبب افزایش قابل توجه مقاومت فشاری محوری، محوری ـ خمشی و شکل پذیری ستون می گردد. مطالعات بسیاری در مورد مقاومت فشاری و رفتار تنش ـ کرنش بتن محصور شده با FRP انجام شده است. این مطالعات بیانگرد آن هستند که رفتار بتن محصور شده با FRP با رفتار بتن محصور شده با فولاد متفاوت بوده و بنابراین توصیه های طراحی توسعه یافته برای ستونهای بتنی محصور شده با غلاف فولادی، علیرغم تشابه ظاهری، برای ستونهای بتنی محصور شده با FRP قابل کاربرد نیستند.

ملاحظات مقاوم سازی ستون با FRP

با افزایش بار به سطح بارهای نهایی، امکان ایجاد ترک های شعاعی در ستون بتنی وجود خواهد داشت. در این حالت سیستم FRP با جلوگیری از خردشدگی بتن باعث افزایش مقاومت آن می شود با توجه به اینکه در سطح بارهای بهره برداری، کرنش های شعاعی به اندازه کافی بزرگ نمی باشد، اثر محصور شدگی فعال نمی شود. برای اطمینان از عدم وقوع ترک های شعاعی تحت بارهای بهره برداری، کرنش شعاعی نباید از کرنش متناظر با کرنش ترک خوردگی بتن تحت بارهای بهره برداری تجاوز کند.

افزایش شکل پذیری

افزایش ظرفیت تحمل کرنش فشاری در اعضای بتنی محصور شده با مصالح CFRP و به طورکلی مقاوم سازی با FRP منجر به افزایش شکل پذیری مقطع می شود. همچنین سیستم پوشش CFRP مانع کمانش زود هنگام میلگردهای طولی شده و باعث مهار جانبی بهتر وصله های هم پوشانی در نیروهای فشاری زیاد می گردد. در طراحی لرزه ای، سیستم های CFRP به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند به مقدار کافی تنش های محصور کنندگی ایجاد کرده و تحمل کرنش های فشاری ایجاد شده در بتن ناشی از تقاضای تغییر شکل را افزایش دهند.

مزایای مقاوم سازی با FRP

  • نسبت بسیار زیاد استحکام به وزن
  • مقاومت کششی بالا (مقاومت کششی فوق‌العاده نسبت به وزن آن
  • نسبت بالای مدول کششی الاستیسیته به وزن
  • استحکام مناسب در برابر خستگی
  • ضریب انبساط حرارتی بسیار پائین
  • قابلیت بافت و تولید پارچه
  • مقاومت بالا در برابر خوردگی

معایب مقاوم سازی با FRP

  • کرنش گسیختگی بسیار کم و شکننده بودن
  • کربن هادی الکتریکی است.
  • کرنش کم در لحظه شکست

شرح ویدیو تست مقاومت ستون مقاوم سازی شده با FRP

ستون مدوری سالمی قبل از بارگذاری کاملا با الیاف تقویت شده کربن CFRP تقویت می شود به آن نیروی فشاری وارد می شود و این نیرو تنش در ستون وارد می کند که باعث خورد شدن بتن ستون می شود ولی الیاف تقویت شده ستون را یکپارچه نگه می دارند و فقط بخشی از ستون که در ویدیو مشخص است ورم می کند و این تنش وارده به مقداری زیاد می شود که الیاف تقویت شده کربن CFRP به مقاومت گسیختگی نهایی برسد و در اینصورت ما شاهد انهدام ستون خواهیم بود.

 

به اشتراک بگذارید:

پاسخی بگذارید

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