ConfOrganizer 

بررسی تحلیلی و آزمایشگاهی تیرهای بتن مسلح تقویت شده با ورق‌های FRP

•   Mr. Javad Sabzi ,  دانشگاه فردوس مشهد ,   
•   Prof. Mohammad Reza Esfahani ,  استاد گروه عمران- دانشگاه فردوسی مشهد ,   

Major Topic: Concrete Structures|سازه های بتنی

Abstract

تسلیح خارجی (EBR) روشی مرسوم برای نصب ورقه‌های FRP با استفاده از روش آماده‌سازی سطحی می‌باشد. اخیراً روش تسلیح خارجی بر روی شیار (EBROG) به عنوان یک پیشنهاد برای جایگزینی روش EBR در اعضای سازه‌ای بتن‌مسلح برای به تأخیر انداختن مود گسیختگی جداشدگی ورق FRP مطرح شده است. در این پژوهش، 4 نمونه تیر بتن آرمه به ابعاد 2200×300×250 ميلی‌متر ساخته شد و تحت آزمایش قرار گرفت. نمونه‌های آزمایشی با ورق¬هاي CFRP به روش‌های EBR و EBROG تقویت شدند و عواملی نظیر نوع روش تقویت و مقاومت بتن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که استفاده از روشEBROG در بتن با مقاومت معمولی، احتمال جداشدگی ورق FRP همراه با پوشش بتن از سطح تیر را افزایش می‌دهد. هم‌چنین استفاده از روش EBROG در بتن با مقاومت بالا باعث می‌شود که ظرفیت باربری نهایی، تغییر مکان وسط دهانه و سطح زیر منحنی بار- تغییر مکان تا نقطه‌ی حداکثر ظرفیت باربری به مقدار قابل ملاحظه‌ای بیش‌تر از نمونه‌های تقویت شده با روش EBR ‌باشد. از مقايسه‌ی نتايج آزمايشگاهي و نتايج به‌دست ‌آمده از روابط آيين‌نامه و مدل‌های تحلیلی مشاهده‌ شد كه مقاومت خمشي حاصل از نتایج آزمایشگاهی برای مقاطع تقویت شده با روش EBR به مقاومت خمشی حاصل از روابط آیین‌نامه و مدل‌های تحلیلی نزدیک بود. اما هنگام استفاده از روش EBROG مقاومت خمشی حاصل از نتایج آزمایشگاهی بیش‌تر از مقاومت خمشی حاصل از روابط آیین‌نامه و مدل‌های تحلیلی بود. بنابراین روابط آیین‌نامه و مدل‌های تحلیلی مقاومت خمشی تیرهای تقویت شده به روش EBROG را دست پایین پیش‌بینی می‌کند.

Keywords

تیر بتن مسلح; روش تقویت; مقاومت بتن; EBR; EBROG

• استفاده از روشEBROG در بتن با مقاومت معمولی، احتمال جداشدگی ورق FRP همراه با پوشش بتن از سطح تیر را افزایش می‌دهد.
• استفاده از روش EBROG در بتن با مقاومت بالا باعث می‌شود که ظرفیت باربری نهایی، تغییر مکان وسط دهانه و سطح زیر منحنی بار- تغییر مکان تا نقطه‌ی حداکثر ظرفیت باربری به مقدار قابل ملاحظه‌ای بیش‌تر از نمونه‌های تقویت شده با روش EBR ‌باشد.
• هنگام استفاده از روش EBROG مقاومت خمشی حاصل از نتایج آزمایشگاهی بیش‌تر از مقاومت خمشی حاصل از روابط آیین‌نامه و مدل‌های تحلیلی بود.

1. Khorasani AM, Esfahani MR, Sabzi J (2019) The effect of transverse and flexural reinforcement on deflection and cracking of GFRP bar reinforced concrete beams. Composites Part B: Engineering, 161:530-546.

2. Chen C, Li X, Zhao D, Huang Z, Sui L, Xing F, Zhou Y (2019) Mechanism of surface preparation on FRP-Concrete bond performance: A quantitative study. Composites Part B: Engineering, 163:193-206.

3. Esfahani MR, Kianoush MR, Tajari AR (2007) Flexural behaviour of reinforced concrete beams strengthened by CFRP sheets. Engineering structures, 29(10):2428-2444.

4. Mofrad MH, Mostofinejad D, Hosseini A (2019) A generic non-linear bond-slip model for CFRP composites bonded to concrete substrate using EBR and EBROG techniques. Composite Structures, 220:31-44.

5. Mostofinejad D, Mahmoudabadi E (2010) Grooving as alternative method of surface preparation to postpone debonding of FRP laminates in concrete beams. Journal of Composites for Construction, 14(6):804-811.

6. Mostofinejad D, Moghaddas A (2014) Bond efficiency of EBR and EBROG methods in different flexural failure mechanisms of FRP strengthened RC beams. Construction and Building Materials, 54:605-614.

7. Mostofinejad D, Kashani AT (2013) Experimental study on effect of EBR and EBROG methods on debonding of FRP sheets used for shear strengthening of RC beams. Composites Part B: Engineering, 45(1):1704-1713.

8. Mostofinejad D, Shameli M (2011) Performance of EBROG method under multilayer FRP sheets for flexural strengthening of concrete beams. Procedia Engineering, 14:3176-3182.

9. Mostofinejad D, Torabian A (2015) Experimental study of circular RC columns strengthened with longitudinal CFRP composites under eccentric loading: Comparative evaluation of EBR and EBROG methods. Journal of Composites for Construction, 20(2):04015055.

10. Saljoughian A, Mostofinejad D (2018) Grooving methods in square RC columns strengthened with longitudinal CFRP under cyclic axial compression. Engineering Structures, 174:724-735.

11. Moshiri N, Hosseini A, Mostofinejad D (2015) Strengthening of RC columns by longitudinal CFRP sheets: Effect of strengthening technique. Construction and Building Materials, 79:318-325.

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

13. ACI 440.2R-17, Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures, Reported by ACI Committee 440.2017 (2017).

14. Said H, Wu Z (2008) Evaluating and proposing models of predicting IC debonding failure. Journal of composites for construction, 12(3):284-299.

15. Teng JG, Smith ST, Yao J, Chen JF (2003) Intermediate crack-induced debonding in RC beams and slabs. Construction and building materials, 17(6-7):447-462.

16. Lu XZ, Teng JG, Ye LP, Jiang JJ (2007) Intermediate crack debonding in FRP-strengthened RC beams: FE analysis and strength model. Journal of Composites for Construction, 11(2):161-174.