طراحی لایه‌های الیاف و تسمه‌های FRP جهت مقاوم‌سازی ستون‌های بتنی تحت نیروی محوری و گشتاور خمشی

نوع مقاله : Articles

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی ، سنندج، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد مریوان، دانشگاه آزاد اسلامی، مریوان، ایران

چکیده

امروزه تولیدات مختلفی از کامپوزیت‌های پلیمری در صنعت مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی موجود است. از جمله این محصولات می‌توان به الیاف و تسمه‌های FRP که به روش نصب نزدیک سطح شناخته می‌شوند اشاره کرد. الیاف و تسمه‌های FRP برای تقویت اجزای مختلف سازه از جمله تیرها، ستون‌ها و اجزای صفحه‌ای مانند دال‌ها و دیوارهای برشی قابل کاربرد است. ازآنجایی‌که ستون‌ها در سازه‌های بتنی عموماً تحت اثرات توأم نیروی محوری و خمش دو محوره قرار می‌گیرند، ارزیابی و تقویت آنها تحت اثر تلاش‌های توأم مذکور در کارهای عملی مقاوم‌سازی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. این مقاله به مطالعه‌ی مقاوم‌سازی اجزای ستون‌های بتن‌آرمه تحت اثرات ترکیبی نیروی محوری-گشتاور خمشی با استفاده از الیاف و تسمه‌های FRP می‌پردازد. برای این منظور، ضمن توسعه‌ی روابط موجود تقویت ستون‌های تحت اثر نیروی محوری و گشتاور خمشی تک‌محوره با الیاف FRP جهت محصورکنندگی ستون و تسمه‌های  FRPجهت تقویت خمشی، روشی محاسباتی برای تقویت ستون‌های بتنی مستطیلی تحت اثرات توأم نیروی محوری و خمش دو محوره پیشنهاد می‌شود. در ادامه، با استفاده از یک مطالعه‌ی موردی، روش پیشنهادی این مقاله تشریح می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که روش پیشنهادی برای کارهای عملی مقاوم‌سازی مناسب بوده و همچنین ترکیب الیاف و تسمه برای تقویت ستون‌های با هر دو رفتار فشار-کنترل و کشش-کنترل مؤثر است. به‌علاوه، روش تحلیلی پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی موجود در ادبیات فنی وارسی و صحت‌سنجی خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Saadatmanesh, H., Ehsani, M.R., Li, M.W. (1994) Strength and ductility of concrete columns externally reinforced with fiber composite straps. ACI Structural Journal, 91(4), 434–47.
  2. Rahai, A. and Akbarpour H. (2014) Experimental investigation on rectangular RC columns
  3. strengthened with CFRP composites under axial load and biaxial bending. Composite Structures, 108, 538-546.
  4. Pham, T.M., Youssed, J., Hadi, M.N.S., Tran, T.M. (2016) Effect of Different FRP Wrapping Arrangements on the Confinement Mechanism. Proecedia Engineering, 142, 307-313.
  5. Ranolia, K.V., Thakkar, B.K., Rathod, J.D. (2013) Effect of Different Patterns and Cracking in FRP Wrapping on Compressive Strength of Confined Concrete. Procedia Engineering, 51, 169-175.
  6. Rocca, S., Galati, N., Nanni, A. (2009) Interaction diagram methodology for design of FRP-confined reinforced concrete columns. Construction and Building Materials, 23, 1508-1520.
  7. Teng, J.G, Jiang, T. (2012) Theoretical model for slender FRP-confined circular RC columns. Construction and Building Materials, 32, 66-76.
  8. Bournas, D.A. and Triantafillou, T.C. (2008) Flexural strengthening of RC columns with near surface mounted FRP or stainless steel reinforcement. Experimental investigation. The 14th World Conference on Earthquake Engineering, October 12-17, Beijing, China.
  9. Hong, H., Zhong-X.L, Yanchao, S. (2015) Reliability Analysis of RC Columns and Frame with FRP Strengthening Subjected to Explosive Loads. Journal of Performance of Constructed Facilities, 30(2), 04015017.
  10. Department of Planning and Strategic Supervision (2006) Criteria Guide the Design and Implementation of Concrete Improvements to Existing Buildings Using Reinforced Materials FRP. Issue 345 (in Persian).
  11. MacGregor, J. (2012) Reinforced Concrete Mechanics and Design. 6th ed. Upper Saddle River, NJ, USA, Pierson Inc, 1157.
  12. Bank, LC. (2006) Composites for Construction: Structural Design with FRP Materials. Hoboken, N.J. NJ, USA: John Wiley and Sons.
  13. Lam, L. and Teng, J. (2003) Design-oriented stress-strain model for FRP-confined concrete. Construction and Building Materials. 17(6-7), 471-489.
  14. Lam, L. and Teng, J. (2003) Design-oriented stress-strain model for FRP-confined concrete in rectangular columns. J. Reinf. Plast. Composites. 22(13), 1149-1186.
  15. Rocca, S. (2007) Experimental and Analytical Evaluation of FRP-Confined Large Size Reinforced Concrete Columns. Ph.D. Dissertation. Rolla, MO, USA: University of Missouri-Rolla, 171.
  16. Carey, S. and Harries, K. (2003) The Effects of Shape, ‘Gap’, and Scale on the Behavior and Modeling of Variably Confined Concrete. Report No. ST03-05. Columbia, SC, USA: University of South Carolina.
  17. American Concrete Institute (2008) Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening of Concrete Structures. ACI 440.2R. Farmington Hills, MI, USA: American Concrete Institute, 80.
  18. American Concrete Institute (2008) Building Code Requirements for Structural Concrete. ACI 318-08. Farmington Hills, MI, USA: American Concrete Institute, 443.
  19. Ray, S.S. (1995) Reinforced Concrete Analysis and Design. Blackwell Science.

فایل ها

اشتراک گذاری

ارجاع به این مقاله

آمار