توسعه و بهبود روشهای مقاوم سازی قاب میانپر با مصالح بنایی با استفاده از کامپوزیت های سیمانی مسلح فیبری
چکیده
در این تحقیق روش طراحی و ساخت یک کامپوزیت سیمانی مسلح با الیاف پلی وینیل الکل که با نام کامپوزیت های سیمانی مهندسی یا engineered cementitious composites-ecc شناخته می شوند، در ایران مورد بررسی قرار گرفته است. مکانیک شکست، خصوصیات کششی، فشاری و خمشی ecc تحت بارگذاری های استاتیکی و چیدمان دقیق آزمایشگاهی بررسی شده و در برخی موارد با رفتار بتن معمولی و یا بتن الیافی معمولی مقایسه گردیده است. همچنین روشی برای مدل سازی تحلیلی این ماده بر مبنای مدل ترک پخش شده با کرنش تجزیه شده و رفتار چند خطی سخت-شوندگی در کشش و پلاستیسیته دراگرـ پراگر پیشنهاد شده است. سپس رفتار المان های مصالح بنایی مانند منشور، تیر و نمونه های برشی سه گانه در دو حالت ساده و تقویت شده با ecc در شرایط مختلف آزمایش شده است. پیوستگی ecc به مصالح بنایی نیز با استفاده از آزمایش pull-off بررسی گردیده است. به عنوان اولین آزمایشات سازه ای اثر لایه های ecc بر روی رفتار پانل های بنایی مورد مطالعه قرار گرفته است. عملکرد پانل ها در دو حالت ساده و مقاوم سازی شده با یکدیگر مقایسه شده اند. برای بازدید چگونگی تشکیل و توسعه ترک ها در لایه ecc از روش همبستگی تصاویرمتوالی دیجیتالی (dic) بهره گرفته شده است. در ادامه چگونگی مقاوم سازی قاب های بتنی میان پر با میانقاب آجری با استفاده از لایه های ecc مورد ارزیابی قرار گرفته که در آن سه نمونه قاب بتنی میان پر با مقیاس 2/1 در حالت های بدون میانقاب، دارای میانقاب، دارای میانقاب تقویت شده با ecc تحت بارگذاری جانبی رفت و برگشتی قرار گرفته است و منحنی های چرخه ای، نمودار های نیروـ تغییرمکان، تغییرات سختی و تغییرات استهلاک انرژی آنها با یکدیگر مقایسه شده اند. از میان نتایج متعددی که از این آزمایشات و مدل سازی ها حاصل گردیده به مهمترین آنها با رعایت اختصار اشاره خواهد شد. براساس نتایج حاصله می توان بیان داشت که منشورهای مقاوم شده دوطرفه نسبت به نمونه های کنترل افزایشی در حدود 23 و 36 درصد به ترتیب در ظرفیت باربری فشاری و سختی از خود نشان داده اند. بر اساس پاسخ نمونه های برش سه گانه می توان بیان کرد که لایه های ecc وابسته به ضخامت خود می توانند ظرفیت باربری برشی را 3 تا 6 برابر و ظرفیت جذب انرژی را در اینگونه نمونه ها 20 تا 50 برابر افزایش دهند. همچنین کاربرد ecc به عنوان ماده مقاوم سازی توانسته است مقاومت برشی پانل های بنایی را 5/1 تا 8/2 برابر و ظرفیت جذب انرژی را حداقل به میزان 35 برابر افزایش دهد. نتایج آزمایشات انجام شده در این تحقیق نشان می دهد که مقاوم سازی قاب های میان پر با ecc، سبب افزایش ظرفیت باربری به میزان 6/2 برابر، ظرفیت جذب انرژی به مقدار 7/2 برابر و جلوگیری از فروریزش میانقاب شده است.