ارزیابی رفتار ورق تقویتی frp بر سطح بتن تحت بارگذاری با زاویه ی اولیه

مجید قربانی

چکیده

در سازه های بتن آرمه پس از گذشت چندین سال از عمر بهره برداری، به دلایل مختلفی ممکن است که تقویت برخی از المان های سازه ضروری شود. بدین منظور از تکنیک نصب خارجی ورق frp به وجه کششی تیرها و نیز دال های بتن آرمه، سال ها است که به عنوان راه کار مناسب جهت تقویت خمشی سازه ها استفاده می شود. در تیرهای تقویت شده با ورق frp، چنان چه عملکرد کامپوزیت ورق frp و بتن تا لحظه ی نهایی حفظ نشود، پدیده ی نامطلوب جدا شدگی ورق از سطح بتن رخ خواهد داد. یکی از این انواع جدا شدگی، جدا شدگی ناشی از ترک میانی است که می تواند به دلیل تغییر مکان نسبی قائم ایجاد شده در دهانه ی ترک خمشی- برشی اتفاق بیفتد. بایستی گفت که تغییر مکان قائم نسبی، با ایجاد زاویه ی مثبت در ورق frp، به طوری که تنش نرمال کششی به میان رویه وارد شود، باعث تسریع جدا شدگی ورق از سطح بتن خواهد شد. هم چنین، در طرف دیگر دهانه ی ترک، اعمال زاویه ی منفی به ورق frp، به طوری که تنش نرمال فشاری به میان رویه وارد شود، جدا شدگی ورق از سطح بتن را به تعویق خواهد انداخت. از این رو با توجه به محدودیت مطالعات صورت گرفته پیرامون این موضوع، در این تحقیق به بررسی تأثیر زاویه ی ورق frp بر بار جدا شدگی آن از سطح بتن خواهیم پرداخت. به منظور پیش برد اهداف این تحقیق، نمونه های منشوری مکعبی به ابعاد 150 * 150 * 330 میلی متر ساخته شد. در طول این تحقیق 31 نمونه به روش ebr، و 31 نمونه به روش شیار زنی با ورق cfrp به عرض ثابت 50 میلی متر تقویت شد. هم چنین به منظور بررسی تأثیر طول ورق تقویتی بر رفتار اتصال تحت تنش نرمال، از ورق frp با طول 100 و 150 میلی متر استفاده شد. بررسی نتایج این تحقیق که با اعمال زاویه در محدوده ی 7/4- تا 6/0+ درجه به ورق frp در آزمایش برش مستقیم انجام شد، نشان می دهد که اعمال زوایای مثبت به ورق frp، باعث کاهش چشم گیر بار نهایی نمونه ی ebr خواهد شد؛ به طوری که در نمونه-های با طول مهار 100 میلی متر، بار جدا شدگی تا 41/2 درصد نسبت به نمونه ی بدون زاویه کاهش یافت. این در حالی است که اعمال زاویه ی منفی به ورق frp، به طوری که میان رویه تحت تنش نرمال فشاری قرار بگیرد، باعث افزایش سختی و در نتیجه افزایش بار نهایی نمونه می شود؛ به طوری که در نمونه های با طول مهار 150 میلی متر، بار نهایی تا 37/3 درصد نسبت به نمونه ی بدون زاویه افزایش یافته است. هم چنین مقایسه ی نتایج بار نهایی نمونه های ebr و شیار دار حاکی از آن است که روش شیار زنی در شرایطی که ورق تحت تنش نرمال قرار دارد، عملکرد خیلی بهتری نسبت به روش ebr از خود نشان می دهد؛ به طور مثال، بار نهایی نمونه های شیار دار تحت زوایای منفی تا 75/9 درصد نسبت به نمونه ی مشابه ebr افزایش یافت. هم چنین در نمونه های تحت زاویه ی مثبت نیز، روش شیار زنی تا 47/1 درصد بار نهایی را نسبت به نمونه ی مشابه ebr افزایش داده است.

اساتید راهنما و مشاور

داود مستوفی نژاد