ConfOrganizer 

بررسی عددی و آزمایشگاهی تاثیر آرایش آرماتورهای کششی بر عملکرد تیرهای بتن آرمه تقویت شده با ورق‌های CFRP

•   Mr. Javad Sabzi ,  دانشگاه فردوس مشهد ,   
•   Prof. Mohammad Reza Esfahani ,  دانشگاه فردوسی مشهد ,   
•   Ms. Masoumeh Tavakol ,  دانشگاه فردوسی مشهد ,   

Major Topic: Concrete Structures|سازه های بتنی

Abstract

تسلیح خارجی (EBR) روش مرسوم برای تقویت خمشی تیرهای بتنی با ورق‌های FRP می‌باشد. در این پژوهش، 4 نمونه تير بتن‌آرمه تقویت شده با ورق‌های CFRP به ابعاد 2200×300×250 میلی‌متر تحت آزمایش خمش چهار نقطه‌ای قرار گرفتند. بارگذاري به صورت بار استاتيكي و يكنواخت انجام گرفت. نمونه‌ها از بتن با رده‌ی مقاومتی معمولی (25 مگاپاسکال) ساخته شدند و به لحاظ میزان آرماتور کششی به دو گروه مقطع با فولاد کم و زیاد تقسیم شدند. سطح مقطع آرماتورهای کششی در نمونه‌های با فولاد کم، در حدود 397 میلی متر مربع (2Ф16 یا 5Ф10) و در نمونه‌های با فولاد زیاد حدود 1250 میلی متر مربع (2Ф28 یا 5Ф18) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که در صورت یکسان بودن مساحت کل آرماتورهای کششی، ریزتر شدن آرایش آرماتورها همراه با افزایش تعداد آن، در مقاطع با درصد فولاد کششی کم، باعث افزایش ظرفیت باربری و برای مقاطع با درصد فولاد کششی زیاد، باعث کاهش آن می‌گردد. هم‌چنین نتایج مدل سازی نمونه‌ها با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS، حاکی از تطابق مناسبی بین منحنی‌های بار- تغییر مکان وسط دهانه و الگوی ترک خوردگی ایجاد شده، در نمونه‌های آزمایشی و عددی می‌باشد

Keywords

تیر بتن آرمه; تقویت; CFRP; آرایش آرماتور; روش المان محدود

1. 1. Dussek, I. J. (1980), “Strengthening of bridge beams and similar structures by means of epoxy-resin-bonded external reinforcement,” Transportation Research Record, (785).

2. 2. Klaiber, W. F., Dunker, K. F., & Sanders, W. W. (1982), “Strengthening of single-span steel-beam bridges. Journal of the Structural Division,” 108(12), pp 2766-2780.

3. 3. Saadatmanesh, H., & Ehsani, M. R. (1991), “RC beams strengthened with GFRP plates. I: Experimental study,” Journal of structural engineering, 117(11), pp 3417-3433.

4. Teng, J. G., Chen, J. F., Smith, S. T., & Lam, L. (2002), “ FRP: strengthened RC structures,” Frontiers in Physics, 266.

5. Seracino, R., Raizal Saifulnaz, M. R., & Oehlers, D. J. (2007), “Generic debonding resistance of EB and NSM plate-to-concrete joints,” Journal of Composites for Construction, 11(1), pp 62-70.

6. Liu, I. S., Oehlers, D. J., & Seracino, R. (2006), “Tests on the ductility of reinforced concrete beams retrofitted with FRP and steel near-surface mounted plates,” Journal of Composites for Construction, 10(2), pp 106-114.

7. Bonacci, J. F., & Maalej, M. (2001), “Behavioral trends of RC beams strengthened with externally bonded FRP,” Journal of Composites for Construction, 5(2), pp 102-113.

8. Bizindavyi, L., & Neale, K. W. (1999), “ Transfer lengths and bond strengths for composites bonded to concrete,” Journal of composites for construction, 3(4), pp 153-160.

9. Sabzi, J., and Esfahani, M.R., (2017) , “Flexural behavior of RC beams strengthened by CFRP sheets in the beams with low and high reinforcement ratios,” Amirkabir Journal of Civil Engineering: (in Persian).

10. Sabzi, J., and Esfahani, M. R., (2018), “Effects of tensile steel bars arrangement on concrete cover separation of RC beams strengthened by CFRP sheets,” Construction and Building Materials, 162, pp 470-479.

11. Ross, C. A., Jerome, D. M., Tedesco, J. W., and Hughes, M. L. (1999), “Strengthening of reinforced concrete beams with externally bonded composite laminates,” Structural Journal, 96(2), pp 212-220.

12. Pimanmas, A., and Pornpongsaroj, P. (2004), “Peeling behaviour of reinforced concrete beams strengthened with CFRP plates under various end restraint conditions,” Magazine of Concrete Research, 56(2), pp 73-81.

13. Esfahani, M. R., Kianoush, M. R., & Tajari, A. R. (2007), “Flexural behaviour of reinforced concrete beams strengthened by CFRP sheets,” Engineering structures, 29(10), pp 2428-2444.

14. American Concrete Institute. Committee 440. (2002), “Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures,” ACI 440.2 R-02. American Concrete Institute.

15. Isis Canada. (2001), “Strengthening Reinforced Concrete Structures with Externally-bonded Fibre Reinforced Polymers [computer File],” ISIS Canada.

16. ACI Committee 318, (2014), “Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary,” American Concrete Institute, Farmington Hills.

17. ABAQUS User’s Manual, Version 6.13.